JP2000326206A - Elid平面研削盤の電極支持装置とその方法 - Google Patents
Elid平面研削盤の電極支持装置とその方法Info
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Abstract
隙を容易に調整することができ、かつ砥石の磨耗,交
換,清掃時等にも、再調整の必要のないELID平面研
削盤の電極支持装置とその方法を提供する。 【解決手段】 垂直な軸心を中心に回転する導電性砥石
10の水平な加工面10aに対向して電極16aを支持
する電極支持装置。電極を上下動可能に支持する電極ガ
イド18と、電極と砥石の間に電解液を供給する電解液
供給手段20とを備え、ハイドロプレーニングによる電
極の浮き上がりにより電極と砥石の間隙を調整する。
Description
しながらワークを研削するELID平面研削盤の電極支
持装置とその方法に関する。
めに、従来は主として平面ラップ盤が用いられていた。
この平面ラップ盤は、両面同時ラッピング方式のラップ
盤であり、ワークを取り付ける取付具の周囲に例えば歯
車が切ってあり、中央及び周辺の歯車と噛み合って取付
具が自転しながら回転し、上方のシリンダによる圧力を
かけ、ラップ(又はラップ盤)と称する工具とワークと
の間に遊離研磨材を介在させ、ラップとワークとの相対
運動によって加工するものである。
(例えば平面ラップ盤)は、比較的簡単な設備により高
い加工精度を得ることができる特徴を有するが、その反
面、以下の問題点があった。 (1)遊離研磨材を用いた加工なため、加工速度が非常
に遅く(研削加工の1/10以下)、加工に時間がかか
る。そのため、通常は大型の設備を用い、複数の磁気デ
ィスク基板を同時に加工しているが、それにもかかわら
ず1枚当たりの加工時間が長い。 (2)予め基準となるラップ盤を高精度に加工し、これ
に倣わせてワークを加工するため、ラップ盤自体が摩耗
等により精度が低下すると、再度その加工が必要にな
る。この場合、通常は上下のラップ盤を擦り合わせる
「擦合わせ調整」が行われるが、この手段により凹凸部
は平坦になるが、回転軸に対する直角度は確保できず、
加工後のワークの平行度が低下する。すなわち、定圧ラ
ップ方式では、機上でツルーイング(擦合わせ調整)が
できるが、砥石(ラップ盤)の平坦度が向上してもワー
ク保持治具と砥石との平行度が再調整できないためワー
ク両面の平行度(厚さ精度)はこの調整で向上させるこ
とができない。
モータの破損が頻発している。この原因の1つは、磁気
ディスク基板の厚さのアンバランスにある。すなわち磁
気ディスク基板のアンバランスにより生じる偏心力によ
り、モータの軸受寿命が低下し、短時間にモータが破損
するという問題点があった。そのため、ハードディスク
の信頼性を高めるために、従来以上に磁気ディスク基板
の平行度(厚さ精度)を高めることが強く要望されてい
る。しかし、上述した従来のラップ盤でこれを達成しよ
うとすると、更に加工時間が長くなり、実用的でない問
題点があった。
本発明の発明者等は、先に、「磁気ディスク基板の鏡面
加工装置及び方法」(特願平10?136198号、未
公開)を創案し出願した。この発明は、図4に模式的に
示すように、垂直な軸心Z1を中心に回転し水平な加工
面2aを有するメタルボンド砥石2と、この加工面に対
向する水平な支持面4aを有し垂直な軸心Z2を中心に
回転するワーク保持回転手段4と、前記メタルボンド砥
石を陽極とし、メタルボンド砥石の前記加工面に非接触
で対設された電極6aを陰極とし、両極間にパルス状電
圧を印加する電圧印加手段6と、前記メタルボンド砥石
の加工面に導電性研削液を流す研削液供給手段8とを備
え、ワーク保持回転手段4は、円板状の磁気ディスク基
板1又は円板状のツルーイング砥石を支持面に密着して
保持及び回転し、かつ水平及び垂直に移動可能に構成さ
れており、これにより、(A)メタルボンド砥石の加工
面2aを機上で平面加工し、次いで、メタルボンド砥石
を電解ドレッシングしながら、同時に、(B)ワーク保
持回転手段の支持面4aの研削加工と、(C)ワーク保
持回転手段に取り付けた磁気ディスク基板1の研削加工
とを、交互に機上で行うものである。なお、この図で
3,5は駆動装置である。
グ装置に比較して磁気ディスク基板の加工速度を大幅に
高めることができ、かつ両面の平行度(厚さ精度)及び
表面粗さを従来以上に高めることができるようになっ
た。
において、電極6aは、砥石2の加工面2aに非接触で
対設し、かつその間隙を例えば0.1?0.15mmの
範囲で精密に設定する必要がある。そのため、従来は電
極挟持装置により電極を水平に固定していた。しかし、
砥石は、電解ドレッシングにより徐々に薄くなるため、
隙間を随時再調整する必要があった。また、砥石磨耗時
にシム等によって再調整が必要になるばかりでなく、砥
石の交換や清掃、電極の取外し等の際にもその度、隙間
の調整が必要であった。そのため、これらの作業に時間
を要し全体の加工能率が低下する問題点があった。ま
た、この調整に熟練を要するため、経験が不十分な場合
に間隙の再現性が悪く、研削性能が悪化する問題点があ
った。
創案されたものである。すなわち、本発明の目的は、熟
練を要することなく、砥石の加工面との間隙を容易に調
整することができ、かつ砥石の磨耗,交換,清掃時等に
も、再調整の必要のないELID平面研削盤の電極支持
装置とその方法を提供することにある。
軸心を中心に回転する導電性砥石(10)の水平な加工
面(10a)に対向して電極(16a)を支持する電極
支持装置であって、電極を上下動可能に支持する電極ガ
イド(18)と、電極と砥石の間に電解液を供給する電
解液供給手段(20)とを備え、ハイドロプレーニング
による電極の浮き上がりにより電極と砥石の間隙を調整
する、ことを特徴とするELID平面研削盤の電極支持
装置が提供される。
に回転する導電性砥石(10)の水平な加工面(10
a)に対向して電極(16a)を支持する電極支持方法
であって、電極を上下動可能に支持し、電極と砥石の間
に電解液を供給し、ハイドロプレーニングにより電極を
浮き上がらせ、その間に所定の間隙を形成する、ことを
特徴とするELID平面研削盤の電極支持方法が提供さ
れる。
ガイド(18)により電極を上下動可能に支持し、電解
液供給手段(20)により電極と砥石の間に電解液を供
給してハイドロプレーニングにより電極を浮き上がら
せ、その間に所定の間隙を形成する。この間隙は、電解
液の供給量にほぼ比例することから、この供給量を適切
に保持することにより、間隙を維持することができる。
従って熟練は不要であり、間隙を流量制御により容易に
調整でき、かつ砥石の磨耗,交換,清掃時等にも、再調
整が不要となる。
電極(16a)の砥石側に、接触防止材(17)が取付
けられており、該接触防止材は、電極と砥石の所望の間
隙よりも薄い絶縁物質からなる。この構成により、異常
時(例えば砥石の異常停止時)に隙間が急減しても極間
ショートを防止することかできる。
知器(21)と、電解液の流量を制御する電解液流量制
御弁(22)とを備え、隙間検知器で検知された間隙が
所定の一定値を保持するように電解液の流量を制御する
ことが好ましい。この構成により、間隙の自動調整が可
能となる。
給しハイドロプレーニングにより電極を浮き上がらせた
後に、電極と砥石の間に電圧を印加し、(B)電解液の
供給停止及び/又は砥石の回転停止の際に、前記電圧印
加を中止する、ことが好ましい。この構成により、接触
防止材なしでも、異常時(例えば砥石の異常停止時)の
極間ショートを防止することができる。
を図面を参照して説明する。なお、各図において共通の
部材には同一の符号を付し重複した説明を省略する。本
発明の発明者等は、電解インプロセスドレッシング研削
法(Electrolytic Inprocess Dressing:ELID研削
法)と称する「導電性砥石の電解ドレッシング方法およ
び装置」を創案した(特公平6?075823号)。こ
の方法及び装置は、導電性砥石に電圧を印加して、導電
性砥石を電解でドレッシングすることにより、良好な鏡
面並びに平滑平面を、高能率かつ高速で得られるように
したものである。このELID研削法は、電解ドレッシ
ングにより砥石に目詰まりが生じないので、砥粒を細か
くすれば鏡面のような極めて優れた加工面を研削加工で
得ることができ、かつ遊離研磨材を使用するラッピング
等と比較すると、数十倍の速度で鏡面を加工することが
できる。本発明は、かかるELID研削法を更に発展さ
せ、高精度化したものである。
LID平面研削装置の全体構成図である。このELID
平面研削装置は、水平な加工面10aを有するメタルボ
ンド砥石10、メタルボンド砥石10の加工面10aに
対向する水平な支持面4aを有するワーク保持回転手段
4、電圧印加手段16及び電解液供給手段20を備え
る。
り、垂直な軸心Z1を中心に回転駆動される。このメタ
ルボンド砥石10は、酸化セリウム砥粒もしくはCBN
砥粒と、鋳鉄およびコバルトを成分とする結合部からな
り、結合部を電解させて砥粒の目立てを行う「電解ドレ
ッシング」ができるようになっている。ワーク保持回転
手段4も、別の駆動装置5により、メタルボンド砥石1
0の軸心Z1に対して高精度に平行に構成された垂直な
軸心Z2を中心に回転駆動される。またワーク保持回転
手段4は、円板状の部材、すなわち被加工物である磁気
ディスク基板1、或いはこれと同様な形状のツルーイン
グ砥石を支持面4aに密着して保持及び回転し、かつ水
平及び垂直に移動可能に構成されている。このワーク保
持回転手段4は、例えば、真空チャック装置又は機械式
チャック装置であるのがよい。
0の加工面10aに非接触で対設された電極16a、電
解ドレッシング用の電源(ELID電源16b)、メタ
ルボンド砥石10に給電する給電体16c、及びこれら
を電気的に接続する給電線16dからなり、メタルボン
ド砥石10を陽極とし、電極16aを陰極とし、両極間
にパルス状電圧を印加するようになっている。更に、研
削液供給手段20は、研削液用のノズル20a、供給装
置20b及びこれらを連通する配管20cからなり、メ
タルボンド砥石10の加工面10a、すなわち、加工面
10aと電極16a、支持面4a、及び磁気ディスク基
板1との間にそれぞれ導電性研削液を流すようになって
いる。上述した構成により、メタルボンド砥石10の加
工面10aを電解ドレッシングしながら、同時に、ワー
ク保持回転手段4の支持面4aの研削加工と、ワーク保
持回転手段4に取り付けた磁気ディスク基板1の研削加
工とを、交互に機上で行う、ことができる。
図2のII?II'線における断面図である。これらの図に
示すように、本発明の電極支持装置は、電極16aを上
下動可能に支持する電極ガイド18と、電極16aと砥
石10の間に電解液を供給する前述した電解液供給手段
20とからなる。電極ガイド18は、この例では、内端
ガイド18aと外端ガイド18bとからなる。内端ガイ
ド18aと外端ガイド18bは、電極16aの内端及び
外端から十分な隙間を隔てた半径方向内面と、電極16
aの周方向両端をわずかな隙間で案内する周方向案内面
とを有している。この構成により、電極16aは周方向
には移動せず、上下方向には自由に上下動することがで
きる。なお、電極ガイドはこの構成に限定されず、電極
16aを上下動可能に支持する範囲で、他の構造、例え
ば薄い平バネで電極を下方又は上方に付勢する構造を用
いてもよい。
面)に、接触防止材17が貼付け等により取付けられて
いる。この接触防止材17は、電極16aと砥石10の
所望の間隙(例えば、0.1?0.15mm)よりも薄
い絶縁物質からなる。この絶縁物質には、例えばセラミ
ックス箔を用いることができる。
は更に、電極16aと砥石10の間隙を計測する隙間検
知器21と、電解液の流量を制御する電解液流量制御弁
22とを備え、隙間検知器21で検知された間隙が所定
の一定値(例えば0.1?0.15mm)を保持するよ
うに電解液の流量を制御するようになっている。隙間検
知器21には、例えば光反射式センサを用いることがで
きる。
電極ガイド18により電極16aを上下動可能に支持
し、電解液供給手段20により電極と砥石の間に電解液
を供給してハイドロプレーニングにより電極16aを浮
き上がらせ、その間に所定の間隙を形成する。この間隙
は、電解液の供給量にほぼ比例することから、この供給
量を適切に保持することにより、間隙を電極16aの全
面にわたり一定に維持することができる。従って熟練は
不要であり、間隙を流量制御により容易に調整でき、か
つ砥石の磨耗,交換,清掃時等にも、再調整が不要とな
る。
えば砥石の異常停止時)に隙間が急減しても極間ショー
トを防止することかできる。更に、隙間検知器21と電
解液流量制御弁22を備えて電解液の流量を制御するこ
とにより、間隙の自動調整が可能となる。
支持装置を用いて、(A)電極と砥石の間に電解液を供
給しハイドロプレーニングにより電極を浮き上がらせた
後に、電極と砥石の間に電圧を印加し、(B)電解液の
供給停止及び/又は砥石の回転停止の際に、前記電圧印
加を中止することにより、接触防止材なしでも、異常時
(例えば砥石の異常停止時)の極間ショートを防止する
ことができる。
ロプレーニングによる電極の浮き上り量を実測した。砥
石の回転速度を100rpm、電解液の供給量を約2リッ
トル/分とし、砥石上面の電極より約10cm前の位置
に、先端を細長くした1対のノズルを用いて、砥石面に
電解液を平均に流した。この際に電解液の表面に波がほ
とんどできないように、調整した。
電極と砥石の間隙は、光反射測定の結果、0.15mm~0.2mm
の範囲で電極全面にわたり、安定に維持され、砥石の電
解ドレッシングも良好に行うことができることが確認さ
れた。
れるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種
々の変更が可能である。例えば、上述した実施形態で
は、ワークの片面を加工する場合について詳述したが、
本発明はこれに限定されず、両面研削にも同様に適用す
ることができる。
研削盤の電極支持装置とその方法は、熟練を要すること
なく、砥石の加工面との間隙を容易に調整することがで
き、かつ砥石の磨耗,交換,清掃時等にも、再調整が不
要となる等の優れた効果を有する。
削装置の全体構成図である。
図である。
8)
本発明の発明者等は、先に、「磁気ディスク基板の鏡面
加工装置及び方法」(特願平10−136198号、未
公開)を創案し出願した。この発明は、図4に模式的に
示すように、垂直な軸心Z1を中心に回転し水平な加工
面2aを有するメタルボンド砥石2と、この加工面に対
向する水平な支持面4aを有し垂直な軸心Z2を中心に
回転するワーク保持回転手段4と、前記メタルボンド砥
石を陽極とし、メタルボンド砥石の前記加工面に非接触
で対設された電極6aを陰極とし、両極間にパルス状電
圧を印加する電圧印加手段6と、前記メタルボンド砥石
の加工面に導電性研削液を流す研削液供給手段8とを備
え、ワーク保持回転手段4は、円板状の磁気ディスク基
板1又は円板状のツルーイング砥石を支持面に密着して
保持及び回転し、かつ水平及び垂直に移動可能に構成さ
れており、これにより、(A)メタルボンド砥石の加工
面2aを機上で平面加工し、次いで、メタルボンド砥石
を電解ドレッシングしながら、同時に、(B)ワーク保
持回転手段の支持面4aの研削加工と、(C)ワーク保
持回転手段に取り付けた磁気ディスク基板1の研削加工
とを、交互に機上で行うものである。なお、この図で
3,5は駆動装置である。
において、電極6aは、砥石2の加工面2aに非接触で
対設し、かつその間隙を例えば0.1−0.15mmの
範囲で精密に設定する必要がある。そのため、従来は電
極挟持装置により電極を水平に固定していた。しかし、
砥石は、電解ドレッシングにより徐々に薄くなるため、
隙間を随時再調整する必要があった。また、砥石磨耗時
にシム等によって再調整が必要になるばかりでなく、砥
石の交換や清掃、電極の取外し等の際にもその度、隙間
の調整が必要であった。そのため、これらの作業に時間
を要し全体の加工能率が低下する問題点があった。ま
た、この調整に熟練を要するため、経験が不十分な場合
に間隙の再現性が悪く、研削性能が悪化する問題点があ
った。
を図面を参照して説明する。なお、各図において共通の
部材には同一の符号を付し重複した説明を省略する。本
発明の発明者等は、電解インプロセスドレッシング研削
法(Electrolytic Inprocess Dressing:ELID研削
法)と称する「導電性砥石の電解ドレッシング方法およ
び装置」を創案した(特公平6−075823号)。こ
の方法及び装置は、導電性砥石に電圧を印加して、導電
性砥石を電解でドレッシングすることにより、良好な鏡
面並びに平滑平面を、高能率かつ高速で得られるように
したものである。このELID研削法は、電解ドレッシ
ングにより砥石に目詰まりが生じないので、砥粒を細か
くすれば鏡面のような極めて優れた加工面を研削加工で
得ることができ、かつ遊離研磨材を使用するラッピング
等と比較すると、数十倍の速度で鏡面を加工することが
できる。本発明は、かかるELID研削法を更に発展さ
せ、高精度化したものである。
図2のII−II'線における断面図である。これらの図に
示すように、本発明の電極支持装置は、電極16aを上
下動可能に支持する電極ガイド18と、電極16aと砥
石10の間に電解液を供給する前述した電解液供給手段
20とからなる。電極ガイド18は、この例では、内端
ガイド18aと外端ガイド18bとからなる。内端ガイ
ド18aと外端ガイド18bは、電極16aの内端及び
外端から十分な隙間を隔てた半径方向内面と、電極16
aの周方向両端をわずかな隙間で案内する周方向案内面
とを有している。この構成により、電極16aは周方向
には移動せず、上下方向には自由に上下動することがで
きる。なお、電極ガイドはこの構成に限定されず、電極
16aを上下動可能に支持する範囲で、他の構造、例え
ば薄い平バネで電極を下方又は上方に付勢する構造を用
いてもよい。
面)に、接触防止材17が貼付け等により取付けられて
いる。この接触防止材17は、電極16aと砥石10の
所望の間隙(例えば、0.1−0.15mm)よりも薄
い絶縁物質からなる。この絶縁物質には、例えばセラミ
ックス箔を用いることができる。
は更に、電極16aと砥石10の間隙を計測する隙間検
知器21と、電解液の流量を制御する電解液流量制御弁
22とを備え、隙間検知器21で検知された間隙が所定
の一定値(例えば0.1−0.15mm)を保持するよ
うに電解液の流量を制御するようになっている。隙間検
知器21には、例えば光反射式センサを用いることがで
きる。
削装置の全体構成図である。
図である。
Claims (5)
- 【請求項1】 垂直な軸心を中心に回転する導電性砥石
(10)の水平な加工面(10a)に対向して電極(1
6a)を支持する電極支持装置であって、電極を上下動
可能に支持する電極ガイド(18)と、電極と砥石の間
に電解液を供給する電解液供給手段(20)とを備え、
ハイドロプレーニングによる電極の浮き上がりにより電
極と砥石の間隙を調整する、ことを特徴とするELID
平面研削盤の電極支持装置。 - 【請求項2】 前記電極(16a)の砥石側に、接触防
止材(17)が取付けられており、該接触防止材は、電
極と砥石の所望の間隙よりも薄い絶縁物質からなる、こ
とを特徴とする請求項1に記載のELID平面研削盤の
電極支持装置。 - 【請求項3】 電極と砥石の間隙を計測する隙間検知器
(21)と、電解液の流量を制御する電解液流量制御弁
(22)とを備え、隙間検知器で検知された間隙が所定
の一定値を保持するように電解液の流量を制御する、こ
とを特徴とする請求項1又は2に記載のELID平面研
削盤の電極支持装置。 - 【請求項4】 垂直な軸心を中心に回転する導電性砥石
(10)の水平な加工面(10a)に対向して電極(1
6a)を支持する電極支持方法であって、電極を上下動
可能に支持し、電極と砥石の間に電解液を供給し、ハイ
ドロプレーニングにより電極を浮き上がらせ、その間に
所定の間隙を形成する、ことを特徴とするELID平面
研削盤の電極支持方法。 - 【請求項5】 (A)電極と砥石の間に電解液を供給し
ハイドロプレーニングにより電極を浮き上がらせた後
に、電極と砥石の間に電圧を印加し、(B)電解液の供
給停止及び/又は砥石の回転停止の際に、前記電圧印加
を中止する、ことを特徴とする請求項4に記載のELI
D平面研削盤の電極支持方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP13548299A JP4420490B2 (ja) | 1999-05-17 | 1999-05-17 | Elid平面研削盤の電極支持装置とその方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP13548299A JP4420490B2 (ja) | 1999-05-17 | 1999-05-17 | Elid平面研削盤の電極支持装置とその方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2000326206A true JP2000326206A (ja) | 2000-11-28 |
JP4420490B2 JP4420490B2 (ja) | 2010-02-24 |
Family
ID=15152760
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Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP13548299A Expired - Fee Related JP4420490B2 (ja) | 1999-05-17 | 1999-05-17 | Elid平面研削盤の電極支持装置とその方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP4420490B2 (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2003090965A1 (fr) * | 2002-04-23 | 2003-11-06 | Sony Corporation | Procede de polissage, dispositif de polissage, et procede de fabrication d'equipement a semi-conducteurs |
CN108214115A (zh) * | 2018-01-10 | 2018-06-29 | 华侨大学 | 超声辅助elid端面磨削机床 |
-
1999
- 1999-05-17 JP JP13548299A patent/JP4420490B2/ja not_active Expired - Fee Related
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2003090965A1 (fr) * | 2002-04-23 | 2003-11-06 | Sony Corporation | Procede de polissage, dispositif de polissage, et procede de fabrication d'equipement a semi-conducteurs |
CN108214115A (zh) * | 2018-01-10 | 2018-06-29 | 华侨大学 | 超声辅助elid端面磨削机床 |
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---|---|
JP4420490B2 (ja) | 2010-02-24 |
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