HUP0600297A2

HUP0600297A2 - Abrasive tools made with a self-avoiding abrasive grain array

Info

Publication number: HUP0600297A2
Application number: HU0600297A
Authority: HU
Inventors: Richard W J Hall; Jens M Molter; Charles A Bateman
Original assignee: Saint Gobain Abrasives Inc
Priority date: 2003-10-10
Filing date: 2004-09-07
Publication date: 2007-07-30
Also published as: CN1867428B; ES2306591B1; GB0609169D0; US7507267B2; WO2005039828A1; AT502328B1; GB2423491A; FR2860744B1; BE1016293A4; AT502328A2; GB2423491B; JP2007508153A; PL379550A1; KR100796184B1; US20090202781A1; RU2320472C2; DE112004001912T5; IL174805A; PL204960B1; BRPI0415196A

Description

csiszolószemcsék sokaságát tartalmazó, kisméretű, formára alakított kompozit struktúrák, például három dimenziós gúlák, rombuszok, egyenesek és hexagonális gerincek ismétlődnek. Azt találták, hogy ezeknek a szerszámoknak az alkalmazása könnyebb vágást tesz lehetővé, és a szemcsekompozitok közötti szabad terek nedvesebb csiszolásra és fokozottabb töredékeltávolításra nyújtanak lehetőséget. A szuper-csiszolószerszám kategóriában hasonló, merev, formára alakított támasztólemezzel vagy -maggal rendelkező szerszámokat ismertetnek a 6 096 107. számú amerikai egyesült államokbeli szabadalmi leírásban.

A korábbiakban már terveztek olyan csiszolószerszámokat, amelyek négyzetek, körök, téglalapok, hatszögek egyenletes rács mintázatában vagy más ismétlődő geometriai mintázatban elhelyezett csiszolószemcsék egyetlen rétegével rendelkeznek. Ezeket a szerszámokat különféle precíziós fényesítési [befejező simítási (finishing) alkalmazásokban használják fel. Egy mintázat a csiszolószemcsék egyedi szemcséit vagy csoportjait egyetlen rétegben, a csoportok közötti szabad terekkel elkülönítve tartalmazhatják. Különösen a szuper-csiszolószerszámok esetében úgy vélik, hogy a csiszolószemcsék egyenletes mintázatai planárisabb, simább felületkezelést biztosítanak, mint amilyen a csiszolószerszámon lévő csiszolószemcsék véletlenszerű elhelyezkedésével érhető el. Ilyen csiszolószerszámokat ismertetnek például a 6 537 140 Bl., az 5 669 943 A., a 4 925 457 A., az 5 980 678 A., az 5 049 165 A., a 6 368 198 Bl. és a 6 159 087 A. számú amerikai egyesült államokbeli szabadalmi leírásban.

Tehát a korábbiakban már terveztek és gyártottak a költségesen félig simított (semi-finished) munkadarabok egyenletes csiszolásához megkövetelt rendkívül pontos specifikációknak megfelelő csiszolószerszámokat. Az ilyen munkadarabok példájaként megemlíthetők az elektronikai iparban a félig simított integrált áramkörök, amelyeknek a csiszoltnak vagy polírozottnak kell lenniük a lapkákra (például szilka vagy más kerámia, illetve üveg szubsztrát anyagra) előzetesen többszörös felületi rétegekben szelektíven elhelyezett kerámia vagy fém anyagok feleslegének az eltávolításához. A félig simított integrált áramkörökön újonnan kialakított felületi rétegek planárissá tételét csiszolóiszapok és polimer párnák (pads) alkalmazásával végzett kémiai mechanikai planarizáló (CMP) eljárásokkal hajtják végre. A CMP párnákat egy csiszolószerszámmal folyamatosan vagy periodikusan kondicionálni kell. A kondicionálás kiküszöböli a párna az olyan megkeményedését vagy üvegesedesét, amelyet a felhalmozódó töredékeknek és csiszolóiszap-szemcséknek a párnák polírozó felületébe történő benyomódása okoz. A kondicionálásnak a párna felületének egészén olyan egyenletesnek kell lennie, hogy a kondicionált párna a lapkák teljes felületén ismét képes legyen planarizálni a lapkákat.

Annak érdekében, hogy a párna polírozó felületén egyenletes csiszolási mintázatot eredményezzen, a kondicionáló szerszámon a csiszolószemcsék elhelyezkedése (lokációja) kontrollált. A szerszám egyik kétdimenziós síkján a csiszolószemcse teljesen véletlenszerű elhelyezkedése alkalmatlannak bizonyul a CMP párna kondicionálásához. A korábbiakban már javasolták, hogy a szerszám csiszolófelületén lévő bizonyos meghatározott egyenletes rács mentén minden egyes szemcse orientálásával kontrollálják a CMP kondicionáló szerszámokon a csiszolószemcsék lokációját. (Lásd például a 6 368 198 B1. számú amerikai egyesült államokbeli szabadalmi leírást.) Ugyanakkor azonban az egyenletes rácsozatú szerszámoknak bizonyos korlátáik vannak. Például egy egyenletes rácsozat a szerszám mozgásából származó vibrációban periodicitást eredményezhet, ami viszont a párnán hullámosságot vagy periodikus barázdákat okozhat, illetve a csiszolószerszám vagy a polírozó párna egyenetlen kopását okozhatja, ami végső soron átterjedhet a félig fényezett munkadarabon a belső felületekre is.

Csiszolószemcséknek egy csiszolószerszám szubsztráton egyetlen rétegben lévő nem egyenletes rács mintázatának az előállítására szolgáló eljárást ismertetnek a 2002-178264. számú japán szabadalmi leírásban. Ezeknek a szerszámoknak az előállítása során először meghatároznak egy egyenletes, kétdimenziós mintázattal, például négyzetek sorozatával rendelkező virtuális rácsot, amelyben a szemcsék a rácson lévő egyenesek metszéspontjainál helyezkednek el. Ezt követően a rács mentén véletlenszerűen kiválasztanak néhány metszéspontot, majd a szemcséket az átlagos szemcseátmérő háromszorosánál kisebb távolságban elmozdítva ezekből a metszéspontokból kimozdítják a szemcséket. Az eljárás nem gondoskodik arról, hogy az egyedi szemcsék az x vagy y tengely mentén egy számsorban (numerical sequence) helyezkedjenek el, így nem biztosítja, hogy a létrejött szerszámfelület egyenletes csiszoló hatást biztosíthas son, anélkül, hogy az érintkezési felületben jelentős üregek vagy egyenetlenségek alakuljanak ki, amikor a szerszám egy munkadarabon egy lineáris utat követ. Az eljárás azt sem biztosítja, hogy minden egyes csiszolószemcse körül meghatározott kizáró zóna legyen, így lehetővé válik koncentrált szemcsék zónáinak és szemcsék közötti lyukas zónáknak a kialakulása, ami egyenetlen felületminőséget okozhat a fényesített munkadarabban .

A jelen találmány a 2002-178264. számú japán szabadalmi leírás ezen hiányosságai nélkül teszi lehetővé olyan csiszolószerszámok előállítását, amelyek egy véletlenszerű (random), de kontrollált elrendezésben minden egyes csiszolószemcse körül egy meghatározott kizáró zónával rendelkeznek. Ezenkívül előállíthatok olyan szerszámok, amelyek a szerszám csiszoló felületének x és/vagy y tengelye mentén a csiszolószemcse-lokációk randomizált számsorával rendelkeznek, és így egyenletes csiszoló hatás hozható létre, anélkül, hogy az érintkezési területben jelentős üregek vagy egyenetlenségek alakuljanak ki, amint a szerszám egy munkadarabon egy lineáris utat követ.

Azok a technika állása szerinti csiszolószerszámok, amelyek egyedi csiszolószemcséknek egy sablon (templát) drótháló vagy perforált lap térközti hézagaiban történő elhelyezésével elrendezett szemcsék egyenletes rács elrendezésével készültek (lásd például az 5 620 489 A. számú amerikai egyesült á Ί1amokbeli szabadalmi leírást) , egy ilyen rács statikus, egyenletes strukturális méreteire korlátozódnak. Ezek a dróthálók és egyenletesen perforált lapok csak egy szabályos méretű ráccsal (gyakran négyzetes vagy rombusz alakú ráccsal) rendelkező szerszámot hozhatnak létre. Ezzel szemben a találmány szerinti szerszámok a csiszolószemcsék között különböző hosszúságú, nem egyenletes távolságokat alkalmazhatnak. Ily módon tehát elkerülhetők a vibráció periodicitások. A templát háló méreteitől megszabadulva, a szerszám vágófelülete nagyobb koncentrációban tartalmazhat csiszolószemcsét, valamint sokkal finomabb csiszolószemcse-méreteket alkalmazhat, miközben a szemcseelhelyezés még mindig kontrollált. A CMP párna kondicionálás esetében úgy véljük, hogy a csiszolószerszámon a csiszolószemcsék nagyobb koncentrációja növeli a párnákkal érintkező csiszolópontok számát és növeli a párnák polírozó felületéből származó, felhalmozódott oxid töredékek és egyéb üvegesítő anyagok eltávolításának a hatékonyságát. Mivel a CMP párnák viszonylag puhák, az ebben az alkalmazásban történő felhasználásra a kis csiszolószemcse-méretek alkalmasak, és egy kisebb szemcseméretű csiszolószemcse viszonylag nagyobb koncentrációit alkalmazhatjuk .

Ezenkívül, a találmány szerinti szerszámokkal végrehajtott perifériális csiszolási műveletekben egyenes vonalú mozgás közben a nem folytonos csiszolószemcsék kontrollált, random elrendezésében minden egyes szemcse eltérő, egymással nem érintkező (önelkerülő) utakat vagy vonalakat követ a munkadarab felülete mentén. Ez előnyösen különbözik a technika állása szerinti, a csiszolószemcsék egyenletes rácsozatával rendelkező szerszámok tulajdonságaitól. Egy egyenletes rácsozatban minden egyes, a rácson ugyanolyan x vagy y méreten osztozó ···· · · · ♦ ·« · « ·»4« «« ·· «··· I szemcse a munkadarab felülete mentén ugyanazt az utat vagy vonalat fogja követni, mint amelyet az ugyanolyan x vagy y méretnél fekvő valamennyi egyéb szemcse követ, és amely út a párnát is keresztezi. Ily módon a technika állása szerinti egyenletes rácsozatú szerszámok hajlamosak arra, hogy árkokat hozzanak létre a munkadarab felületén. A találmány szerinti szerszámok minimálisra csökkentik ezeket a problémákat. A lineáris mód helyett inkább forgó üzemmódban működő szerszámok esetében eltérő a helyzet. Egy homlok (face) vagy felület csiszolószerszám esetében a szabályos szemcseelrendezések többszörös forgási szimmetriával rendelkeznek (például egy négyzetes szabályos rácsnak négyszeres, egy hexagonálisnak hatszoros stb. forgási szimmetriája van), míg a találmány szerinti szerszámok csak egyszeres forgási szimmetriájúak. így a találmány szerinti szerszámok ismétlődési ciklusa sokkal hoszszabb (például négyszer hosszabb, mint egy négyzetes szabályos rácsé), amelynek a nettó hatása az, hogy a szabályos egyenletes csiszolószemcse-elrendezésű szerszámokhoz viszonyítva a találmány szerinti szerszámok minimálisra csökkentik a munkadarabon a szabályos mintázatok kialakulását.

A perifériális csiszolásban és a CMP párna kondicionálásban realizált előnyök mellett a találmány szerinti csiszolószerszámok különféle gyártási eljárásokban is előnyöket kínálnak. Az ilyen eljárások körébe tartozik — egyebek mellett — más elektronikai komponensek csiszolása, például kerámia lapkák hátoldalának a csiszolása (backgrinding), optikai kompo nensek polírozása, plasztikus deformációval jellemzett anyagok polírozása, valamint hosszú forgácsú (long chipping) anyagok, például titán, Inconel ötvözetek, nagy nyúlású acél, bronz és réz csiszolása.

Jóllehet a találmány különösen olyan szerszámok előállítására alkalmazható, amelyek egy sík munkafelületen egyetlen csiszolószemcse-réteggel rendelkeznek, egy kétdimenziós szemcseelrendezést behajlíthatunk vagy átalakíthatunk egy háromdimenziós hengerré, és ezáltal a szemcseelrendezés olyan szerszámokon történő felhasználásra adaptálható, amelyek a szerszám felületén tartott hengeres háromdimenziós csiszolószemcse-elrendezés formájában vannak összeállítva (amilyenek például a forgó lehúzószerszámok). A csiszolószemcse-elrendezés egy kétdimenziós lapból vagy szerkezetből a kötött csiszolószemcse-elrendezést hordozó lap koncentrikus tekercsbe történő feltekercselésével átalakítható egy szilárd, háromdimenziós szerkezetté, amelynek révén egy olyan, spirális struktúrát hozunk létre, amelyben a z irányban minden egyes szemcse véletlenszerűen eltolódott minden egyes szomszédos szemcsétől, és valamennyi szemcse nem folytonos az x, y és z irányban. A találmány felhasználható számos más típusú csiszolószerszám előállítására is. Az ilyen szerszámok körébe tartoznak — egyebek mellett — például a felületcsiszoló korongok, az olyan peremcsiszoló szerszámok, amelyek egy merev szerszámmag vagy szerszámagy kerülete körül egy csiszolószemcse-abroncsot tartalmaznak, valamint az olyan szerszámok, amelyek egy flexibilis alaplapon vagy alapfilmen egyetlen csiszolószemcse-réteget vagy csiszolószemcse/kötőanyag kompozitréteget tartalmaznak.

A találmány összefoglalása

A találmány olyan csiszolószerszámok előállítási eljárására vonatkozik, amelyek minden egyes csiszolószemcse körül kiválasztott kizáró zónával rendelkeznek, és amely eljárás a következő lépésekből áll:

(a) kiválasztunk egy meghatározott méretű és alakú, kétdimenziós sík felületet;

(b) a sík felülethez kiválasztunk egy kívánt csiszolószemcse-méretet és -koncentrációt;

(c) véletlenszerűen generálunk egy kétdimenziós koordinátaérték- sorozatot ;

(d) a véletlenszerűen generált koordinátaértékek minden egyes párját olyan koordinátaértékekre korlátozzuk, amelyek egy minimum értékkel (k) különböznek bármely szomszédos koordináta-értékpártól;

(e) a korlátozott, véletlenszerűen generált, elegendő párral rendelkező koordinátaértékekből egy elrendezést generálunk, az elrendezést pontok formájában egy diagramon ábrázoljuk, amely a kiválasztott kétdimenziós sík felülethez és a kiválasztott csiszolószemcse-mérethez megadja a kívánt csiszolószemcse-koncentrációt; és (f) az elrendezésen minden egyes pont középpontjában elhelyezünk egy csiszolószemcsét.

A találmány tárgyát képezi továbbá egy második eljárás olyan csiszolószerszámok előállítására, amelyek minden egyes csiszolószemcse körül kiválasztott kizáró zónával rendelkeznek, és amely eljárás a következő lépésekből áll:

(c) kiválasztunk egy koordináta-értékpár (xi, yj) sorozatot, amelyben a koordinátaértékek legalább egy tengely mentén egy olyan számsorra vannak korlátozva, amelyben minden egyes érték egy konstans mennyiséggel különbözik a következő értéktől;

(d) minden egyes kiválasztott koordináta-értékpár (xi, yj_) lecsatolásával egy kiválasztott x érték halmazt és egy kiválasztott y érték halmazt nyerünk;

(e) az x és y értékekből véletlenszerűen kiválasztunk egy random koordináta-értékpár (x, y) sorozatot, ahol minden egyes pár olyan koordinátaértékekkel rendelkezik, amelyek egy minimum értékkel (k) különböznek bármely szomszédos koordináta-értékpár koordinátaértékeitől;

(f) a véletlenszerűen kiválasztott, elegendő párral rendelkező koordináta-értékpárokból egy elrendezést generálunk, az elrendezést pontok formájában egy diagramon ábrázoljuk, amely a kiválasztott kétdimenziós sík felülethez és a kiválasztott csiszolószemcse-mérethez megadja a kívánt csiszolószemcse-koncentrációt; és (g) az elrendezésen minden egyes pont középpontjában elhelyezünk egy csiszolószemcsét.

A találmány tárgyát képezi egy csiszolószemcsékből, kötőanyagból és egy szubsztrátból álló csiszolószerszám is, amely ben a csiszolószemcsék egy kiválasztott maximális átmérővel és egy kiválasztott mérettartománnyal rendelkeznek, és a csiszolószemcsék egyrétegű elrendezésben tapadnak a kötőanyaggal a szubsztráthoz, és amely csiszolószerszámra az jellemző, hogy (a) a csiszolószemcsék az elrendezésben egy minden egyes csiszolószemcse körül egy kizáró zónával rendelkező, nem egyenletes mintázatnak megfelelően vannak orientálva, és (b) minden egyes kizáró zóna olyan minimális sugárral rendelkezik, amely nagyobb, mint a kívánt csiszolószemcse-méret maximális sugara.

Az ábrák ismertetése

Az 1. ábra egy technika állása szerinti szerszám véletlenszerűen generált x, y koordinátaértékeknek megfelelő szemcseeloszlásának a grafikus ábrázolását szemlélteti. A grafikus ábra az x és y tengely mentén szabálytalan eloszlást mutat.

A 2. ábra egy technika állása szerinti szerszám x, y koordináta értékek egyenletes koordinátahálójának megfelelő szemcseeloszlásának a grafikus ábrázolását szemlélteti. A grafikus ábra az x és y tengely mentén egymást követő koordinátaértékek között szabályos térközöket mutat.

A 3. ábra az egyik találmány szerinti csiszolószemcse-elrendezés grafikus ábrázolását szemlélteti. A grafikus ábra azoknak az x, y koordinátaértékeknek egy random elrendezését mutatja, amely koordinátaértékeket előzetesen úgy korlátoztunk, hogy a véletlenszerűen generált koordinátaértékek minden egyes párja egy meghatározott minimális mennyiséggel (k) kü lönbözik a legközelebbi koordináta-értékpártól, és így a grafikus ábrán minden egyes pont körül egy kizáró zóna jön létre.

A 4. ábra az egyik találmány szerinti csiszolószemcse-elrendezés grafikus ábrázolását szemlélteti. A grafikus ábra egy olyan elrendezést mutat, amelyet a x és y tengely mentén előzetesen olyan számsorokra korlátoztunk, amelyekben egy tengelyen minden egyes koordinátaérték egy konstans mennyiséggel tér el a következő koordinátaértéktől. Az elrendezést a koordináta-értékpárok lecsatolásával tovább korlátoztuk, és a párokat oly módon véletlenszerűen újból összeállítottuk, hogy a koordinátaértékek minden egyes véletlenszerűen újból összeállított párját egy meghatározott minimális mennyiség választja el a koordinátaértékek legközelebbi párjától.

Az 5. ábra az egyik találmány szerinti csiszolószemcse-elrendezés grafikus ábrázolását szemlélteti, amelyet egy kör alakú sík területen r, Θ polárkoordinátákkal vettünk fel.

Az előnyös megvalósítási formák ismertetése

A találmány szerinti szerszámok előállítása során először egy kétdimenziós grafikus diagramot hozunk létre, annak érdekében, hogy egy nem folytonos pontokból álló, kontrollált random térbeli elrendezésnek egy pontján irányítsuk minden egyes csiszolószemcse leghosszabb mérete középpontjának az elhelyezkedését. Az elrendezés méretét és az elrendezéshez kiválasztott pontok számát a kívánt csiszolószemcse-méret és az előállítandó csiszolószerszám csiszoló vagy polírozó homlokának a kétdimenziós sík felületén lévő szemcsekoncentráció határozza ··: » i ·· :.:. • * *· ···· · 13 meg. A grafikus diagramot a kétdimenziós diagramok generálására alkalmas ismert módszerekkel hozhatjuk létre, amilyenek — egyebek mellett — például a manuális matematikai számítások, a CAD rajzkészítések és a számítógépes algoritmusok (vagy makrók) . Az egyik előnyös megoldásban a grafikus diagram létrehozására egy Microsoft® Excel® szoftver programban futtatott makrót használunk.

Egy önelkerülő csiszolószemcse-elrendezés diagramjának a létrehozása

Az egyik találmány szerinti megoldásban a következő, Microsoft Excel (2000 verzió) szoftverben kialakított makrót használtuk pontok létrehozására egy kétdimenziós koordinátahálón, kialakítva így egy, a 3. ábrán illusztrált szerszámfelületen az egyedi csiszolószemcsék helymeghatározásához a pontok elrendezését.

Makró a 3. ábra létrehozásához (Dim = dimension; rnd = random)

Dim X (10000)

Dim y(10000)

Dim selectx (10000)

Dim selecty (10000) b

'Picks the first xy pair (on a 0 - 10 grid) at random and writes the values

Randomize

XI = Rnd* 10

Y1 = Rnd* 10

Worksheets (Sheetl) . Cells (1, 1). Value = XI

Worksheets (Sheetl) . Cells (1, 2) .Value = Y1 'Adds the first xy pair to the selected list selectx (1) = XI selecty (1) = Y1 'Picks the next xy pair

For counter = 2 To 10000

Randomize

X (counter) = Rnd *10 y(counter) = Rnd *10 'Makes sure subsequent points are a distance > x away

For a = 1 To b

If ((X(counter) - selectx (a)) ^Λ2 + (y (counter) - selecty (a) ) ^Λ2) ^Λ0. 5<0.5 Then GoTo 20

Next a 'The flag failed counts the number of random points that failed to make the grid failed = 0 selectx (b) = X (counter) ··: ί ί ** ·· ···· e selecty (b) = y(counter)

Worksheets (Sheetl) . Cells (b, 1) .Value = selectx (b) Worksheets (Sheetl) . Cells (b, 2) .Value = selecty (b) b = b + 1 'If 1000 successive attempts fail to make the grid we give up, it is full failed = failed + 1

If failed = 1000 Then End Next counter

Egy másik találmány szerinti megoldásban a következő, Microsoft Excel (2000 verzió) szoftverben kialakított makrót használtuk pontok létrehozására egy kétdimenziós koordinátahálón, kialakítva így egy, a 4. ábrán illusztrált szerszámfelületen az egyedi csiszolószemcsék helymeghatározásához a pontok elrendezését. Ebben az illusztrációban a koordinátaértékeket mind x, mind pedig az y tengely mentén egy számsorba válogattuk.

Makró a 4. ábra létrehozásához (Dim = dimension; Q = count of number of points or calculations; rand = random)

Dim x(1000)

Dim rand x(1000)

Dim Y(1000)

Dim rand y(1000)

Dim z (1000)

Dim x flag (1000)

Dim y flag (1000)

Dim picked x(1000)

Dim picked y(1000) failed = -1

For Q = 2 To 101 x flag(Q) = 0 y flag(Q) = 0

Next Q

Cells. Select

With Selection .Horizontal Allignment = xl Center .Vertical Alignment = xl Bottom . Wrap Text =False .Orientation = 0 .Add Indent = False .Shrink To Fit = False .Merge Cells = False

End Wi th

Worksheets (sheetl) . Cells (1, 2) .Value = X values

Worksheets (sheetl ”) . Cells (1 ,

Worksheets (sheetl ) . Cells (1,

Worksheets (sheetl ”) . Cells (1,

Worksheets (sheetl ) . Cells (1,

Worksheets (sheetl ) . Cells (1 ,

Worksheets (sheetl ) . Cells (1,

Worksheets (sheetl ) . Cells (3_r

Tries

Worksheets (Sheetl ) . Range (Al :L1 ) .

Worksheets (Sheetl ) . Range (Al :L1 ”) .

Worksheets (Sheetl ) . Columns (C) .

NumberFormat = 0. 0000_) Worksheets (Sheetl ) . Columns (F) ._

NumberFormat = 0. 0000 ) ··· i i ’.·* :.:.

5). Value = Y values

3) .Value = Rand X values

6) .Value = Rand Y values

11) .Value = Avoiding X

12) .Value = Avoiding Y

8) . Value = X

9) .Value = Y

13). Value = No. of Failed

Columns.AutoFit

Font. Bold = True x counter = 1

For XX = 0 To 9.9 Step 0.1 x counter = x counter + 1 x (x counter) = XX Randomize

Rand x (x counter) = Rnd

Worksheets (sheetl) . Cells (xcounter, 2) .Value = x(xcounter)

Worksheets (sheetl) . Cells (xcounter, 3) .Value = randx (xcounter)

Next XX

Range (B2:C101) . Select

Selection. Sort Keyl :=Range (Cl) , Order 1 :=xl Ascending, Header:=xlGuess, _

OrderCustom:=1, MatchCase:=False, Orientation: =xlTop ToBottom ycounter = 1

For YY = 0 To 9.9 Step 0.1 ycounter = ycounter + 1

Y (ycounter) = YY

Randomize randy(ycounter) = Rnd

Worksheets (sheetl) .Cells (ycounter, 5) .Value = Y (ycounter)

Worksheets ( sheetl ) . Cells (ycounter, 6) .Value = randy (ycounter)

Next YY

Range (E2 :F101 ) . Select

Selection.Sort Keyl:=Range(F2), Order1:=xlAscending, Header:=xlGuess, _

OrderCustom:=1, MatchCase:=False, Orientation:=xlTopToBottom

For counter =2 To 101 x (counter) = Worksheets ( sheetl) . Cells (counter, 2)

Y (counter) = Worksheets (sheetl ) . Cells (counter, 5) ··:: j .· :.:.

• * * · · ** · 4

Next counter

For counter =2 To 101

Worksheets (sheetl) .Cells (counter, 8) .Value = x (counter)

Worksheets (sheetl). Cells(counter, 9) .Value = Y (counter) Next counter

Worksheets (sheetl) . Cells (2, 11). Value = x(2)

Worksheets (sheetl ) . Cells (2, 12) .Value = Y (2) pickedx (1) = x (2) pickedy(l) = Y(2) ’Make sure points are not too close to each other accepted = 1

For xcounter =3 To 101

For ycounter = 3 To 101 'makes sure x and y values have not been used before

If xflag (xcounter) = 1 Or yflag (ycounter) = 1 Then GoTo 10

XX = x (xcounter)

YY = Y(ycounter) 'Sets inter-point distance to some value range

For a = 1 To accepted

If ((XX - pickedx (a)) ^Λ2 + (YY - pickedy (a) ) ^Λ2) ^Λ 0.5

0. 7 Then * · · · · · · ··: t · -· :.:.

GoTo 10

Next b = accepted + 2

Worksheets (sheetl) . Cells (b, 11) .Value = XX

Worksheets ( sheetl) . Cells (b , 12) .Value = YY xflag (xcounter) = 1 yflag (ycounter) = 1 accepted = accepted + 1 pickedx(a) = XX pickedy (a) = YY

Next ycounter

Next xcounter 'This block resets the algorithm if the number of accepted 'points is too low. maximum effort is 500 loops.

failed = failed + 1

Worksheets (sheetl) . Cells (4, 13) .Value = failed

If failed = 500 Then GoTo 50

If accepted <100 Then GoTo 2

GoTo 60 kJ '·* ··♦·

-21Worksheets (sheetl”) .Cells (2, 13) .Value = Failed to Place all Points

End Sub

Az 1. ábra egy technika állása szerinti 100 pontos random eloszlást mutat be egy 10 χ 10-es sík koordinátahálón, amelyet a Microsoft Excel 2000 szoftver programnak egy random számfüggvényével hoztunk létre. Az x és y tengely mentén (rombuszokkal jelölve) vannak azok a helyek, ahol a (körökkel jelölt) koordinátapontok metszik a tengelyt. Például a (3,4, 8,6) értékű (x, y) pontot az x tengelyen (3,4, 0,0) értéknél, és az y tengelyen a (0,0, 8,6) értéknél mutatnánk be. Látszik, hogy vannak olyan régiók, ahol ezek a pontok csoportosulnak, illetve vannak olyan körzetek, amelyek pontoktól mentesek. Ilyen a véletlenszerű eloszlás jellege.

A 2. ábra egy tökéletesen rendezett, technika állása szerinti pontelrendezést mutat be, ahol a pontokat mind az x, mind pedig az y tengely mentén egyenlő intervallumok választják el, és így egy négyzetes koordinátaháló elrendezés alakul ki. Jelen esetben, bár az x és az y tengely mentén a rombusz alakú pontok egyenletesen oszlanak el, a pontok nagy távolságban vannak egymástól. Jelentős javulás érhető el oly módon, hogy a szemcseelrendezést az x és y tengelyhez képest átlós irányban enyhén elmozdítjuk. Ilyen esetben minden egyes szemcserészecske eltolódik, mégpedig úgy, hogy a négyzetes elren• · ·· · »· · · dezésben az (x, y) pont most (x + 0, 1 y, y + 0, lx) ponttá válik. Ez a pontsűrűséget mindkét tengely mentén egy 10-szeres tényezővel javítja, és a pontok most 10-szer közelebb vannak egymáshoz. Ugyanakkor azonban az elrendezés még mindig rendezett, és ily módon periodikus vibrációkat fog létrehozni, amelyek viszont a csiszolószerszámok működésekor nemkívánatosak.

Az egyik találmány szerinti megoldást szemléltető és a fentiekben részletezett makróval generált 3. ábra egy 10 x 10-es koordinátahálón 100 olyan, véletlenszerűen kiválasztott koordinátapont eloszlását mutatja be, amelyeknél eéőzetesen egy olyan megszorítást alkalmaztunk, hogy két pont nem lehet 0,5-nél közelebb egymáshoz. A random pontok számát, amelyeket egy 10 χ 10-es koordinátahálón a minimális megengedett pontelválasztás függvényeként helyezhetünk el, az 1. táblázat mutatja be.

1. táblázat

A minimális pontelválasztás függvényeként elhelyezett pontok száma. Amennyiben egy pont elhelyezéséhez 1000 egymás utáni kísérlet sikertelen volt, a számításokat leállítottuk.

Minimális pontelválasztás	Pontok átlagos száma (öt sorozat)
0, 5	257
0, 6	183, 2
0,7	135, 6
0, 8	108, 8
0,9	86, 8
1,0	71,4

η·

Megjegyezzük, hogy a 3. ábrán a tér nincs tele, és az ábra csak 100 pontot mutat, azonban a tér 0,5-es minimális pontelválasztás esetén (átlagosan) további 157 pont elhelyezésére alkalmas. Miután kiválasztottuk a csiszolószemcse legnagyobb átmérőjét, egy adott sík felület esetén könnyen meghatározhatjuk a maximális szemcsekoncentrációt.

A 4. ábra egy további találmány szerinti megoldást szemléltet. Az ábra egy, a fentiekben részletezett makróval generált grafikusan ábrázolt elrendezést mutat be. A 4. ábrán látható Descartes-féle koordinátapontok koordinátahálózata az x és az y tengely mentén egyenletes pontsűrűséget hoz létre. A pontokat véletlenszerűen választjuk ki a lecsatolt koordinátapont-értékek két (x) és (y) halmazából, ahol az tengely értékei egy szabályos számsort követnek, és az y tengely értékei is egy szabályos számsort követnek. Ez az x, y értékek lecsatolt és véletlenszerűen újból összeállított párjaiból létrehozott térbeli elrendezés jelentősen különbözik mind egy rendezett rácselrendezéstől, mind pedig egy random elrendezéstől. A 4. ábrán látható diagram magában foglalja egy kizáró zónára vonatkozó követelmény további korlátozását, amelynek értelmében két pont nem lehet bizonyos távolságnál, ebben az esetben 0,7-nél közelebb egymáshoz.

A 4. ábrán látható ponteloszlást a következőknek megfelelően értük el:

a) Előállítottuk az x pontoknak egy listáját, valamint az y pontoknak egy listáját. Ebben az esetben mindkettő 0,0, 0,1, 0,2, 0,3, ... 9,9 volt.

• · · · 4 ·*: :: .·

b) Minden egyes x és minden egyes y értékhez hozzárendeltünk egy véletlenszerűen kiválasztott számot. A random számokat a hozzájuk tartozó x vagy értékek mentén növekvő sorrendbe állítottuk. Ez a lépés egyszerűen randomizálja az x pontokat és az y pontokat.

c) Kiválasztottuk az első (x, y) pontot, majd a koordinátahálóra helyeztük. Kiválasztottunk egy második (xí, yj.) pontot .

f) Az (x£, yi) pontot csak akkor adtuk hozzá a koordinátahálóhoz, ha az (xí, yi) pont a koordinátahálón lévő bármely már meglévő ponttól bizonyos meghatározott távolságnál nagyobb távolságra volt.

g) Amennyiben az (xí, yi) pont nem felet meg a távolság kritériumnak, az (xí, yi) pontot elvetettük, és az (xí, yj) ponttal próbálkoztunk. Egy koordinátahálót csak akkor tekintettünk elfogadhatónak, ha valamennyi pontot el tudtuk helyezni .

Amikor az x-ben és az y-ban a lépéstávolság 0,1 volt, azt találtuk, hogy egy koordinátaháló akkor volt elfogadható az első kísérletben, ha a minimális ponttávolság legfeljebb 0,4 volt. Amennyiben a minimális ponttérköz 0,5 vagy 0,6 volt, számos kísérletre volt szükség az összes pont elhelyezéséhez. Az a maximális tértávolság, ami még lehetővé tette valamennyi pont elhelyezését, 0,7 volt, és gyakran több száz próbálkozásra volt szükség az összes pont elhelyezéséhez.

Az 5. ábra egy további találmány szerinti megoldást szem léltet, amelyet egy, a 4. ábra létrehozására alkalmazott mák’·/· róhoz hasonló makróval hoztunk létre, azonban az 5. ábrában a pontok eloszlását r, θ polárkoordinátákkal generáltuk. Sík felületként egy gyűrűt választottunk, majd a pontokat olyan elrendezésben helyeztük el, hogy bármely, a középpontból (0, 0) húzott sugárvonal egy egyenletes ponteloszlást keresztezzen.

Mivel a sugár mérete a gyűrű középpontjához közel több pont elhelyezését, illetve a gyűrű kerületéhez közel kevesebb pont elhelyezését határozza meg, valamint a kerület nagyobb területet fog közre, mint a gyűrű közepe, a pontoknak egy egységnyi területre vonatkoztatott sűrűsége nem egyenletes. Egy ilyen elrendezéssel készített szerszámban a kerülethez közelebb elhelyezkedő csiszolószemcséknek egy nagyobb területet kell majd csiszolniuk és gyorsabban fognak kopni. Az ilyen hátrányok elkerüléséhez, valamint annak érdekében, hogy egyenletesen sűrű csiszolószemcse-eloszlást hozzunk létre, egy második, Descartes-féle elrendezést generálhatunk, majd helyezhetünk (szuperponálhatunk) a poláris koordináta elrendezésre. Erre a célra egy, a 3. ábrán szemléltetett típusú makrót és elrendezést alkalmazhatunk. A kizáró zóna korlátozással a szuperponált Descartes-elrendezés el fogja kerülni a pontoknak a gyűrű sűrűn betelepített központi területére történő elhelyezését, ehelyett egyenletesen fel fogja tölteni a kerülethez közelebbi üres területeket.

Annak érdekében, hogy előre megmondjuk, lineáris úton végzett csiszolás közben miként viselkednek a csiszolószerszámok, összehasonlíthatjuk az ábrák között bemutatott különböző diagramokon rombusszal jelölt metszési értékek relatív eloszlása26 it. Egy olyan csiszolószerszám, amely egy (vagy több) azonos metszési értéknél nagy számban elhelyezkedő szemcsével rendelkezik, egyenlőtlen fedésű utat fog követni (például a 2. ábrán bemutatott technika állása szerinti szerszám). Csiszolási művelet közben csiszolási nyomokkal együtt térközök képződnek, amely csiszolási nyomok mély árkokká válnak, annak eredményeként, hogy nagyszámú szemcse ugyanazt a helyet keresztezi. Az 1-4. ábrán a tengelyek mentén lévő rombusz alakú pontok arra utalnak, hogy a csiszolószerszámok hogyan viselkednek, amikor lineáris irányban mozognak egy munkadarab síkján keresztül. A technika állását szemléltető 1. és 2. ábra a rombusz alakú metszési értékeknek megfelelő halmazokkal és térközökkel rendelkezik. A találmányt szemléltető 3-4. ábra a rombusz alakú metszési értékeknél viszonylag kevés halmazzal vagy térközzel rendelkezik, ha egyáltalán vannak ilyenek. Ezen ok miatt a 3-5. ábrán látható csiszolószemcse-elrendezéssel készült szerszámok a felületeket sima, egyenletes, viszonylag hibamentes felületekké képesek csiszolni.

Az egyes szemcsék körüli kizáró zóna mérete szemcséről szemcsére változhat, és nem kell azonos értékűeknek lenniük [azaz a szomszédos szemcsék középpontja közötti távolságot meghatározó (k) minimum érték állandó vagy változó lehet]. Egy kizáró zóna kialakítása érdekében a (k) minimum értéknek nagyobbnak kell lennie, mint a csiszolószemcse kívánt mérettartományának a maximális átmérője. Az egyik előnyös megoldásban a (k) minimum értéka csiszolószemcse maximális átmérőjének legalább az 1,5-szerese. A (k) minimum értéknek el kell kerülJ: ? «· :.j. »« ··*« } - 27 nie a szemcse-szemcse felületérintkezést, és a szemcsék között elegendően nagy méretű csatornákat kell biztosítania ahhoz, hogy lehetőség nyíljon a szemcsékről és a szerszámfelületről a csiszolási töredékek eltávolítására. A kizáró zóna méretét a csiszolási művelet jellege határozza meg; az olyan anyagokkal végzett munka, amelyek nagy forgácsokat hoznak létre, olyan szerszámokra van szükség, amelyek a szomszédos csiszolószemcsék között nagyobb csatornákkal és nagyobb kizáró zóna méretekkel rendelkeznek, mint a finom forgácsokat generáló anyagokkal végzett munkához szükséges szerszámok.

Csiszolószerszám előállítása egy önelkerülő elrendezés diagramjának az alkalmazásával

A kontrollált random pontok kétdimenziós elrendezését a csiszolószemcse-elhelyezéshez különféle technikákkal és berendezésekkel vihetjük át egy szerszám szubsztrátra vagy egy templátra. Ilyen technikák és berendezések — egyebek mellett — például a tárgyak orientálására és elhelyezésére szolgáló automatizált robotrendszerek, lézerrel végzett vágáshoz történő grafikus képátvitel (például CAD blueprint), vagy sablonok vagy matricák (dies) előállítására szolgáló fotoreziszt kémiai marató berendezések, az elrendezésnek egy szerszám szubrátra közvetlenül történő felvitelére alkalmas lézer vagy fotoreziszt berendezés, automatizált adhezív pont adagoló berendezés, mechanikus lyukasztó berendezés stb.

A jelen leírásban alkalmazott szerszám szubsztrát kifejezés olyan, mechanikus hátlapra, magra vagy abroncsra vonat•* · ·♦ «· 4 ’V” ’ ’’ ·*2· 28 kozik, amelyhez a csiszolószemcse-elrendezés hozzátapad. A szerszám szubsztrátokat különböző merev szerszám előformák és flexibilis hátlapok közül választhatjuk ki. A merev szerszám előforma szubsztrátok előnyösen olyan geometriai formával rendelkeznek, amelynek egy forgási szimmetriájú tengelye van. A geometriai forma lehet egyszerű, vagy lehet komplex, amely a forgási tengely mentén felsorakozó különféle geometriai formákat foglalhat magában. A csiszolószerszámok ezen kategóriáiban a merev szerszám előformák előnyös geometriai formái vagy alakjai magukban foglalják a korong, abroncs, gyűrű, henger és csonka kúp formákat, valamint ezeknek a formáknak a kombinációit. Az említett merev szerszám előformák készülhetnek acélból, alumíniumból, volfrámból vagy más fémekből, valamint fémötvözetekből és ezeknek az anyagoknak például kerámia vagy polimer anyagokkal, illetve más olyan anyagokkal alkotott kompozitjaiból, amelyek a csiszolószerszámok előállításában történő felhasználáshoz megfelelő méretállandósággal rendelkeznek.

A flexibilis hátlap szubsztrátok körébe — egyebek mellett — például filmek, fóliák, szövetek, nem szövött lapok, hálók, sziták, perforált lapok és rétegelt anyagok (laminátumok), valamint a csiszolószerszámok területén ismert bármely más típusú hátlapokkal együtt az előbbiek kombinációi tartoznak. A flexibilis hátlapok szíjak, korongok, lapok, párnák, hengerek, szalagok vagy más olyan alakok formájában lehetnek, amilyeneket például bevonattal ellátott csiszolószerszámokhoz (például dörzspapírhoz) alkalmaznak. Az említett flexibilis hátlapok flexibilis papír-, polimer- vagy fémlapokból, fóliákból vagy

laminátumokból készülhetnek.

A csiszolószemcse-elrendezéseket különféle szemcsekötőanyagokkal ragaszthatjuk a szerszám szubsztráthoz, amilyenek például a kötött vagy bevonattal ellátott csiszolószerszámok előállításában ismert szemcsekötőanyagok. Az előnyös szemcsekötőanyagok körébe tartoznak — egyebek mellett — például a következők: ragasztóanyagok, forrasztóanyagok, galvánbevonó anyagok, elektromágneses anyagok, elektrosztatikus anyagok, üvegszerű anyagok, fémporkötő anyagok, polimer anyagok és gyantaanyagok, valamint ezek kombinációi.

Az egyik előnyös megoldásban a nem folytonos pontelrendezést úgy vihetjük fel vagy nyomhatjuk rá a szerszám szubsztrátra, hogy a csiszolószemcsék közvetlenül a szubsztráthoz kötődnek. Az elrendezésnek a szubsztrátra történő közvetlen átvitelét például úgy hajthatjuk végre, hogy a ragasztócseppecskék vagy a fémes keményforrasztó paszta cseppecskék elrendezését elhelyezzük a szubsztráton, majd ezt követően minden egyes cseppecske középpontjában elhelyezünk egy csiszolószemcsét. Egy alternatív módszerben egy robotkart alkalmazhatunk az elrendezés minden egyes pontjánál egyetlen csiszolószemcsét tartó csiszolószemcse-elrendezés felvételére, majd ezt követően a robotkar a szemcseelrendezést elhelyezheti egy olyan szerszámfelületen, amelyet előzetesen bevontunk egy ragasztó vagy fémes keményforrasztó paszta fedőrétegével. A ragasztó vagy fémes keményforrasztó paszta átmenetileg rögzíti a csiszolószemcsék helyzetét, addig, amíg az összeállítást tovább alakítjuk úgy, hogy az egyes csiszolószemcséket állandó jel*·«· i ! '**’ ΐ leggel rögzítjük az elrendezés egyes pontjaihoz.

Erre alkalmas alkalmas ragasztóanyagok — egyebek mellett — például az epoxi, poliuretán, poliimid és akrilát kompozíciók, valamint ezek módosulatai és kombinációi. Az előnyös ragasztóanyagok nemnewtoni (nyírásgyengítő) tulajdonságokkal rendelkeznek, lehetővé téve, hogy a cseppecskék vagy bevonatok elhelyezése során megfelelően folyjanak, ugyanakkor még kellőképpen gátolják a folyást ahhoz, hogy megmaradjon a csiszolószemcse-elrendezés helyzetének a pontossága. A ragasztóanyag keményedési idő jellemzőit a hátralévő gyártási lépések idejének megfelelően választhatjuk meg. A legtöbb gyártási művelethez a gyorsan keményedő (például UV-besugárzással keményített) ragasztóanyagok az előnyösek.

Az egyik előnyös megoldásban egy, a Microdrop GmbH-tól (Norderstedt, Német Szövetségi Köztársaság) beszerezhető Microdrop berendezést alkalmazhatunk az adhezív cseppecskék elrendezésének a szerszám szubsztrát felületén történő elhelyezésére .

A csiszolószemcséknek az elrendezés pontjain történő közvetlen elhelyezésének az elősegítése érdekében a szerszám szubsztrát felületét bemetszhetjük vagy megkarcolhatjuk.

Az elrendezésnek a szerszám szubsztráton történő közvetlen elhelyezésének egy alternatív megoldásában az elrendezést egy sablonra (templátra) visszük vagy nyomjuk rá, és a csiszolószemcsék a sablonon lévő pontelrendezéshez tapadnak hozzá. A szemcsék állandó vagy átmeneti jelleggel tapadhatnak a sablonhoz. A sablon az elrendezésen orientált szemcsék tartójaként működik, vagy a végső csiszolószerszám-összeállításban a szemcsék permanens orientációjára szolgáló eszközként funkcionál.

Az egyik előnyös eljárásban a sablont a kívánt elrendezésnek megfelelő bemetszés- vagy perforációelrendezéssel látjuk el, és a csiszolószemcséket átmenetileg erősítjük hozzá a sablonhoz, például egy ideiglenes ragasztóanyag segítségével, vagy vákuum alkalmazásával, vagy egy elektromágneses erővel, vagy elektrosztatikus erővel, vagy más eszközökkel, illetve az előbbiek valamely kombinációjával. A templátról a csiszolószemcse-elrendezést átjuttathatjuk a szerszám szubsztrát felületére, majd a sablont eltávolítjuk, miközben biztosítjuk, hogy a szemcsék a kiválasztott pontoknál azok középpontjaiban maradnak, és így kialakítjuk a szubsztráton a kívánt szemcsemintázatot .

Egy második megoldásban egy sablonon kialakíthatjuk a pozícionáló ragasztóanyag (például egy vízoldható ragasztóanyag) pontjainak egy kívánt elrendezését (például egy sablon segítségével vagy egy mikrocsepp-elrendezéssel), majd a pozícionáló ragasztóanyag minden egyes pontjának közepére elhelyezünk egy csiszolószemcsét. Ezt követően a templátot ráhelyezzük egy kötőanyaggal (például vízben nem oldódó ragasztóanyaggal) bevont szerszám szubsztrátra, és a szemcse leválik a sablonról. Egy szerves anyagból készült sablon esetében az összeállítást termikusán kezelhetjük (például 700-950 °C-on) a szemcséknek a szubsztráthoz ragasztására alkalmazott fém kötőanyag keményforrasztásához vagy szintereléséhezm és így termikus degradációval távolítjuk el a sablont, valamint a pozícionáló ragasz tóanyagot.

Egy másik előnyös megoldásban a sablonhoz tapadó szemcsék elrendezését a szemcseelrendezés megfelelő magasságának az egyenletes kiigazításához rápréselhetjük a sablonra, majd az elrendezést oly módon köthetjük hozzá a szerszám szubsztráthoz, hogy a kötött szemcsék csúcsai lényegében egyenletes magasságban vannak a szerszám szubsztráttól. Az ennek az eljárásnak a végrehajtására alkalmas módszerek ismertek a szakirodalomban. Ilyen eljárásokat ismertetnek például a 6 159 087 A., a 6 159 286 A. és a 6 368 198 B1. számú amerikai egyesült államokbeli szabadalmi leírásban.

Egy alternatív megoldásban a csiszolószemcséket permanensen rögzítjük a templáthoz, és a szemcse/templát összeállítást egy adhezív kötőanyaggal, forrasztó kötőanyaggal, galvanizált kötőanyaggal vagy más eszközökkel erősítjük rá a szerszám szubsztrátra. Az ennek az eljárásnak a végrehajtására alkalmas módszerek ismertek a szakirodalomban. Ilyen eljárásokat ismertetnek például a 4 925 457 A., az 5 131 924 A., az 5 817 204 A., az 5 980 678 A., a 6 159 286 A., a 6 286 498 B1. és a 6 368 198 Bl. számú amerikai egyesült államokbeli szabadalmi leírásban.

A találmány szerinti önelkerülő csiszolószemcse—elrendezésekkel készített csiszolószerszámok összeállítására alkalmas egyéb technikákat az 5 380 390 A. és az 5 620 489 A. számú amerikai egyesült államokbeli szabadalmi leírásban ismertetnek.

A kontrollált, véletlenszerű térbeli elrendezésekbe rende— zett, nem folytonos csiszolószemcséket magukban foglaló csiszolószerszámok előállítására szolgáló, fentiekben ismertetett eljárásokat a csiszolószerszámok számos kategóriájának az előállítására is alkalmazhatjuk. Ilyen szerszámok — egyebek mellett — a kémiai mechanikai planarizáló (CMP) párnákhoz alkalmazott lehúzószerszámok és kondícionálószerszámok, az elektronikai komponensek hátoldalának a csiszolására (backgrinding) szolgáló szerszámok, a látszerészeti eszközök feldolgozásához, például a látszerészeti lencsék felületeinek és széleinek polírozására alkalmazott csiszoló- és polírozószerszámok, a csiszolókerekek munkafelületének felfrissítésére alkalmazott forgó lehúzószerszámok és késes lehúzószerszámok, a komplex geometriájú szupercsiszoló szerszámok (például a nagy sebességű csúszó csiszoláshoz alkalmazott galvanizált CBN szemcsekerekek) , a csiszolószerszámot eltömítő finom, könnyen tömörödő hulladékrészecskék létrehozására hajlamos, rövid forgácsú anyagok, például SÍ3N4 durva csiszolására alkalmazott csiszolószerszámok, valamint a csiszolószerszám felületét összekenő gumiszerű forgácsok kialakítására hajlamos, hosszú forgácsú anyagok, például titán, Inconel ötvözetek, nagy nyúlású acél, bronz és réz polírozására alkalmazott csiszolószerszámok.

Ilyen szerszámokat a szakterületen ismert bármilyen csiszolószemcsével előállíthatunk, amilyenek — egyebek mellett — például a következők: gyémánt, köbös bór-nitrid (CBN), bór-szuboxid, különféle alumínium-oxid (alumina) szemcsék, például összeolvasztott alumínium-oxid, színtereit alumínium-oxid, beoltott vagy nem beoltott színtereit szol-gél alumínium-oxid, adott esetben hozzáadott módosítószerekkel, alumínium-oxid/cirkónium szemcse, oxi-nitrid alumínium-oxid szemcsék, szilicium-karbid, voltrám-karbid, valamint az előbbiek módosulatai és kombinációi.

A jelen leírásban alkalmazott csiszolószemcse kifejezés egyedülálló csiszolószemcse-szerkezetekre, vágópontokra és nagyszámú csiszolószemcse-szerkezetekből álló kompozitokra, valamint az előbbiek kombinációira vonatkozik. A csiszolószerszámok előállításában alkalmazott bármely kötőanyag felhasználható az csiszolószemcse-elrendezésnek a szerszám szubsztráthoz vagy templáthoz történő hozzákötéséhez. Például alkalmas fém kötőanyagok — egyebek mellett — a következők: bronz, nikkel, volfrám, kobalt, vas, réz, ezüst, valamint az előbbiek ötvözetei és kombinációi. A fém kötőanyagok forrasztás, galvanizált réteg, szintereit fémpor kompakt vagy mátrix, forrasztóanyag, illetve az előbbiek kombinációi formájában lehetnek, a gyártás vagy a működés elősegítéséhez adott esetben adalékanyagokkal együtt, amilyenek például a szekunder infiltránsok, a kemény töltőrészecskék és egyéb adalékanyagok. Alkalmas gyanta vagy szerves kötőanyagok — egyebek mellett — az epoxi-, fenol-, poliimid- és egyéb anyagok, valamint a csiszolószerszámok előállításában felhasznált kötött és bevonattal ellátott csiszolószemcsék területén alkalmazott anyagok kombinációi. Adhezív kötőanyaggal alkotott kombinációban üvegesített kötőanyagokat, például üveg prekurzor keverékeket, elpo rított üvegkeverékeket, kerámiaporokat és ilyen kombinációkat is alkalmazhatunk. Az ilyen keverékeket bevonatként vihetjük fel egy szerszám szubsztrátra, vagy cseppek mátrixának a formájában nyomhatjuk a szubsztrátra, például úgy, ahogyan azt a 99 201 524. számú japán szabadalmi leírásban ismertetik.

1. példa

Egy CMP párna kondicionálásra szolgáló, önelkerülő csiszolószemcse-elhelyezésű szerszámot úgy állítunk elő, hogy először egy korong alakú acél szubsztrátot [10,16 cm (4 inch) átmérőjű és 0,762 cm (0,3 inch) vastagságú kerek lemezt] bevonunk egy keményforrasztó pasztával (braze paste). A keményforrasztó paszta keményforrasztó fémötvözet por töltőanyagot (LM Nicrobraz ; a Wall Colmonoy Corporation terméke) és egy vízalapú, 85 tömeg% kötőanyagból és 15 tömeg% tripropilénglikolból álló elillanó (fugitive) szerves kötőanyagot (Vitta Braze-Gei kötőanyag; a Vitta Corporation terméke) tartalmaz. A keményforrasztó paszta 30 térfogat% kötőanyagot és 70 térfogat% fémport tartalmaz. A keményforrasztó pasztával egy levonópenge segítségével egyenletes 0,20 mm (0,008 inch) vastagságban vonjuk be a korongot.

Gyémánt csiszolószemcsét (100/200 mesh, FEPA méret: D151, MBG 660 gyémánt; GE Corporation, Worthington, Ohio, Amerikai Egyesült Államok) 151/139 pm átlagos átmérőre szitálunk. Egy, a 4. ábrán szemléltetett önelkerülő elrendezés mintázatot hordozó, 10,16 cm-es (4 inch), korong alakú acél templáttal felszerelt felszedő kart vákuum alá helyezünk. A mintázat a csiszolószemcse átlagos átmérőjénél 40-50 %-kal kisebb méretű perforációk elrendezésének a formájában van jelen. A felszedő kar ral felemelt templátot a gyémántszemcsék fölé helyezzük, ezt követően vákuumot alkalmazunk, annak érdekében, hogy minden egyes perforációhoz hozzátapadjon egy gyémántszemcse, a szemcsék feleslegét lekeféljük a templátfelületről, és így minden egyes perforáción csak egy gyémántot hagyunk, majd a gyémántot hordozó templátot a keményforrasztó bevonattal ellátott szerszám szubsztrát fölé helyezzük. Miután mér minden egyes gyémánt érintkezésbe került a még nedves keményforrasztó paszta felületével, a vákuumot megszüntetjük, miáltal a gyémántelrendezés átkerül a keményforrasztó pasztára. A paszta átmenetileg megköti a gyémántelrendezést, helyükre rögzítve ezáltal a szemcséket a további feldolgozáshoz. Az összeállított szerszámot ezt követően szobahőmérsékleten szárítjuk, majd a gyémántelrendezésnek a szubsztráthoz történő állandó kötéséhez vákuumkemencében 30 percen keresztül körülbelül 980-1060 °C hőmérsékleten keményforrasztjuk.

2. példa ^Egy gyémánt csiszolószemcsék egyetlen rétegének a 3. ábrán szemléltetett önelkerülő elrendezés mintázatnak megfelelő pszeudo-random eloszlásával rendelkező, látszerészeti durva csiszoló műveletekre szolgáló gyémántporos csiszolókorongot (1A1 típusú csiszolókorong; 100 mm-es átmérő, 20 rnm-es vastagság 25 mm-es furattal) a következő módon állítunk elő. A két eljárás valamelyikét alkalmazzuk az elrendezésnek a szerszám szubsztrátra (előformára) történő átvitelére.

A. eljárás

A 3. ábra szerinti csiszolószemcse-elrendezés lenyomatának az alkalmazásával fotoreziszt technológiával az átlagos szemcseátmérőnél legfeljebb 1,5-szer nagyobb lyukakat alakítunk ki egy (vízoldható) adhezív fedőszalagon, majd a szalagot hozzáillesztjük egy olyan, korong alakú, rozsdamentes acél szerszám előforma munkafelületéhez, amelyet előzetesen egy (vízben oldhatatlan) ragasztóanyaggal vontunk be, és így a vízben oldhatatlan ragasztóanyag a fedőszalag lyukainál szabadon hozzáférhető. A fedőszalag lyukaiban gyémánt csiszolószemcséket (FEPA D251; 60/70 US mesh szemcseméret,· átlagos átmérő 250 μια; a gyémánt beszerzési helye: GE Corporation, Worthington, Ohio, Amerikai Egyesült Államok) helyezünk el, majd a szemcséket az előforma szabadon hozzáférhető, vízben oldhatatlan ragasztóbevonatának a segítségével rögzítjük. Ezt követően a fedőszalagot lemossuk az előformáról.

A magot egy rozsdamentes acél nyélre helyezzük és elektromos érintkezésbe hozzuk. Katódos zsírtalanítást követően az összeállítást egy elektrolit galvánfürdőbe (nikkel-szulfátot tartalmazó Watt-elektrolitba) merítjük. Elektrolitikus úton egy, a megtapadt csiszolószemcse-átmérő 10-15 %-ának megfelelő vastagságú fémréteget alakítunk ki. Ezt követően az összeállítást eltávolítjuk a tartályból, majd egy második galvanizáló lépésben összesen az átlagos szemcseméret 50-60 %-ának megfelelő nikkelbevonatot alakítunk ki. Az összeállítást leöblítjük, és a csiszolószemcse pszeudo-random eloszlású egyetlen rétegével galvanizált szerszámot eltávolítjuk a rozsdamentes acél nyélről.

B. eljárás

A 3. ábrán bemutatott koordináta-összeállítás értékeit adhezív mikrocseppek elrendezésének a formájában közvetlenül átvisszük egy korong alakú szerszám előformára. A szerszám előfonnák elhelyezzük egy olyan forgástengellyel felszerelt helyzetbeállító asztalon (Microdrop berendezés; Microdrop GmbH, Norderstedt, Német Szövetségi Köztársaság) , amelyet adhezív cseppecskéknek (UV keményítés, módosított akrilát kompozíció) egy, az 1 208 945 Ά1. számú európai szabadalmi bejelentésben ismertetett mikroadagoló rendszerrel történő nagypontosságú elhelyezéséhez terveztek. Minden egyes ragasztóanyag csepp kisebb átmérőjű, mint a gyémánt csiszolószemcse átlagos átmérője (150 pm) . Miután a ragasztóanyag minden egyes cseppjének középpontjába elhelyeztünk egy gyémánt szemcsét, és a ragasztóanyagot hagytuk megkeményedni, valamint a szemcseelrendezés hozzátapadt az előformához, a szerszám előformát egy rozsdamentes acél nyélre helyezzük, és elektromos érintkezésbe hozzuk. Katódos zsírtalanítást követően az összeállítást egy elektrolit galvánfürdőbe (nikkel-szulfátot tartalmazó Watt-elektrolitba) merítjük, és egy, a megtapadt csiszolószemcse-átmérő 60 %-ának megfelelő vastagságú fémréteget alakítunk ki. Ezt követően az összeállítást eltávolítjuk a tartályból, leöblítjük, és a 3. ábrán látható elrendezésben elhelyezett csiszolószemcse egyetlen rétegével galvanizált szerszámot eltávolítjuk a rozsdamen tes acél nyélről.

Claims

SZABADALMI IGÉNYPONTOK

1. Eljárás olyan csiszolószerszámok előállítására, amelyek minden egyes csiszolószemcse körül kiválasztott kizáró zónával rendelkeznek, azzal jellemezve, hogy az eljárás a következő lépéseket foglalja magában:

(a) kiválasztunk egy meghatározott méretű és alakú, kétdimenziós sík felületet;

(b) a sík felülethez kiválasztunk egy kívánt csiszolószemcse-méretet és -koncentrációt;

(c) véletlenszerűen generálunk egy kétdimenziós koordinátaérték-sorozatot;

(d) a véletlenszerűen generált koordinátaértékek minden egyes párját olyan koordinátaértékekre korlátozzuk, amelyek egy minimum értékkel (k) különböznek bármely szomszédos koordináta-értékpártól;

(e) a korlátozott, véletlenszerűen generált, elegendő párral rendelkező koordinátaértékekből egy elrendezést generálunk, az elrendezést pontok formájában egy diagramon ábrázoljuk, amely a kiválasztott kétdimenziós sík felülethez és a kiválasztott csiszolószemcse-mérethez megadja a kívánt csiszolószemcse-koncentrációt; és (f) az elrendezésen minden egyes pont középpontjában elhelyezünk egy csiszolószemcsét.
2. Az 1. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy az eljárás továbbá magában foglalja azt a lépést, amelyben annak érdekében, hogy az elrendezés minden egyes pontjánál rögzítsünk egy csiszolószemcsét, a csiszolószemcsék elrendezését egy csiszolóanyag kötőanyaggal megkötjük.
3. A 2. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy az eljárás továbbá magában foglalja azt a lépést, amelyben egy csiszolószerszám kialakításához a csiszolószemcsék elrendezését egy szubsztráthoz kötjük.
4. A 3. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a szubsztrátot egy merev szerszám előformából és egy flexibilis támasztólapból, valamint ezek kombinációiból álló csoportból választjuk ki.
5. A 4. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a merev szerszám előfonnának egy darab forgási szimmetriájú tengellyel rendelkező geometriai alakja van.
6. A 4. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a merev szerszám előfonna geometriai alakját egy korong, abroncs, gyűrű, henger és csonka kúp formákból, valamint ezeknek a formáknak a kombinációiból álló csoportból választjuk ki.
7. A 4. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a flexibilis támasztólapot egy filmekből, fóliákból, szövetekből, nem szövött lapokból, hálókból, szitákból, perforált lapokból és rétegelt anyagokból, valamint ezek kombinációiból álló csoportból választjuk ki.
8. A 7. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a flexibilis támasztólapot egy szíjakból, korongokból, lapokból, párnákból, hengerekből és szalagokból álló cső portból kiválasztott formává alakítjuk át.
9. A 2. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy az eljárás a következő lépéseket foglalja magában:

a) a korlátozott, véletlenszerűen generált, egy diagramon pontokként felrajzolt koordinátaértékek elrendezését rányomjuk egy szerszám szubsztrátra; és

b) egy abrazív kötőanyaggal az elrendezés minden egyes pontjánál egy csiszolószemcsét erősítünk a szerszám szubsztrátra.
10. A 2. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy az eljárás a következő lépéseket foglalja magában :

a) a korlátozott, véletlenszerűen generált, egy diagramon pontokként felrajzolt koordinátaértékek elrendezését rányomjuk egy templátra;

b) egy csiszolószemcse-elrendezés kialakításához az elrendezés minden egyes pontjánál egy csiszolószemcsét erősítünk a templátra;

c) a csiszolószemcse-elrendezést átvisszük egy szerszám szubsztrátra; és

d) a csiszolószemcse-elrendezést egy abrazív kötőanyaggal hozzáragasztjuk a szerszám szubsztráthoz.
11. A 10. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy az eljárás továbbá magában foglalja azt a lépést, amelyben a templátot eltávolítjuk a szubsztrátról.
12. A 10. igénypont szerinti eljárás, azzal jelle mezve, hogy az eljárás továbbá magában foglalja azt a lé pest, amelyben a csiszolószerszám kialakításához a csiszolószemcse-elrendezést hordozó templátot hozzákötjük a szerszám szubsztráthoz.
13. A 2. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy az abrazív kötőanyagot egy ragasztóanyagokból, forrasztóanyagokból, galvánbevonó anyagokból, elektromágneses anyagokból, elektrosztatikus anyagokból, üvegszerű anyagokból, fémporkötő anyagokból, polimer anyagokból és gyantaanyagokból, valamint ezek kombinációiból álló csoportból választjuk ki.
14. Az 1. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy az elrendezést Descartes-féle koordinátáknak (x, y) egy halmaza definiálja.
15. Az 1. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy az elrendezést polárkoordinátáknak (r, Θ) egy halmaza definiálja.
16. A 15. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy az elrendezést továbbá Descartes-féle koordinátáknak (x, y) egy halmaza definiálja.
17. Az 1. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a (k) minimum érték nagyobb, mint a csiszolószemcse maximális átmérője.
18. A 17. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a (k) minimum érték a csiszolószemcse maximális átmérőjének legalább 1,5-szerese.
19. A 2. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy az eljárás továbbá magában foglalja azt a lé pést, amelyben a csiszolószemcse-elrendezést egy kétdimenziós ’’5 i ί *.·’: » *· *♦ · *4 4 4 ⁹ szerkezetből a csiszolószemcse-elrendezés koncentrikus tekercsbe történő feltekercselésével átalakítjuk egy háromdimenziós szerkezetté.
20. Eljárás olyan csiszolószerszámok előállítására, amelyek minden egyes csiszolószemcse körül kiválasztott kizáró zónával rendelkeznek, azzal jellemezve, hogy az eljárás a következő lépéseket foglalja magában:

(a) kiválasztunk egy meghatározott méretű és alakú, kétdimenziós sík felületet;

(b) a sík felülethez kiválasztunk egy kívánt csiszolószemcse-méretet és -koncentrációt;

(c) kiválasztunk egy koordináta-értékpár (xi, yi) sorozatot, amelyben a koordinátaértékek legalább egy tengely mentén egy olyan számsorra vannak korlátozva, amelyben minden egyes érték egy konstans mennyiséggel különbözik a következő értéktől;

(d) minden egyes kiválasztott koordináta-értékpár (xi, yi) lecsatolásával egy kiválasztott x érték halmazt és egy kiválasztott y érték halmazt nyerünk;

(e) az x és y értékekből véletlenszerűen kiválasztunk egy random koordináta-értékpár (x, y) sorozatot, ahol minden egyes pár olyan koordinátaértékekkel rendelkezik, amelyek egy minimum értékkel (k) különböznek bármely szomszédos koordináta-értékpár koordinátaértékeitől;

(f) a véletlenszerűen kiválasztott, elegendő párral rendelkező koordináta-értékpárokból egy elrendezést generálunk, az elrendezést pontok formájában egy diagramon ábrázoljuk,

amely a kiválasztott kétdimenziós sík felülethez és a kiválasztott csiszolószemcse-mérethez megadja a kívánt csiszolószemcse-koncentrációt; és (g) az elrendezésen minden egyes pont középpontjában elhelyezünk egy csiszolószemcsét.
21. A 20. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy az eljárás továbbá magában foglalja azt a lépést, amelyben annak érdekében, hogy az elrendezés minden egyes pontjánál rögzítsünk egy csiszolószemcsét, a csiszolószemcsék elrendezését egy csiszolóanyag kötőanyaggal megkötjük.
22. A 20. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy az eljárás továbbá magában foglalja azt a lépést, amelyben egy csiszolószerszám kialakításához a csiszolószemcsék elrendezését egy szubsztráthoz kötjük.
23. A 22. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a szubsztrátot egy merev szerszám előformából és egy flexibilis támasztólapból·, valamint ezek kombinációiból álló csoportból választjuk ki.
24. A 23. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a merev szerszám előformának egy darab forgási szimmetriájú tengellyel rendelkező geometriai alakja van.
25. A 23. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a merev szerszám előforma geometriai alakját egy korong, abroncs, gyűrű, henger és csonka kúp formákból, valamint ezeknek a formáknak a kombinációiból álló csoportból választjuk ki.
26. A 23. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a flexibilis támasztólapot egy filmekből, fóliákból, szövetekből, nem szövött lapokból, hálókból, szitákból, perforált lapokból és rétegelt anyagokból, valamint ezek kombinációiból álló csoportból választjuk ki.
27. A 23. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a flexibilis támasztólapot egy szíjakból, korongokból, lapokból, párnákból, hengerekből és szalagokból álló csoportból kiválasztott formává alakítjuk át.
28. A 21. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy az eljárás a következő lépéseket foglalja magában:

a) a korlátozott, véletlenszerűen generált, egy diagramon pontokként felrajzolt koordinátaértékek elrendezését rányomjuk egy szerszám szubsztrátra; és

b) egy abrazív kötőanyaggal az elrendezés minden egyes pontjánál egy csiszolószemcsét erősítünk a szerszám szubsztrátra.
29. A 21. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy az eljárás a következő lépéseket foglalja magában:

a) a korlátozott, véletlenszerűen generált, egy diagramon pontokként felrajzolt koordinátaértékek elrendezését rányomjuk egy templátra;

b) egy csiszolószemcse-elrendezés kialakításához az elrendezés minden egyes pontjánál egy csiszolószemcsét erősítünk a templátra;

c) a csiszolószemcse-elrendezést átvisszük egy szerszám szubsztrátra; és

d) a csiszolószemcse-elrendezést egy abraziv kötőanyaggal hozzáragasztjuk a szerszám szubsztráthoz.
30. A 29. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy az eljárás továbbá magában foglalja azt a lépést, amelyben a templátot eltávolítjuk a szubsztrátról.
31. A 29. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy az eljárás továbbá magában foglalja azt a lépést, amelyben a csiszolószerszám kialakításához a csiszolószemcse-elrendezést hordozó templátot hozzákötjük a szerszám, szubsztráthoz.
32. A 21. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy az abraziv kötőanyagot egy ragasztóanyagokból, forrasztóanyagokból, galvánbevonó anyagokból, elektromágneses anyagokból, elektrosztatikus anyagokból, üvegszerű anyagokból, fémporkötő anyagokból, polimer anyagokból és gyantaanyagokból, valamint ezek kombinációiból álló csoportból választjuk ki.
33. A 20. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy az elrendezést Descartes-féle koordinátáknak (x, y) egy halmaza definiálja.
34. A 20. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy az elrendezést polárkoordinátáknak (r, Θ) egy halmaza definiálja.
35. A 34. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy az elrendezést továbbá Descartes-féle koordiná táknak (x, y) egy halmaza definiálja.
36. A 20. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a (k) minimum érték nagyobb, mint a csiszolószemcse maximális átmérője.
37. A 36. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a (k) minimum érték a csiszolószemcse maximális átmérőjének legalább 1,5-szerese.
38. A 21. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy az eljárás továbbá magában foglalja azt a lépést, amelyben a csiszolószemcse-elrendezést egy kétdimenziós szerkezetből a csiszolószemcse-elrendezés koncentrikus tekercsbe történő feltekercselésével átalakítjuk egy háromdimenziós szerkezetté.
39. Az 1. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a csiszolószemcsét egy egyedülálló csiszolószemcse-szerkezetekből, vágópontokból és nagyszámú csiszolószemcse-szerkezetből álló kompozitokból, valamint az előbbiek kombinációiból álló csoportból választjuk ki.
40. A 20. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a csiszolószemcsét egy egyedülálló csiszolószemcse-szerkezetekből, vágópontokból és nagyszámú csiszolószemcse-szerkezetből álló kompozitokból, valamint az előbbiek kombinációiból álló csoportból választjuk ki.
41. Csiszolószemcsékből, kötőanyagból és egy szubsztrátból álló csiszolószerszám, amelyben a csiszolószemcsék egy kiválasztott maximális átmérővel és egy kiválasztott mérettartománnyal· rendelkeznek, valamint a csiszolószemcséket a kötőanyag egy egyrétegű elrendezésben a szubsztráthoz tapasztja, azzal jellemezve, hogy (a) a csiszolószemcsék az elrendezésben egy minden egyes csiszolószemcse körül kizáró zónával rendelkező, nem egyenletes mintázatnak megfelelően vannak orientálva, és (b) minden egyes kizáró zóna olyan minimális sugárral rendelkezik, amely nagyobb, mint a kívánt csiszolószemcse-méret maximális sugara.
42. A 41. igénypont szerinti csiszolószerszám, azzal jellemezve, hogy minden egyes csiszolószemcse az elrendezésnek egy olyan pontjánál helyezkedik el, amelyet előzetesen egy kétdimenziós síkon lévő, véletlenszerűen kiválasztott pontsorozat oly módon történő korlátozásával definiáltunk, amelynek értelmében minden egyes pontot egy, a csiszolószemcse maximális átmérőjénél legalább 1,5-szer nagyobb (k) minimum érték választ el minden egyes másik ponttól.
43. A 41. igénypont szerinti csiszolószerszám, azzal jellemezve, hogy minden egyes csiszolószemcse az elrendezésnek egy olyan pontjánál helyezkedik el, amelyet előzetesen úgy definiáltunk, hogy (a) egy koordináta-értékpár (xi, yi) sorozatot úgy korlátozunk, hogy a koordinátaértékek legalább egy tengely mentén egy olyan számsorra vannak korlátozva, amelyben minden egyes érték egy konstans mennyiséggel különbözik a következő értéktől;

(b) minden egyes kiválasztott koordináta-értékpár (χχ, yi) lecsatolásával egy kiválasztott x érték halmazt és egy kiválasztott y érték halmazt nyerünk;

(c) az x és y értékek halmazaiból véletlenszerűen kiválasztunk egy random koordináta-értékpár (x, y) sorozatot, ahol minden egyes pár olyan koordinátaértékekkel rendelkezik, amelyek egy (k) minimum értékkel különböznek bármely szomszédos koordináta-értékpár koordinátaértékeitől; és (d) a véletlenszerűen kiválasztott, elegendő párral rendelkező koordináta-értékpárokból egy elrendezést generálunk, majd az elrendezést pontok formájában egy diagramon ábrázoljuk, és így minden egyes csiszolószemcse körül megkapjuk a kizáró zónát.
44. A 41. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a szubsztrátot egy merev szerszám előformából és egy flexibilis támasztólapból, valamint ezek kombinációiból álló csoportból választjuk ki.
45. A 44. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a merev szerszám előformának egy darab forgási szimmetriájú tengellyel rendelkező geometriai alakja van.
46. A 45. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a merev szerszám előforma geometriai alakját egy korong, abroncs, gyűrű, henger és csonka kúp formákból, valamint ezeknek a formáknak a kombinációiból álló csoportból választjuk ki.
47. A 44. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a flexibilis támasztólapot egy filmekből, fóliákból, szövetekből, nem szövött lapokból, hálókból, szitákból, perforált lapokból és rétegelt anyagokból, valamint ezek kombinációiból álló csoportból választjuk ki.
48. A 47. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a flexibilis támasztólapot egy szíjakból, korongokból, lapokból, párnákból, hengerekből és szalagokból álló csoportból kiválasztott formává alakítjuk át.
49. A 41. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a kötőanyagot egy ragasztóanyagokból, forrasztóanyagokból, galvánbevonó anyagokból, elektromágneses anyagokból, elektrosztatikus anyagokból, üvegszerű anyagokból, fémporkötő anyagokból, polimer anyagokból és gyantaanyagokból, valamint ezek kombinációiból álló csoportból választjuk ki.
50. A 42. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a csiszolószemcse-elrendezést egy kétdimenziós szerkezetből a csiszolószemcse-elrendezés koncentrikus tekercsbe történő feltekercselésével át van alakítva egy háromdimenziós szerkezetté.
51. A 41. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a csiszolószemcse egy egyedülálló csiszolószemcse-szerkezetekből, vágópontokból és nagyszámú csiszolószemcse-szerkezetből álló kompozitokból, valamint az előbbiek kombinációiból álló csoportból kerül kiválasztásra.