專利名稱：用于研磨輪的磨料物品的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
以下內(nèi)容是針對(duì)用于研磨輪的磨料物品，并且具體地是針對(duì)用于分段式研磨輪的磨料區(qū)段。
背景技術(shù)：
粘結(jié)的研磨工具由處于輪狀、盤狀、段狀、安裝點(diǎn)狀、磨石狀以及其他工具形狀(它們具有一個(gè)中央孔或其他用于安裝到特定類型的研磨、拋光、磨尖設(shè)備或機(jī)器上的裝置)的形式的剛性的、并且典型是整體的、三維的磨料復(fù)合材料組成。粘結(jié)的研磨工具一般是具有三個(gè)結(jié)構(gòu)要素或相的復(fù)合物磨料顆粒、粘結(jié)劑以及孔隙性。這類工具是以多個(gè)“等級(jí)”和“結(jié)構(gòu)”進(jìn)行制造，這些等級(jí)和結(jié)構(gòu)是根據(jù)本領(lǐng)域的實(shí)踐由磨料復(fù)合物的相對(duì)硬度和密度(等級(jí))以及由該復(fù)合物內(nèi)的磨料顆粒、粘結(jié)劑和孔隙性的體積百分比(結(jié)構(gòu))所限定的。不同類型的磨料顆粒材料可以與不同類型的粘結(jié)劑材料相組合。例如，使用超級(jí)磨料顆粒(例 如金剛石或立方氮化硼(CBN))或氧化鋁磨料顆粒在研磨工具中是常見的。粘結(jié)劑材料可以是有機(jī)材料，如樹脂。某些其他粘結(jié)劑材料包括無(wú)機(jī)材料，例如包括形成玻璃質(zhì)材料的復(fù)合物、或替代性地一種金屬材料。磨料(即研磨)輪廣泛用在常規(guī)的研磨機(jī)器上和手持的角磨機(jī)上。當(dāng)用于這些機(jī)器上時(shí)，這些輪通過(guò)其中心被夾持并且以較高速度旋轉(zhuǎn)，同時(shí)被壓靠在工件上。通過(guò)研磨輪的磨料顆粒的總體切割作用，研磨輪的研磨表面磨損掉工件的表面。研磨輪被用于粗磨和精磨兩種操作中。粗磨是用于完成快速的原料去除，而不特別關(guān)注表面光潔度和燒傷。精磨所關(guān)注的是控制所去除的材料量，以便實(shí)現(xiàn)所希望的尺寸公差和/或表面光潔度。精磨的實(shí)例包括去除精準(zhǔn)量的材料、磨尖、成型和一般的表面精整操作如拋光和調(diào)和(即，使焊珠平滑)。使用常規(guī)的表面研磨器或具有平坦面的角磨機(jī)，常規(guī)的面研磨輪或表面研磨輪(其中研磨輪的總體上平坦的面被施加到工件上)可以用于粗磨和精磨兩者。在研磨操作中常使用不同的輪形狀，如由ANSI (美國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)研究所)所指定的。這些輪類型包括圓柱輪(類型2)、磨盤(具有扁平、環(huán)狀研磨面的輪)、直杯輪(類型6)、碗形輪(類型11)、盤形輪(類型12)和鈸形輪(類型27和28)。然而，不同的行業(yè)仍然繼續(xù)努力地要求改進(jìn)的研磨輪，尤其是電子工業(yè)，繼續(xù)努力找到有效的制備和精整敏感性工件(如晶片)的方法。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)一個(gè)方面，一種磨料物品包括一個(gè)磨料本體，該本體具有包含在一種粘結(jié)劑材料中的多個(gè)磨料顆粒，其中該磨料本體是由沿該磨料本體的零位軸彼此間隔開的多個(gè)前導(dǎo)邊緣形成的，其中一個(gè)前導(dǎo)邊緣是由一系列的前導(dǎo)點(diǎn)限定的，這些前導(dǎo)點(diǎn)各自具有向外的法向量，該法向量相對(duì)于在該前導(dǎo)點(diǎn)處限定了旋轉(zhuǎn)方向的一個(gè)方向向量而言具有一個(gè)正的向量分量。該磨料本體進(jìn)一步包括沿該磨料本體的零位軸彼此間隔開的多個(gè)尾隨邊緣，其中一個(gè)尾隨邊緣是由一系列的尾隨點(diǎn)限定的，這些尾隨點(diǎn)各自具有一個(gè)向外的法向量，該法向量相對(duì)于在該尾隨點(diǎn)處限定了旋轉(zhuǎn)方向的一個(gè)方向向量而言具有一個(gè)負(fù)的向量分量。該磨料本體還包括多個(gè)中性邊緣，其中一個(gè)中性邊緣是由一系列的中性點(diǎn)限定的，這些中性點(diǎn)各自具有一個(gè)向外的中性法向量，該法向量垂直于在該中性點(diǎn)處的方向向量。此外，該磨料本體可以如下地形成使得它包括一個(gè)至少約O. 5的邊緣比率(edge ratio),其中該邊緣比率是由公式[(Lle+Lte)/(Lle+Lte+Lne)]限定的，其中Lie是該多個(gè)前導(dǎo)邊緣的總長(zhǎng)度，Lte是該多個(gè)尾隨邊緣的總長(zhǎng)度，并且Lne是該多個(gè)中性邊緣的總長(zhǎng)度。根據(jù)另一個(gè)方面，一種磨料物品包括一個(gè)磨料區(qū)段，該磨料區(qū)段具有一個(gè)磨料本體，該磨料本體由多個(gè)臂部分形成、包括被包含在一種粘結(jié)劑材料中的多個(gè)磨料顆粒，該磨料區(qū)段進(jìn)一步包括布置在該多個(gè)臂部分中的每個(gè)臂部分之間的多個(gè)空腔，并且其中該多個(gè)臂部分中的每個(gè)臂部分包括一個(gè)前導(dǎo)邊緣和一個(gè)尾隨邊緣，其中該前導(dǎo)邊緣由一系列的前導(dǎo)點(diǎn)限定，這些前導(dǎo)點(diǎn)各自具有一個(gè)向外的法向量，該法向量相對(duì)于在該前導(dǎo)點(diǎn)處限定了旋轉(zhuǎn)方向的一個(gè)方向向量而言具有一個(gè)正的向量分量。該磨料本體被形成為該尾隨邊緣是由一系列的尾隨點(diǎn)限定的，這些尾隨點(diǎn)各自具有一個(gè)向外的法向量，該法向量相對(duì)于在該尾隨點(diǎn)處限定了旋轉(zhuǎn)方向的一個(gè)方向向量而言具有一個(gè)負(fù)的向量分量，并且另外，其中 每個(gè)臂部分具有一個(gè)切割距離，該切割距離是在該前導(dǎo)邊緣上的一個(gè)前導(dǎo)點(diǎn)與該尾隨邊緣上的一個(gè)尾隨點(diǎn)之間沿著限定了旋轉(zhuǎn)方向的一個(gè)弧形扇區(qū)測(cè)量的，其中對(duì)于在約I微米與約500微米之間的Gs，該切割距離是不大于約1000GS，其中Gs是這些磨料顆粒的平均砂礫尺寸。在仍另一個(gè)方面，一種用于研磨輪的磨料物品包括一個(gè)磨料區(qū)段，該磨料區(qū)段具有一個(gè)由多個(gè)臂部分形成的磨料本體，其中該磨料本體包括被包含在一種粘結(jié)劑材料基質(zhì)中的多個(gè)磨料顆粒，該磨料區(qū)段進(jìn)一步包括被限定為在這些臂部分之間的開放區(qū)域的多個(gè)空腔。此外,該磨料本體被形成為使得該磨料區(qū)段具有一個(gè)磨料本體體積(Vab)并且其中該多個(gè)空腔具有一個(gè)空腔體積(V。)，該磨料區(qū)段具有至少約20%的、被定義為[V。/ (VAB+VC)]的空腔體積百分比。在仍另一個(gè)方面，一種用于研磨輪的磨料物品包括一個(gè)磨料本體，該磨料本體包括被包含在一個(gè)粘結(jié)劑材料基質(zhì)中的多個(gè)磨料顆粒，該磨料本體具有多個(gè)臂部分，這些臂部分限定了一個(gè)曲折的路徑，該路徑具有由多個(gè)轉(zhuǎn)彎連接起來(lái)的多個(gè)線性部分。根據(jù)另一個(gè)方面，一種磨料物品包括附連到一個(gè)底座上的一個(gè)第一磨料區(qū)段，該第一磨料區(qū)段包括一個(gè)磨料本體，該磨料本體包括被包含在一個(gè)粘結(jié)劑材料基質(zhì)中的多個(gè)磨料顆粒以及一個(gè)沿該磨料本體的長(zhǎng)度延伸并將該磨料本體的寬度二等分的零位軸。該磨料本體具有一個(gè)第一前導(dǎo)邊緣以及一個(gè)第二前導(dǎo)邊緣，該第一前導(dǎo)邊緣在一個(gè)第一位置與該零位軸相交，該第二前導(dǎo)邊緣在一個(gè)第二位置與該零位軸相交，該第一和第二位置彼此間隔開并且被一個(gè)空腔分離。在另一個(gè)方面,一種磨料物品包括一個(gè)底座,該底座具有一個(gè)表面和一個(gè)附連到該底座表面上的第一磨料區(qū)段，該磨料區(qū)段具有被包含在一個(gè)粘結(jié)劑材料中的多個(gè)磨料顆粒，該磨料區(qū)段具有多個(gè)臂部分，這些臂部分限定了一個(gè)曲折的路徑，該路徑具有由多個(gè)轉(zhuǎn)彎連接起來(lái)的多個(gè)線性部分。


通過(guò)參見附圖可以更好地理解本披露，并且使其許多特征和優(yōu)點(diǎn)對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員變得清楚。圖I包括一個(gè)流程圖，展示了根據(jù)一個(gè)實(shí)施方案形成一種磨料物品的方法。圖2A包括根據(jù)一個(gè)實(shí)施方案的一種磨料物品的俯視圖。圖2B包括根據(jù)一個(gè)實(shí)施方案的、圖2A的磨料物品的照片的透視圖。圖3包括根據(jù)一個(gè)實(shí)施方案的一種磨料物品的俯視圖。圖4包括根據(jù)一個(gè)實(shí)施方案的一種磨料物品的俯視圖。圖5包括根據(jù)一個(gè)實(shí)施方案包括一個(gè)具有多個(gè)磨料區(qū)段的底座的一種磨料物品。·圖6A包括根據(jù)一個(gè)實(shí)施方案的一種磨料物品的一部分的俯視圖。圖6B包括根據(jù)一個(gè)實(shí)施方案的、圖6A的磨料物品的透視圖。圖7A-7E包括根據(jù)多個(gè)實(shí)施方案的磨料物品的其他設(shè)計(jì)。圖8包括根據(jù)一個(gè)實(shí)施方案的磨料物品的圖示。圖9包括一個(gè)常規(guī)的磨料物品的圖示。圖10包括一個(gè)常規(guī)的磨料物品的圖示。在不同的圖中使用相同的參考符號(hào)表示相似的或相同的事項(xiàng)。
具體實(shí)施例方式以下內(nèi)容涉及粘結(jié)的磨料物品或工具，如研磨輪、磨料區(qū)段、研磨盤和磨石，它們具有特定的組成結(jié)構(gòu)；涉及制造這類工具以便產(chǎn)生特定工具結(jié)構(gòu)的方法；還涉及使用這些工具進(jìn)行研磨、拋光或表面精整的方法。具體而言，本說(shuō)明針對(duì)的是與研磨輪一起使用以便進(jìn)行表面的精整的磨料物品、具體是磨料區(qū)段。此處的這些磨料物品結(jié)合有多個(gè)具有特定設(shè)計(jì)的磨料區(qū)段，這些區(qū)段可以有助于改進(jìn)磨料物品的研磨性能并改進(jìn)工具的精整后的特性。值得注意的是，在此描述的這些磨料物品具體可以適合用于敏感材料(如在電子工業(yè)中使用的晶片，可以由諸如碳化硅、硅和藍(lán)寶石等材料制成)的精整。圖I包括根據(jù)一個(gè)實(shí)施方案用于形成磨料物品的過(guò)程圖。具體而言，圖I包括用于形成具有根據(jù)此處實(shí)施方案的一種具體設(shè)計(jì)的磨料區(qū)段的方法。該方法可以在步驟101通過(guò)在一種粘結(jié)劑材料中形成一種磨料顆?；旌衔锒_始。這些磨料顆粒可以包括無(wú)機(jī)材料，如氧化物類、碳化物類、硼化物類、氮化物類、以及它們的組合。在某些實(shí)例中，這些磨料顆?？梢园ㄒ韵虏牧先缪趸X、碳化硅、氧化硅、氧化鈰，以及它們的組合。實(shí)際上，對(duì)于某些磨料物品，這些磨料顆?？梢詫?shí)質(zhì)上由氧化鋁組成。然而，在另一些實(shí)例中，這些磨料顆?？梢园ㄒ环N超級(jí)磨料材料。適當(dāng)?shù)某?jí)磨料材料可以包括金剛石、立方氮化硼、以及它們的組合。用主要選自金剛石的磨料顆?？梢孕纬赡承┗旌衔铮瑥亩沟米罱K形成的磨料物品包括實(shí)質(zhì)上由金剛石組成的磨料顆粒。在其他實(shí)例中，這些磨料顆?？梢跃哂型繉?。也就是，這些磨料顆?？梢跃哂幸粚痈采w在外表面上的材料。在這類實(shí)例中，該涂層可以是無(wú)機(jī)材料。適合的無(wú)機(jī)材料可以包括金屬、氧化物類、硼化物類、氮化物類、碳化物類和它們的組合。在特定的實(shí)例中，該涂層可以包括一種金屬或金屬合金材料，包括過(guò)渡金屬元素，如銅、鎳、鈦、硅、鉻、以及它們的組
口 ο
應(yīng)當(dāng)理解的是，不同類型的磨料顆?？梢越M合使用。例如，適當(dāng)?shù)哪チ项w粒的組合可以包括氧化鋁磨料顆粒與金剛石磨料顆粒的組合?？梢允褂貌煌俜直鹊哪チ项w粒來(lái)形成該混合物，包括例如以多數(shù)的量(即大于50%)來(lái)使用金剛石磨料顆粒并且以少數(shù)的量(SP少于50%)來(lái)使用次級(jí)磨料顆粒(例如氧化鋁)。這些磨料顆?？梢跃哂羞m合于該磨料顆粒的預(yù)期應(yīng)用的平均砂礫尺寸。例如，這些磨料顆粒可以具有一般小于約500微米、如小于約250微米或甚至小于約100微米的平均砂礫尺寸。在具體情況下，這些磨料顆?？梢跃哂械钠骄暗[尺寸是在約O. 01微米與約200微米之間的范圍內(nèi)，例如在約O. I微米與約150微米之間。用于形成該混合物的粘結(jié)劑材料可以包括無(wú)機(jī)材料或有機(jī)材料。例如，該粘結(jié)劑材料可以包括能夠作為主要粘結(jié)組分起作用的有機(jī)材料。這類有機(jī)材 料可以包括天然有機(jī)材料、合成有機(jī)材料、以及它們的組合。在具體實(shí)例中，該有機(jī)材料可以由樹脂制成，該樹脂可以包括熱固樹脂、熱塑樹脂、以及它們的組合。例如，一些適合的樹脂可以包括酚醛樹脂、環(huán)氧樹脂、聚酯、氰酸酯、蟲膠、聚氨酯、橡膠、聚酰亞胺、以及它們的組合。在其他實(shí)例中，該混合物可以由一種無(wú)機(jī)材料的粘結(jié)劑材料形成。適合的無(wú)機(jī)材料可以包括金屬、玻璃、玻璃陶瓷和它們的組合。例如，特別有用的金屬可以包括過(guò)渡金屬物種，它們可以形成可銅焊的材料。過(guò)渡金屬物種可以包括但不限于釩、鉻、錳、鐵、鈷、鎳、銅、鋅、錫、錯(cuò)、銀、鑰、鉭、鶴、以及它們的組合。其他的實(shí)施方案可能使用由復(fù)合材料制成的粘結(jié)劑材料，包括例如有機(jī)和無(wú)機(jī)材料的組合。例如，該粘結(jié)劑材料可以包括金屬材料與樹脂材料的組合。在更特別的實(shí)例中，該粘結(jié)劑材料可以包括與樹脂相組合的金屬合金(例如一種銅/錫金屬材料)。然而，應(yīng)理解的是，該粘結(jié)劑材料可以由一種玻璃材料形成。在此類實(shí)例中，該粘結(jié)劑材料可以包括特定含量的玻璃料材料，即在受到熱處理時(shí)有助于形成玻璃質(zhì)粘結(jié)劑材料的一種由玻璃材料形成的粉末材料。適合的玻璃和/或玻璃陶瓷材料可以包括氧化物。一些適合的氧化物可以包括氧化硅、氧化鋁、硼化物、堿金屬氧化合物(即結(jié)合了來(lái)自周期表IA族元素的氧化合物和絡(luò)合物)以及堿土金屬氧化合物(即結(jié)合了來(lái)自周期表IIA族元素的氧化合物和絡(luò)合物)。除了結(jié)合磨料顆粒和粘結(jié)劑材料以形成混合物之外，應(yīng)當(dāng)理解的是，可以在混合物中包括其他添加劑以協(xié)助該最終磨料物品的正確形成。這些添加劑的例子可以包括穩(wěn)定齊U、粘合劑、表面活性劑、成孔劑等等。適合的成孔劑可以包括但不限于空心玻璃珠、研磨后的胡桃殼、塑料材料或有機(jī)化合物的珠粒、泡沫玻璃顆粒和泡沫氧化鋁、長(zhǎng)形的顆粒、纖維、以及它們的組合。在形成包括磨料顆粒與粘結(jié)劑材料的混合物之后，該方法可以在步驟103通過(guò)將混合物成形為一個(gè)生坯而繼續(xù)。應(yīng)理解的是，生坯是一種未完成的物品，例如在使用無(wú)機(jī)粘結(jié)劑材料的磨料物品的情況下是一個(gè)未燒結(jié)的本體?？梢允褂貌煌某尚畏椒ǎＶ?、鑄造、壓制(熱壓或冷壓)、以及它們的組合。在具體的實(shí)例中，該成形方法可以包括形成一個(gè)具有一般多邊形形狀(例如矩形、圓柱形等)的生坯，它可以被稱作毛坯。這個(gè)毛坯可以具有缺乏最終形成的磨料物品的設(shè)計(jì)特征的一種一般形狀。也就是，將進(jìn)行后續(xù)的處理以將毛坯成型為所希望的磨料物品最終形式。在步驟103將混合物成形為生坯之后，該方法可以在步驟105通過(guò)處理該本體以形成磨料區(qū)段而繼續(xù)。處理的方法可以包括加熱方法，可以依據(jù)所選擇的粘結(jié)劑材料而改變。例如，在采用有機(jī)粘結(jié)劑材料的磨料物品的背景下，該加熱方法可以在低于約600° C的溫度下進(jìn)行，如低于500° C，并且特別地在200° C與約500° C之間的范圍內(nèi)?？梢圆捎眠@樣一種方法來(lái)趕走揮發(fā)物并且使粘結(jié)劑材料固化形成最終的磨料物品。對(duì)于采用金屬材料(例如包括銅和錫的組合)的粘結(jié)劑材料而言，該加熱過(guò)程可以采用的溫度為至少約300° C，如至少約400° C，至少約500° C，或甚至至少約600° C。具體的形成過(guò)程可以采用的加熱溫度是在約300° C與約1000° C之間的范圍內(nèi)，這取決于該金屬粘結(jié)劑材料中的元素組合。在其他實(shí)例中，該處理溫度可以是在約300° C與約900° C之間、在約300° C與約800° C之間、在約400° C與約650° C之間、或甚至在約500° C與約650° C之間的范圍內(nèi)。在某些實(shí)例中，對(duì)于采用金屬粘結(jié)劑材料的磨料顆粒而言，該形成過(guò)程可以將成 型和加熱方法進(jìn)行組合。例如，可以在生坯材料上進(jìn)行冷壓/燒結(jié)操作，以將生坯成型并致密化。冷壓/燒結(jié)操作還可以減少精整過(guò)程，因?yàn)樽罱K形成的物體可以具有完成的輪廓。
在其他實(shí)施方案中，該粘結(jié)劑材料可以包括無(wú)機(jī)材料，具體是玻璃和/或玻璃陶瓷材料。在此類實(shí)例中，可以使用與采用有機(jī)粘結(jié)劑材料相比更高的處理溫度。也就是，在粘結(jié)劑材料包括金屬的背景下，該處理溫度可能適合于進(jìn)行銅焊操作。在使用玻璃或玻璃陶瓷材料的粘結(jié)劑材料的背景下，生坯可以在大于800° C的溫度下進(jìn)行處理，如大于900° C，并且特別地是在1000° C與約1500° C之間的范圍內(nèi)，用于粘結(jié)劑材料的致密化(例如燒結(jié))。某些實(shí)施方案在粘結(jié)劑材料中可以采用無(wú)機(jī)和有機(jī)材料的組合，這可以被稱為混合基質(zhì)材料。例如，一些粘結(jié)劑材料可以采用金屬和聚合物材料的組合。在此類實(shí)施方案中，該無(wú)機(jī)材料能夠以按體積百分比測(cè)量的更大的量值存在，使得該粘結(jié)劑包含大于50vol%的無(wú)機(jī)材料和少數(shù)量的有機(jī)材料(即小于約50vol%的聚合物)。在步驟105中處理生坯以形成磨料物品之后，該方法可以在步驟107通過(guò)使該磨料物品成型而繼續(xù)。具體而言，成型的方法可以給予該磨料物品在此處的實(shí)施方案中描述的某些設(shè)計(jì)特征。也就是，處理過(guò)的毛坯可以被成型為使得它具有某些形狀和表面，包括但不限于根據(jù)此處實(shí)施方案的設(shè)計(jì)的臂部分、轉(zhuǎn)彎、和空腔。適當(dāng)?shù)某尚头椒梢园ㄇ懈睢⒛肽サ?。一種具體的方法可以包括一個(gè)噴水切割過(guò)程，其中帶有磨料的水以高的速度和壓力被導(dǎo)向該毛坯以協(xié)助將毛坯切割成所指定的形狀。在其他實(shí)例中，該成型方法可以包括一種離子束研磨方法或電子束研磨方法或放電式機(jī)加工。在進(jìn)行成型過(guò)程之后，該粘結(jié)的磨料物品可以用作一種磨料區(qū)段，該磨料區(qū)段適合于固定到一種底座材料上以形成一個(gè)完全形成的磨料物品，如研磨輪?？梢杂貌煌姆椒▉?lái)協(xié)助進(jìn)行磨料區(qū)段與底座之間的粘結(jié)。例如，該磨料區(qū)段可以用粘合劑、用緊固件固定到底座上，或甚至粘結(jié)(例如銅焊)或焊接到底座上。如應(yīng)理解的，可以將多個(gè)磨料區(qū)段附連到一個(gè)底座上，如以一種有序排列或圖案，以協(xié)助該磨料物品的形成。這些區(qū)段可以按一種方式粘結(jié)到該底座上以形成一種分段式的粘結(jié)的研磨工具。具體而言，該底座可以具有特定的區(qū)域如凹陷，這些區(qū)域被設(shè)計(jì)為容納該磨料區(qū)段的一部分并且協(xié)助將磨料區(qū)段固定在其中。根據(jù)此處的實(shí)施方案，該磨料區(qū)段可以具有是理論密度的至少70%的密度。在其他實(shí)施方案中，該最終形成的磨料區(qū)段的密度可以是更大的，例如是理論密度的至少約93%、至少95%、至少98%、或甚至至少99%。如將理解的，此處的實(shí)施方案的磨料區(qū)段可以是粘結(jié)的磨料物品，它具有包含被分散在該本體整個(gè)體積內(nèi)的磨料顆粒的一個(gè)材料體積,這些顆粒通過(guò)一種粘結(jié)劑材料基質(zhì)彼此粘結(jié)。相應(yīng)地，這些磨料區(qū)段與單層的切割裝置是不同的。另外，這些磨料區(qū)段可以被形成為使得該本體具有被包含在該本體體積各處的一個(gè)特定體積的孔隙率。該孔隙性可以是通常為圓化的并分散在該本體各處的閉合孔、由遍布該本體而延伸的互聯(lián)通道網(wǎng)絡(luò)所限定的開放孔、或者閉合孔和開放孔的組合。在此的實(shí)施方案的磨料區(qū)段的本體可以結(jié)合一定含量的磨料顆粒，這可以取決于所使用的粘結(jié)劑材料的類型。而且，根據(jù)在此的實(shí)施方案的某些磨料物品設(shè)計(jì)，該磨料區(qū)段的本體可以具有的磨料顆粒含量是在約O. 5vol%與約50vol%之間、如在約O. 5vol%與約38vol%之間、如在約I. 5vol%與約38vol%之間、并且特別地在約4vol%與約38vol%之間的范圍內(nèi)。
在此的實(shí)施方案的磨料物品可以包括在約3vol%與約50vol%之間的粘結(jié)劑材料。在其他實(shí)例中，該磨料物品可以包含在約3vol%到約40vol%之間的粘結(jié)劑、在約3vol%與約30vol%之間的粘結(jié)劑、在約4vol%與約20vol%之間的粘結(jié)劑、并且甚至在約5vol%與約18vol%之間的粘結(jié)劑。雖然多數(shù)的研磨工具可以具有不同程度的孔隙性，但是根據(jù)在此包含的實(shí)施方案而形成的一些磨料本體可以展現(xiàn)出特定含量的孔隙率。例如，該磨料本體可以具有至少約2vol%的孔隙性。在此的實(shí)施方案的其他磨料物品可以具有至少約5vol%、至少約10vol%、至少約15vol%、至少約20vol%、至少約30vol%、至少約40vol%、至少約50vol%、或甚至至少約60vol%的孔隙性。在此的實(shí)施方案的具體磨料物品可以具有的孔隙性在約O. lvol%與約50vol%之間、在約O. lvol%與約30vol%之間、在約O. lvol%與約15vol%之間、在約O. lvol%與約5vol%之間、在甚至約O. lvol%與約2vol%之間的范圍內(nèi)。該磨料本體的孔隙性可以主要是包含在本體內(nèi)的亞微米孔的封閉孔隙性。圖2A包括根據(jù)一個(gè)實(shí)施方案的一種研磨工具的俯視圖。具體而言，圖2A包括根據(jù)一個(gè)實(shí)施方案的一種磨料區(qū)段201的俯視圖。如所示的，磨料區(qū)段201可以具有總體上弧形的形狀。如在圖2A中所示，磨料區(qū)段201可以限定一個(gè)上弧298，該上弧沿著磨料區(qū)段201的表面延伸經(jīng)過(guò)最上面的這些點(diǎn)、具體限定一個(gè)具有在25mm與約2m之間范圍內(nèi)的半徑的圓。類似地，與之相反，磨料區(qū)段201的下表面可以限定一個(gè)弧299，該弧在磨料區(qū)段201的外表面上沿著最下面的這些點(diǎn)延伸，從而限定了一個(gè)具有在25mm與2m之間范圍內(nèi)的半徑的圓。應(yīng)理解的是，磨料區(qū)段201具有弧形的形狀，使得它可以被附連到一個(gè)具有圓形形狀的底座上、并且與該底座的周邊一致。如進(jìn)一步展示的，磨料區(qū)段201可以具有穿過(guò)磨料區(qū)段201的中點(diǎn)延伸的一個(gè)零位軸208，從而在弧298和299的中間分別在磨料區(qū)段201的表面上限定了這些最上和最下的點(diǎn)。如此，零位軸208具有一個(gè)與弧298和299的弧形形狀相一致的弧形形狀。如所示，磨料區(qū)段201可以包括一個(gè)臂部分211、一個(gè)臂部分212和一個(gè)臂部分213。臂部分211-213可以限定該磨料區(qū)段201的多個(gè)線性區(qū)域并且可以包括多個(gè)末端。例如，臂部分211可以包括一個(gè)第一末端221和一個(gè)第二末端222,臂部分212可以包括一個(gè)第一末端223和一個(gè)第二末端224,并且臂部分213可以包括一個(gè)第一末端225和一個(gè)第二末端226。應(yīng)理解的是，如在圖2A中所示，可以用這些末端中的至少一個(gè)(如果不是兩個(gè)末端部分)來(lái)將臂部分211-213連接到直接相鄰的臂部分上。例如，在臂部分211的第二末端222和臂部分212的第一末端223，臂部分211被連接到臂部分212上。類似地，在臂部分212的第二末端224和臂部分213的第一末端225，臂部分212被連接到臂部分213上。磨料區(qū)段201可以被形成為使得多個(gè)臂部分211-213(包括在圖2A中所示的其他，不進(jìn)行枚舉)以一種方式彼此連接，使得它們連接到一個(gè)直接相鄰的臂部分。根據(jù)至少一個(gè)實(shí)施方案，這些臂部分可以限定一個(gè)曲折的路徑216，該路徑具有由方程T=n-1限定的最大轉(zhuǎn)彎數(shù)目(Τ)，其中η是整個(gè)磨料區(qū)段201的臂部分的數(shù)目。雖然可以采用不同的設(shè)計(jì)，但根據(jù)在此的實(shí)施方案的磨料區(qū)段可以采用至少三個(gè)分離的臂部分，這些臂部分可以直接彼此相連。在其他實(shí)施方案中，磨料區(qū)段201可以包括大量的分離的臂部分。如在圖2Α中所示，磨料區(qū)段201可以被形成為使得它沿一個(gè)曲折的路徑216延伸，該路徑是通過(guò)臂部分211-213相對(duì)彼此的安排而限定的，這些臂部分通過(guò)轉(zhuǎn)彎214和 215 (以及在圖2Α中示出但未枚舉的其他)而連接到一起。例如，這些臂部分211和212可以在對(duì)應(yīng)的末端通過(guò)轉(zhuǎn)彎214相連接，并且這些臂部分212和213可以在對(duì)應(yīng)的末端通過(guò)轉(zhuǎn)彎215相連接。如此，該曲折的路徑216可以包括多個(gè)沿臂部分211-213延伸的直線區(qū)域和多個(gè)轉(zhuǎn)彎區(qū)域，其中該曲折的路徑在轉(zhuǎn)彎214和215處在多個(gè)直線部分之間改變方向。根據(jù)一個(gè)實(shí)施方案，磨料區(qū)段201被形成為具有一個(gè)可以限定折線圖案的曲折的路徑216。在其他實(shí)施方案中，該曲折的路徑或該曲折路徑216的多個(gè)部分，可以由一個(gè)三角函數(shù)來(lái)限定，例如余弦或正弦函數(shù)。在仍其他實(shí)施方案中，該曲折的路徑216或該曲折的路徑216的多個(gè)部分可以被形成為使得它能夠由一個(gè)幾何函數(shù)來(lái)限定，也就是例如拋物線、對(duì)數(shù)、或指數(shù)的數(shù)學(xué)函數(shù)。在某些實(shí)施方案中，磨料區(qū)段201可以被形成為使得曲折的路徑216可以關(guān)于零位軸208是對(duì)稱的。另外，磨料區(qū)段201的曲折的路徑216可以是關(guān)于一個(gè)側(cè)向軸209對(duì)稱的。側(cè)向軸209可以通過(guò)中心將磨料區(qū)段201 二等分成相等的長(zhǎng)度。如在圖2Α中所示，磨料區(qū)段201可以包括臂部分231和232，這些臂部分在轉(zhuǎn)彎234處彼此直接相連并且如在圖2Α中所示在臂部分231與232之間限定了一個(gè)連接角度233。根據(jù)在此的實(shí)施方案，磨料區(qū)段201可以被形成為使得臂部分231和232以一個(gè)連接角度233相連接，該角度至少是約15°。在其他實(shí)施方案中，該連接角度可以是更大的，例如在至少約35°、如至少約40°、至少約45°、至少約50°、至少約60°、或甚至至少約80°的等級(jí)上。在具體的實(shí)例中，連接角度233可以是在約15°與約170°之間、如在約45°與150°之間、在約45。與約120°之間、在約45。與約90。之間、或甚至在約60。與約80°之間的范圍內(nèi)。磨料區(qū)段201可以進(jìn)一步包括空腔203、204和205。如所示的，空腔203-205可以沿該曲折的路徑216在多個(gè)臂部分之間延伸?？涨?03-205可以在多個(gè)臂部分之間延伸，并且更具體地可以被形成為使得這些空腔203-205的至少一部分與該零位軸208相交?？涨?03-205可以提供適當(dāng)?shù)牧黧w流動(dòng)通路，用于在研磨過(guò)程中使流體達(dá)到研磨區(qū)域。圖2Β包括根據(jù)一個(gè)實(shí)施方案的、圖2Α的磨料物品的照片的透視圖。如所示的，磨料區(qū)段201可以具有高度261，根據(jù)具體的實(shí)施方案，該高度可以是在約2mm與約15mm之間的范圍內(nèi)。一般，磨料區(qū)段201具有的高度是適合于與底座291進(jìn)行正確的固定，同時(shí)在底座291的表面上方提供足夠的凸起以影響研磨。圖2B還提供了空腔273、274、275和276的更清晰的圖示，它們沿曲折的路徑216延伸并且與之相符合，因此在使用中將流體適當(dāng)?shù)靥峁┰撃チ蠀^(qū)段201的表面。如圖2B進(jìn)一步展不的,磨料區(qū)段201可以具有一個(gè)上表面263,該上表面被配置為接合一個(gè)工件并且研磨工件上的表面。磨料區(qū)段201的上表面263可以是特別平坦的，從而它適合于接合并精整一個(gè)工件、特別是敏感的工件如晶片。根據(jù)一個(gè)實(shí)施方案，磨料區(qū)段201可以被形成為使得上表面263具有一個(gè)特定的表面粗糙度(Ra)，可以是小于約100微米、小于約10微米、或甚至小于約I微米。圖3包括根據(jù)一個(gè)實(shí)施方案的一種磨料物品的俯視圖。具體而言，磨料物品300包括具有多個(gè)臂部分的一個(gè)磨料區(qū)段301，如在此處的實(shí)施方案中描述的這些臂部分通過(guò) 多個(gè)轉(zhuǎn)彎連接在一起。根據(jù)一個(gè)實(shí)施方案，磨料區(qū)段301被形成為使得它具有特定的空腔體積(V。)。該磨料區(qū)段也可以被描述為具有一個(gè)特定的磨料本體體積(VAB)。值得注意的是，磨料區(qū)段301可以被形成為使得磨料本體體積相對(duì)于空腔體積的比率可以特別適合于協(xié)助實(shí)現(xiàn)有效且改進(jìn)的研磨。如所示的，空腔體積(Vc)可以描述在弧部分298和299之間的磨料區(qū)段之內(nèi)的空腔體積。磨料區(qū)段的弧部分298和299以及外部側(cè)表面398和399限定了磨料區(qū)段301的虛擬邊界。也就是，磨料區(qū)段301的體積包括空腔的體積(示出為陰影部分)以及磨料區(qū)段301的磨料本體體積。磨料本體體積(Vab)可以包括由3維空間內(nèi)在磨料本體之內(nèi)的磨料顆粒、粘結(jié)劑材料和任何孔所占據(jù)的體積。相應(yīng)地，磨料區(qū)段301可以具有一個(gè)虛擬體積，它是由在此標(biāo)注的虛擬邊界來(lái)定義的、是空腔體積(V。)和磨料本體體積(Vab)的和。磨料區(qū)段301可以具有由等式CVP=[Vc/ (VAB+VC)]定義的、至少約20%的空腔體積百分比(CVP)，這是空腔體積與磨料區(qū)段的虛擬體積(Vab+^)相比的百分比度量。在此的某些實(shí)施方案可以包括具有至少約25%、如至少35%、至少約45%、或甚至至少約65%的空腔體積百分比的一種磨料區(qū)段301。在此的具體實(shí)施方案可以采用的磨料區(qū)段301的空腔體積百分比是在約20%與95%之間、如在約30%與85%之間、或在30%與75%之間、或甚至在約40%與70%之間的范圍內(nèi)。此外，應(yīng)當(dāng)理解的是，在此相對(duì)于空腔體積或磨料本體體積而提到的體積是一種三維的測(cè)量值。也就是，在此的體積測(cè)量包括如圖3的俯視圖所展示的面積乘以磨料本體的高度，從而使得可以在三維空間中計(jì)算空腔體積或磨料本體體積。圖4包括根據(jù)一個(gè)實(shí)施方案的一種磨料物品的一部分的俯視圖。具體而言，圖4包括一個(gè)磨料物品400的俯視圖，該磨料物品包括一個(gè)磨料區(qū)段401的一部分，該部分限定了根據(jù)在此描述的實(shí)施方案具有多個(gè)直線部分和多個(gè)轉(zhuǎn)彎的一條曲折的路徑。以下內(nèi)容以更多的數(shù)學(xué)術(shù)語(yǔ)描述了根據(jù)在此的實(shí)施方案的一個(gè)磨料區(qū)段的特征。如在圖4中所示的，磨料區(qū)段401可以包括沿零位軸208與一個(gè)臂部分462縱向間隔開的一個(gè)臂部分461。磨料區(qū)段401進(jìn)一步包括沿零位軸208與一個(gè)臂部分462縱向間隔開的一個(gè)臂部分463。如進(jìn)一步展示的，臂部分461、462和463各自包括前導(dǎo)邊緣403、441和473，這些邊緣沿零位軸208彼此縱向間隔開。臂部分461的前導(dǎo)邊緣403可以由沿該磨料本體的一個(gè)外表面、并更具體地是沿該磨料本體外部的兩個(gè)表面的相交處的一個(gè)邊緣延伸的一系列前導(dǎo)點(diǎn)404限定。這個(gè)邊緣可以由在該磨料本體的兩個(gè)外表面之間的一個(gè)基本垂直的角度來(lái)限定。這些外表面之一可以是磨料本體的上表面(例如263)。如應(yīng)理解的，圖4試圖展示沿前導(dǎo)邊緣403的長(zhǎng)度上在分離位置處的一系列前導(dǎo)點(diǎn)，然而，從數(shù)學(xué)角度看，應(yīng)理解的是，一個(gè)點(diǎn)是一個(gè)無(wú)窮小的尺寸并且因此前導(dǎo)邊緣403可以由無(wú)限數(shù)目的前導(dǎo)點(diǎn)限定。前導(dǎo)邊緣403可以由一系列的前導(dǎo)點(diǎn)404限定,其中每個(gè)前導(dǎo)點(diǎn)具有一個(gè)向外的法向量405,該法向量相對(duì)于一個(gè)方向向量450具有一個(gè)正的向量分量406。方向向量450限定了在前導(dǎo)點(diǎn)404處的旋轉(zhuǎn)方向。也就是，當(dāng)磨料區(qū)段401在方向450上旋轉(zhuǎn)時(shí)(例如在研磨輪上使用時(shí))，前導(dǎo)邊緣403上的每個(gè)前導(dǎo)點(diǎn)404是在引導(dǎo)該切割和/或研磨過(guò)程的一個(gè)位置上，并且因此，當(dāng)與由方向向量450所限定的旋轉(zhuǎn)方向比較時(shí)，這一系列前導(dǎo)點(diǎn)404各自具有向外法向量405的一個(gè)正的向量分量406。臂部分461還可以包括一個(gè)尾隨邊緣431。一般，與前導(dǎo)邊緣403不同，相對(duì)于旋轉(zhuǎn)方向450，該尾隨邊緣431是一個(gè)不負(fù)責(zé)引起切割和/或研磨動(dòng)作的邊緣。具體而言，尾
隨邊緣431可以由沿著該粘結(jié)的磨料本體的一個(gè)外表面、并更具體地是沿著該磨料本體外部的兩個(gè)表面的相交處的一個(gè)邊緣的一系列尾隨點(diǎn)408限定。這個(gè)尾隨邊緣可以由在該磨料本體的兩個(gè)外表面之間的一個(gè)基本垂直的角度來(lái)限定。這些表面之一可以是該磨料區(qū)段401的上表面。如所示的,尾隨點(diǎn)408可以各自具有一個(gè)向外的法向量422,該法向量相對(duì)于方向向量450包括一個(gè)負(fù)的向量分量423,該方向向量限定了在使用中磨料區(qū)段401的旋轉(zhuǎn)方向。值得注意的是，磨料區(qū)段401中的每個(gè)臂部分可以具有相對(duì)于方向向量450限定的一個(gè)前導(dǎo)邊緣和一個(gè)尾隨邊緣。此外，該磨料區(qū)段401可以具有多個(gè)中性邊緣。例如，一個(gè)中性邊緣411可以由沿粘結(jié)的磨料本體的一個(gè)外表面的一個(gè)、更特別地一系列的中性點(diǎn)430所限定。中性邊緣411可以由該磨料本體的兩個(gè)外表面的連接處限定，這兩個(gè)外表面相對(duì)于彼此的取向可以是在基本上彼此垂直的方向上。這些表面之一可以是該上表面。每個(gè)中性點(diǎn)可以具有一個(gè)向外的中性法向量412，該法向量垂直于方向向量450，該方向向量限定了在使用中磨料區(qū)段401的旋轉(zhuǎn)方向。值得注意的是，磨料區(qū)段401的中性邊緣(例如411)可以位于前導(dǎo)邊緣(例如403)與尾隨邊緣(例如483)之間。根據(jù)在此的實(shí)施方案，磨料本體可以被形成為具有一個(gè)邊緣比率(ER)，該比率是由等式ER=[(Lle+Lte)/(Lle+Lte+Lne)]定義的，其中Lle是磨料區(qū)段的本體的該多個(gè)前導(dǎo)邊緣的總長(zhǎng)度，Lte是磨料區(qū)段的本體的該多個(gè)尾隨邊緣的總長(zhǎng)度，并且Lne是磨料區(qū)段的本體的該多個(gè)中性邊緣的總長(zhǎng)度。根據(jù)在此的實(shí)施方案，這些磨料本體可以形成為使得該邊緣比率(ER)是至少約O. 5。在其他實(shí)施方案中，該邊緣比率可以是更大的，如至少約O. 6、至少約O. 7、至少約O. 8、或甚至至少約O. 9。在具體實(shí)例中，在此的實(shí)施方案的磨料本體可以被形成為具有在約O. 5與I. O之間、如在約O. 6與約O. 98之間、或甚至在約O. 7與約O. 98之間的范圍內(nèi)的邊緣比率。根據(jù)在此的實(shí)施方案的某些磨料物品可以被形成為使得該磨料本體具有的Lle值基本上等于Lte值。值得注意的是，根據(jù)在此的某些磨料本體設(shè)計(jì)，該磨料本體具有的變量Lle的值可以大于變量Lne的值。在某些其他實(shí)例中，該磨料區(qū)段的本體被形成為使得變量Lte的值大于變量Lne的值。
如在圖4中進(jìn)一步展示的，在此的磨料物品可以被形成為使得在每個(gè)臂部分上的每個(gè)前導(dǎo)邊緣都具有基本上直線的輪廓。也就是，該前導(dǎo)邊緣的長(zhǎng)度的很大部分是直線的形狀，如該前導(dǎo)邊緣的總長(zhǎng)度的至少約80%、至少約90%、或甚至至少約95%是直線的。另外，該磨料區(qū)段401的每個(gè)前導(dǎo)邊緣可以與該零位軸208相交。磨料區(qū)段401可以被形成為使得這些臂部分各自的尾隨邊緣可以具有基本上直線的輪廓，如在上面相對(duì)于磨料區(qū)段401的前導(dǎo)邊緣所說(shuō)明的。某些實(shí)施方案可以采用如下的前導(dǎo)邊緣和尾隨邊緣其中基本上所有的前導(dǎo)邊緣和基本上所有的尾隨邊緣都具有直線的輪廓。此外，每個(gè)尾隨邊緣都可以與零位軸208相交。如進(jìn)一步展示的，在此的實(shí)施方案的磨料物品可以被形成為使得該磨料本體被形成為在兩個(gè)直接相鄰的前導(dǎo)邊緣之間布置有至少一個(gè)尾隨邊緣或尾隨邊緣的一部分。例如，參考圖4，該磨料物品分別包括臂部分461和462的一個(gè)前導(dǎo)邊緣403和一個(gè)直接相鄰的前導(dǎo)邊緣441。如所示的，在沿著限定了平行于零位軸208的旋轉(zhuǎn)方向的方向向量450前進(jìn)時(shí)，尾隨邊緣431被布置在前導(dǎo)邊緣403和前導(dǎo)邊緣441之間。
如將進(jìn)一步理解的，在此的實(shí)施方案的磨料物品可以包括一個(gè)磨料本體，其中該磨料本體的臂部分可以具有至少一個(gè)前導(dǎo)邊緣和至少一個(gè)尾隨邊緣。例如，臂部分461包括一個(gè)前導(dǎo)邊緣403和一個(gè)尾隨邊緣431。具體而言，該磨料本體的每個(gè)臂部分可以限定一個(gè)切割距離(CD)，該切割距離是在同一個(gè)臂部分461的前導(dǎo)邊緣403上的一個(gè)前導(dǎo)點(diǎn)與尾隨邊緣431上的一個(gè)尾隨點(diǎn)之間沿著平行于方向向量450、并因此平行于旋轉(zhuǎn)方向的弧形扇區(qū)460測(cè)量的。在此的實(shí)施方案可以采用如下的一個(gè)磨料本體，其中，對(duì)于在約I微米與約200微米之間的范圍內(nèi)的Gs，這些臂部分具有一個(gè)不大于約lOOOGs的切割距離，其中標(biāo)記“Gs”是包含在磨料區(qū)段401的本體之內(nèi)的磨料顆粒的平均砂礫尺寸。因此，該切割距離是不大于包含在本體之內(nèi)的磨料顆粒的平均砂礫尺寸的約1000倍。這個(gè)指標(biāo)已經(jīng)被確認(rèn)為潛在地有助于有效的和/或改進(jìn)的研磨作用。某些磨料本體可以被形成為使得如在圖4中展示的切割距離460相對(duì)于砂礫尺寸(Gs)是更特別的。例如，對(duì)于在約I微米與約5微米之間范圍內(nèi)的砂礫尺寸，切割距離可以是不大于約lOOOGs，如不大約800Gs、不大于約500Gs、不大于約250Gs、或甚至不大于約lOOGs。在具體的實(shí)例中，對(duì)于采用的平均砂礫尺寸在約I微米與約5微米之間的磨料本體，該切割距離可以是在約50Gs與約IOOOGs之間、如在約50Gs與約800Gs、在約50Gs與約500Gs、在約50Gs與約250Gs、或甚至在約50Gs與約200Gs之間的范圍內(nèi)。在其他實(shí)例中，該磨料本體可以采用的平均砂礫尺寸是在約5微米與約50微米之間的范圍內(nèi)。在此類實(shí)例中，該切割距離可以是不大于約200Gs、如不大于約150Gs、不大于約lOOGs、或甚至不大于約8Gs。在具體的實(shí)例中，對(duì)于采用的平均砂礫尺寸在約5微米與約50微米之間的磨料本體，該切割距離可以是在約5Gs與約200Gs之間、如在約5Gs與約lOOGs、或甚至在約50Gs與約75Gs之間的范圍內(nèi)。根據(jù)更特別的實(shí)施方案，該磨料本體可以采用的平均砂礫尺寸是在約50微米與約200微米之間的范圍內(nèi)。在此類實(shí)例中，該切割距離可以是不大于約20Gs、如不大于約12Gs、不大于約10Gs、或甚至不大于約8Gs。在某些設(shè)計(jì)中，對(duì)于采用的平均砂礫尺寸在約50微米與約200微米之間的磨料本體，該切割距離可以是在約2Gs與約20Gs之間、如在約2Gs與約lOGs、或甚至在約2Gs與約8Gs之間的范圍內(nèi)。在仍其他實(shí)施方案中，該磨料本體可以采用大于約200微米的平均砂礫尺寸。在此類實(shí)例中，該切割距離可以是不大于約lOGs、如不大于約8Gs、不大于約5Gs、或甚至不大于約3Gs。在具體的實(shí)例中，對(duì)于采用了大于約200微米的平均砂礫尺寸的磨料本體，該切割距離可以是在約O. 5Gs與約IOGs之間、如在約O. 5Gs與約8Gs、或甚至在約O. 5Gs與約5Gs之間的范圍內(nèi)。圖5包括根據(jù)一個(gè)實(shí)施方案的一種磨料物品的俯視圖。具體而言，該磨料物品500可以包括一個(gè)底座501，從頂部向下看，該底座具有一個(gè)基本上環(huán)形的形狀。如進(jìn)一步展示的，底座501可以包括一個(gè)外徑521和一個(gè)內(nèi)徑522,從而在該底座501的內(nèi)部限定了一個(gè)空腔或凹陷527。底座501進(jìn)一步包括一個(gè)在該外徑521與該內(nèi)徑522之間的邊沿(rim)區(qū)域524。值得注意的是，磨料物品500可以被形成為使得磨料區(qū)段503、504和505 (以及其他示出的但未枚舉的)是放置在底座501的邊沿區(qū)域524上。如所展示的，磨料區(qū)段503-505可以被附連到底座501的表面上并且圍繞底座501的邊沿區(qū)域527在圓周上彼此 等間距地間隔開。根據(jù)在此的實(shí)施方案，底座501可以由無(wú)機(jī)材料制成，該無(wú)機(jī)材料包括例如金屬、金屬合金、以及它們的組合。此外，如應(yīng)理解的，底座501可以具有不同的形狀，包括圓柱形、杯形、錐形、以及它們的組合。在研磨操作過(guò)程中，可以將磨料區(qū)段503-505與一個(gè)工件(例如晶片)置于接觸中，其中磨料區(qū)段503-505的工作表面基本上是與該晶片的平坦表面齊平的。底座501可以相對(duì)于工件旋轉(zhuǎn)，以影響材料的去除并且尤其是晶片的削薄。底座501可以單獨(dú)旋轉(zhuǎn)，或者替代性地，該工件可以單獨(dú)旋轉(zhuǎn)，并且甚至在某些實(shí)例中，底座501和工件可以都旋轉(zhuǎn)，如在相反方向上或相同方向上。可以將一種流體施加到工件上和/或磨料區(qū)段上，以降低在該方法的過(guò)程中對(duì)工件的傷害。圖6A包括根據(jù)一個(gè)實(shí)施方案的一種磨料物品的俯視圖。具體而言，圖6A包括一個(gè)磨料物品600，該磨料物品包括根據(jù)一個(gè)實(shí)施方案用于研磨輪的一個(gè)磨料區(qū)段601的本體。磨料區(qū)段601可以包括如在此處的實(shí)施方案中所描述的磨料區(qū)段的特征，包括限定了一個(gè)曲折的路徑216的多個(gè)臂部分和轉(zhuǎn)彎、以及在磨料本體601的這些臂部分和轉(zhuǎn)彎之間延伸的空腔603、604和605。這些空腔603-605可以沿該零位軸208彼此間隔開。更具體地，空腔603-605可以包括一種填充劑材料612。值得注意的是，在某些實(shí)施方案中，空腔603-605可以被該填充劑材料612部分地填充。在其他實(shí)施方案中，空腔603-605可以被該填充劑材料612實(shí)質(zhì)性地填充，使得這些空腔體積的大部分包括該填充劑材料612。根據(jù)一個(gè)實(shí)施方案，填充劑材料612可以包括無(wú)機(jī)材料、有機(jī)材料、以及它們的組合。在具體的實(shí)例中，該填充劑材料612包括一種有機(jī)材料，如合成材料，包括但不限于聚合物，如熱塑性材料、熱固性材料、以及它們的組合。一些特別適合的聚合物材料可以包括彈性體，如橡膠、苯乙烯、硅酮、氟彈性體、以及它們的組合。這類填充劑材料612可以協(xié)助在使用中保持該磨料本體601的正確設(shè)計(jì)，并且可以有助于該磨料本體601的機(jī)械整體性，并且在使用中減少震動(dòng)對(duì)磨料本體601的損害?？梢詫o(wú)機(jī)材料包括在填充劑材料612中，并且具體地是作為填充材料包括在有機(jī)材料中。例如，在具體的實(shí)施方案中，填充劑材料612可以主要由包含無(wú)機(jī)材料顆粒的有機(jī)材料制成。這些無(wú)機(jī)材料顆粒可以是磨料微粒，包括那些在此記述為用作磨料顆粒的材料。圖6B包括圖6A的磨料物品的一部分的透視圖。如所示的，填充劑材料612可以具有一個(gè)上表面631，該上表面從該磨料本體601的上表面630凹陷(即在其下)。如所示的，填充劑材料612的上表面631可以從上表面630凹陷一個(gè)距離634。距離634可以是磨料本體601的總高度633的一個(gè)分?jǐn)?shù)。具體而言，距離634可以是不大于高度633的約95%。在其他實(shí)例中，距離634可以是不大于約80%、如不大于約75%、不大于約60%、不大于約50%、不大于約40%、不大于約30%、不大于約20%。而且，距離634可以是在高度633的約5%與約75%之間、約10%與約60%之間、約20%與約50%之間的范圍內(nèi)。圖7A到7C包括磨料物品的多個(gè)替代性設(shè)計(jì)，具體是根據(jù)在此的實(shí)施方案與磨料物品一起使用的磨料區(qū)段。圖7A包括一個(gè)磨料區(qū)段701的視圖，該磨料區(qū)段包括限定了一個(gè)曲折的路徑703的多個(gè)臂部分和多個(gè)轉(zhuǎn)彎，該路徑采用了直角轉(zhuǎn)彎704與鈍角連接的轉(zhuǎn)彎705和706的組合。通過(guò)在平行于零位軸208的方向上將臂部分707、708和709延長(zhǎng) 某些長(zhǎng)度并且將其通過(guò)相對(duì)于零位軸208成角度的臂部分710和711相連接而促進(jìn)了轉(zhuǎn)彎705和706的鈍角連接。如此，存在于臂部件707-711之間的空腔713、714和715可以大于在此描述的先前的實(shí)施方案中的那些。圖7B包括一個(gè)磨料區(qū)段731的視圖，該磨料區(qū)段包括限定了一個(gè)曲折的路徑的多個(gè)臂部件和多個(gè)轉(zhuǎn)彎，該路徑采用了銳角連接的轉(zhuǎn)彎745和746的組合。更具體地，磨料區(qū)段731的設(shè)計(jì)包括了包含在一個(gè)主要空腔737中的次要空腔734和735，這可以在研磨過(guò)程中改善流體的流動(dòng)。磨料區(qū)段731包括以“W”形狀相連接的一系列的臂部分741、742，它們彼此相連而限定了該曲折的路徑。值得注意的是，圖7C的磨料區(qū)段總體上采用與圖7A的磨料區(qū)段相同的結(jié)構(gòu)，只是每個(gè)臂部分以相對(duì)于零位軸208的兩個(gè)角度之一進(jìn)行延伸要么總體上平行于零位軸208、要么垂直于零位軸208。圖7D包括根據(jù)在此的實(shí)施方案的一個(gè)磨料區(qū)段的替代性形狀。如所示的，磨料區(qū)段790可以具有圓化的形狀。具體而言，磨料區(qū)段790可以具有限定了該物品的總體圓化輪廓的一個(gè)外表面793。磨料區(qū)段790可以具有由一個(gè)內(nèi)表面792限定的中央開口 791，該內(nèi)表面具有的輪廓與該外表面793互補(bǔ),從而使得中央開口 791具有與外表面793相同的輪廓。具體而言，外表面793可以用作該磨料區(qū)段790的前面部分795的一個(gè)前導(dǎo)邊緣、采取了沿該方向向量450的一個(gè)旋轉(zhuǎn)方向。相對(duì)于方向向量450，同一個(gè)外表面793在磨料區(qū)段790的后面部分796可以是一個(gè)尾隨邊緣，并且在該磨料區(qū)段790的一個(gè)中間部分797可以是一個(gè)中性邊緣。更具體地，在沿著方向向量450使用磨料區(qū)段790的過(guò)程中，內(nèi)表面792可以在前面部分795之內(nèi)用作一個(gè)尾隨邊緣、在后面部分796內(nèi)用作一個(gè)前導(dǎo)邊緣、并且在中間部分797內(nèi)用作一個(gè)中性邊緣。像在此的其他實(shí)施方案一樣，磨料區(qū)段790的一個(gè)顯著的部分是由前導(dǎo)邊緣和尾隨邊緣組成的。圖7E包括根據(jù)在此的實(shí)施方案的一個(gè)磨料區(qū)段的一個(gè)替代性形狀，并且具體而言可以被認(rèn)為是圖7D的磨料區(qū)段的一個(gè)變體。如所示的，磨料區(qū)段780可以具有圓化的形狀并且更具體地是橢圓的形狀。磨料區(qū)段780可以具有限定了該物品的總體圓化輪廓的一個(gè)外表面783。該磨料區(qū)段具有由一個(gè)內(nèi)表面782限定的一個(gè)中央開口 781。具體而言，夕卜表面783可以用作該磨料區(qū)段785的前面部分780的一個(gè)前導(dǎo)邊緣，采取了沿著該方向向量450的一個(gè)旋轉(zhuǎn)方向。同一個(gè)外表面783可以是該磨料區(qū)段780的后面部分786的一個(gè)尾隨邊緣。更具體地，在沿著方向向量780使用磨料區(qū)段780的過(guò)程中，內(nèi)表面782可以在正面部分785之內(nèi)用作一個(gè)尾隨邊緣、在后面部分786內(nèi)用作一個(gè)前導(dǎo)邊緣。像在此的其他實(shí)施方案一樣，磨料區(qū)段780的一個(gè)顯著的部分是由前導(dǎo)邊緣和尾隨邊緣組成的，而中性邊緣的長(zhǎng)度是有限的。SM通過(guò)初始地形成銅、錫、石墨和金剛石砂礫的干粉混合物來(lái)形成樣品區(qū)段。銅和錫的混合物大致為按重量計(jì)50/50，進(jìn)而將其與20體積百分比的石墨混合。金剛石砂礫在美國(guó)篩網(wǎng)尺寸270/325下篩選，并且以25體積百分比加入該混合物中。在約400° C的溫度下，通過(guò)熱壓模制將該混合物形成為具有最終形成物品的形狀。在形成這些區(qū)段之后，將每個(gè)區(qū)段附連到一個(gè)鋁底座的固定位置上，這些位置是 通過(guò)機(jī)加工到該鋁底座中的空腔來(lái)辨別的，它們?cè)诘鬃膱A周上彼此間隔開。這些區(qū)段通過(guò)環(huán)氧膠合劑固定到底座上。將所形成的、在該底座上的、包括磨料區(qū)段的磨料輪進(jìn)行平衡并且進(jìn)行速度測(cè)試。測(cè)試包括在O. 8微米/秒向下進(jìn)料的條件下，在250mm直徑的輪上研磨直徑為75mm的c_平面藍(lán)寶石晶片工件。第一個(gè)測(cè)試是使用具有根據(jù)在此的實(shí)施方案形成的磨料區(qū)段的一個(gè)研磨輪(樣品SI)進(jìn)行的。值得注意的是，這些磨料區(qū)段具有如在圖8中所示的形狀(測(cè)量值以英寸給出)，其沿零位軸的長(zhǎng)度為47mm，簾線長(zhǎng)度為約45. 7mm，在一個(gè)前導(dǎo)邊緣與一個(gè)尾隨邊緣之間沿零位軸的弧形扇區(qū)的切割距離為I. 0mm，并且連接角度為約75度。磨料區(qū)段樣品具有O. 95的邊緣比率。還測(cè)試了具有如圖9中所示的常規(guī)磨料區(qū)段形狀的常規(guī)樣品(CS1)，以與樣品SI進(jìn)行性能對(duì)比。如所示的，樣品CSl具有總體上弧形的形狀，其沿外邊緣的長(zhǎng)度為約
6.35mm,并且直端的長(zhǎng)度為約3. 18mm。測(cè)量出該樣品具有O. 33的邊緣比率。在測(cè)試過(guò)程中，樣品SI展現(xiàn)了隨時(shí)間穩(wěn)定的研磨力，對(duì)于整個(gè)的使用時(shí)長(zhǎng)表現(xiàn)出了充分而銳利的切割作用。相反，樣品CSl起始展現(xiàn)了幾乎兩倍的研磨力，并且力隨著時(shí)間單調(diào)地增大，直到到達(dá)機(jī)器極限，這表明該磨料區(qū)段基本上被碎屑填充并且切割不充分。還測(cè)試了具有如圖10中所示的常規(guī)磨料區(qū)段形狀的第三種常規(guī)樣品(CS2)，以與樣品SI進(jìn)行性能對(duì)比。如所示的，樣品CS2具有總體上弧形的形狀，其沿外邊緣的長(zhǎng)度為約13. 59mm，并且直端的長(zhǎng)度為約3. 18mm。測(cè)量出該樣品具有O. 19的邊緣比率。在與以上提供的相同研磨條件下使用樣品CS2，只是該工件是由鎳鈷填充的環(huán)氧復(fù)合物形成的。由于該復(fù)合物的高延展性，具有O. 19邊緣比率的輪非?？斓剌d滿，從而導(dǎo)致高的研磨力。通過(guò)比較，樣品SI在整個(gè)使用時(shí)長(zhǎng)中展示了相對(duì)穩(wěn)定的研磨力，由此表現(xiàn)出了超過(guò)常規(guī)樣品CS2的、改進(jìn)的研磨能力。在此的實(shí)施方案針對(duì)的是用于研磨輪的磨料物品，這些磨料物品代表了從現(xiàn)有技術(shù)的粘結(jié)磨料物品的脫離。值得注意的是，在此的實(shí)施方案采用了在一個(gè)磨料區(qū)段中存在的材料組分、設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)、以及所獲得的比率的組合，這些都有助于改進(jìn)研磨作用。這些實(shí)施方案的、可以按不同方式組合的具體特性包括磨料粒徑、粘結(jié)劑材料、磨料本體中孔隙性的百分比、曲折路徑的形狀、連接角度、邊緣比率、切割距離、空腔體積、空腔的擺放、前導(dǎo)邊緣、尾隨邊緣和中性邊緣的設(shè)計(jì)。以上內(nèi)容描述了多種特征的一種組合，這些特征可以用不同的方式進(jìn)行組合以便描述并且限定這些實(shí)施方案的粘結(jié)的磨料物品。本說(shuō)明并非旨在列出多種特征的一種層次、而是列出可以按一種或多種方式進(jìn)行組合的不同特征來(lái)限定本發(fā)明。在上文中，提及的多個(gè)具體的實(shí)施方案以及某些部件的連接物是說(shuō)明性的。應(yīng)當(dāng)理解，提及的被聯(lián)接或者連接的多個(gè)部件是旨 在披露在所述部件之間的直接連接或者通過(guò)如所理解的一個(gè)或多個(gè)插入部件進(jìn)行的間接連接以便實(shí)施如在此討論的這些方法。這樣，以上披露的主題應(yīng)被認(rèn)為是解說(shuō)性的、而非限制性的，并且所附權(quán)利要求旨在覆蓋落在本發(fā)明的真正范圍內(nèi)的所有此類變體、改進(jìn)、以及其他實(shí)施方案。因此，在法律所允許的最大程度上，本發(fā)明的范圍應(yīng)由對(duì)以下權(quán)利要求和它們的等效物可容許的最寬解釋來(lái)確定，并且不應(yīng)受以上的詳細(xì)的說(shuō)明的約束或限制。披露的摘要是遵循專利權(quán)法而提供的，并且按以下理解而提交，即它將不被用于解釋或者限制權(quán)利要求的范圍或含義。另外，在以上的詳細(xì)說(shuō)明中，為了使披露精簡(jiǎn)而可能將不同的特征集合在一起或者在一個(gè)單獨(dú)的實(shí)施方案中描述。本披露不得被解釋為反映了一種意圖，即提出權(quán)利要求的實(shí)施方案要求的特征多于在每一項(xiàng)權(quán)利要求中清楚引述的特征。相反，如以下的權(quán)利要求反映出，發(fā)明主題可以是針對(duì)少于任何披露的實(shí)施方案的全部特征。因此，以下的權(quán)利要求被結(jié)合在詳細(xì)說(shuō)明之中，而每一項(xiàng)權(quán)利要求自身獨(dú)立地限定了分別提出權(quán)利要求的主題。
權(quán)利要求
1.一種磨料物品,包括 一個(gè)磨料本體，該磨料本體包括被包含在一種粘結(jié)劑材料中的多個(gè)磨料顆粒，其中該磨料本體包括 沿該磨料本體的一個(gè)零位軸彼此間隔開的多個(gè)前導(dǎo)邊緣，其中一個(gè)前導(dǎo)邊緣是由一系列的前導(dǎo)點(diǎn)限定的，這些前導(dǎo)點(diǎn)各自具有一個(gè)向外的法向量，該法向量相對(duì)于在該前導(dǎo)點(diǎn)處限定了旋轉(zhuǎn)方向的一個(gè)方向向量而言具有一個(gè)正的向量分量； 沿該磨料本體的零位軸彼此間隔開的多個(gè)尾隨邊緣，其中一個(gè)尾隨邊緣是由一系列的尾隨點(diǎn)限定的，這些尾隨點(diǎn)各自具有一個(gè)向外的法向量，該法向量相對(duì)于在該尾隨點(diǎn)處限定了旋轉(zhuǎn)方向的一個(gè)方向向量而言具有一個(gè)負(fù)的向量分量； 多個(gè)中性邊緣，其中一個(gè)中性邊緣是由一系列的中性點(diǎn)限定的，這些中性點(diǎn)各自具有一個(gè)向外的中性法向量，該法向量垂直于在該中性點(diǎn)處的方向向量；并且 其中該磨料本體包括一個(gè)至少約O. 5的邊緣比率，其中該邊緣比率是由等式[(Lle+Lte)/(Lle+Lte+Lne)]定義的，其中Lle是該多個(gè)前導(dǎo)邊緣的總長(zhǎng)度，Lte是該多個(gè)尾隨邊緣的總長(zhǎng)度，并且Lne是該多個(gè)中性邊緣的總長(zhǎng)度。
2.如權(quán)利要求I所述的磨料物品,其中該邊緣比率為至少約O.6。
3.如權(quán)利要求2所述的磨料物品，其中該邊緣比率為至少約O.7。
4.如權(quán)利要求3所述的磨料物品，其中該邊緣比率為至少約O.8。
5.如權(quán)利要求4所述的磨料物品，其中該邊緣比率為至少約O.9。
6.如權(quán)利要求I所述的磨料物品，其中該邊緣比率是在約O.5與約I. O之間的一個(gè)范圍內(nèi)。
7.如權(quán)利要求6所述的磨料物品，其中該邊緣比率是在約O.6與約O. 98之間的范圍內(nèi)。
8.如權(quán)利要求7所述的磨料物品，其中該邊緣比率是在約O.7與約O. 98之間的范圍內(nèi)。
9.如權(quán)利要求1、2和6中任一項(xiàng)所述的磨料物品，其中該多個(gè)前導(dǎo)邊緣中的每一個(gè)前導(dǎo)邊緣都與該零位軸相交。
10.如權(quán)利要求I、2、6和9中任一項(xiàng)所述的磨料物品，其中該多個(gè)尾隨邊緣中的每一個(gè)尾隨邊緣都與該零位軸相交。
11.如權(quán)利要求1、2、6、9和10中任一項(xiàng)所述的磨料物品，其中Lle的值與Lte的值基本相同。
12.如權(quán)利要求1、2、6、9、10和11中任一項(xiàng)所述的磨料物品，其中Lle大于Lne。
13.如權(quán)利要求1、2、6、9、10、11和12中任一項(xiàng)所述的磨料物品，其中Lte大于Lne。
14.如權(quán)利要求1、2、6、9、10、11、12和13中任一項(xiàng)所述的磨料物品，其中該多個(gè)前導(dǎo)邊緣中的至少一個(gè)前導(dǎo)邊緣具有由一個(gè)三角函數(shù)定義的輪廓。
15.如權(quán)利要求1、2、6、9、10、11、12、13和14中任一項(xiàng)所述的磨料物品，其中該多個(gè)前導(dǎo)邊緣中的至少一個(gè)前導(dǎo)邊緣具有由一個(gè)幾何函數(shù)定義的輪廓。
16.如權(quán)利要求1、2、6、9、10、11、12、13、14和15中任一項(xiàng)所述的磨料物品，其中這些前導(dǎo)邊緣中的至少一個(gè)包括一種線性輪廓。
17.如權(quán)利要求14所述的磨料物品，其中該多個(gè)前導(dǎo)邊緣中的基本上所有前導(dǎo)邊緣都具有一種線性輪廓。
18.如權(quán)利要求1、2、6、9、10、11、12、13、14、15和16中任一項(xiàng)所述的磨料物品，其中該多個(gè)尾隨邊緣中的至少一個(gè)尾隨邊緣是沿著平行于該零位軸的一條路徑側(cè)向地布置在兩個(gè)直接相鄰的前導(dǎo)邊緣之間。
19.如權(quán)利要求1、2、6、9、10、11、12、13、14、15、16和18中任一項(xiàng)所述的磨料物品，其中該磨料本體包括兩個(gè)直接相鄰的前導(dǎo)邊緣以及被布置在這兩個(gè)直接相鄰的前導(dǎo)邊緣之間的一個(gè)空腔。
20.如權(quán)利要求1、2、6、9、10、11、12、13、14、15、16、18和19中任一項(xiàng)所述的磨料物品，其中該磨料本體包括一系列臂部分，其中該多個(gè)臂部分中的每個(gè)臂部分包括一個(gè)前導(dǎo)邊緣和一個(gè)尾隨邊緣。
21.如權(quán)利要求20所述的磨料物品，其中該臂部分具有一個(gè)切割距離，該切割距離是在該前導(dǎo)邊緣上的一個(gè)前導(dǎo)點(diǎn)與該尾隨邊緣上的一個(gè)尾隨點(diǎn)之間沿著限定了該旋轉(zhuǎn)方向的一個(gè)弧形扇區(qū)測(cè)量的，其中對(duì)于在約I微米與約500微米之間的Gs，該切割距離是不大于約lOOOGs，其中Gs是這些磨料顆粒的平均砂礫尺寸。
22.如權(quán)利要求21所述的磨料物品，其中對(duì)于在I與5微米之間的Gs，該切割距離是不大于約800Gs。
23.如權(quán)利要求22所述的磨料物品，其中對(duì)于在5與50微米之間的Gs，該切割距離是不大于約200Gs。
24.如權(quán)利要求23所述的磨料物品，其中對(duì)于在50與200微米之間的Gs，該切割距離是不大于約20Gs。
25.如權(quán)利要求21所述的磨料物品，其中對(duì)于在I與5微米之間的Gs，該切割距離是在約50到IOOOGs之間的范圍內(nèi)。
26.—種磨料物品，包括 一個(gè)磨料區(qū)段，該磨料區(qū)段一個(gè)磨料本體，該磨料本體具有一系列臂部分、包括被包含在一種粘結(jié)劑材料中的多個(gè)磨料顆粒，該磨料區(qū)段進(jìn)一步包括布置在該多個(gè)臂部分的每個(gè)臂部分之間的多個(gè)空腔；并且 其中該多個(gè)臂部分的每個(gè)臂部分包括一個(gè)前導(dǎo)邊緣和一個(gè)尾隨邊緣，其中該前導(dǎo)邊緣是由一系列的前導(dǎo)點(diǎn)限定的，這些前導(dǎo)點(diǎn)各自具有一個(gè)向外的法向量，該法向量相對(duì)于在該前導(dǎo)點(diǎn)處限定了一個(gè)旋轉(zhuǎn)方向的一個(gè)方向向量而言具有一個(gè)正的向量分量；并且其中該尾隨邊緣是由一系列的尾隨點(diǎn)限定的，這些尾隨點(diǎn)各自具有一個(gè)向外的法向量，該法向量相對(duì)于在該尾隨點(diǎn)處的旋轉(zhuǎn)方向而言具有一個(gè)負(fù)的向量分量；并且此外其中每個(gè)臂部分具有一個(gè)切割距離，該切割距離是在該前導(dǎo)邊緣上的一個(gè)前導(dǎo)點(diǎn)與該尾隨邊緣上的一個(gè)尾隨點(diǎn)之間沿著限定了該旋轉(zhuǎn)方向的一個(gè)弧形扇區(qū)測(cè)量的，其中對(duì)于在約I微米與約500微米之間的Gs，該切割距離是不大于約lOOOGs，其中Gs是這些磨料顆粒的平均砂礫尺寸。
27.如權(quán)利要求26所述的磨料物品，其中對(duì)于在約I與約5微米之間的Gs，該切割距離是在約50Gs到約IOOOGs之間的范圍內(nèi)。
28.如權(quán)利要求26和27所述的磨料物品，其中對(duì)于在約5微米與50微米之間的Gs，該切割距離是在約5Gs與約200Gs之間的范圍內(nèi)。
29.如權(quán)利要求28所述的磨料物品，其中對(duì)于在約50微米與200微米之間的Gs，該切割距離是在約2Gs與約20Gs之間的范圍內(nèi)。
30.如權(quán)利要求26、27和28中任一項(xiàng)所述的磨料物品，其中該多個(gè)臂部分包括至少3個(gè)分離的臂部分。
31.如權(quán)利要求26、27、28和30中任一項(xiàng)所述的磨料物品，其中該多個(gè)臂部分中的每一個(gè)臂部分是彼此相連的。
32.如權(quán)利要求31所述的磨料物品，其中該多個(gè)臂部分中的每一個(gè)臂部分具有第一和 第二末端，并且其中每個(gè)臂部分至少在該第一末端處被連接到一個(gè)直接相鄰的臂部分上。
33.如權(quán)利要求26、27、28、30和31中任一項(xiàng)所述的磨料物品，其中該磨料區(qū)段的這些臂部分限定了一條具有至少一個(gè)轉(zhuǎn)彎的路徑。
34.如權(quán)利要求33所述的磨料物品，其中該磨料區(qū)段的這些臂部分限定了一條路徑，該路徑具有由等式T=n - I定義的最大轉(zhuǎn)彎數(shù)目(Τ)，其中η是臂部分的數(shù)目。
35.如權(quán)利要求26、27、28、30、31和33中任一項(xiàng)所述的磨料物品，其中這些磨料顆粒包括一種無(wú)機(jī)材料。
36.如權(quán)利要求35所述的磨料物品，其中這些磨料顆粒包含選自下組材料中的一種材料，該組由以下各項(xiàng)組成氧化物類、碳化物類、氮化物類、硼化物類、以及它們的組合。
37.如權(quán)利要求36所述的磨料物品，其中這些磨料顆粒包括氧化鋁。
38.如權(quán)利要求37所述的磨料物品，其中這些磨料顆粒實(shí)質(zhì)上由氧化鋁組成。
39.如權(quán)利要求26、27、28、30、31、33和35中任一項(xiàng)所述的磨料物品，其中這些磨料顆粒包括一種超級(jí)磨料材料。
40.如權(quán)利要求39所述的磨料物品，其中這些磨料顆粒包括金剛石。
41.如權(quán)利要求40所述的磨料物品，其中這些磨料顆粒實(shí)質(zhì)上由金剛石組成。
42.如權(quán)利要求26、27、28、30、31、33、35和39中任一項(xiàng)所述的磨料物品，其中這些磨料顆粒包括一種涂層。
43.如權(quán)利要求42所述的磨料物品，其中該涂層是覆蓋在這些磨料顆粒的外表面上的一個(gè)層。
44.如權(quán)利要求42所述的磨料物品，其中該涂層包含選自下組材料中的一種無(wú)機(jī)材料，該組由以下各項(xiàng)組成金屬、氧化物類、硼化物類、氮化物類、碳化物類、以及它們的組口 ο
45.如權(quán)利要求26、27、28、30、31、33、35、39和42中任一項(xiàng)所述的磨料物品，其中該粘結(jié)劑材料包含選自下組材料中的一種材料，該組由以下各項(xiàng)組成有機(jī)材料、無(wú)機(jī)材料、以及它們的組合。
46.如權(quán)利要求45所述的磨料物品，其中該粘結(jié)劑材料包括一種金屬。
47.如權(quán)利要求46所述的磨料物品，其中該粘結(jié)劑材料包括一種含銅的金屬合金。
48.如權(quán)利要求45所述的磨料物品，其中該粘結(jié)劑材料包括一種玻璃質(zhì)材料。
49.如權(quán)利要求48所述的磨料物品，其中該粘結(jié)劑材料包括一種晶相。
50.如權(quán)利要求45所述的磨料物品，其中該粘結(jié)劑材料包括一種樹脂。
51.如權(quán)利要求50所述的方法，其中該粘結(jié)劑材料包括一種含樹脂和金屬的復(fù)合材料。
52.—種用于研磨輪的磨料物品，該磨料物品包括一個(gè)磨料區(qū)段，該磨料區(qū)段包括一個(gè)磨料本體，該磨料本體具有多個(gè)臂部分，其中該磨料本體包括被包含在一種粘結(jié)劑材料基質(zhì)中的多個(gè)磨料顆粒，該磨料區(qū)段進(jìn)一步包括被限定為這些臂部分之間的開放區(qū)域的多個(gè)空腔；并且 其中該磨料區(qū)段具有一個(gè)磨料本體體積(Vab)并且其中該多個(gè)空腔具有一個(gè)空腔體積(Vc)，該磨料區(qū)段具有至少約20%的、定義為['/(Va^Vc)]的空腔體積百分比。
53.如權(quán)利要求52所述的磨料物品，其中該空腔體積百分比是至少約25%。
54.如權(quán)利要求53所述的磨料物品，其中該空腔體積百分比是至少約35%。
55.如權(quán)利要求54所述的磨料物品，其中該空腔體積百分比是至少約45%。
56.如權(quán)利要求55所述的磨料物品，其中該空腔體積百分比是至少約65%。
57.如權(quán)利要求52和53中任一項(xiàng)所述的磨料物品，其中該空腔體積百分比是在約20%與約95%之間的范圍內(nèi)。
58.如權(quán)利要求57所述的磨料物品，其中該空腔體積百分比是在約30%與約85%之間的范圍內(nèi)。
59.一種用于研磨輪的磨料物品，該磨料物品包括 一個(gè)磨料本體，該磨料本體包括被包含在一種粘結(jié)劑材料基質(zhì)中的多個(gè)磨料顆粒，該磨料本體具有多個(gè)臂部分，這些臂部分限定了一條曲折的路徑，該路徑具有通過(guò)多個(gè)轉(zhuǎn)彎連接起來(lái)的多個(gè)直線部分。
60.如權(quán)利要求59所述的磨料物品，其中該曲折的路徑是圍繞一個(gè)零位軸對(duì)稱的，該零位軸將該磨料本體二等分。
61.如權(quán)利要求59和60中任一項(xiàng)所述的磨料物品，其中該曲折的路徑是圍繞一個(gè)側(cè)向軸對(duì)稱的，該側(cè)向軸將該磨料本體二等分。
62.如權(quán)利要求59、60和61中任一項(xiàng)所述的磨料物品，其中該曲折的路徑限定了一種折線式的圖案。
63.如權(quán)利要求59、60、61和62中任一項(xiàng)所述的磨料物品，其中這些直線部分中的每一個(gè)相對(duì)于通過(guò)一個(gè)轉(zhuǎn)彎連接起來(lái)的一個(gè)直接相鄰的直線區(qū)段成一個(gè)連接角度。
64.如權(quán)利要求63所述的磨料物品，其中該連接角度為至少約15°。
65.如權(quán)利要求64所述的磨料物品，其中該連接角度為至少約45°。
66.如權(quán)利要求65所述的磨料物品，其中該連接角度為至少約80°。
67.如權(quán)利要求63所述的磨料物品，其中該連接角度是在約15°與約170°之間的范圍內(nèi)。
68.如權(quán)利要求67所述的磨料物品，其中該連接角度是在約45°與約150°之間的范圍內(nèi)。
69.如權(quán)利要求59、60、61、62和63中任一項(xiàng)所述的磨料物品，其中該多個(gè)臂部分中的每一個(gè)臂部分包括一個(gè)第一末端和一個(gè)第二末端，并且其中這些臂部分各自在該第一和第二末端之一處連接到一個(gè)直接相鄰的臂部分上。
70.一種磨料物品，包括 附連到一個(gè)底座上的一個(gè)第一磨料區(qū)段，該第一磨料區(qū)段包括 一個(gè)磨料本體，該磨料本體包括被包含在一種粘結(jié)劑材料中的多個(gè)磨料顆粒，以及 沿該磨料本體的長(zhǎng)度延伸并且將該磨料本體的寬度二等分的一個(gè)零位軸，其中該磨料本體包括在一個(gè)第一位置處與該零位軸相交的一個(gè)第一前導(dǎo)邊緣以及在一個(gè)第二位置處與該零位軸相交的一個(gè)第二前導(dǎo)邊緣，該第一和第二位置是彼此間隔開的并且由一個(gè)空腔分離。
71.如權(quán)利要求70所述的磨料物品，其中該空腔包括一種填充劑材料。
72.如權(quán)利要求71所述的磨料物品，其中該空腔被該填充劑材料部分地填充。
73.如權(quán)利要求71所述的磨料物品，其中該填充劑材料包含選自下組材料中的一種材料，該組由以下各項(xiàng)組成無(wú)機(jī)材料、有機(jī)材料、以及它們的組合。
74.如權(quán)利要求73所述的磨料物品，其中該填充劑材料包括一種有機(jī)材料。
75.如權(quán)利要求74所述的磨料物品，其中該填充劑材料包括一種彈性體。
76.如權(quán)利要求72所述的磨料物品，其中該填充劑材料包括一個(gè)上表面，該上表面從該磨料本體的上表面凹陷。
77.如權(quán)利要求70和71中任一項(xiàng)所述的磨料物品，進(jìn)一步包括附連到該底座上并且與該第一磨料區(qū)段間隔開的一個(gè)第二磨料區(qū)段。
78.如權(quán)利要求70、71和77中任一項(xiàng)所述的磨料物品，其中該磨料本體進(jìn)一步包括在一個(gè)第三位置處與該零位軸相交的一個(gè)第一尾隨邊緣，其中該第三位置被布置在該第一位置與該第二位置之間。
79.如權(quán)利要求78所述的磨料物品，其中該空腔是由連接到該第二前導(dǎo)邊緣和該第一尾隨邊緣上的多個(gè)表面所限定的。
80.如權(quán)利要求70、71、77和78中任一項(xiàng)所述的磨料物品，其中該空腔與該零位軸相交。
81.—種磨料物品,包括 具有一個(gè)表面的一個(gè)底座；以及 附連到該底座的表面上的一個(gè)第一磨料區(qū)段，該磨料區(qū)段包括被包含在一種粘結(jié)劑材料中的多個(gè)磨料顆粒，該磨料區(qū)段具有多個(gè)臂部分，這些臂部分限定了一條曲折的路徑，該路徑具有通過(guò)多個(gè)轉(zhuǎn)彎連接起來(lái)的多個(gè)直線部分。
82.如權(quán)利要求81所述的磨料物品，進(jìn)一步包括被附連到該底座的表面上的一個(gè)第二磨料區(qū)段，其中該第二磨料區(qū)段與該第一磨料區(qū)段間隔開。
83.如權(quán)利要求82所述的磨料物品，其中該第一磨料區(qū)段和第二磨料區(qū)段在該底座的表面上是在圓周上彼此間隔開的。
84.如權(quán)利要求81和82中任一項(xiàng)所述的磨料物品，其中該底座包括一種無(wú)機(jī)材料。
85.如權(quán)利要求84所述的磨料物品，其中該底座包含選自下組材料中的一種材料，該組由以下各項(xiàng)組成金屬、金屬合金、以及它們的組合。
86.如權(quán)利要求81、82和84中任一項(xiàng)所述的磨料物品，其中該底座具有選自下組形狀中的一種形狀，該組由以下各項(xiàng)組成圓柱形、杯形、錐形、以及它們的組合。
87.如權(quán)利要求81、82、84和86中任一項(xiàng)所述的磨料物品，其中該底座是一個(gè)研磨輪。
全文摘要
一種用于研磨輪的磨料物品包括一個(gè)磨料本體，該磨料本體具有包含在一個(gè)粘結(jié)劑材料基質(zhì)中的多個(gè)磨料顆粒，該磨料本體具有多個(gè)臂部分，這些臂部分限定了一條曲折的路徑，該路徑具有通過(guò)多個(gè)轉(zhuǎn)彎連接起來(lái)的多個(gè)直線部分。
文檔編號(hào)B24D5/00GK102811842SQ201080056224
公開日2012年12月5日 申請(qǐng)日期2010年12月13日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月11日
發(fā)明者S·拉曼斯, R·維達(dá)塔姆 申請(qǐng)人:圣戈班磨料磨具有限公司, 法國(guó)圣戈班磨料磨具公司