CN102085696A - 用于制造材料片的装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于制造材料片的装置，其具有用于材料块、尤其是硅块的保持装置和线锯，该线锯具有多个平行并排的、展开锯格栅的锯线，其中锯格栅的平面和材料块的要由线锯分开的材料平面夹有一角度。

Description

用于制造材料片的装置
技术领域
本发明涉及一种用于制造材料片的装置，该装置具有用于材料块、尤其硅块的保持装置和线锯，该线锯具有多个彼此平行并排的、展开锯格栅的锯线。
背景技术
已知的是，为了制造硅晶片借助例如线锯将硅块锯开成硅片。为此必须抓牢硅块，为此需要有效的张紧装置。在US 7,353,818中公开了一种保持装置，材料块被粘牢在该保持装置上。该粘合方法一方面非常费事，因为材料片在锯割之后又必须去除粘合剂，另一方面需要高价值的粘合剂，该粘合剂将材料块无间隙地并且刚性地与保持装置相连。在US 7,025,665中公开了一种保持装置，材料块被压紧到该保持装置中。然而通过这种张紧方法只能实现小的张紧压力，因为要不然会引起所制造的材料片的形变。此外，不能克服材料片高度方面的容差。
在DE 10 2009 014 571 A1中公开了一种用于制造材料片的装置，其中材料块被保持装置吸取。在材料片之间插入间隔片或补偿片，使得它们可以借助夹持装置与间隔片或补偿片一起被夹持。在该装置中也存在如下较小的危险：所制造的材料片由于夹持而变形或受损伤。此外，存在的危险是，由于加工废料(浆料)而污染耙状的间隔片或补偿片，并且由此导致所制造的材料片或至少其表面的损伤。
发明内容
因此，本发明的任务是提供一种装置，借助该装置可以以简单且成本低廉的方式和方法制造材料片，并且尤其是可以抓取和输送所制造的材料片，而这些材料片不受损伤。
根据本发明，该任务借助开篇所述类型的装置通过如下方式来解决：锯格栅的平面和材料块的要由线锯分开的材料平面夹有不同于0°的角度。
由于锯格栅的平面和材料块的要由线锯分开的材料平面夹有角度，即要分开的材料平面相对于锯格栅的平面倾斜，所以材料块被倾斜地分开。这导致各个材料片并非全部同时出现，而是一个材料片接着另一个材料片地出现。由此，实现了如下优点：材料片可以单个地相继从装置中取出。为了取出，可以使用合适的取出装置，该取出装置可靠但小心地抓取和操作各出现的材料片。
在本发明的一个改进方案中设计的是，保持装置具有多个并排的保持段，它们单独地抓持材料块。以此方式，可以毫无问题地抓取不同大小的材料块并且仅仅使用如所需的那么多的保持段。此外，保持段可以相继地、与材料块由于各个材料片的分离而变得更小相同地从所抓取的材料块移除。
优选地，保持装置和多个并排的保持段具有真空保持装置。由此，在工件的表面轻微不平的情况下也保证了快速抓取和最佳的抓牢。此外，与夹持装置和张紧装置相比，真空保持装置对材料块不施加形变力或者仅仅施加小的变形力。
在本发明的一个优选的实施形式中设计的是，保持段横向于线锯的切割方向或者线锯的运行方向而并排存在。因此，在锯线在保持段的区域中完全分开材料块之前，保持段之一可以分别相继地从材料块松开。于是防止了线锯锯入到保持段中。
优选地，在材料块旁边和在线锯旁边设置有用于所制造的材料片的取出装置。借助该取出装置抓住相继从材料块中分离的、即据掉的材料片并且将其运走。因为材料块由于材料块和锯线横向于线锯的运行方向以及切割方向的倾斜状态而被剥离，所以取出装置位于线锯旁边。这也意味着：取出装置与并排的保持段平齐。
优选地，取出装置具有用于并排的保持段的真空张紧装置，真空抓持和张紧装置具有如下主要优点：它们可以没有形变且非常快速地抓取工件。此外，可以将工件位置精确地放置。
在本发明的一个实施例中设计的是，线锯具有两个辊子，它们轴平行地并排并且通过它们张紧锯线。在此，辊子可以具有圆柱形的或者截顶圆锥形的外罩。通过由锯线展开的锯格栅的平面、即切割平面，材料块逐渐被分割成片，使得材料片在块的一侧上开始逐个地出现。
在另一实施形式中设计的是，辊子的转动轴平行于材料块的要分开的材料平面或者其保持平面。为了使锯格栅的平面倾斜，在材料块之前和在材料块之后设置有用于锯线的导向滚子。导向滚子的轴相对于辊子的轴倾斜。在此，导向滚子或多或少地侵入辊子之间。
有利地，可以借助导向滚子来相对于要分开的材料块的材料平面的位置调节锯格栅的平面的位置。也就是说，可以调节锯格栅距材料块的距离和锯格栅的倾角。
本发明的优选实施例设计了：设置有朝线锯的方向提供材料块的输送装置，其输送方向与锯格栅的平面正交或与材料块的要由线锯分开的材料平面正交。材料块于是被成直角地或略微倾斜地由输送装置提供。
本发明的其他优点、特征和细节从从属权利要求以及以下参照附图详细描述三个特别优选的实施例的说明中得到。在此，附图中所示的以及在说明书和权利要求中提及的特征可以分别单独地反映本发明的本质或者可以任意组合地反映本发明的本质。
附图说明
其中：
图1示出了在线锯上的材料块的透视图；
图2示出了根据图1的材料块的视图，其中材料块部分侵入线锯中；
图3示出了根据图2的材料块的视图，其中材料块的一侧几乎完全被分开；
图4示出了根据图3的材料块的视图，其中保持装置的保持段被提起；
图5示出了根据图4的材料块的视图，其中所分离的材料片被移除；
图6示出了本发明的具有用于线锯的截顶圆锥形的辊子的第二实施形式；以及
图7示出了本发明的具有用于线锯的锯线的导向滚子的第三实施形式。
具体实施方式
图1示出了材料块10，例如硅块，其借助保持装置12抓牢。保持装置12是(未示出的)输送装置的一部分，该输送装置将材料块10朝着箭头14的方向输送至线锯18的锯格栅16上。保持装置12具有多个(在该附图中总共四个)保持段20，它们并排地设置并且将材料块10在其上侧和在其端侧8抓取。从图1至5中可看到的是，材料块10由保持装置倾斜于锯格栅16的平面22保持，使得其要分开的材料平面24或其保持平面26相对于锯格栅16的平面22夹角度28，该角度大于0°(尤其是5°)。
线锯18具有两个辊子30，通过它们将各个形成锯格栅16的锯线32张紧。辊子30的轴平行于锯格栅16的平面。
在图2的视图中，材料块10部分地侵入锯格栅16中，并且锯线32开始将材料块10划分成各个材料片34。该划分在材料块10首先侵入锯格栅16中的部位处开始。通过在箭头14的方向上的进一步进给，锯线32越来越多地侵入材料块10中。
在图3的视图中，材料块10的与由保持段20保持的端侧8对置的端部36几乎完全被分开，而由保持段20保持的端侧8的区域仅仅部分被分开。端部36现在紧邻取出装置38，该取出装置构建为真空张紧装置40。材料块10在箭头14的方向上进一步进给使得第一材料片42从材料块10中完全分离。为了使保持装置12不受进入材料块10中的锯线32损伤，与端部36相邻的保持段20从材料10中松开和提起(箭头44)，这在图4中示出。各个并排的所制造的材料片42现在可以由真空张紧装置40抓取、下沉(箭头46)并且由此被锯格栅16移除以及从材料块10的剩余部分取下并且从线锯18输送走(箭头48)，这在图5中示出。在提起最后的、保持材料块10的上侧的保持段20之后，材料块10的剩余部分还由抓持端侧8的保持段20保持。
可替选地，材料块10也可以平行于其侧边缘在箭头14的方向上输送。在此情况下，线锯18和因此锯格栅16的平面翻倒或倾斜。锯格栅16的平面和材料块10的要分开的材料平面24或保持平面26仍旧夹有角度28，其大于0°。
在图6所示的本发明的实施例中，材料块10和辊子30的轴彼此平行。然而，辊子30并非如在图1至5的实施例中那样圆柱形地构建，而是截顶圆锥形地构建。各个锯线32的环绕速度在此情况下是不相同的。锯格栅16的平面和材料块10的要分开的材料平面24或保持平面26又夹有角度28，其大于0°。如在图1至5中的实施例中那样进行材料片42的运送。
在图7所示的本发明的实施例中，材料块10和辊子30的轴同样彼此平行。辊子30如在图1至5的实施例中那样圆柱形地构建。在材料块10和辊子30之间现在有导向滚子50，其挤压到锯格栅16上并且将其偏移。在两个导向滚子50之间，锯格栅16的平面具有不同于0°的角度28。该角度28可以通过导向滚子50的倾斜状态来调节。
视为本发明的主要优点的是，材料片42被明显小心地操作并且其在制造时已经被分割。省去了针对材料块10的粘合和去粘合过程并且划分过程可以全自动化。此外，根据本发明的装置可以集成到已有的机器中。
针对图1和5可替选的、带有平行于其侧边缘在箭头14的方向上输送的材料块10的实施形式以及图6和7的实施形式的优点在于：在分割材料块10时不形成不可用的楔形切削部分。

Claims (13)

1.一种用于制造材料片(42)的装置，具有用于材料块(10)、尤其是硅块的保持装置(12)和线锯(18)，该线锯具有多个平行并排的、展开锯格栅(16)的锯线(32)，其特征在于，锯格栅(16)的平面(22)和材料块(10)的要由线锯(18)分开的材料平面(24)或材料块的保持平面(26)夹有不同于0°的角度(28)。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，保持装置(12)具有多个并排的保持段(20)，保持段单独地抓持材料块(10)。
3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，保持装置(12)和所述多个并排的保持段(20)是真空保持装置。
4.根据权利要求2或3所述的装置，其特征在于，保持段(20)横向于线锯(18)的切割方向并排。
5.根据上述权利要求之一所述的装置，其特征在于，在材料块(10)和线锯(18)旁边设置有针对所制造的材料片(42)的取出装置(38)。
6.根据上述权利要求5和权利要求2至4之一所述的装置，其特征在于，取出装置(38)与所制造的并排的材料片(42)平齐。
7.根据权利要求5或6所述的装置，其特征在于，取出装置(38)具有针对所制造的并排的材料片(42)的真空张紧装置(40)。
8.根据上述权利要求之一所述的装置，其特征在于，线锯(18)具有两个辊子(30)，它们轴平行并排并且通过所述辊子张紧锯线(32)。
9.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，辊子(30)具有圆柱形或者截顶圆锥形外罩。
10.根据权利要求8或9所述的装置，其特征在于，辊子(30)的转动轴平行于材料块(10)的要分开的材料平面(24)。
11.根据上述权利要求之一所述的装置，其特征在于，在材料块(10)之前和之后设置有用于锯线(32)的导向滚子(50)。
12.根据权利要求11所述的装置，其特征在于，借助导向滚子(50)能够相对于材料块(10)的要分开的材料平面(24)的位置调节锯格栅(16)的平面的位置。
13.根据上述权利要求之一所述的装置，其特征在于，设置有朝线锯(18)的方向输送材料块(10)的输送装置，该输送装置的输送方向(14)与锯格栅(16)的平面正交或者与材料块(10)的要由线锯(18)分开的材料平面(24)正交。
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