CN102413981A - 线锯 - Google Patents

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Abstract

在一种用于从基本上无机晶体材料，更具体地从半导体材料的锭料上切下多边形的柱形块体的线锯中，设置了具有至少两个成角度地偏置的锯线区的切割轭架(5)，该切割轭架(5)可以在锯进给方向(7)上移位。轭架经由两个导轨(40，42)的组件联接于承载器(38)。以这种方式，为了执行维护等操作，可以通过将一个导轨(42)从另一导轨(40)中拉出而容易地将轭架(5)从线锯的处理腔(1)中移除。切割轭架(5)中的锯线在基本上弯曲形的路径中被引导，从而使得切割线基本上只在线区(区段14，16)中和切割轭架(5)的框架(20)的侧部上延伸。

Description

线锯
技术领域
本发明涉及根据权利要求1或8的前序部分所述的线锯。
背景技术
为了将(半导体)锭料或通常地无机晶体材料体分割成所谓的块体，使用了线锯等。一般来说，线锯的优点在于材料损耗低。一般情况下，所述块体是具有多边形横截面，主要是方形或矩形横截面的柱体。然而，例如也可以是六边形的横截面。用于这种应用的线锯具有在切割方向上相继地布置的并且彼此呈角度地偏置的两个或更多个线区。对于矩形横截面的块体来说，该角度等于90°。
例如从JP-A-3049863和EP-A-0 734 824已知本领域的这种类型的线锯。这些线锯中的一个问题是为了维护的目的接近线引导部和线偏转装置。同样，将锯线穿入线区很复杂。与晶片线锯相比，由于线路径更复杂，因此更难于接近线引导部。
此外，在锯切操作之后，在锯切区的所有零件——特别地还有偏转辊子等——覆盖有包含磨料以及磨屑的明显的一层工作流体，即：所谓的浆料。
另一问题是如JP-A-3049863所描述的螺旋形线路径需要相对较大的线长度。锭料移动通过锯线区并且随后在被分割的条件下被封闭在锯线区和另外的周向线锯区段之间，即：锯线螺旋内。因此，需要后者具有相应较大的横截面。
发明内容
因此，本发明的第一目的是提供一种线锯，在该线锯中，简化了线区的通路。
另一目的是提供一种线锯，该线锯具有改进的线路径，更具体地具有较短的锯线非切割区段的线区线锯。
在权利要求1和8中限定了这种线锯。其他的权利要求简述了优选实施方式和使用线锯的方法。
根据第一方面，具有锯线区的切割轭架通过可释放的保持装置固定于线锯上。保持装置被设计成：能够以简单的方式将切割轭架从线锯移除。保持装置优选地包括导轨组件，从顶部至底部切割穿过工件的切割轭架悬挂于该导轨组件。更具体地，所述导轨组件的零件是可以相互移位的，从而使得能够将轭架移出机械。
在被插入的条件下，导轨组件优选地是可以通过例如夹紧装置锁定的，从而使得切割轭架以不可移动的方式保持在其工作位置。
根据第二方面，线穿过锯切区域至切割轭架的边缘并且在那里被大致偏转180°。因此，在最简单的布置中，产生了锯线的弯曲形的路径。然而，不排除以更大的间距偏转锯线，从而使得线首先穿过例如线区的排1、3、5，并且之后可以穿过其它线区之后再穿过线区的最初遗漏的排。
在优选的实施方式中，锯线首先例如通过偏转辊子被偏转离开切割平面90°。该结果基本上是：弯曲处的180°的转动分别地垂直于切割平面和平行于锯进给方向被折叠，通过该布置，可以实现：由锯线的施加于工件上的压力导致的载荷作用于在切割平面中延伸的垂直于偏转轴线的前面的偏转装置。与其不同地，其轴线在进给方向上——即，水平地——延伸的180°偏转辊子将在其旋转轴线的方向上被加载，即：其运转槽的侧部将经受较大的磨损。
附图说明
将通过示例性实施方式并且参考附图对本发明进行进一步的解释。附图示出了：
图1是线锯的处理室的视图；
图2是与图1相同的视图，其中切割轭架被拉出；
图3是切割轭架中的线路径的示意图；
图4是切割轭架和保持装置的沿图3中的剖切线IV-IV的剖视图。
具体实施方式
图1示出了线锯的处理腔1。在处理腔1的后部处，这种线锯的其余零件如现有技术中已知的那样定位并且因此不再进行描述。更特别地，这些进一步包括用于锯线的卷轴和引导装置、浆料供给单元等。在处理腔1的底部，布置有用于工件承载器的支撑部3。工件支撑于其上，同时切割轭架5从上方下降(箭头7)以便从锭料切割出块体，即：工件。锯线通过后部壁11中的窗口9被供给至切割轭架5，并且通过此处不可见的第二窗口被引导出处理腔1。在锯切操作中，将锯线在一个方向上移动一定的长度并且之后返回稍短的距离。总之，结果为缓慢地向前运动。可替代地，所述线可以完全在一个方向上移动并且之后返回。
在切割轭架5的底部，布置有第一线区的锯线区段14并且其垂直于第二区的锯线区段16。通过布置在切割轭架5的框架20的下侧部上的偏转辊子18使锯线偏转成平行于进给方向7。然后，其缠绕复位辊子22、24和25 180°，除了两个例外。其中一个例外是这些辊子中第一个26：通过该辊子26，从线锯的供给区段引导至处理腔1中的线经由布置在轭架5的左前角部27(图1中)附近的辊子组件被引导至平行于切割轭架5的前部梁28的支撑辊子26上。由于根据现有技术设计的该辊子组件(未示出)以不动的方式布置在处理腔中，锯线总是行进至辊子26上并且切向地离开辊子26，这取决于切割线的运动方向，然而，处于可变角度内，该可变角度是处理腔中切割轭架5的高度的函数。近似地，辊子26上的接触弧在所示出的上部位置处将是220°并且在靠近锯切操作的末尾的最低位置处大约360°。
切割轭架5的对角地相对的角部处——在锯线的另外的端部被引导出处理腔1的地方——具有相对应的情况和构造。为了更清晰的目的，图3示出了基本上不具有轭架5的固定零件的辊子的布置。此处，轭架5处于接近操作顺序的末尾的较低位置，并且进入和离开的锯线29向上行进离开辊子26，其上的接触弧大约为320°。
偏转辊子18限定两个线区的分界。在本示例中，每个线区具有六个平行的线区段(排)14、16，从而使得在一个锯切循环中每个锭料能够切出25块块体。此时，最外部的线切掉锭料的板片。偏转辊子18以可旋转的方式单独地支撑在支承块30中。
辊子，更具体地说辊子18被单独地支撑的事实还提供了如下优点：辊子的不均匀磨损——即，辊子不同的直径——不影响线的张力。也可能由于制造误差而造成的较小的偏转辊子可以比较大直径的辊子旋转的快。
设置有马达驱动器驱动复位辊子22、26，然而，两个复位辊子24之间设置有载荷测量装置。对角线上的偏转辊子32中的一个也设置有载荷测量装置。对角线偏转辊子32引导锯线34从第一锯线区至垂直于其延伸的第二锯线区。载荷测量装置的信号用于连续地检测锯线34的张力以及以如下方式控制复位辊子22、26的驱动器：在整个线区产生常数均值的线张力。然而，由于锯线在锭料上的摩擦力，不可避免的是：在线进给方向上在一个复位辊子22、26和各自的下一辊子之间线张力增加。
辊子22、24和26相对的复位辊子25是自由轮转的。
总而言之，在本示例中，每个第四排后都设置有驱动器，并且同样地在两个排之间每个第四排后测量锯线张力。
如图2和4中具体地显示的，轭架5悬挂于承载器38。承载器38在锯进给方向(箭头7)上可移位。承载器38和切割轭架5之间的连接由分别位于承载器38和切割轭架5上的两个导轨40、42的导轨组件形成。导轨40在两侧包围轨道42。在导轨42的中央延伸有底切槽44，夹紧锚固件46与该底切槽44接合。如图2所示，通过将导轨42插入导轨40，同时降低夹紧锚固件46。能够将轭架5推入处理腔1中直至预定的位置。在最简单的情况下，通过邻接导轨40的后端部的导轨42确定该位置。通过向上移动棒48，该棒48通过杆50按压夹紧锚固件46的后端部52，将轭架5锁定在该位置。可以以任何希望的方式实现该移动，例如，马达驱动，液压或气动。
因此，通过弹簧54向上推动夹紧锚固件46，并且由此锁定导轨42。
通过以向下推动棒48以便释放导轨42作为开始的相反的步骤，能够从处理腔中移除轭架5。通过连接于轭架5的侧部或例如在轭架5的向前或向后梁处接合成环的常用的移动或固定的运送装置可以实现进一步的运送。从处理腔1中被移除时，由于现在可以自由地从侧向或从下面接近复位辊子22、24、26和对角线上的偏转辊子32，因此可容易地使用切割轭架5。同样地，可以容易地用例如具有不同的分界线——即：具有不同数量的线区段的线区——的另一切割轭架或检修过的轭架替换轭架5。
此外，可以以舒适的方式在处理腔1外部插入穿线或缆线。然而，切割轭架5插入处理腔1之后，该穿线的端部连接于实际锯线的端部并且通过拉出穿线将起作用的锯线穿入切割轭架5。
所描述的处理腔1的另一优点在于，能够侧向地供给和移出锭料，更具体地，通过将它们移动穿过该腔。与其不同，在前面实现轭架的移除和引入，由此避免了各个运送装置的任何干扰。
此外，在轭架5的框架22内，以本领域的技术人员已知的方式布置用于操作流体(浆料、压缩空气等)的供给线路以及其它连接部(测量和控制连接部等)。以普通的方式，锯线是直径大约为0.25mm的钢丝线。
从前述说明中，本领域的一个技术人员可以对根据本发明的装置进行修改和改进而不偏离由权利要求所限定的本发明的保护范围。可以想象，例如：
—根据导轨40、42的设计选择夹紧锚固件46的数量，例如8。
—由不同材料的并且以不同表面支撑和制造偏转辊子，例如具有聚亚安酯的可更换的运行表面的钢辊子。
—不同数量的线区，例如3个，在例如六边形切割轭架的这种情况下，线区彼此偏置60°角以获得具有六边形横截面的块体。
—在区中有不同数量的排，下限为两个排，以便只在极端的情况下切下板片。优选地，在至少一个区中具有至少三个排。
—在偏转辊子上使用在锯切操作过程中用于控制进给的载荷测量装置的信号。
—选择轭架的排与驱动和载荷测量辊子的不同比率，其可包括在本示例中是自由轮转的辊子25。设计规则起因于如下事实：每一个驱动辊子后面的线的张力是最小的并且各个辊子前面的线是最大的。该差别的原因是锭料中的切割间隙中的线的摩擦并且也取决于进给速度。最小线张力可能不低于直的均匀切割的特定值，最大值由破坏应力确定。
—替代其上施加浆料的锯线，使用具有嵌入的研磨材料的线形状的锯切介质，例如金刚石锯线。
—使用直径最高为0.5mm或甚至直径高达1mm的锯线。

Claims (15)

1.一种用于在进给方向(7)上将无机晶体分割成多个具有基本上多边形横截面的柱形件的线锯，所述线锯具有至少两个线区，每个所述线区具有至少两排(14，16)的锯线(34)，并且所述线区的排在线区中被布置成：至少不交叠并且优选地基本上平行，其特征在于，所述线区布置在轭架(5)中，锯线引导装置(18；22，24，25，26)布置在所述轭架(5)的框架(20)中，所述轭架(5)通过可释放的保持装置(40，42)联接于所述线锯，并且所述保持装置被布置成通过至少部分地横向于所述进给方向的移动插入或移除所述轭架(5)。
2.根据权利要求1所述的线锯，其特征在于，所述保持装置(40，42)连接于运送装置(38)，通过所述运送装置(38)可以在所述进给方向(7)上移动所述保持装置。
3.根据权利要求1至2中任一项所述的线锯，其特征在于，线区内的所述锯线排(14，16)基本上平行地布置。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的线锯，其特征在于，在所述进给方向上，所述轭架(5)具有底部侧上的较低的区段以及与其相对的上侧，所述据线区基本上定位在所述较低的区段，并且所述保持装置(40，42)基本上定位在所述上侧。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的线锯，其特征在于，所述轭架(5)具有基本上偶数条边的横截面并且优选为矩形的横截面，并且所述保持装置基本上平行于所述轭架(5)的两个平行且相对的侧部延伸，从而使得所述轭架在其插入或移除过程中能够在所述相对的侧部处被支撑或悬挂。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的线锯，其特征在于，所述保持装置(40，42)基本上是在彼此中滑动的导轨组件，所述导轨组件能够横向于所述进给方向相互移位并且优选地能够相互延伸，一个导轨(40)固定于所述轭架(5)并且另一个导轨(42)固定于所述线锯的安装部。
7.用于维护或更换根据权利要求1至6中任一项所述的线锯的方法，其特征在于，通过释放所述保持装置以及通过横向于所述进给方向的移动移除所述轭架(5)，所述轭架被放置在运送装置上或悬挂于运送装置上。
8.一种用于在进给方向(7)上将无机晶体分割成多个具有基本上多边形横截面的柱形件的线锯，优选地是根据权利要求1至6中的任一项所述的线锯，所述线锯具有至少两个线区，每个所述线区具有至少两排(14，16)的锯线(34)，并且线区的所述排在各线区中被布置成：至少不交叠并且优选地基本上平行，其特征在于，线区中的所述锯线的路径是基本上弯曲形的，其中，除了线区的开始和尾端之外，所述线区的各自的但不必是相邻的两排线由弯曲环连接，所述线区布置在轭架(5)中，所述锯线的所述弯曲环由第一偏转装置(18)在平行于所述进给方向的方向上偏转，并且复位辊子装置(22，24，25，26)布置成弯曲的转弯以引导所述锯线。
9.根据权利要求8所述的线锯，其特征在于，至少一个复位辊子装置(22，26)设置有驱动器以便向前移动所述锯线(34)。
10.根据权利要求9所述的线锯，其特征在于，至少第一和最后的复位辊子装置(26)设置有驱动器，从而使得所述锯线能够向前和向后移动。
11.根据权利要求9至10中任一项所述的线锯，其特征在于，设有驱动器的每个复位辊子装置(22，26)之前，复位辊子装置(24)设有载荷测量装置，从而使得线张力能够被测量并且通过沿所述线进给方向控制所述被驱动的复位辊子装置(22，26)的所述驱动器被保持在限定的值或在预定的范围内。
12.根据权利要求8至11中任一项所述的线锯，其特征在于，所述锯线(34)由偏转装置(32)从一个线区引导至另一线区，用于测量所述锯线张力的载荷测量装置可选择地设置在所述偏转装置中。
13.根据权利要求8至12中任一项所述的线锯，其特征在于，所述偏转装置是偏转辊子(18)，所述偏转辊子(18)彼此独立地以旋转的方式被支撑。
14.根据权利要求8至12和1至6中任一项所述的线锯。
15.根据权利要求1至6或8至14中任一项所述的线锯，其特征在于，所述锯线的直径最大为1毫米，优选地最大为0.5毫米。
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