DE102011054107A1

DE102011054107A1 - Device for recovering wire break arising at wire field of multi-wire saw utilized for cutting silicon, has wire loop formed based on ends of cracked wire, and deflection rollers mounted at support, which is mounted above wire guide rollers

Info

Publication number: DE102011054107A1
Application number: DE102011054107A
Authority: DE
Inventors: Mario Aulbach; André Willbrandt
Original assignee: Schott Solar AG
Current assignee: Fraunhofer Gesellschaft zur Forderung der Angewandten Forschung eV
Priority date: 2011-09-30
Filing date: 2011-09-30
Publication date: 2013-04-04

Abstract

The device (200) has a wire loop (111 star) formed based on two ends of a cracked wire (111) and closing a wire break (L star). A wire field is formed by a wire winding along rotation direction (U) of a front wire guide roller (101). Wire deflection rollers (201-203) i.e. tensioning rollers (204), are arranged in proximity of the wire guide roller and mounted in various positions. The deflection rollers are mounted at a support i.e. cross beam (210), which is mounted above the wire guide rollers. One of the deflection rollers is swingable around a pivotal axis i.e. lockable pivotal axis (221).

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Insbesondere betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zur Behebung eines Drahtrisses, der an einem Drahtfeld einer Multi-Wire-Säge auftritt. Des Weiteren betrifft die Erfindung eine mit einer solchen Vorrichtung ausgestatteten Multi-Wire-Säge sowie die Verwendung einer solchen Vorrichtung zur Behebung eines Drahtrisses. Keine Eindraht-SägeThe invention relates to a device according to the preamble of claim 1. In particular, the invention relates to a device for repairing a wire tear, which occurs at a wire field of a multi-wire saw. Furthermore, the invention relates to a multi-wire saw equipped with such a device and the use of such a device for eliminating a wire tear. No single-wire saw

Multi-Wire-Sägen, die insbesondere zum Schneiden von kristallinem Material, wie z. B. Silizium, geeignet sind, sind hinlänglich bekannt.Multi-wire saws, in particular for cutting crystalline material, such as. As silicon, are suitable, are well known.

In der DE 10 2007 028 439 A1 werden eine Multi-Wire-Säge und ein Verfahren zum Abtrennen einer Mehrzahl von Halbleiterscheiben von einem Halbleitermaterial-Rohblock beschrieben. Dabei läuft ein sich bewegender Draht um mit Nuten versehene Walzen, sogenannte Drahtführungsrollen, wodurch ein Drahtfeld aufgespannt wird, das aus einer Mehrzahl von parallel zueinander verlaufenden und eine Ebene aufspannenden Teilabschnitten des sich bewegenden Drahtes besteht. Das Zerschneiden des Rohblocks in mehrere Halbleiterscheiben geschieht durch die Relativbewegung des Drahtfeldes zum Rohblock. Der Rohling kann aus ein- oder multikristallinem Silizium oder kann aus anderen Halbleitermaterialien bestehen und weist einen kreisförmigen, quadratischen oder pseudoquadratischen Querschnitt auf. Diese Arten von Rohlingen werden auch Ingots bzw. Bricks genannt.In the DE 10 2007 028 439 A1 For example, a multi-wire saw and a method for separating a plurality of semiconductor wafers from a raw material semiconductor ingot are described. In this case, a moving wire runs around grooves provided with grooves, so-called wire guide rollers, whereby a wire field is formed, which consists of a plurality of mutually parallel and a plane-spanning portions of the moving wire. The cutting of the ingot into several semiconductor wafers is done by the relative movement of the wire field to the ingot. The blank may be made of single- or multicrystalline silicon or may consist of other semiconductor materials and has a circular, square or pseudo-square cross section. These types of blanks are also called ingots or bricks.

Die DE 10 2009 012 679 A1 beschreibt eine Multi-Wire-Säge, die zwei sich kreuzende Drahtfelder aufweist und somit beschaffen ist, einen Rohling, vorzugsweise einen kristallinen Barren, durch Quadrieren in mehrere Blöcke zu zerlegen. Diese Art von Multi-Wire-Säge wird auch Squarer genannt. Der Sägedraht kann ein hochrissfester Stahldraht sein, der auf seiner Oberfläche, z. B. in eine Nickellegierung eingebettete, Diamantkörner aufweist und der während des Sägens mit einem feststoffreien Fluid gekühlt wird.The DE 10 2009 012 679 A1 describes a multi-wire saw that has two intersecting wire fields and thus is designed to dissect a blank, preferably a crystalline ingot, by squaring into several blocks. This type of multi-wire saw is also called Squarer. The saw wire may be a high-tensile strength steel wire, which on its surface, for. B. embedded in a nickel alloy, diamond grains and is cooled during sawing with a solids-free fluid.

In DE 10 2009 012 679 A1 wird beschrieben, wie mit Hilfe von Sensoren, die erforderliche Drahtspannung überwacht und insbesondere das Auftreten eines Drahtsprunges von einer Rille zu einer anderen Rille der Drahtführungsrolle vermieden werden kann.In DE 10 2009 012 679 A1 It is described how, with the aid of sensors, the required wire tension can be monitored and, in particular, the occurrence of a wire jump from one groove to another groove of the wire guide roller can be avoided.

Ein weiteres grundsätzliches Problem beim Betrieb von Multi-Wire-Sägen ist das Auftreten von Drahtrissen. Denn bei einem Drahtriss, insbesondere in der Mitte einer Drahtführungsrolle bzw. des Drahtfeldes einer Multi-Wire-Säge können die beiden Enden des abgerissenen und unter Spannung stehenden Drahtes nicht einfach wieder zusammen gefügt werden. Üblicherweise wird das Drahtfeld von einem Ende ausgehend bis hin zu einem seiner beiden Ränder gekürzt und es verbleibt dann nur noch ein kleineres Drahtfeld. Im ungünstigsten Fall müssen 50% des Drahtfeldes gekürzt werden.Another fundamental problem in the operation of multi-wire saws is the occurrence of wire breaks. Because in a wire tear, especially in the middle of a wire guide roller or the wire field of a multi-wire saw, the two ends of the torn-off and under tension wire can not be easily joined together again. Usually, the wire field is shortened from one end to one of its two edges, leaving only a smaller wire field. In the worst case, 50% of the wire field must be shortened.

Dieses Problem wird in der DE 10 2009 004 237 A1 durch eine Vorrichtung zum Straffen einer Drahtschlaufe gelöst, wobei die Drahtschlaufe beide Enden des abgerissenen Drahtes verbindet und über eine Umlenkrolle der Straff-Vorrichtung führt. Die Umlenkrolle ist mit einer Straff- oder Spannkraft beaufschlagt und sorgt dafür, dass die Drahtspannung in der Drahtschlaufe erhalten bleibt. Somit überbrückt die Vorrichtung zwar die von dem Drahtriss im Drahtfeld hinterlassene Lücke und das Drahtfeld kann, bis auf diese Lücke, weiterhin zum Sägen verwendet werden. Allerdings weist die Straff-Vorrichtung eine mit Hebelarmen und Gewichten ausgestaltete Konstruktion auf, die aufwendig aufgebaut ist. Des Weiteren nimmt diese Konstruktion einen großen Raum ein. Außerdem stellt sich insbesondere bei einer auftretenden größeren Drahtriss-Lücke der Drahtverlauf so ein, dass die Drahtschlaufe an ihren Kontaktstellen mit den Drahtführungsrollen keinen rechten Winkel, sondern einen schrägen Winkel einnimmt (siehe dortige Figur). Dies bedeutet eine hohe Belastung des Drahtes und der Drahtführungsrollen, was wiederum den Verschleiß von Draht und Drahtführungsrolle erhöht.This problem is in the DE 10 2009 004 237 A1 solved by a device for tightening a wire loop, wherein the wire loop connects both ends of the torn-off wire and leads over a deflection roller of the tensioning device. The pulley is subjected to a tightening or tensioning force and ensures that the wire tension in the wire loop is maintained. Thus, although the device bridges the gap left by the wire tear in the wire field, the wire field can continue to be used for sawing except for this gap. However, the tensioning device has a construction designed with lever arms and weights, which is elaborately constructed. Furthermore, this construction occupies a large space. In addition, in particular in the event of a larger wire-gap occurring, the course of the wire is such that the wire loop does not assume a right angle at its points of contact with the wire-guiding rollers, but an oblique angle (see the figure there). This means a high load of the wire and the wire guide rollers, which in turn increases the wear of wire and wire guide roller.

Demnach ist eine Vorrichtung zur Behebung eines Drahtrisses, der an einem Drahtfeld einer Multi-Wire-Säge auftritt, bekannt, wobei das Drahtfeld durch einen über mindestens zwei Drahtführungsrollen im Umlaufrichtung der Drahtführungsrollen laufenden Draht gebildet ist, wobei ausgehend von zwei Enden des gerissenen Drahtes eine Drahtschlaufe gebildet ist, die den Drahtriss schließt.Accordingly, a device for repairing a wire tear, which occurs at a wire field of a multi-wire saw, is known, wherein the wire field is formed by a running over at least two wire guide rollers in the direction of rotation of the wire guide rollers wire, starting from two ends of the broken wire a Wire loop is formed, which closes the wire tear.

Aufgabe der Erfindung ist es, die oben genannten Nachteile des Standes der Technik in vorteilhafter Weise zu überwinden.The object of the invention is to overcome the above-mentioned disadvantages of the prior art in an advantageous manner.

Insbesondere soll eine Vorrichtung zur Behebung eines Drahtrisses vorgeschlagen werden, die an beliebigen Stellen des Drahtfeldes einsetzbar ist und einen möglichst verschleißarmen Drahtverlauf ermöglicht.In particular, a device for eliminating a wire tear is to be proposed, which can be used at any point of the wire field and allows a low-wear wire as possible.

Gelöst wird die Aufgabe durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1.The problem is solved by a device having the features of claim 1.

Demnach wird zur Behebung eines Drahtrisses eine Vorrichtung vorgeschlagen, die zur Führung der Drahtschlaufe eine erste und mindestens eine zweite Drahtumlenkrolle aufweist, welche in der Nähe von zumindest einer Drahtführungsrolle an verschiedenen Positionen montierbar angeordnet sind. Dabei werden die Drahtumlenkrollen möglichst nah an den jeweiligen Kontaktstellen bzw. Übergangsstellen positioniert, nämlich dort wo der umlaufende Draht von der Drahtführungsrolle abgehend in die Drahtschlaufe hinein hingeführt wird bzw. aus der Drahtschlaufe heraus wieder zu derselben (oder zu einer anderen) Drahtführungsrolle hingeführt wird.Accordingly, to remedy a wire tear, a device is proposed which has a first and at least one second wire deflection roller for guiding the wire loop, which are arranged so that they can be mounted at different positions in the vicinity of at least one wire guide roller. there the wire deflection rollers are positioned as close as possible to the respective contact points or transition points, namely where the rotating wire from the wire guide roller outgoing into the wire loop is guided or out of the wire loop back to the same (or to another) wire guide roller.

Demzufolge werden mindestens zwei verschieden positionierbare Umlenkrollen bereit gestellt, über die die Drahtschlaufe geführt wird und folglich so gegenüber der mindestens einen Drahtführungsrolle so positioniert werden können, dass der umlaufende Draht sowohl auf der zulaufenden Seite wie auch auf der ablaufenden Seite jeweils optimal, insbesondere rechtwinklig, zur Drehachse der Drahtführungsrollen) ausgerichtet ist.Accordingly, at least two different positionable pulleys are provided, over which the wire loop is guided and thus can be positioned relative to the at least one wire guide roller so that the rotating wire both on the incoming side as well as on the outgoing side each optimally, in particular at right angles, aligned with the axis of rotation of the wire guide rollers).

Vorgeschlagen werden auch eine Multi-Wire-Säge, die mit einer erfindungsgemäßen Vorrichtung ausgestattet ist. Außerdem ist die Erfindung auch auf die Verwendung einer solchen Vorrichtung zur Behebung eines Drahtrisses bezogen.It is also proposed a multi-wire saw, which is equipped with a device according to the invention. In addition, the invention is also related to the use of such a device for repairing a wire tear.

Vorteilhafte bzw. bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.Advantageous or preferred embodiments of the invention will become apparent from the dependent claims.

Demnach wird bevorzugt die erste Drahtumlenkrolle an einer ersten Position in Nähe (1–50 cm) zu dem ersten Ende des gerissenen Drahtes angeordnet und wird die mindestens zweite Drahtumlenkrolle an einer zweiten Position in Nähe (1–50 cm) zu dem zweiten Ende des gerissenen Drahtes angeordnet.Accordingly, preferably, the first wire deflection roller is disposed at a first position proximate (1-50 cm) to the first end of the broken wire, and the at least second wire deflection roller is located at a second position proximate (1-50 cm) to the second end of the cracked wire Wire arranged.

Vorteilhafterweise sind die erste und mindestens zweite Drahtumlenkrollen jeweils quer zur Umlaufrichtung der Drahtführungsrolle angeordnet, so dass der Drahtverlauf an beiden Enden der Drahtschlaufe senkrecht zur Drehachse der Drahtführungsrolle ausgerichtet ist. Auch weist die Vorrichtung vorzugsweise eine als Spannrolle ausgebildete Drahtumlenkrolle auf. Die Spannrolle wird bevorzugt mit einer mittels Feder oder Druckluft erzeugten Spannkraft beaufschlagt.Advantageously, the first and at least second wire deflection rollers are each arranged transversely to the direction of rotation of the wire guide roller, so that the wire path is aligned at both ends of the wire loop perpendicular to the axis of rotation of the wire guide roller. Also, the device preferably has a wire deflection roller designed as a tensioning roller. The tensioning roller is preferably acted upon by a clamping force generated by means of spring or compressed air.

Bevorzugt werden die erste und mindestens zweite Drahtumlenkrolle an einer Halterung, insbesondere an einer (gemeinsamen) Traverse, montiert, die oberhalb derselben Drahtführungsrolle montiert ist. Dabei können die erste und zweite Drahtumlenkrollen mittels einer ersten verstellbaren Befestigung an der Traverse montiert sein und kann die Spannrolle mittels einer zweiten verstellbaren Befestigung an der Traverse montiert sein.The first and at least second wire deflection rollers are preferably mounted on a holder, in particular on a (common) cross member, which is mounted above the same wire guide roller. In this case, the first and second Drahtumlenkrollen can be mounted by means of a first adjustable attachment to the crossbar and the tension roller can be mounted by means of a second adjustable attachment to the crossbar.

Zumindest eine der Drahtumlenkrollen ist schwenkbar um eine Schwenkachse gelagert, insbesondere um eine arretierbare Schwenkachse, die senkrecht zur Drehachse der Drahtführungsrollen) ausgerichtet ist.At least one of the Drahtumlenkrollen is pivotally mounted about a pivot axis, in particular a lockable pivot axis, which is aligned perpendicular to the axis of rotation of the wire guide rollers).

Die Erfindung und die sich daraus ergebenden Vorteile werden nachfolgend näher im Detail und anhand eines Ausführungsbeispiels beschrieben, wobei auf die beiliegenden Zeichnungen Bezug genommen wird.The invention and the resulting advantages will be described in more detail below with reference to an embodiment, reference being made to the accompanying drawings.

1 zeigt schematisch den Aufbau einer herkömmlichen Multi-Wire-Säge. 1 schematically shows the structure of a conventional multi-wire saw.

2 zeigt schematisch den Aufbau einer erfindungsgemäßen Multi-Wire-Säge mit einer daran montierten Vorrichtung zur Behebung eines Drahtrisses Zunächst wird hier anhand der 1 das Problem eines auftretenden Drahtrissen veranschaulicht und kurz beschrieben: Die 1 zeigt eine herkömmliche Multi-Wire-Säge 100 mit mindestens zwei Drahtführungsrollen 101 und 102, die walzenförmig ausgebildet sind und achsparallel zueinander gelagert sind. Auf den Walzenkörpern der Drahtführungsrollen 101 und 102 sind umlaufende Nuten ausgeformt, die den umlaufenden Draht 111 (Umlaufrichtung U) so führen, dass er ein Drahtfeld 110 bestehend aus mehreren parallel verlaufenden Drahtabschnitten aufspannt. Das Drahtfeld 110 ist dazu geeignet, in einem Arbeitsgang eine Vielzahl von dünnen Halbleiterscheiben von einem Halbleitermaterial-Rohblock (nicht dargestellt) abzutrennen. Um die Schneidfähigkeit des Drahtes zu bewahren, wird ständig neuer Draht über eine zuführende Rolle 105 zugeführt (Neudrahtseite). Die abführende Rolle ist nicht dargestellt. Tritt nun innerhalb des Drahtfeldes 110 ein Drahtriss L auf, so kann der Schneidevorgang nicht weiter durchgeführt werden. Die Enden E1 und E2 des abgerissenen Drahtes können durchaus sehr weit voneinander entfernt sein. Dies würde bei herkömmlichen Lösungen einen großen Teilverlust des aufgespannten Drahtfeldes bedeuten. 2 shows schematically the structure of a multi-wire saw according to the invention with a device mounted thereon for the removal of a wire tear 1 illustrates the problem of occurring wire tears and briefly described: The 1 shows a conventional multi-wire saw 100 with at least two wire guide rollers 101 and 102 , which are formed roller-shaped and are mounted axially parallel to each other. On the roller bodies of the wire guide rollers 101 and 102 Circumferential grooves are formed, which surround the rotating wire 111 (U direction) so that he is a wire field 110 consisting of a plurality of parallel wire sections spans. The wire field 110 is suitable for separating a plurality of thin semiconductor wafers from a semiconductor material ingot (not shown) in one operation. In order to preserve the cutting ability of the wire, new wire is constantly being fed via an infeed roll 105 supplied (new wire side). The laxative role is not shown. Now step inside the wire field 110 a wire tear L on, so the cutting process can not be performed. The ends E1 and E2 of the torn-off wire may well be very far apart. This would mean a large partial loss of the spanned wire field in conventional solutions.

In der 1 ist vereinfachend dargestellt, dass sich die Enden E1 und E2 im Bereich der ersten Drahtführungsrolle 101 befinden, wobei etwa zwei umlaufende Drahtlängen (Wicklungen) von dem Drahtriss L betroffen sind. Üblicherweise wird man ausgehend von der Stelle des Drahtrisses L (siehe Ende E1) bis zu dem nächstgelegenen Rand der Drahtfeldes (bzw. rechtes Ende der Drahtführungsrolle 101) die restlichen Drahtwicklungen entfernen und dann den zugeführten Draht 111 mit dem Ende E1 verbinden, um dann die Multi-Wire-Säge 100 wieder in Betrieb zu nehmen. Mit anderen Worten: Es würde der Draht von der Festlagerseite ausgehend, dort wo der Neudraht 111 auf die Drahtführungsrolle gebracht wird, bis zur Drahtriss-Stelle hin entfernt, um dann den Neudraht 111 mit dem Ende E1 zu verbinden. Hierbei ginge jedoch der rechte Teil des Drahtfeldes 110 verloren. In der aus DE 10 2009 004 237 A1 bekannten Lösung werden die Enden E1 und E2 über eine Drahtschlaufe miteinander verbunden, wobei die Drahtschlaufe über eine Spannrolle geführt wird. Hierbei könnte zwar auch der rechte Teil weiterhin zum Sägen zu verwenden; jedoch würde der Drahtverlauf bezüglich der Drahtführungsrolle schräg ausgerichtet sein und somit einen erhöhten Materialverschleiß bei Draht und Drahtführungsrollen bewirken.In the 1 is simplified, that the ends E1 and E2 in the area of the first wire guide roller 101 are about two circumferential wire lengths (windings) are affected by the wire tear L. Usually, starting from the location of the wire break L (see end E1), one arrives at the nearest edge of the wire field (or right end of the wire guide roller 101 ) remove the remaining wire windings and then the supplied wire 111 connect to the end E1, then to the multi-wire saw 100 to start up again. In other words, it would be the wire from the fixed bearing side, where the new wire 111 is brought to the wire guide roller, away to the wire tear point, then the new wire 111 to connect with the end E1. However, this would go the right part of the wire field 110 lost. In the out DE 10 2009 004 237 A1 become known solution the ends E1 and E2 connected to each other via a wire loop, wherein the wire loop is guided over a tension roller. Although the right part could continue to be used for sawing; however, the wire path would be skewed with respect to the wire guide roller and thus cause increased material wear on wire and wire guide rollers.

Die 2 zeigt den Aufbau einer erfindungsgemäßen Multi-Wire-Säge 100' mit einer daran montierten Vorrichtung 200 zur Behebung eines Drahtrisses.The 2 shows the structure of a multi-wire saw according to the invention 100 ' with a device mounted thereon 200 to correct a wire tear.

Die Vorrichtung 200 weist eine Halterung in Form einer Traverse 210 auf, welche oberhalb der ersten Drahtführungsrolle 101 angeordnet ist. An der Traverse 210 sind mindestens zwei Drahtumlenkrollen 201, 202, 203 und 204 (im Weiteren auch kurz Umlenkrollen genannt) an verschiedenen Positionen montiert. Die erste Umlenkrolle 201 ist an der Vorderseite der Drahtführungsrolle 101 und an der Stelle des ersten Endes E1 (siehe 1) des abgerissenen Drahtes 111 positioniert. Dabei liegt diese Umlenkrolle 201 quer zur Umlaufrichtung U des Drahtes, so dass von dieser Umlenkrolle 201 der Draht exakt senkrecht bzw. lotrecht auf die Drahtführungsrolle 101 geführt wird. Die Positionierung der Umlenkrolle 201 bis 203 kann durch Verschieben des Befestigungselementes 211 in Längsrichtung X verstellt werden. Zudem kann die Positionierung der Umlenkrolle 201 noch separat verstellt werden, weil diese Umlenkrolle 201 schwenkbar um eine Achse 221 montiert ist, welche in Querrichtung Y ausgerichtet ist.The device 200 has a holder in the form of a traverse 210 on which above the first wire guide roller 101 is arranged. At the Traverse 210 are at least two wire deflection rollers 201 . 202 . 203 and 204 (hereinafter also referred to as pulleys) mounted at different positions. The first pulley 201 is at the front of the wire guide roller 101 and at the location of the first end E1 (see 1 ) of the broken wire 111 positioned. This pulley is located 201 transverse to the direction of rotation U of the wire, so that of this pulley 201 the wire exactly vertical or perpendicular to the wire guide roller 101 to be led. The positioning of the pulley 201 to 203 can by moving the fastener 211 be adjusted in the longitudinal direction X. In addition, the positioning of the pulley 201 still be adjusted separately, because this pulley 201 pivotable about an axis 221 is mounted, which is aligned in the transverse direction Y.

Die erste Umlenkrolle 201 ist auf die Stelle des ersten Endes E1 (hier symbolisiert durch einen Kreis; vergl. 1) des abgerissenen Drahtes hin ausgerichtet und stellt sicher, dass der Draht an der Übergangsstelle zur Vorderseite der Drahtführungsrolle 101 exakt fluchtend mit der dortigen Rille (nicht dargestellt) ausgerichtet ist. Die zweite Drahtumlenkrolle 203 ist zu der Rückseite der ersten Drahtführungsrolle 101 hin auf die Stelle des zweiten Endes E2 (hier symbolisiert durch ein Dreieck; vergl. 1) ausgerichtet und entsprechend positioniert. Diese Umlenkrolle 203 liegt parallel zur Umlaufrichtung U des Drahtes, so dass von dieser Umlenkrolle 203 der Draht exakt senkrecht bzw. lotrecht von der Rückseite der Drahtführungsrolle 101 aus der dortigen Rille (nicht dargestellt) abführt werden kann. Zur weiteren Drahtpositionierung ist noch eine weitere Umlenkrolle 202 vorgesehen, die den Draht quer zur Umlaufrichtung U umlenkt. Die perspektivische Ansicht in 2 soll nicht darüber hinweg täuschen, dass der Draht auch an der rückseitigen Übergangsstelle exakt fluchtend mit der dortigen Rille (nicht dargestellt) ausgerichtet ist.The first pulley 201 is in the place of the first end E1 (here symbolized by a circle; 1 ) of the torn-off wire and ensures that the wire at the transition point to the front of the wire guide roller 101 is aligned exactly with the local groove (not shown). The second wire deflection roller 203 is to the back of the first wire guide roller 101 towards the point of the second end E2 (here symbolized by a triangle; 1 ) and positioned accordingly. This pulley 203 is parallel to the direction of rotation U of the wire, so that of this pulley 203 the wire exactly vertical or perpendicular from the back of the wire guide roller 101 from the local groove (not shown) can be dissipated. For further wire positioning is still another deflection roller 202 provided, which deflects the wire transversely to the direction of rotation U. The perspective view in 2 should not be fooled by the fact that the wire is also aligned at the rear transition point exactly aligned with the local groove (not shown).

Demnach wird sowohl auf der zuführenden Seite (hier: Vorderseite der Rolle 101) wie auch auf der abführenden Seite (hier: Rückseite der Rolle 101) der Drahtverlauf optimal auf die Rillen der Drahtführungsrollen) hin ausgerichtet. Dadurch wird die Materialbeanspruchung des Drahtes und der Drahtführungsrollen) weitestgehend minimiert.Accordingly, both on the feeding side (here: front of the role 101 ) as well as on the laxative side (here: back of the roll 101 ) the wire path optimally aligned with the grooves of the wire guide rollers) out. As a result, the material stress of the wire and the wire guide rollers) is minimized as far as possible.

Zum Aufbau der in 2 dargestellten Drahtschlaufe 111* wird nach einem Drahtriss folgendes durchgeführt: Wenn an der Stelle des Drahtrisses L ein oder mehrere Wicklungen zerstört sind, werden diese wenigen Wicklungen entfernt, so dass lediglich eine Lücke L* von wenigen Millimetern entsteht. Zur Überbrückung dieser Lücke kommt die erfindungsgemäße Vorrichtung 200 zum Einsatz. Das Drahtende E2 von der Neudrahtseite, also der Zuführseite, wird zunächst an der Drahtführungsrolle 101 befestigt und durch eine Umdrehung der Rolle 101 so um diese gelegt, dass der Draht von hinten nach vorn über die Rolle 101 kommt. Dann wird der Draht auf eine bestimmte Länge abgespult. Die beiden Drahtenden werden verbunden, um die gewünschte Drahtschlaufe 111* zu bilden. Nun kann man die Drahtschlaufe über die Umlenkrollen 201 bis 203 und die Spannrolle 204 führen, so dass die Drahtschlaufe 111* über ihre gesamte Länge verlegt ist und an den Umlenkrollen anliegt. Danach wird die Spannrolle 204 mit einer Spannkraft beaufschlagt, indem über einen Druckminderer ein entsprechender Luftdruck eingestellt wird, so dass ein Pneumatik-Zylinder 224 die gewünschte Kraft auf die beweglich gelagerte Spannrolle 204 ausübt. Die Spannkraft kann durch Einstellung des Druckminderes konstant gehalten werden. Insgesamt bleibt das Drahtfeld 110 bis auf die durch den Drahtriss L* verursachte schmale Lücke erhalten. Die Funktion der Multi-Wire-Säge 100' wird also kaum beeinträchtigt.To build the in 2 illustrated wire loop 111 * After a wire break, the following is done: If one or more windings are destroyed at the location of the wire break L, these few windings are removed so that only a gap L * of a few millimeters is created. To bridge this gap, the device of the invention 200 for use. The wire end E2 of the new wire side, so the feed side is first on the wire guide roller 101 attached and by a turn of the roller 101 so laid around this, that the wire from the back to the front over the roll 101 comes. Then the wire is unwound to a certain length. The two wire ends are connected to the desired wire loop 111 * to build. Now you can use the wire loop on the pulleys 201 to 203 and the tension roller 204 lead, leaving the wire loop 111 * over its entire length and rests against the pulleys. After that, the tension roller 204 subjected to a clamping force by a pressure reducer a corresponding air pressure is adjusted, so that a pneumatic cylinder 224 the desired force on the movably mounted tension pulley 204 exercises. The clamping force can be kept constant by adjusting the pressure reducer. Overall, the wire field remains 110 except for the narrow gap caused by the wire tear L *. The function of the multi-wire saw 100 ' is therefore hardly affected.

Die Vorrichtung 200 stellt eine Zusatzeinrichtung für Multi-Wire-Sägen dar und kann überall dort eingesetzt werden, wo mindestens zwei Drahtführungsrollen ein Drahtfeld aufspannen. Die Umlenkrollen der Vorrichtung 200 können ohne besonderen Aufwand an der Halterung bzw. Traverse 210 flexibel bzw. verstellbar montiert werden. Die Spannrolle 204 hält die erforderliche Drahtspannung aufrecht. Anstelle einer einzelnen Spannrolle, können auch zwei oder mehr Spannrollen vorgesehen sein, die vorzugsweise symmetrisch (links und rechts) angeordnet sind. Der Pneumatik-Zylinder 224 weist eine Kolbenstange auf, die auf die in Längsrichtung X verschiebbare Spannrolle 204 wirkt. Über den Druckminderer, der ein Manometer aufweist (beides nicht dargestellt) kann der Luftdruck und somit die Spannkraft stufenlos eingestellt werden. Dadurch ist die Drahtspannung jederzeit schnell anpassbar. Die Vorrichtung 200 wird an einer Seite bzw. oberhalb einer Drahtführungsrolle 101 montiert und der Verlauf der Drahtschlaufe 111* beginnt und endet an eben dieser einen Drahtführungsrolle 101, wodurch vermieden wird, dass kein Bereich der Drahtschlaufe 111* störend in das Drahtfeld 110 hineinragen könnte. Die Vorrichtung 200 hat daher keinerlei mindernde Beeinträchtigung auf die Funktion der Multi-Wire-Säge 100'.The device 200 is an accessory for multi-wire saws and can be used wherever at least two wire guide rollers span a wire field. The pulleys of the device 200 can without any special effort on the bracket or traverse 210 be mounted flexibly or adjustable. The tension roller 204 maintains the required wire tension. Instead of a single tension roller, two or more tension rollers may be provided, which are preferably arranged symmetrically (left and right). The pneumatic cylinder 224 has a piston rod which, on the displaceable in the longitudinal direction X tensioner 204 acts. About the pressure reducer, which has a pressure gauge (both not shown), the air pressure and thus the clamping force can be adjusted continuously. As a result, the wire tension is quickly adjustable at any time. The device 200 is on one side or above a wire guide roller 101 mounted and the course of the wire loop 111 * starts and ends at the same time this one wire guide roller 101 , thereby avoiding that no area of the wire loop 111 * interferes with the wire field 110 could protrude. The device 200 therefore has no diminishing effect on the function of the multi-wire saw 100 ' ,

Die hier beschriebene Vorrichtung 200 ist auch generell dazu geeignet, die Drahtspannung in einer Multi-Wire-Säge aufrecht zu erhalten, wenn kein Drahtriss auftreten sollte. Es hat sich gezeigt, dass die Drahtspannung in einem aufgespannten Drahtfeld von Anfang bis zum Ende des Drahtfeldes abnimmt. Der Verlust der Drahtspannung verläuft annähernd linear mit einer abfallenden Kurve. Mit Hilfe der hier beschriebenen Vorrichtung kann der Verlust halbiert werden, wenn der Draht in der Mitte des Drahtfeldes aus der Säge herausgeführt wird und über die Umlenkrollen der Vorrichtung geführt und mittels der Spannungsrolle gespannt wird, bevor der Draht wieder in das Drahtfeld zurück geführt wird. Diese Anwendung kann somit eine eigenständige Lösung zur Aufrechterhaltung der Drahtspannung in einem Drahtfeld darstellen.The device described here 200 is also generally suitable for maintaining the wire tension in a multi-wire saw if no wire tear should occur. It has been found that the wire tension in a clamped wire field decreases from the beginning to the end of the wire field. The loss of wire tension is approximately linear with a falling curve. With the aid of the device described here, the loss can be halved if the wire in the middle of the wire field is led out of the saw and guided over the deflection rollers of the device and tensioned by means of the tension roller before the wire is guided back into the wire field. This application can thus represent an independent solution for maintaining the wire tension in a wire field.

Das obige anhand der 2 beschriebene Ausführungsbeispiel bezieht sich auf eine erfindungsgemäß ausgestaltete Multi-Wire-Säge in Form einer Multi-Wire-Säge, die einen über Drahtführungsrollen geführten und unter Zugspannung longitudinal bewegten Schneidedraht aufweist, wobei jede Drahtführungsrolle mehrere Rillen zur mehrfach parallelen Führung des Schneidedrahtes in Form eines Drahtfeldes aufweist. Insbesondere bezieht sich das obige Ausführungsbeispiel auf eine Multi-Wire-Säge zum gleichzeitigen Abtrennen einer Mehrzahl von Halbleiterscheiben (Wafern) von einem quaderförmigen Halbleitermaterial-Rohblock. Es versteht sich, dass die Erfindung auch auf jede andere Art von Multi-Wire-Sägen (auch kurz mit MWS bezeichnet) angewendet werden kann, bei der mindestens ein Drahtfeld ausgebildet wird. Es gibt MWS mit einem sägenden Drahtfeld (auch kurz mit MB bezeichnet) und solche mit zwei übereinander angeordneten Drahtfeldern (auch kurz mit AMAT bezeichnet). Für die Anwendung der Erfindung ist es dabei unerheblich, ob die Führung des Drahtes mittels Drahtführungsrollen im engeren Sinne erfolgt. Deshalb soll der Begriff „Drahtführungsrolle” auch nicht eng verstanden werden, sondern jede Art von Drahtführungs-Elementen umfassen, die mit Rillen versehen sein können, wie z. B. Walzen, Zylinder, mehrere aneinander gefügte Räder und dergleichen.The above based on the 2 described embodiment relates to an inventively designed multi-wire saw in the form of a multi-wire saw having a guided over wire guide rollers and under tension longitudinally moving cutting wire, each wire guide roller a plurality of grooves for multiple parallel guidance of the cutting wire in the form of a wire field having. In particular, the above embodiment relates to a multi-wire saw for simultaneously severing a plurality of wafers from a rectangular semiconductor ingot. It is understood that the invention can also be applied to any other type of multi-wire saws (also referred to as MWS for short) in which at least one wire field is formed. There are MWS with a sawing wire field (also referred to as MB for short) and those with two superimposed wire fields (also abbreviated to AMAT). For the application of the invention, it is irrelevant whether the leadership of the wire by means of wire guide rollers in the strict sense. Therefore, the term "wire guide role" should not be understood narrowly, but include any type of wire guide elements that may be provided with grooves, such. As rollers, cylinders, a plurality of joined wheels and the like.

Alternativ zu der anhand der 2 beschriebenen Ausführungsform können die zweite Umlenkrolle 202 und deren Hilfsrolle 203 auch in Nähe der zweiten Drahtführungsrolle 102 (siehe auch 1) angeordnet sein, um dort den umlaufenden Draht von der hinteren Rolle 102 abzuführen und als Drahtschlaufe 111* über die Spannrolle 204 und Umlenkrolle 201 zu der ersten Drahtführungsrolle 101 zurückzuführen.Alternatively to the basis of the 2 described embodiment, the second deflection roller 202 and their auxiliary role 203 also in the vicinity of the second wire guide roller 102 (see also 1 ) are arranged there to the rotating wire from the rear roller 102 dissipate and as a wire loop 111 * over the tension pulley 204 and pulley 201 to the first wire guide roller 101 due.

Die einzeln positionierbaren bzw. verstellbaren mindestens zwei Umlenkrollen ermöglichen eine sehr hohe Flexibilität bei der Montage der Vorrichtung. Die Drahtführung kann optimal auf den auftretenden Drahtriss und die zu überbrückende Lücke hin eingestellt werden, so dass der umlaufende Draht an den Übergangsstellen (von einer Drahtführungsrolle in die Drahtschlaufe hinein und von dieser herausgehend zurück auf dieselbe oder eine andere Drahtführungsrolle) lotrecht zu der jeweiligen Führungsrille verläuft.The individually positionable or adjustable at least two pulleys allow a very high flexibility in the assembly of the device. The wire guide can be optimally adjusted to the occurring wire tear and to be bridged gap, so that the rotating wire at the transition points (from a wire guide roller in the wire loop in and out of this back on the same or another wire guide roller) perpendicular to the respective guide groove runs.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

100100: Multi-Wire-Säge (Stand der Technik)Multi-wire saw (prior art)
101, 102101, 102: Drahtführungsrolle (vorne, hinten)Wire guide roller (front, rear)
105105: Umlenkrolle auf der Neudrahtseite (Draht-Zuführung)Deflection pulley on the new wire side (wire feed)
110110: Drahtfeldwire frame
111111: Draht (Sägedraht)Wire (saw wire)
UU: Umlaufrichtung (Drehrichtung der Drahtführungsrolle)Direction of rotation (direction of rotation of the wire guide roller)
E1, E2E1, E2: Enden des abgerissenen DrahtesEnds of the torn off wire
LL: Drahtriss (-Stelle)Wire tear (position)
100'100 ': Multi-Wire-Säge mit Vorrichtung 200 (Erfindung)Multi-wire saw with device 200 (Invention)
200200: Vorrichtung zur Behebung eines Drahtrisses L*Device for repairing a wire tear L *
210210: Halterung (Traverse)Bracket (Traverse)
211, 214211, 214: verstellbare Befestigungen (Befestigungselemente) für Umlenkrollen bzw. Spannrolleadjustable fixings (fixing elements) for pulleys or tension pulley
201–204201-204: Umlenkrollen für Drahtschlaufe 111* Pulleys for wire loop 111 *
204204: Umlenkrolle als Spannrolle ausgebildetDeflection pulley designed as a tension pulley
221221: Schwenkachse (arretierbar) für Umlenkrolle 201 Swivel axis (lockable) for pulley 201

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

DE 102007028439 A1 [0003]
DE 102009012679 A1 [0004, 0005]
DE 102009004237 A1 [0007, 0023]

Claims

Contraption ( 200 ) for repairing a wire tear (L) which is connected to a wire field ( 110 ) of a multi-wire saw ( 100 ) occurs, the wire field ( 110 ) by means of at least two wire guide rollers ( 101 . 102 ) in the direction of rotation (U) of the wire guide rollers ( 101 . 102 ) running wire ( 11 ) is formed, starting from two ends (E1, E2) of the broken wire ( 111 ) a wire loop ( 111 * ) closing the wire tear (L), characterized in that the device ( 200 ) a first and at least one second wire deflection roller ( 201 ... 204 ), which in the vicinity of at least one wire guide roller ( 101 ) are mounted mountable at different positions.

Contraption ( 200 ) according to claim 1, characterized in that the first wire deflection roller ( 201 ) at a first position in proximity to the first end (E1) of the broken wire ( 111 ) is arranged and that the at least second wire deflection roller ( 202 . 203 ) at a second position in proximity to the second end (E2) of the torn wire ( 111 ) is arranged.

Contraption ( 200 ) according to claim 1 or 2, characterized in that the first and at least second wire deflection roller ( 201 ... 203 ) each transverse to the direction of rotation (U) of the wire guide roller ( 101 ) are arranged so that the wire path at both ends (E1, E2) of the wire loop ( 111 * ) perpendicular to the axis of rotation of the wire guide roller ( 101 ) is aligned.

Contraption ( 200 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the device as a tension roller ( 204 ) formed Drahtumlenkrolle.

Contraption ( 200 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the tension roller ( 204 ) is acted upon by a clamping force generated by means of spring or compressed air.

Contraption ( 200 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the first and at least second wire deflection roller ( 201 ... 203 ) on a holder, in particular traverse ( 210 ), which are above the same wire guide roller ( 101 ) is mounted.

Contraption ( 200 ) according to claim 5 and 6, characterized in that the first and at least second wire deflection roller ( 201 ... 203 ) by means of a first adjustable attachment ( 211 ) on the bracket ( 210 ) are mounted and that the tension roller ( 204 ) by means of a second adjustable attachment ( 214 ) on the bracket ( 210 ) is mounted.

Device according to one of the preceding claims, characterized in that at least one ( 201 ) of the Drahtumlenkrollen pivotally about a pivot axis, in particular a lockable pivot axis ( 221 ), which is aligned perpendicular to the axis of rotation of the wire guide rollers), is mounted.

Multi-wire saw ( 100 ' ) with a device ( 200 ) for repairing a wire tear (L) which is connected to a wire field ( 110 ) of the multi-wire saw ( 100 ' ) occurs, the wire field ( 110 ) by means of at least two wire guide rollers ( 101 . 102 ) in the direction of rotation (U) of the wire guide rollers ( 101 . 102 ) running wire ( 111 ) is formed, starting from two ends (E1, E2) of the broken wire ( 111 ) a wire loop ( 111 * ) closing the wire tear (L), characterized in that the device ( 200 ) a first and at least one second wire deflection roller ( 201 ... 204 ), which in the vicinity of at least one wire guide roller ( 101 ) are mounted mountable at different positions.

Multi-wire saw ( 100 ' ) with a device ( 200 ) according to one of claims 2 to 8.

Use of a device ( 200 ) according to one of claims 1 to 8 for the removal of a wire tear (L), which on a wire field ( 110 ) of a multi-wire saw ( 100 ' ) occurs.