DE102013219468A1 - Verfahren zum gleichzeitigen Trennen einer Vielzahl von Scheiben von einem Werkstück - Google Patents

Abstract

Verfahren zum gleichzeitigen Trennen einer Vielzahl von Scheiben von einem zylindrischen Werkstück mit einer Achse und einer parallel zur Achse in der Mantelfläche des Werkstücks angebrachten Kennkerbe, umfassend das Anbringen einer Einschnittleiste am Werkstück, wobei die Einschnittleiste von einer Stirnseite bis zu einer Rückseite formschlüssig mit einem Kopfende in der Kennkerbe eingepasst ist und mit einem Fußende aus der Kennkerbe herausragt; das Halten des Werkstücks mit dessen Achse parallel zu Achsen von zylindrischen Drahtführungsrollen einer Drahtsäge mittels einer Zustellvorrichtung der Drahtsäge; das Bewegen der Einschnittleiste und des Werkstücks mittels der Zustellvorrichtung in eine Zustellrichtung senkrecht durch ein ebenes Drahtgatter aus parallel zueinander und senkrecht zu den Achsen der Drahtführungsrollen angeordneten Abschnitten eines mittels Rillen in den Drahtführungsrollen vielfach spiralförmig um die Drahtführungsrollen herum geführten Drahtes, wobei die Einschnittleiste zuerst mit dem Fußende und das Werkstück zuerst mit der Kennkerbe gegen das Drahtgatter bewegt wird; und das Bewegen der Drahtabschnitte in Drahtlängsrichtung durch gleichsinnige Rotation der Drahtführungsrollen mit gleicher Umfangsgeschwindigkeit unter Anwesenheit von als Schleifmittel wirkenden Hartstoffen.

Description

• Gegenstand der Erfindung
• Die vorliegenden Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum gleichzeitigen Trennen einer Vielzahl gleichartiger Scheiben von einem Werkstück, insbesondere von Halbleiterscheiben von einem kreiszylinderförmigen Kristall, mittels durch Draht unterstützen Trennläppens.
• Stand der Technik
• Für zahlreiche Anwendungen werden eine Vielzahl gleichartiger und gleichförmiger scheibenförmiger Werkstücke benötigt, die durch Abtrennen von einem Rohling gewonnen werden. Eine Scheibe ist ein Zylinder, dessen Höhe klein gegen die Abmessungen seiner Grundfläche ist. Ein Zylinder ist ein aus zwei parallelen, ebenen und kongruenten Grundflächen und einer Mantelfläche begrenzter Körper, wobei die Mantelfläche durch die Menge aller parallelen Geraden, die den Rand beider Grundflächen schneiden, aufgespannt wird.
• Von Bedeutung sind Scheiben von geradzylindrischer Form. Bei einem geraden Zylinder verlaufen die Geraden der Mantelfläche senkrecht zu den Grundflächen. Von besonderer Bedeutung sind geradzylindrische Scheiben mit polygonaler Grundfläche, also gerade Prismen, oder kreisförmiger Grundfläche, also gerade Kreiszylinder.
• Beispiele für geradzylindrische Scheiben mit polygonaler Grundfläche sind photovoltaische Zellen („Solarzellen“), deren Grundflächen meist quadratisch oder annähernd achteckig sind. Beispiele für geradzylindrische Scheiben mit kreisförmiger Grundfläche sind Scheiben aus Halbleitermaterial, die als Substrate zur Strukturierung elektronischer, mikroelektronischer oder mikro-elektromechanischer Bauelemente verwendet werden, oder die als Unterlage zur Abscheidung verschiedener Beschichtungen genutzt werden.
• Halbleitermaterialien umfassen Elementhalbleiter wie Silicium oder Germanium und Verbindungshalbleiter wie beispielsweise Galliumarsenid oder Siliciumcarbid oder Verbindungen oder Schichtstrukturen derselben. Beispiele für Unterlagen zur Abscheidung verschiedener Beschichtungen sind Scheiben aus Silicium, Galliumarsenid oder Siliciumcarbid, auf die beispielsweise Galliumarsenid aufgebracht wird zur Herstellung von Halbleiterlasern oder LEDs (Licht emittierende Dioden), oder Scheiben aus Aluminium, Glas oder Keramik, auf die magnetisierbare Schichten aufgebracht werden zu Herstellung von Festplatten-Speichern, oder Unterlagen aus Glas zur Aufbringung optischer Beschichtungen (Spiegel, Filter), so genannte optical flats. Weitere Beispiele sind Scheiben aus optisch doppelbrechenden Kristallen wie Kaliumdihydrogenphosphat (KDP), Lithiumniobat usw. zur Verwendung in der nichtlinearen Optik (Frequenzverdopplung in Lasern), Scheiben aus Saphir (Al₂O₃), Keramik und viele andere.
• Oft werden diese Scheiben auch als Wafer bezeichnet, insbesondere solche aus Silicium (Photovoltaik, Mikroelektronik) oder Galliumarsenid und Siliciumcarbid (Optoelektronik). Meist ist eine der beiden Grundflächen der zylindrischen Scheiben als bauteil- oder funktionstragende Seite gegenüber der dieser gegenüberliegenden Grundfläche ausgezeichnet. Die derart ausgezeichnete Seite wird dann als Vorderseite, die der Vorderseite gegenüberliegende Seite als Rückseite der Scheibe bezeichnet.
• Die Rohlinge, aus denen die Scheiben abgetrennt werden, werden auch als Stäbe bezeichnet. Diese Stäbe weisen allgemein zylindrische, meist geradzylindrische, Form auf, deren Grundfläche kongruent zu der der aus ihnen gewonnenen Scheiben ist. Als Stabachse wird die Hauptträgheitsachse des Stabs mit dem geringsten Trägheitsmoment bezeichnet. Für gerade prismatische Stäbe mit regelmäßig polygonaler Grundfläche oder für Stäbe mit gerader kreiszylindrischer Form ist die Stabachse mit der Symmetrieachse des Stabs identisch.
• Halbleiterscheiben als Substrate für mikroelektronische Bauelemente sind im Randbereich meist mit einer Kennkerbe (Notch) oder einer Abflachung (Flat) versehen. Notch oder Flat kennzeichnen eine ausgezeichnete Kristallrichtung und werden durch Einfräsen einer axialen Rille, der Notchrille, oder Einschleifen einer axialen Abflachung, der Flat-Fläche, bereits vor dem Auftrennen in Scheiben an dem Stab angebracht. Nach dem Trennen werden die Halbleiterscheiben meist in unmittelbarer Nähe der Richtungskennung auf ihrer Vorder- oder Rückseite durch Laserbeschriftung mit einem Identifikations-Code versehen.
• Besondere Bedeutung für das Auftrennen der Stäbe in Scheiben haben als „Drahtsägen“ bezeichnete Trennverfahren. Beim Drahtsägen wird der gesamte Stab gleichzeitig in einer als Drahtsäge bezeichneten Vorrichtung in eine Vielzahl gleichartiger Scheiben aufgetrennt. Drahtsägen ist somit ein diskontinuierlicher Chargen- oder Batchprozess. Eine zur Durchführung des Drahtsägens geeignete Vorrichtung wird als Drahtsäge bezeichnet.
• Eine Drahtsäge umfasst Draht, mindestens zwei zylinderförmige Drahtführungsrollen, eine Vorrichtung zum Halten und Bewegen des Stabes und Schleifmittel. Die Achsen des Stabs und der Drahtführungsrollen sind parallel zueinander angeordnet. Die Mantelflächen der Drahtführungsrollen sind mit einer Vielzahl parallel und im Wesentlichen äquidistant zueinander, jeweils geschlossener, senkrecht zur Drahtführungsrollenachse verlaufender Rillen versehen. Der Draht wird spiralförmig so außen um die Drahtführungsrollen herum geführt, dass er jeweils genau einmal in einer jeden Rille einer jeden Drahtführungsrolle zu liegen kommt und zwischen zwei Drahtführungsrollen ein Drahtgatter aus parallel zueinander und senkrecht zur Drahtführungsrollenachse verlaufender Drahtabschnitte aufgespannt wird.
• Der Trennvorgang umfasst das Bewegen des Drahts in Drahtlängsrichtung durch gleichsinnige Rotation mit gleicher Umfangsgeschwindigkeit aller Drahtführungsrollen, das Zustellen des Stabes senkrecht auf das Drahtgatter zu und die Zufuhr von Schleifmittel. Durch die Relativbewegung des Drahts zum Stab bewirkt der Draht mit Hilfe des Schleifmittels bei Kontakt mit dem Stab und fortgeführter Zustellung des Stabs einen Materialabtrag vom Stab. Bei fortgesetzter Zustellung arbeitet sich so das Drahtgatter langsam durch den Stab hindurch und erzeugt eine Vielzahl gleichartiger Scheiben gleichzeitig.
• Für die meisten Anwendungen werden Scheiben genau gleicher Dicke benötigt. Da der Draht beim Schneiden einer Dickenabnahme durch Verschleiß unterliegt, werden die Rillen in den Drahtführungsrollen meist mit von der Frischdraht- zur Altdrahtseite geringfügig abnehmenden Abständen zueinander versehen.
• Auf seiner dem Drahtgatter zu Trennbeginn abgewandten Seite ist der Stab auf eine Stabhalteleiste geklebt. Der Trennvorgang ist beendet, sobald alle Drahtabschnitte des Drahtgatters den Stab vollständig durchtrennt haben und vollständig in der Stabhalteleiste angekommen sind. Die abgetrennten Scheiben hängen dann wie Zinken an einem Kamm und sind entlang eines Teils ihrer Mantelfläche noch über die Klebefuge mit der eingeschnittenen Stabhalteleiste verbunden. Die Stabhalteleiste besteht aus einem leicht zu zerspanenden Material, beispielsweise aus Hartkohle, Kunststoff, einem mineralischen Material oder einem Verbund der genannten oder weiteren Materialien.
• Durch Umkehren der Zustellrichtung wird der nun in Scheiben aufgetrennte Stab wieder aus dem Drahtgatter herausgefahren und die Scheiben durch Lösen der Klebeverbindung vereinzelt. Das Lösen der Klebeverbindung wird als Entkitten bezeichnet. Die verwendeten Kleber sind beispielsweise in Wasser, durch Ändern des pH-Werts, in Lösungsmittel oder thermisch lösbar, so dass durch Eintauchen des durchtrennten Stabs in eine geeignete Flüssigkeit oder Erwärmung alle Scheiben gleichzeitig entkittet werden können, oder die Klebefugen werden durch Abbrechen, Durchtrennen, Laser- oder Wasserstrahlschneiden nacheinander getrennt und der Stab Scheibe für Scheibe vereinzelt.
• Die Länge, die ein jeder Drahtabschnitt zu jedem Moment des Schnittes innerhalb des Stabes verläuft, wird als Eingriffslänge des jeweiligen Drahtabschnitts bezeichnet. Die größte Eingriffslänge, die während des gesamten Trennvorgangs auftritt, wird als Durchmesser des Stabs bezeichnet. Der Moment des Schnittvorgangs, bei dem der Draht erstmalig in Kontakt mit dem Werkstück gelangt, wird als Einschnitt bezeichnet. Für nicht rotationssymmetrische Stäbe ist folglich der wie vorstehend definierte Durchmesser abhängig von der Orientierung (Winkellage), mit der der Stab auf die Stabhalteleiste aufgekittet ist.
• Die verschiedenen Drahtsägeverfahren können nach der Eingriffslänge unterschieden werden: Bei quaderförmigen Stäben, die mit einer Seitenfläche parallel zum Drahtgatter ausgerichtet sind, ist die Eingriffslänge über den gesamten Trennvorgang für alle Drahtabschnitte konstant. Bei allgemein prismenförmigen, jedoch nicht quaderförmigen Stäben, die mit einer Seitenfläche parallel zum Drahtgatter ausgerichtet sind, ist die Eingriffslänge beim Einschnitt endlich und im weiteren Schnittverlauf allgemein veränderlich. Bei nicht mit einer Seitenfläche parallel zum Drahtgatter ausgerichteten Stäben verschwindet die Eingriffslänge beim Einschnitt, steigt dann im weiteren Schnittverlauf zunächst an und ist allgemein im gesamten Schnittverlauf veränderlich und endlich. Bei kreiszylindrischen Stäben verschwindet sie beim Einschnitt, steigt dann auf ein Maximum an, um danach wieder abzunehmen und beim Ausschnitt wieder zu verschwinden.
• Die verschiedenen Drahtsägeverfahren können weiter nach dem Mechanismus für den Materialabtrag unterteilt werden nach Trennläpp- und Trennschleif-Verfahren:
  Beim Trennläppen wird dem Draht eine Aufschlämmung aus abrasiv wirkenden Hartstoffen zugegeben. Der Materialabtrag erfolgt durch eine Dreikörper-Wechselwirkung (1. Stab, 2. Hartstoff, 3. Draht) mittels eines Läppens. Läppen bezeichnet die Aufhebung des Materialzusammenhalts durch lokales Überschreiten der Materialfestigkeit durch Hertzsche Pressung mit Mikrorissbildung zwischen frei beweglichen Hartstoffen und der Werkstückoberfläche (spröd-erosiver Abtrag). Die Aufschlämmung der Hartstoffe in einer Trägerflüssigkeit wird auch als Slurry bezeichnet.
• Beim Trennschleifen sind abrasiv wirkende Hartstoffe fest in die Oberfläche des Drahts eingebundenen. Der Draht wirkt als Werkzeugträger, die fest eingebundenen Hartstoffe als Werkzeuge, und der Materialabtrag erfolgt durch eine Zweikörper-Wechselwirkung (1. Stab, 2. Hartstoff) mittels eines Schleifens. Schleifen bezeichnet die Aufhebung des Materialzusammenhalts mittels eines Eintauchens räumlich unverändert ausgerichteter Schneiden und dem Abheben von Spänen mittels eines Durchpflügens der Werkstückoberfläche parallel zur Werkstückoberfläche.
• Unter einem Span versteht man einen Abschnitt des bearbeiteten Werkstücks. Die Hartstoffe weisen die Form unregelmäßiger Polyeder (Vielflach) auf. Die Hartstoffe werden auch als Korn bezeichnet. Mit Schneide wird die Kante einer in Bewegungsrichtung des Hartstoffs ausgerichteten und in Kontakt mit dem Werkstück gelangenden Fläche des Polyeders bezeichnet, an der das Werkstückmaterial durchtrennt wird. Unter dem Schneidwinkel versteht man den Winkel, unter dem die Fläche des Korns mit der in Eingriff mit dem Werkstück gelangenden Schneide zur Oberfläche des Werkstücks steht.
• Beim Trennläppen weist jedes Korn aufgrund seiner freien Bewegung in der Aufschlämmung zeitlich veränderliche Schneiden und Schneidwinkel auf. Beim Trennschleifen besitzt zwar jedes einzelne Korn aufgrund seiner festen Bindung an den Werkzeugträger (Draht) eine jeweils zeitlich unveränderliche Schneide mit einem zeitlich unveränderlichen Schneidwinkel, wenn man vom Verschleiß des Korns beispielsweise durch Splitterung während des Spanvorgangs absieht, wodurch neue Schneiden entstehen können; aber die Gesamtheit der beim Schleifen in Eingriff gelangenden Schneiden und Schneidwinkel aller Körner weist wahllose Schneidflächen und -winkel auf. Trennläppen und Trennschleifen werden daher als Trennverfahren mit geometrisch unbestimmter Schneide bezeichnet.
• Die verschiedenen Drahtsägeverfahren können schließlich unterschieden werden nach der Art der Drahtbewegung in ein Sägen mit unidirektionaler Drahtbewegung oder ein Sägen unter fortwährender Richtungsumkehr der Drahtbewegung.
• Beim unidirektionalen Sägen wird der Draht über die gesamte Dauer des Trennvorgangs in genau einer Drahtlängsrichtung von einer Geber- auf eine Nehmerspule umgewickelt. Beim Sägen unter fortwährender Richtungsumkehr der Drahtbewegung wird die Richtung der Drahtlängsbewegung fortwährend umgekehrt. Von besonderer Bedeutung innerhalb der Gruppe der Sägeverfahren mit fortwährender Richtungsumkehr der Drahtbewegung ist das Pilgerschrittverfahren.
• Das Trennen nach dem Pilgerschrittverfahren besteht in einer Abfolge so genannter Pilgerschritte. Ein Pilgerschritt umfasst dabei genau das Bewegen des Drahtes um eine erste Länge in eine erste Drahtlängsrichtung und das anschließende Bewegen des Drahtes um eine zweite Länge in eine zweite, der ersten Richtung genau entgegengesetzte Richtung, wobei die zweite Länge kürzer als die erste gewählt wird. Während eines Pilgerschritts durchläuft also insgesamt eine der Summe beider Längen entsprechende Drahtlänge das Werkstück, während sich der in Schneideingriff mit dem Werkstück gelangende Drahtabschnitt dabei insgesamt nur um einen der Differenz beider Längen entsprechenden Betrag von der Geber- zur Nehmerspule hin weiterbewegt. Der Draht wird also beim Pilgerschritt-Verfahren um den Faktor, der sich als Verhältnis aus der Summe zur Differenz der beiden Längen ergibt, mehrfach genutzt. Die Differenz beider Längen wird auch als „Nettobewegung“ des Drahtes über einen vollständigen Pilgerschritt bezeichnet.
• Der Draht enthält beispielsweise Kunststoff, Kohlefasern, Metalllegierungen mit ein oder mehreren Strängen (Seil). Besondere Bedeutung besitzt monofilarer gehärteter Stahldraht (Pianodraht). Der beim Trennläppen verwendete Stahldraht ist mit einer Buntmetalllegierung von meist unter einem Mikrometer Schichtdicke beschichtet, die als Gleitmittel vom Drahtziehprozess herrührt und einer Korrosion entgegenwirkt. Der beim Trennschleifen verwendete Stahldraht ist mit einer Kunstharz- oder Nickelschicht überzogen, die als Bindemittel für die fest eingebundenen Hartstoffe wirkt. Die Hartstoffe können beim Trennschleifdraht auch durch Formschluss gebunden sein, beispielsweise durch Einrollen (Hineindrücken) des Hartstoffs in die Oberfläche des Stahldrahts.
• Die beim Trennläppen verwendeten Hartstoffe umfassen beispielsweise Siliciumcarbid, Borcarbid, Bornitrid, Siliciumnitrid, Zirkonoxid, Siliciumdioxid, Aluminiumoxid, Chromoxid, Titannitrid, Wolframcarbid, Titancarbid, Vanadiumcarbid, Diamant, Saphir sowie Mischungen der genannten. Besondere Bedeutung besitzt beim Trennläppen Siliciumcarbid und beim Trennschleifen Diamant.
• Die Trägerflüssigkeit des Slurries umfasst beispielsweise Öl oder Glykol.
• Das Slurry-Trennläppen und eine dafür geeignete Vorrichtung zum Trennen von Halbleiterscheiben ist beispielsweise beschrieben in EP 0 789 091 A2 . Das Diamantdraht-Trennschleifen und eine dafür geeignete Vorrichtung zum Trennen von Halbleiterscheiben ist beispielsweise beschrieben in WO 2013/041140 A1 .
• Ein Stab weist einen Anfang, ein Ende und eine Mitte auf. Mit Stabanfang wird beim Drahtsägen mit unidirektionaler Drahtlängsbewegung der axiale Bereich des Stabs nahe der Stirnfläche des Stabs bezeichnet, in deren Nähe der Draht bei seiner Bewegung in Drahtlängsrichtung erstmalig in Eingriff mit dem Stab gelangt; beim Drahtsägen unter fortwährender Richtungsumkehr der Drahtlängsbewegung (Pilgerverfahren) entsprechend der axiale Bereich des Stabs in der Nähe der Stirnfläche, in deren Nähe der Draht während seiner Nettobewegung über einen vollständigen Pilgerschritt erstmalig in Eingriff mit dem Stab gelangt. Als Stabende wird der axiale Bereich in der Nähe der dem Stabanfang gegenüberliegende Stirnfläche des Stabs bezeichnet, und als Stabmitte der Bereich zwischen Stabanfang und Stabende.
• Entsprechend weist auch das Drahtgatter einen Anfang, eine Mitte und ein Ende auf. Der Drahtgatteranfang bezeichnet den Teil, dessen Drahtabschnitte den Stababschnitt am Stabanfang durchtrennen; das Drahtgatterende den Teil, dessen Drahtabschnitte das Stabende durchtrennen, und die Drahtgattermitte den Teil, dessen Drahtabschnitte die Stabmitte durchtrennen. Der Draht tritt im Zuge seiner Drahtlängsbewegung beim unidirektionalen Sägen oder im Zuge seiner Nettobewegung beim Sägen im Pilgerschrittverfahren am Drahtgatteranfang in das Drahtgatter ein und am Drahtgatterende wieder aus dem Drahtgatter heraus.
• Jeder Trennspalt im Stab weist eine Drahteinlaufseite und eine Drahtauslaufseite auf. Mit Drahteinlaufseite wird diejenige Seite des Stabs in Drahtlängsrichtung bezeichnet, auf der der Draht bei seiner Drahtlängsbewegung (unidirektionaler Schnitt) bzw. bei seiner Nettodrahtbewegung (Schnitt im Pilgerschrittverfahren) in den Trennspalt eintaucht; mit Drahtauslaufseite diejenige Seite, auf der der Draht wieder aus dem Trennspalt austritt.
• Beim Trennvorgang unterliegen die Drahtabschnitte einer Querauslenkung in Zustellrichtung. Diese wird auch als Drahtdurchbiegung bezeichnet. Die Drahtdurchbiegung ergibt sich aus der Vorspannung des Drahtes in Drahtlängsrichtung und der Elastizität des Drahtes als Antwort auf eine in Drahtquerrichtung wirkende Drahtquerkraft in Zustellrichtung. Die Drahtquerkraft in Zustellrichtung ist wesentlicher Bestandteil des Trennvorgangs. Ohne diese Drahtquerkraft kann das Korn nicht in das Werkstück eindringen, und es findet kein Materialabtrag statt. Die Drahtquerkraft in Zustellrichtung ist durch das Verhältnis aus Zeitspanvolumen und Geschwindigkeit der Drahtlängsbewegung bestimmt.
• Das Zeitspanvolumen bezeichnet das je Zeiteinheit erzeugte Volumen an Spänen, die durch den Trennvorgang aus dem Werkstück herausgelöst werden. Für Drahtdurchbiegungen, die klein gegen die freie Länge der einzelnen Drahtabschnitte zwischen deren Auflagepunkten auf den beiden, das Drahtgatter aufspannenden Drahtführungsrollen sind, ist die Drahtdurchbiegung zum Verhältnis aus Zeitspanvolumen und Drahtlängsgeschwindigkeit proportional (linearer Bereich, Hooksches Gesetz). Beim Drahtsägen treten nur in diesem Sinne kleine Drahtdurchbiegungen auf.
• Da der Draht vor dem Einschnitt keine und während des Trennens des Werkstücks eine endliche Drahtdurchbiegung aufweist, gibt es zumindest im Einschnittbereich stets einen Bereich, in dem sich die Drahtdurchbiegung ändert.
• Beispielsweise vergrößert sich die Drahtdurchbiegung mit zunehmender Eingriffslänge und zunehmender Geschwindigkeit der Zustellung des Werkstücks auf das Drahtgatter zu, und sie verringert sich mit zunehmender Geschwindigkeit der Drahtlängsbewegung.
• Als Einschnittleiste wird ein Körper bezeichnet, der an der Einschnittposition am Stab befestigt ist, so dass das Drahtgatter beim Trennvorgang zunächst mit der Einschnittleiste und erst nach zumindest teilweisem Durchtrennen der Einschnittleiste in Eingriff mit dem Stab gelangt. Einschnittleisten haben zum Ziel, beim Trennen von Werkstücken mit schnitttiefenabhängig veränderlicher Eingriffslänge die Veränderung der Eingriffslänge zumindest im Einschnittbereich zu minimieren.
• Bekannte Einschnittleisten zeichnen sich dadurch aus, dass die Ausdehnung der Einschnittleisten in Stabvorschubrichtung klein gegenüber dem Stabdurchmesser ist.
• In der JP 2007-301688 A2 ist ein Drahtsägeverfahren beschrieben, bei dem eine Einschnittleiste verwendet wird.
• Viele der genannten, aus Stäben mittels Drahtsägen abgetrennten Scheiben sind für besonders anspruchsvolle Anwendungen vorgesehen, die ein besonders hohes Maß an Ebenheit und Parallelität von Vorder- und Rückseite der Scheiben fordern.
• Unter Drahtsägefachleuten ist bekannt, dass die von den Drahtabschnitten des Drahtgatters bewirkten Trennspalte meist nicht genau eben sind. Insbesondere ist bekannt, dass die Drahtabschnitte beim ersten Kontakt mit der Stabmantelfläche (Einschneidvorgang) zunächst an stabaxialen Positionen in den Stab einschneiden, die geringfügig von denen abweichen, an denen sie im Verlauf der weiteren Stabzustellung auf das Drahtgatter zu den weiteren Schnitt fortsetzen. Dies führt zu Scheiben, die insbesondere im Einschnittbereich stärkere Abweichungen von einer gewünscht perfekten Planparallelität ihrer Vorder- und Rückseiten aufweisen. Eine solche gleichgerichtete Abweichung der Vorder- und Rückseite von der Ebenheit im Einschnittbereich kann als „Einschnittwelle“ bezeichnet werden.
• Bekannte Einschnittleisten sind ungeeignet, um das Problem langwelliger Abweichungen der Vorder- und Rückseite der durch Trennen des Stabs erhaltenen Scheiben von der gewünschten Planparallelität zueinander im besonders kritischen Einschnittbereich zu lösen.
• Durch ungleichmäßigen Einschnitt können nicht-gleichgerichtete Ebenheitsabweichungen der jeweiligen Vorder- und Rückseiten der abgetrennten Scheiben auftreten. Insbesondere werden die Scheiben im Einschnittbereich unter Umständen dünner als an anderen Stellen. Diese Form der Unebenheit im Einschnittbereich einer Scheibe kann als „Einschnittkeil“ bezeichnet werden.
• Aufgabe der Erfindung
• Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein Verfahren zum gleichzeitigen Trennen einer Vielzahl von Scheiben von einem zylindrischen Werkstück anzugeben, durch das die Scheiben ein hohes Maß an Ebenheit und Parallelität ihrer jeweiligen Vorder- und Rückseite im Bereich des Einschnitts erhalten.
• Lösung
• Die Aufgabe wird gelöst wird durch ein Verfahren zum gleichzeitigen Trennen einer Vielzahl von Scheiben von einem zylindrischen Werkstück mit einer Achse und einer parallel zur Achse in der Mantelfläche des Werkstücks angebrachten Kennkerbe, umfassend das Anbringen einer Einschnittleiste am Werkstück, wobei die Einschnittleiste von einer Stirnseite bis zu einer Rückseite formschlüssig mit einem Kopfende in der Kennkerbe eingepasst ist und mit einem Fußende aus der Kennkerbe herausragt;
  das Halten des Werkstücks mit dessen Achse parallel zu Achsen von zylindrischen Drahtführungsrollen einer Drahtsäge mittels einer Zustellvorrichtung der Drahtsäge; das Bewegen der Einschnittleiste und des Werkstücks mittels der Zustellvorrichtung in eine Zustellrichtung senkrecht durch ein ebenes Drahtgatter aus parallel zueinander und senkrecht zu den Achsen der Drahtführungsrollen angeordneten Abschnitten eines mittels Rillen in den Drahtführungsrollen vielfach spiralförmig um die Drahtführungsrollen herum geführten Drahtes, wobei die Einschnittleiste zuerst mit dem Fußende und das Werkstück zuerst mit der Kennkerbe gegen das Drahtgatter bewegt wird; und
  das Bewegen der Drahtabschnitte in Drahtlängsrichtung durch gleichsinnige Rotation der Drahtführungsrollen mit gleicher Umfangsgeschwindigkeit unter Anwesenheit von als Schleifmittel wirkenden Hartstoffen.
• Die Einschnittleiste hat bevorzugt die Form eines Kreiszylinders oder eines Körpers mit einer Länge, Höhe und Breite, wobei die Länge größer ist als die Höhe und die Höhe gleich oder größer ist als die Breite.
• Die Länge der Einschnittleiste erstreckt sich von einer Stirnseite bis zu einer Rückseite, die Höhe der Einschnittleiste entspricht dem größten vertikalen Abstand zwischen dem Kopfende und dem Fußende und die Breite der Einschnittleiste entspricht der größten Ausdehnung der Einschnittleiste in Richtung der Drahtabschnitte. Die Breite der Einschnittleiste ist vorzugsweise gleich der Breite der Kennkerbe am Umfang des Werkstücks.
• Die Einschnittleiste weist vorzugsweise Rillen auf, die senkrecht über den Drahtabschnitten angeordnet sind.
• Die Höhe der Einschnittleiste ist zwischen der Stirnseite und der Rückseite konstant oder nimmt von der Stirnseite zur Rückseite ab, wodurch das aus der Kennkerbe herausragende Fußende zur Rückseite hin immer kürzer wird. Dementsprechend dringen die Drahtabschnitte umso später in die Einschnittleiste ein, je länger der Drahtweg zwischen den Drahtabschnitten und dem Anfang des Drahtgatters ist.
• Die Form des Querschnitts des Fußendes in Zustellrichtung kann sich über die Länge der Einschnittleiste ändern. Vorzugsweise wird sie am unteren Ende des Fußendes zunehmend keilig. Die Erfindung wird nachfolgend in allgemeinerer Form beschrieben.
• Die Einschnittleiste ist beispielsweise ein Körper, dessen Querschnittsflächen jeweils von zwei spiegelsymmetrisch einander gegenüber liegenden, zueinander parallelen Strecken einer ersten Länge senkrecht zur Werkstückachse und zwei Kurven einer zweiten und dritten Länge umschlossen sind, wobei die erste Länge größer als die zweite und dritte Länge ist und die erste Kurve für alle Querschnittflächen identisch ist. Dabei ist die erste Kurve ein Kreisbogen, dessen Radius dem der Kennkerbe gleicht und deren Steigung stetig in die Steigung der beiden Strecken übergeht, und die Einschnittleiste ist mit dem Teil ihrer Oberfläche, der die ersten Kurven aller Querschnittsflächen der Einschnittleiste enthält, in die Kennkerbe des Werkstücks eingelegt.
• Die erste Länge der beiden zueinander parallelen Strecken kann vom Anfang bis zum Ende der Einschnittleiste konstant sein. Die Einschnittleiste ist dann ein Zylinder, und beim Zustellen des Werkstücks und der Einschnittleiste auf das Drahtgatter der Drahtsäge zu schneiden alle Drahtabschnitte des Drahtgatters gleichzeitig und entlang der Mantellinie der Einschnittleiste ein, die dem Drahtgatter in Zustellrichtung am nächsten ist.
• Die erste Länge der beiden zueinander parallelen Strecken kann vom Stabanfang zum Stabende abnehmen. Die Einschnittleiste ist dann ein näherungsweise keilförmiger Körper, und die Einschnittleiste wird bei Zustellung des Werkstücks auf das Drahtgatter zuerst von dem Drahtabschnitt, der dem Stabanfang am nächsten liegt, anschließend sukzessive und Drahtabschnitt für Drahtabschnitt von weiteren Drahtabschnitten entlang der Mantellinie, die dem Drahtgatter in Zustellrichtung am nächsten ist, und zuletzt von dem Drahtabschnitt, der dem Stabende am nächsten liegt, eingeschnitten.
• Bevorzugt nimmt die erste Länge vom Stabanfang zum Stabende monoton ab. Besonders bevorzugt nimmt die erste Länge vom Stabanfang zum Stabende streng monoton ab; die Kante, entlang der die Drahtabschnitte des Drahtgatters in die Einschnittleiste einschneiden, kann insbesondere eine Strecke sein.
• Das Verfahren wird bevorzugt so durchgeführt, dass während des Durchtrennens des Überstands der Einschnittleiste, also des aus der Kennkerbe ragenden Fußendes, eine Durchbiegung des Drahtgatters in Zustellrichtung aufgebaut und diese während des Durchtrennens des Werkstückes konstant gehalten wird.
• Die Einschnittleiste kann mit der Kennkerbe des Werkstücks verklebt sein.
• Bevorzugt wird dabei die erste Länge gleich der Schnitttiefe gewählt, über die Scheiben aus einem vorangehenden Trennen eines Werkstücks ohne Einschnittleiste eine gleichgerichtete Ebenheitsabweichung ihrer Vorder- und Rückseiten aufgewiesen haben.
• Die zweite Kurve, die Teil der Randlinie eines Querschnitts der Einschnittleiste senkrecht zur Längsrichtung der Einschnittleiste ist, kann in mindestens zwei Abschnitte unterteilt sein, die mit einer gemeinsamen Ecke verbunden sind. Die Linie in der Oberfläche der Einschnittleiste in Längsrichtung der Einschnittleiste, die alle Punkte enthält, an denen Drahtabschnitte des Drahtgatters in die Einschnittleiste einschneiden, ist dann identisch mit der Kante, die durch die Ecken aller Querschnitte der Einschnittleiste senkrecht zur Werkstückachse gebildet wird.
• Die zweite Kurve der Einschnittleiste kann eine Strecke parallel zum Drahtgatter enthalten.
• Die zweite Kurve der Einschnittleiste ist bevorzugt ein Kreisbogen, dessen Steigung stetig in die beiden parallelen Strecken übergeht.
• Das Material der Einschnittleiste weist ein ähnliches Spanverhalten auf wie das Material das Werkstück.
• Das Material der Einschnittleiste ist bevorzugt Glas, besonders bevorzugt Borsilikatglas, beispielsweise das unter der eingetragenen Marke DURAN vertriebene Glas.
• Die Einschnittleiste kann in seiner dem Drahtgatter zugewandten Seite mit Rillen parallel zu den Drahtabschnitten des Drahtgatters versehen sein, wobei genau eine Rille genau einen Drahtabschnitt mit einem Abstand in Zustellrichtung überdeckt. Die Rillen sind in dem Teil der Oberfläche der Einschnittleiste angebracht, an der der Einschnitt erfolgt. Die Rillen verlaufen dabei parallel zu den Abschnitten des Drahts, die das Drahtgatter der Trennvorrichtung bilden. Bevorzugt sind die Rillen dabei so zueinander beabstandet, dass je eine Rille genau einen Drahtabschnitt und je ein Drahtabschnitt genau eine Rille mit einem Abstand in der Richtung überdeckt, in die bei Durchführung des Trennverfahrens das Werkstück auf das Drahtgatter zu bewegt wird. Bei Einschnitt der Drahtabschnitte des Drahtgatters in die Einschnittleiste kommt also genau in jeder Rille genau ein Drahtabschnitt zu liegen.
• Die Rillen können auch so positioniert sein, dass jede Ebene, in der der Trennspalt eines vorangegangenen Trennvorgangs für Schnitttiefen größer als die Ausdehnung von Einschnittkeilen oder Einschnittwellen der im vorangegangenen Schnitt erhaltenen Scheiben verlaufen ist, jeweils genau eine Rille enthält. Die Anordnung der Rillen erfolgt also an Positionen, die denen der Drahtabschnitte des Drahtgatters entsprechen, die die Drahtabschnitte in ihrer in Werkstückachsrichtung kräftefreien Gleichgewichtslage bei fortgeschrittenem Schnitt durch das Werkstück einnehmen. Da diese von den Positionen abweichen können, an denen die Drahtabschnitte ohne die Einschnittleiste in das Werkstück einschneiden würden, werden die Drahtabschnitte bei Verwendung der rillierten Einschnittleiste bereits beim Einschnitt in die Einschnittleiste in Positionen gezwungen, die denen der späteren axialkraftfreien Gleichgewichtslage der Drahtabschnitte entsprechen. So wird eine Einschnittwelle vermieden.
• Das Verfahren kann mit unidirektionaler Drahtlängsbewegung durchgeführt werden oder unter vielfacher, fortwährender Umkehr der Richtung der Drahtlängsbewegung (Pilgerschrittverfahren).
• Das Verfahren kann ein Trennläppen sein, bei dem die Hartstoffe in einer Suspension dem Draht zugeführt werden.
• Das Verfahren kann ein Trennschleifen sein, bei dem die Hartstoffe fest an die Oberfläche des Drahts gebunden sind.
• Kurze Beschreibung der Figuren
• 1: Erfindungsgemäßes Beispiel für den Verlauf der Scheibendicke und der Scheibenform am Anfang eines Stabs ohne Einschnittkeil und ohne Einschnittwelle.
• 2: Vergleichsbeispiel für den Verlauf der Scheibendicke und der Scheibenform am Anfang eines Stabs mit Einschnittkeil.
• 3: Vergleichsbeispiel für den Verlauf der Scheibendicke und der Scheibenform eines Stabs mit Einschnittkeil.
• 4: Vergleichsbeispiel für den Verlauf der Scheibenform eines Stabs mit ausgedehnter Einschnittwelle.
• 5: Vergleichsbeispiele von Scheiben mit sattelförmiger Dicke, Einschnittkeil oder Einschnittwelle.
• 6: Vergleichsbeispiel für den Schnittverlauf mit veränderlicher Drahtdurchbiegung.
• 7: Erfindungsgemäßes Beispiel für den Schnittverlauf durch einen Stab mit in der Kennkerbe eingepasster Einschnittleiste und konstanter Drahtdurchbiegung im Stab.
• 8: Erfindungsgemäßes Beispiel für einen Stab mit in der Kennkerbe eingepasster Einschnittleiste.
• 9: Erfindungsgemäßes Beispiel für einen Stab mit in der Kennkerbe eingepasster Einschnittleiste mit Einschnittrillen.
• 10: Erfindungsgemäßes Beispiel für den Verlauf der Zustellgeschwindigkeit über die Einschnittiefe.
• 11: Verlauf der Scheibendicke im Einschnittbereich und im übrigen Bereich sowie der Differenz beider (Einschnittkeil) über die Position der Scheibe im Stab.
• 12: Verlauf der Einschnittwelle über die Position der Scheibe im Stab.
• 13: Erfindungsgemäße Beispiele für Ausführungsformen einer Einschnittleiste mit großer Ausdehnung in Stabzustellrichtung.
• 14: Verläufe der Scheibendicke im Einschnittbereich, im übrigen Bereich entlang der Scheibendiagonale in Zustellrichtung, der minimalen Scheibendicke im drahteinlaufseitigen Bereich und im drahtauslaufseitigen Bereich größter Eingriffslänge.
• 15: Schnittverlauf durch einen Stab mit Einschnittleiste, deren Ausdehnung in Stabzustellrichtung vom Stabanfang zum Stabende streng monoton abnimmt.
• Bezugszeichenliste

1

Scheibe;

2a

drahteinlaufseitige, sattelförmige, reduzierte Scheibendicke im Bereich größter Drahteingriffslänge;

2b

drahtauslaufseitige, sattelförmige, reduzierte Scheibendicke im Bereich größter Drahteingriffslänge;

3

Messtrecke des diagonalen Dicken- und Formprofils;

4a

Messsehne des drahteinlaufseitigen Dicken- und Formprofils;

4b

Messsehne des drahtauslaufseitigen Dicken- und Formprofils;

5

Kennkerbe (Notch);

6

Einschnittkeil;

7

Einschnittwelle;

8

Mittelfläche zwischen Vorder- und Rückseite einer Scheibe;

9

Profil des Scheibendickenverlaufs entlang der Scheibendiagonalen;

10a

Profil des Scheibendickenverlaufs entlang der drahteinlaufseitigen Messsehne im Bereich längster Drahteingriffslänge;

10b

Profil des Scheibendickenverlaufs entlang der drahtauslaufseitigen Messsehne im Bereich längster Drahteingriffslänge;

11

Profil des Scheibenformverlaufs entlang der Scheibendiagonalen;

12

Schnitttiefe, bis zu der die Scheibe einen Einschnittkeil aufweisen kann;

13

Stab;

14

kreiszylindrische Einschnittleiste;

15

Draht;

16

veränderliche Drahtdurchbiegung;

17

durchtrennter Teil des Stabs;

18

konstante Drahtdurchbiegung;

19

durchtrennter Teil der Einschnittleiste;

20

zylindrische Einschnittleiste mit großer Ausdehnung in Zustellrichtung;

21

Schnitttiefe, bis zu der die Scheibe einen Einschnittkeil oder eine Einschnittwelle aufweisen kann;

22

längste Ausdehnung der Einschnittleiste mit großer Ausdehnung in Zustellrichtung (Höhe des aus der Kennkerbe herausragenden Fußendes der Einschnittleiste);

23

Klebefuge

24

Rillen;

26

Profil der Zustellgeschwindigkeit;

27

sehr hohe Zustellgeschwindigkeit im Bereich der Einschnittleiste;

28

geringe, eingriffslängen-abhängige Zustellgeschwindigkeit im Bereich des Stabs;

29

Zustellgeschwindigkeit im Bereich der Stabhalteleiste.

30

Verlauf der geringsten Scheibendicke im Einschnittbereich mit der Position der Scheibe im Stab;

31

Verlauf der mittleren Scheibendicke außerhalb des Einschnittbereichs mit der Position der Scheibe im Stab;

32

Verlauf der Differenz aus mittlerer Scheibendicke außerhalb des Einschnittbereichs und geringster Dicke im Einschnittbereich mit der Position der Scheibe im Stab(„Einschnittkeil“);

33

Verlauf der Einschnittwelle mit der Position der Scheibe im Stab;

34

erste, mit der Kennkerbe der Scheibe formschlüssig verbundene Kurve der Einschnittleiste;

35

Paar spiegelsymmetrisch einander gegenüberliegender gleich langer Strecken einer jeweils ersten Länge der Einschnittleiste;

36

zweite Kurve der Einschnittleiste;

38

Verlauf der drahtauslaufseitigen minimalen Scheibendicke im Bereich größter Drahteingriffslänge mit der Position der Scheibe im Stab;

39

Verlauf der drahteinlaufseitigen minimalen Scheibendicke im Bereich größter Drahteingriffslänge mit der Position der Scheibe im Stab;

40a

geringste Schnitttiefe, bis zu der die Scheibe eine Einschnittwelle aufweisen kann;

40b

größte Schnitttiefe, bis zu der die Scheibe eine Einschnittwelle aufweisen kann;

41

Einschnittleiste, deren Ausdehnung in Stabzustellrichtung vom Stabanfang zum Stabende abnimmt;

42a

Stabanfang;

42b

Stabende;

43a

Gatteranfang (erster Drahtabschnitt im Sägegatter);

43b

Gatterende (letzter Drahtabschnitt im Sägegatter);

44a

Anfang einer Einschnittleiste (Stirnseite), deren Ausdehnung in Stabzustellrichtung vom Stabanfang zum Stabende abnimmt;

44b

Ende einer Einschnittleiste (Rückseite), deren Ausdehnung in Stabzustellrichtung vom Stabanfang zum Stabende abnimmt;

45a

veränderliche Drahtdurchbiegung am Drahtgatteranfang beim Trennen einer Einschnittleiste, deren Ausdehnung in Stabzustellrichtung vom Stabanfang zum Stabende abnimmt;

45b

veränderliche Drahtdurchbiegung am Drahtgatterende beim Trennen einer Einschnittleiste, deren Ausdehnung in Stabzustellrichtung vom Stabanfang zum Stabende abnimmt;

46

Seitenfläche der Einschnittleiste, in die das Drahtgatter einschneidet;

47

Endpunkt;

48

konstante Ausdehnung einer Einschnittleiste in Richtung der Bewegung des Werkstücks auf das Drahtgatter zu;

49

Querschnitt der Einschnittleiste senkrecht zur Längsrichtung der Einschnittleiste;

CD

Schnitttiefe (Schnitttiefe in Zustellrichtung des Stabs; cutting depth CD);

T

Dicke (thickness, T);

TE

drahteinlaufseitige minimale Dicke im Bereich größter Eingriffslänge (thickness entry, TE);

TS

Geschwindigkeit der Zustellung (table speed, TS);

TX

drahtauslaufseitige minimale Dicke im Bereich größter Eingriffslänge (thickness eXit, TX)

W

Form (Welligkeit, waviness, W);

WP

Position der Scheibe im Stab (wafer position, WP).

• Ausführliche Erfindungsbeschreibung
• Im Folgenden wird die Erfindung mit Hilfe von Figuren und Bezugszeichen ausführlich beschrieben.
• Beim Trennen eines zylindrischen Stabs mittels Drahtsägen werden im Allgemeinen zylinderähnliche Scheiben erhalten, deren Vorder- und Rückseiten unabhängig voneinander beliebig gekrümmt sind, also insbesondere nicht genau planparallel wie Grund- und Deckfläche eines Zylinders zueinander verlaufen. Bei solchen Scheiben sind jedoch die Projektionsflächen ihrer Vorder- und Rückseiten bei Projektion auf eine gemeinsame Projektionsebene weiterhin kongruent, und die Geraden, die durch einander entsprechende Punkte der Randlinien von Vorder- und Rückseite gehen, verlaufen wie bei einem Zylinder parallel zueinander. Auch zylinderähnliche Scheiben werden somit bis auf einen konstanten Abstand vollständig durch ihre Vorder- und Rückseiten beschrieben.
• Die Schnittpunkte der Vorder- und Rückseite einer zylinderähnlichen Scheibe mit einer Geraden, die parallel zu den Geraden der Mantelfläche verläuft, können als einander zugeordnete Punkte von Vorder- und Rückseite bezeichnet werden. Die relative räumliche Anordnung der zugeordneten Punkte von Vorder- und Rückseite kann stets beschrieben werden als Summe aus genau einem dickenbeschreibenden und genau einem formbeschreibenden Anteil. Dies gilt allgemein und ohne Einschränkungen für alle zylinderähnlichen Scheiben.
• Der dickenbeschreibende Anteil umfasst dabei genau die Menge der Summen der Abstände der Schnittpunkte einer jeden Senkrechten einer innerhalb der Scheibe gewählten Bezugsebene mit der Vorder- und der Rückseite der Scheibe zu dieser Bezugsebene. Der formbeschreibende Anteil umfasst dabei genau die Menge der Differenzen der Abstände der Schnittpunkte einer jeden Senkrechten dieser Bezugsebene mit der Vorder- und der Rückseite der Scheibe zu dieser Bezugsebene.
• Eine Scheibe konstanter Dicke aber beliebiger Form weist daher konstante Summen der Abstände der Schnittpunkte jeder Senkrechten der Bezugsebene mit Vorder- und Rückseite zur Bezugsebene auf, aber eine beliebige Menge der entsprechenden Differenzen. Umgekehrt weist eine Scheibe beliebiger Dicke aber konstanter Form daher konstante Differenzen der Abstände der Schnittpunke jeder Senkrechten der Bezugsebne mit Vorder- und Rückseite zur Bezugsebene auf, aber eine beliebige Menge der entsprechenden Summen.
• Die Fläche, die die Menge aller Punkte auf der Hälfte der jeweiligen Verbindungsstrecken aller Paare einander zugeordneter Punkte auf Vorder- und Rückseite umfasst, kann als Mittelfläche von Vorder- und Rückseite bezeichnet werden. Die Mittelfläche einer Scheibe beliebiger Dicke aber ebener Form ist stets eine Ebene. Die Mittelfläche einer Scheibe konstanter Dicke aber beliebiger Form ist im Allgemeinen gekrümmt und gibt genau den formbeschreibenden Anteil von Vorder- und Rückseite wieder.
• Der vorliegenden Erfindung liegt nun die Beobachtung zugrunde, dass das allgemeine Problem eines ungleichmäßigen Einschnitts in einen dicken- und einen formbeschreibenden Anteil zerfällt und dass diese dicken- und formbeschreibenden Anteile unterschiedliche Ursachen haben, folglich voneinander unabhängig sind und durch unterschiedliche Maßnahmen getrennt voneinander gelöst werden müssen. Der dickenbeschreibende Anteil der Abweichung von ideal planparallelen Vorder- und Rückseiten im Bereich des Einschnitts kann als „Einschnittkeil“ und der formbeschreibende Anteil der Abweichung als „Einschnittwelle“ bezeichnet werden.
• Die Begriffe „Einschnittkeil“ und „Einschnittwelle“ sowie weitere typische Geometriedefekte drahtgesägter Scheiben sind in 5 verdeutlicht. 5(A) zeigt schematisch eine durch Drahttrennläppen im Pilgerschrittverfahren abgetrennte Scheibe 1 mit einer Kennkerbe 5 und mit nahezu perfekter Ebenheit und Parallelität ihrer gesamten Vorder- und Rückseiten. Die Mittelfläche 8 zwischen Vorder- und Rückseite ist folglich eben.
• Zur Abschätzung der gesamten Scheibenform reicht das Messen von Dicke und Form entlang geeignet gewählter Messstrecken. Eine vollflächige Messung ist insbesondere bei im Pilgerschrittverfahren abgetrennter Scheiben nicht erforderlich, da Dickenund Formprofil aufgrund der fortwährenden Richtungsumkehr des Drahtlaufs annähernd spiegelsymmetrisch bezüglich der Scheibendiagonalen in Zustellrichtung ist, zu der die Drahtlängsrichtung senkrecht verläuft. Bezugszahl 3 bezeichnet die Messstrecke entlang der Scheibendiagonalen in Zustellrichtung; 4a und 4b Messstrecken entlang parallel zu der Diagonalen in Zustellrichtung verlaufender Sehnen über den Bereich der Scheibe, bei dem während ihres Schnitts die Eingriffslänge des Drahts mit dem Stab am längsten war.
• Im Bereich größter Eingriffslänge kommt es infolge Verarmung an den Materialabtrag bewirkendem Slurry beim Drahttrennläppen im Stabzentrum zu besonders dünnen Trennspalten, so dass die Scheiben dort am dicksten sind. Dies wird im Interesse einer insgesamt möglichst gleichförmigen Scheibendicke durch langsameres Zustellen des Stabs oder den Einsatz größerer Drahtlängen je Zustellweg im Bereich längster Eingriffslängen wieder ausgeglichen. Beide Maßnahmen verbreitern den Trennspalt und führen somit zu geringeren Scheibendicken. Dadurch und durch die Slurryverarmung in Richtung der Drahtlängsbewegung mit der Eingriffslänge in den Trennspalt wird die Scheibe drahteintrittseitig dünner als im übrigen Mittel.
• Aufgrund der fortwährenden Drahtrichtungsumkehr beim Pilgerschrittverfahren weist eine Scheibe, die im Pilgerverfahren von einem Werkstück abgetrennt wurde, zwei Zonen mit im Bereich längster Eingriffslänge reduzierter Dicke auf, nämlich eine stärker dickenreduzierte Zone 2a drahteintrittseitig in Richtung der Nettodrahtbewegung gesehen und eine schwächer dickenreduzierte Zone 2b drahtaustrittseitig in Richtung der Nettodrahtbewegung gesehen.
• Zone 2a ist etwas stärker dickenreduziert als Zone 2b, da der Draht beim Drahttrennläppen einer gewissen Dickenabnahme durch Verschleiß in Richtung der Nettobewegung des Drahts unterliegt. Ein Drahttrennläppen mit unidirektionaler Drahtlängsbewegung würde nur eine drahteintrittseitige Dickenabnahme im Bereich längster Eingriffslänge bewirken. Diese würde jedoch aufgrund der Drahtdickenabnahme durch Verschleiß zu einer insgesamt stark in Drahtlängsbewegungsrichtung anwachsenden Scheibendicke führen. Die Dicke einer durch Drahttrennläppen mit unidirektionaler Drahtbewegung abgetrennten Scheibe verläuft daher in Drahtbewegungsrichtung stark keilförmig. Unidirektionales Trennen ist daher zur Herstellung von Scheiben mit möglichst gleichförmiger Dicke ungeeignet.
• Eine drahttrenngeschliffene Scheibe weist keine Zonen 2a und 2b reduzierter Dicke im Bereich längster Eingriffslänge auf, da die den Materialabtrag bewirkenden Hartstoffe fest an den Draht gebunden sind und somit keiner Verarmung in Richtung der Drahtlängsbewegung unterliegen.
• 5(B) zeigt schematisch eine im Pilgerschrittverfahren drahttrenngeläppte Scheibe, die zusätzlich zu der dem Trennläppen innewohnenden sattelförmigen Dickabnahme 4a und 4b eine Dickenabnahme im Einschnittbereich aufweist, den Einschnittkeil 6. Da nur eine ungleichförmige Dicke, jedoch keine ungleichförmige Form vorliegt, ist die Mittelfläche 8 einer solchen Scheibe eben.
• 5(C) zeigt schematisch eine im Pilgerschrittverfahren drahttrenngeläppte Scheibe, die eine gleichgerichtete Krümmung ihrer Vorder- und Rückseite aufweist, die Einschnittwelle 7. Da die Einschnittwelle ein formbeschreibender Geometriedefekt ist und die Scheibendicke bis auf den Sattel 2a und 2b konstant ist, ist die Mittelfläche 8 parallel zu Vorder- und Rückseite im Einschnittbereich gekrümmt. Ihr Verlauf gibt genau den formbeschreibenden Anteil des Gesamtverlaufs von Vorder- und Rückseite wieder.
• 5(D) zeigt schließlich schematisch eine im Pilgerschrittverfahren drahttrenngeläppte Scheibe, die sowohl einen Einschnittkeil 6 als auch eine Einschnittwelle 7 aufweist, die einander überlagern. Die Mittelfläche 8 enthält nun sowohl einen dickenbeschreibenden als auch einen formbeschreibenden Anteil.
• Der Erfindung lag nun insbesondere die Beobachtung zugrunde, dass von einem Stab mittels Drahtsägen abgetrennte Scheiben einen Einschnittkeil aber keine Einschnittwelle aufweisen können oder keinen Einschnittkeil aber eine Einschnittwelle. Ferner gibt es Scheiben, die sowohl das eine als auch das andere aufweisen.
• 1(A) zeigt als Vergleichsbeispiel den Verlauf 9 der Scheibendicke T (thickness) in Mikrometern entlang der Scheibendiagonalen in Stabzustellrichtung (Messstrecke 3 in 5(A)) für eine Scheibe vom Stabanfang, die mit einem nicht erfindungsgemäßen Pilgerschritt-Trennläppverfahren von einem 300 mm-Silicium-Einkristall abgetrennt wurde. Die x-Achse bezeichnet die Schnitttiefe CD (cutting depth) in Millimetern.
• Der Einschnitt in den Stab liegt dabei bei 0 mm, der Ausschnitt bei 300 mm. Kurve 10a ist der in Richtung der Nettobewegung des Drahts drahteintrittseitige Dickenverlauf entlang der kurzen Messtrecke 4a (5(A)); Kurve 10b der in Richtung der Nettobewegung drahtaustrittseitige Dickenverlauf entlang 4b (5(A)). Aufgrund der Drahtdickenabnahme durch Verschleiß ist der Schnittspalt beim Drahteintritt in Nettodrahtbewegungsrichtung weiter und die Scheibe dort dünner (10a) als beim Drahtaustritt (10b).
• 1(B) zeigt den Verlauf 11 der Scheibenform W (waviness) in Mikrometern entlang der Diagonalen in Stabzustellrichtung für dieselbe Scheibe, deren Dickenverlauf in 1(A) dargestellt ist. Die Scheibe weist keine Einschnittwelle auf.
• Die Dickenprofile 9, 10a und 10b und das Formprofil 11 („Welligkeit“) wurden mit einem kapazitiven Messverfahren ermittelt. Die Messsonde umfasst zwei Elektroden, die einander gegenüberstehen und zwischen denen die Scheibe hindurch bewegt wird, so dass das Sondenpaar die gewünschte Messstrecke auf Scheibenvorder- und -rückseite in einem Abstand überstreicht. Dabei sind die eine Elektrode in kurzem Abstand über der Vorderseite der Scheibe und die andere Elektrode in kurzem Abstand über der Rückseite der Scheibe angeordnet. Die Elektroden bilden mit Vorder- und Rückseite der Scheibe jeweils einen Kondensator. Mittels eines elektrischen Wechselfelds wird die Kapazität dieser beiden Kondensatoren ermittelt. Die Kapazität ist der Dicke des zwischen einer jeden Elektrode und der ihr zuweisenden Scheibenseite befindlichen Luftscheibchens genau umgekehrt proportional. Die Summe der so bestimmten vorder- und rückseitigen Luftscheibchendicken ergibt bis auf eine Konstante, die durch den Abstand der Messelektroden voneinander bestimmt ist, die Scheibendicke; die Differenz die Scheibenform (Welligkeit).
• 2(A) zeigt den Dickenverlauf 9 einer stabendeseitigen Scheibe desselben Stabs, aus dem die stabanfangsseitige Scheibe stammt, deren Dicken- und Formverläufe in 1 wiedergegeben sind. Deutlich ist ein Bereich 6 stark reduzierter Scheibendicke, der Einschnittkeil, sichtbar. Der Einschnittkeil reicht bis zu einer maximalen Schnitttiefe 12 von etwa 15 mm. Es wurde beobachtet, dass die maximale Schnitttiefe, bis zu der ein Einschnittkeil reicht, stets klein gegen die gesamte Schnittlänge von 300 mm ist (15 mm << 300 mm). 2(B) zeigt den Verlauf 11 der Form (Welligkeit) derselben Scheibe. Der im Pilgerschritt-Drahttrennläppverfahren aufgetrennte Stab, dessen Scheibendicke bzw. -form 1(A) und 2(A) bzw. 1(B) und 2(B) zeigen, führt somit zu Scheiben, die am Stabanfang weder einen Einschnittkeil noch eine Einschnittwelle, jedoch am Stabende einen ausgeprägten Einschnittkeil aber weiterhin keine Einschnittwelle aufweisen.
• 3(A) zeigt als weiteres Vergleichsbeispiel den Dickenverlauf 9 einer Scheibe vom Anfang eines anderen Stabs als dem, dessen Scheibendicken und Formen in 1 und 2 wiedergegeben sind. 3(B) zeigt den Formverlauf 11 derselben Scheibe, deren Dickenverlauf in 3(A) wiedergegeben ist. Die Scheibe weist keinen Einschnittkeil auf; sie besitzt jedoch eine Einschnittwelle 7, die bis zu einer Schnitttiefe 40a von etwa 15 mm reicht. Im Gegensatz zu der Scheibe, deren Dicke und Form 2(A) und 2(B) zeigen und die einen Einschnittkeil aber keine Einschnittwelle aufweist, besitzt die Scheibe, deren Dicke und Form 3(A) und 3(B) wiedergeben, somit keinen Einschnittkeil aber eine ausgeprägte Einschnittwelle.
• 4 zeigt schließlich ein letztes Vergleichsbeispiel eines Verlaufs 11 der Form W (Welligkeit) einer anderen Scheibe aus einem anderen durch Drahttrennläppen im Pilgerschrittverfahren aufgetrennten Stabs. Diese Scheibe weist eine ausgeprägte Einschnittwelle 7 auf, die bis zu einer sehr großen Schnitttiefe 40b von etwa 75 mm reicht. Es wurde beobachtet, dass im Gegensatz zu Einschnittkeilen Einschnittwellen bis zu Schnitttiefen auftreten können, die nicht mehr als sehr klein gegen die gesamte Schnitttiefe (hier 300 mm) gelten können (75 mm < 300 mm).
• Zusammenfassend wurden also folgende Beobachtungen gemacht: In jedem Stab finden sich Scheiben, die einen Einschnittkeil aufweisen. Der Einschnittkeil ist am Stabanfang sehr klein oder verschwindet sogar völlig; am Stabende ist er jedoch stets deutlich ausgeprägt. Die minimale Dicke im Einschnittbereich einer Scheibe mit Einschnittkeil vom Stabende ist oft deutlich geringer als deren Minimaldicke im Drahtauslauf im Bereich größter Drahteingriffslänge und meist sogar noch geringer als deren Minimaldicke im Drahteinlauf im Bereich größter Drahteingriffslänge.
• Am Stabende ist somit der Einschnittkeil meist bestimmend für die Minimaldicke einer Scheibe. Hier ist der Einschnittkeil also besonders schädlich; denn unter Umständen verbleibt zu wenig Material, das in den dem Drahtsägen folgenden Bearbeitungsschritten noch abgetragen werden könnte, um die Geometriefehler der Scheibe nach Sägen zu korrigieren, ohne dabei die vorgegebene Zieldicke der vollständig bearbeiteten Scheibe zu unterschreiten.
• Dies belegt 11, die als Vergleichsbeispiel den Verlauf 31 der außerhalb des Einschnittkeil-Bereichs gemessenen mittleren Dicke TC (thickness center) entlang der diagonalen Messstrecke 3 (5(A)), den Verlauf 30 der Einschnittkeildicke TI (thickness in) und die Differenz 32 der beiden Kurven (TC-TI), zeigt. Die x-Achse bezeichnet die Stabposition (workpiece position, WP) in Millimetern. Der Stabanfang liegt bei x = 0 mm, das Stabende bei etwa x = 310 mm. Am Stabende dominiert der Einschnittkeil um bis zu 15 µm die Gesamtdicke der Scheibe.
• Folgende Überlegung liegt nun einem Teil der Erfindung zugrunde: Der Einschnittkeil muss deshalb am Stabende besonders ausgeprägt sein, da das Drahtgatter bei Schnittbeginn mit nahezu neuem (fast unverschlissenem) und somit dickerem Draht belegt ist, der zu einer geringen Scheibendicke im Einschnittbereich führt. Der beim Einschnitt auf dem Drahtgatter befindliche Draht hat nämlich beim vorangegangenen Schnitt durch die Halteleiste geschnitten. Diese besteht im Interesse einer kurzen Gesamtschnittzeit aus einem leicht spanbaren Material, etwa Kohle oder mineralgefülltem Kunststoff, bei dessen Durchtrennen der Draht somit kaum einem Verschleiß unterliegt und daher praktisch noch seinen vollen Durchmesser aufweist.
• Am Drahtgatteranfang, also dort, wo frischer Draht unmittelbar von der Geberspule zugeführt wird, trägt beim Drahttrennläppen der Draht noch seine Buntmetallbeschichtung. Diese wird vom Slurry schlechter benetzt als nackter Stahldraht. Dies wurde in Benetzungsversuchen bestätigt, bei denen Abschnitte eines noch mit Buntmetall bedeckten und eines nackten Stahldrahts in Slurry getaucht wurden und die beim Herausziehen anhaftende Slurrymenge bestimmt wurde. Der Slurryfilm um den noch mit der Buntmetallschicht bedeckten Draht ist folglich dünn und der Schnittspalt schmal. Dies gleicht den Effekt der Schnittspaltverbreiterung durch den unabgenutzten Draht aus, so dass stabanfangsseitig meist kaum ein Einschnittkeil entsteht. Die Buntmetallbeschichtung des Drahts ist nach Durchlaufen weniger Trennspalte abgetragen, weil sie sehr dünn ist und geringe Abriebfestigkeit aufweist. In der Stabmitte gelangt folglich nur nackter Stahldraht in Eingriff mit dem Werkstück, der gut mit Slurry benetzt. Dadurch entsteht ein breiterer Sägespalt und somit ein sich ab der Stabmitte ausprägender Einschnittkeil. Durch weitere Aufrauung der Oberfläche des nun nackten Stahldrahts wird zum Stabende hin die Slurrybenetzung weiter verbessert, so dass der Einschnittkeil am Stabende am stärksten ausgeprägt ist.
• Die gleichzeitige Dickenabnahme des Drahts durch Verschleiß kann den Einschnittkeil nicht kompensieren, da die Dickenabnahme die gesamte Scheibe betrifft und nicht nur den Einschnittbereich. Die Dickenzunahme der Scheiben vom Stabanfang zum Stabende durch die Dickenabnahme des Sägedrahts wird durch zum Drahtgatterende hin kontinuierlich verringerte Abstände der Drahtführungsrillen in den Drahtführungsrollen ausgeglichen, um Scheiben gleicher mittlerer Dicke über alle Stabpositionen zu erhalten.
• 14 zeigt ein Beispiel von Verläufen der Einschnittkeile von Scheiben, die erfindungsgemäß aus einem kreiszylindrischen Siliciumstab drahttrenngeläppt wurden in Abhängigkeit von der axialen Werkstückposition WP, aus der die vermessenen Scheiben entnommen wurden. Im Einzelnen sind wiedergegeben der Verlauf 30 der geringsten Scheibendicke im Einschnittkeil TI (thickness in), der Verlauf 31 der mittleren Scheibendicke TC (thickness center) entlang der scheibendiagonalen Messtrecke 3 (5(A) außerhalb des Einschnittkeils, der Verlauf 38 der drahtauslaufseitigen minimalen Scheibendicke TX (thickness eXit) im Bereich größter Eingriffslänge, die entlang Messstrecke 4b (5(A)) gemessen wurde, und der Verlauf 39 der drahteinlaufseitigen minimalen Scheibendicke TE (thickness entry) im Bereich größter Eingriffslänge, die entlang Messtrecke 4a (5(A)) gemessen wurde. Für alle Stabpositionen und insbesondere am Stabende ist die auf den Einschnittkeil entfallende minimale Scheibendicke größer als die auf den Bereich des Drahteintritts im Bereich größter Eingriffslänge entfallende und sogar größer als die auf den Bereich des Drahtaustritts im Bereich größter Eingriffslänge entfallende.
• Die der Erfindung zugrunde liegenden Versuche und Beobachtungen führten darüber hinaus zu dem Vorschlag, den vom Stabanfang zum Stabende zunehmenden Einschnittkeil durch stärkeres „Vorverschleißen“ der gatteranfangsseitigen gegenüber den gatterendseitigen Drahtabschnitten zu beseitigen, indem der Einschnitt in die Einschnittleiste für die gatteranfangsseitigen Drahtabschnitte zuerst und für die gatterendseitigen Drahtabschnitte zuletzt erfolgt, und zwar ohne das Werkstück gegen das Drahtgatter zu verkippen oder konische Drahtführungsrollen zu verwenden.
• Die Lösung wurde in Form einer keilförmigen Einschnittleiste gefunden. Sie ist in 15 verdeutlicht. 15(A) bis 15(C) zeigt den Schnittverlauf durch einen Stab mit einer Einschnittleiste, deren Ausdehnung in Stabzustellrichtung, also deren Höhe vom Anfang zum Ende des Stabs hin, also zwischen der Stirnseite und der Rückseite der Einschnittleiste oder deren Länge, kontinuierlich abnimmt. 15(A) zeigt in Seitenansicht (linke Hälfte) bzw. Sicht auf die Stabstirnfläche (rechte Hälfte) die Anordnung vor dem Einschnitt mit dem Draht 15 des Drahtgatters mit Drahtgatteranfang 43a bzw. Drahtgatterende 43b, Stabanfang 42a bzw. Stabende 42b und einer keilförmigen Einschnittleiste 41, deren Ausdehnung in Zustellrichtung am dem Stabanfang 42a zugeordneten Anfang 44a der Einschnittleiste größer als deren Ausdehnung in Zustellrichtung am dem Stabende 42b zugeordneten Ende 44b ist. Die Einschnittleiste 41 ist formschlüssig in die Kennkerbe 5 des Stabs 13 eingelegt oder dort eingeklebt.
• Bei Zustellung von Stab und Einschnittleiste auf das Drahtgatter schneiden die am Drahtgatteranfang 43a gelegenen Drahtabschnitte zuerst in die dort (44a) am weitesten in Zustellrichtung aus der Kennkerbe herausragenden keilförmigen Einschnittleiste ein. Dies zeigt 5(B). Die stabanfangsseitig einschneidenden Drahtabschnitte erfahren infolge verrichteter Spanleistung und weiterer Zustellung des Stabs auf das Drahtgatter eine Drahtdurchbiegung 45a in Zustellrichtung. Diese Drahtdurchbiegung ist zunächst zwangsläufig veränderlich, da sie sich von Null (vor dem Einschnitt) auf einen endlichen Wert (Spanvorgang) verändert. Bei weiterer Zustellung schneiden sukzessive alle weiteren Drahtabschnitte in die keilförmige Einschnittleiste 41 ein.
• Bevorzugt wird die Zustellgeschwindigkeit während des Trennens der Einschnittleiste so gewählt, dass alle Drahtabschnitte spätestens am Ende des Trennens der Einschnittleiste, bevor die Drahtabschnitte in den Stab 13 einschneiden, alle eine konstante Drahtdurchbiegung 18 erreicht haben. Diese kann dann erfindungsgemäß über den gesamten Schnitt durch den Stab konstant gehalten werden. Dies zeigt 15(C).
• Mit einer solchen annähernd keilförmigen Einschnittleiste lässt sich der Einschnittkeil vollständig und über die gesamte Länge des Stabes für alle Scheiben beseitigen. Es wurde beobachtet, dass der Verschleiß und somit die Dickenabnahme des Drahtes zwar stetig, aber nicht notwendig proportional mit der Summe aller vom Draht durchlaufenen Eingriffslängen erfolgt. Besonders bevorzugt ist es daher, die Ausdehnung der Einschnittleiste in Richtung der Bewegung des Werkstücks auf das Drahtgatter in Abhängigkeit von der axialen Werkstückposition so zu wählen, dass der Einschnittkeil für jede Werkstückposition tatsächlich verschwindet.
• Die dafür erforderliche genaue Form der Einschnittleiste lässt sich durch Versuchsschnitte und Messen des verbliebenen Einschnittkeils der erhaltenen Scheiben schnell ermitteln: Wenn an einer Axialposition des Werkstücks eine Scheibe aus einem Versuchsschnitt noch einen Einschnittkeil aufweist, wird an der entsprechenden Längsposition der Einschnittleiste die Ausdehnung der Einschnittleiste in Richtung der Bewegung des Werkstücks auf das Drahtgatter im Folgeschnitt erhöht; wenn der Einschnittkeil nicht nur verschwunden ist, sondern die Scheibe sogar eine erhöhte Dicke in ihrem Einschnittbereich aufweist, wird die Ausdehnung der Einschnittleiste an der entsprechenden Position im Folgeschnitt verringert.
• Ebenso ist es möglich, die Ausdehnung der Einschnittleiste in Richtung der Bewegung des Werkstücks auf das Drahtgatter über die gesamte Länge der Einschnittleiste konstant zu lassen und dafür die Größe der Querschnittsfläche der Einschnittleiste vom Werkstückanfang zum Werkstückende zu reduzieren. Dazu reicht es meist, den Teil der Einschnittleiste, der dem Drahtgatter am nächsten ist, vom Anfang zum Ende hin zu verjüngen. Beispielsweise kann die Einschnittleiste aus einem leicht verfügbaren quaderförmigen Körper, beispielsweise einem Streifen aus Flachglas, gefertigt werden, dessen eine schmale Längsseite entsprechend der Kontur der Kennkerbe des Werkstücks verrundet wird und dessen andere schmale Längsseite stabanfangsseitig nicht bearbeitet und zum Stabende hin zunehmend keilförmig angeschliffen wird, so dass der Draht des Drahtgatters stabanfangsseitig entlang einer Strecke parallel zur Drahtlängsrichtung und stabendeseitig in einen mit seiner Spitze dem Drahtgatter zuweisenden Keil einschneidet.
• 16 zeigt ein Beispiel einer erfindungsgemäßen Einschnittleiste 20 konstanter Ausdehnung 48 in Richtung der Bewegung des Werkstücks auf das Drahtgatter zu. Die erste Kurve 34, die zweite und dritte Strecke 35 und die zweite Kurve 36 umranden jeden Querschnitt 49 senkrecht zur Längsrichtung der Einschnittleiste. Endpunkte 47 kennzeichnen in der schematischen Darstellung 16 die jeweiligen Übergänge der Kurven 34 und 36 und Strecken 35. Die Einschnittleiste wird entlang des Teils ihrer Oberfläche, die die ersten Kurven 34 aller Querschnitte 49 senkrecht zur Längsrichtung der Einschnittleiste enthält, formschlüssig in die Kennkerbe des Werkstücks eingelegt oder eingeklebt. Erfindungsgemäß sind die ersten Kurven 34 aller Querschnitte gleich. Im in 16 gezeigten Beispiel ist überdies auch die Länge der Strecken 35 für alle Querschnitte 49 gleich; nur die zweite Kurve 36 ändert ihre Länge und Form vom Anfang 44a zum Ende 44b der Einschnittleiste 20.
• Wegen der konstanten Ausdehnung 48 der Einschnittleiste in Richtung der Bewegung des Werkstücks auf das Drahtgatter zu schneiden alle Abschnitte des Drahtgatters gleichzeitig in die in 16 schraffiert gezeigte Seitenfläche 46 ein. Wegen der vom Anfang 44a zum Ende 44b der Einschnittleiste abnehmenden Länge der zweiten Kurve 36 nehmen jedoch die Eingriffslängen der Drahtabschnitte des Drahtgatters mit der Einschnittleiste vom Anfang 44a zum Ende 44b der Einschnittleiste ab. Die einzelnen Drahtabschnitte des Drahtgatters unterliegen beim Einschnitt und weiteren Durchtrennen zumindest des von den zweiten Kurven 36 umrandeten Teils der Einschnittleiste einem vom Anfang 44a zum Ende 44b der Einschnittleiste abnehmendem Verschleiß und folglich einer abnehmenden Dickenabnahme. Die Einschnittbereiche der abgetrennten Scheiben werden also vom Stabanfang zum Stabende relativ dicker. Verglichen mit dem Einschnitt in ein Werkstück ohne eingelegte Einschnittleiste oder einem Werkstück mit eingelegter Einschnittleiste konstanten Querschnitts nehmen also die Einschnittdicken zu, und die vom Stabanfang zum Stabende zunehmenden Einschnittkeile werden ausgeglichen.
• Während ein Einschnittkeil zumindest stabendeseitig stets auftritt, kann eine Einschnittwelle an beliebiger Stabposition auftreten, oder es gibt gar keine Einschnittwelle. Als Ursache für eine Einschnittwelle wird der abrupte mechanische oder thermische Lastwechsel im Moment des Einschnitts angenommen. Mechanische Ursachen können beispielsweise Setzungsbewegungen des Stabs in der Stabaufhängung und der Zustellvorrichtung sein, oder auch Änderungen von Betrag und Richtung des Zugs, den der gespannte Draht zwischen den Drahtführungsrollen ausübt und die Bewegungen in den Lagern der Drahtführungsrollen bewirken können. Thermische Ursachen sind beispielsweise Relativbewegungen zwischen Stab und Drahtgatter aufgrund ungleichmäßiger thermischer Ausdehnung einzelner Komponenten (Stab, Drahtführungsrolle, Zustellvorrichtung, Maschinenrahmen), die durch Kühlung aufgrund schlechter Wärmeleitung nur schlecht kompensiert werden können (beispielsweise Ausdehnung des Kunststoffbelags der Drahtführungsrollen, in den die Rillen eingefräst sind).
• Es wurde beobachtet, dass das Auftreten von Einschittwellen mit der Nutzungsdauer der Rillierung im Belag eines Satzes von Drahtführungsrollen zunimmt. Bei übermäßig häufigem oder starkem Auftreten von Einschnittwellen müssen dann die Drahtführungsrollen ausgebaut, die verschlissene Rillierung abgeschliffen, eine neue Rillierung aufgebracht und die Drahtführungsrollen wieder in die Sägevorrichtung eingebaut werden. Oft kann dabei bei Vermessen der genutzten Rillierungen keine Formabweichung festgestellt werden, d.h. es liegt weniger ein Verschleiß durch Abrieb als vielmehr ein Verschleiß durch Veränderung der Eigenschaften von Rillen und Belag vor, beispielsweise durch im Belag eingelagertes Glycol oder Öl der Slurry-Trägerflüssigkeit, die die elastischen Eigenschaften ändern und über die Länge der Drahtführungsrollen ungleichmäßig machen, oder die Wärmeleitfähigkeit und -ausdehnung des Belags ändern.
• Die genannten Effekte führen dazu, dass die Drahtabschnitte des Drahtgatters zunächst an einer axialen Position des Stabs in den Stab einschneiden, die von derjenigen abweicht, die sich nach Einstellen eines mechanischen und thermischen Gleichgewichts im weiteren Schnittfortgang einstellt. Dies gilt für Stäbe mit beliebigen Querschnitten und insbesondere auch solchen mit über den gesamten Schnitt konstanter Eingriffslänge (Quader). Bei nicht-rechteckig polygonalem oder kreisförmigem Querschnitt ändert sich die Eingriffslänge fortwährend, und es stellt sich über den gesamten Schnitt kein Gleichgewicht ein; jedoch ist die Änderung dann stets stetig und kann mit im Stand der Technik bekannten Maßnahmen wie beispielsweise einer Kühlung des Stabs, von Anlagenkomponenten – insbesondere der Drahtführungsrollen – und Ähnlichem gut ausgeglichen werden.
• Wenn ein Stab Scheiben mit einer Einschnittwelle liefert, können die Scheiben mit der stärksten Einschnittwelle am Stabanfang, am Stabende oder auch in der Stabmitte liegen. Eine Einschnittwelle kann bis zu einer maximalen Schnitttiefe reichen, die klein ist gegenüber der Gesamtschnittlänge; bei einem kreiszylindrischen 300 mm-Stab etwa 15 mm. Sie kann jedoch auch bis zu einer maximalen Schnitttiefe reichen, die nicht mehr klein ist gegenüber der Gesamtschnittlänge; bei einem kreiszylindrischen 300 mm-Stab 75 mm oder auch mehr.
• Insbesondere wurde beobachtet, dass sowohl Einschnittkeil als auch Einschnittwelle von Scheiben aus benachbarten axialen Positionen des Stabs, aus dem sie abgetrennt wurden, nur geringe Unterschiede in Bezug auf Form und Größe von Einschnittkeil oder Einschnittwelle aufweisen und die Unterschiede umso größer werden, je größer ihre axialen Positionen im Stab, aus denen sie abgetrennt wurden, voneinander entfernt sind.
• 12 zeigt als Vergleichsbeispiel den Verlauf 33 einer Einschnittwelle W über die Stablänge WP. Die Einschnittwelle ist im gewählten Vergleichsbeispiel am Stabanfang vorhanden, wird in der Stabmitte minimal und wird am Stabende maximal. Ebenso gibt es eine Vielzahl von Vergleichsbeispielen, bei denen eine Einschnittwelle am Stabanfang oder in der Stabmitte maximal ausgeprägt ist. Allen Beobachtungen ist jedoch gemein, dass sich sowohl eine Einschnittwelle, wenn sie vorhanden ist, oder ein Einschnittkeil, der stets zumindest stabenendeseitig auftritt, nur geringfügig zwischen benachbarten Scheiben ändert. Einschnittwelle und -keil sind also stets langreichweitig über die Stablängenposition korreliert; eine Einschnittwelle oder ein Einschnittkeil treten niemals an einer Scheibe auf und an einer benachbarten Scheibe nicht.
• Im erfindungsgemäßen Verfahren wird nun der Stab so auf der Halteleiste montiert, dass seine Kennkerbe dem Drahtgatter zugewandt ist und die Einschnittleiste in die Kennkerbe des Werkstücks formschlüssig eingelegt. Die Einschnittleiste sollte dabei aus einem Material bestehen, das ein ähnliches Spanverhalten aufweist wie das Werkstück. Für den Anwendungsfall, dass ein Siliciumstab geschnitten werden soll, stellten sich Einschnittleisten aus Glas als vorteilhaft heraus. Glas weist ein ähnliches Spanverhalten wie Silicium auf. Es zeigte sich, dass als ein ähnliches Spanverhalten ein solches gilt, bei dem ähnliche Spanverhältnisse auftreten.
• Das erfindungsgemäße Verfahren weist eine Vielzahl von Vorteilen auf: Der Formschluss der Einschnittleiste mit der Kennkerbe führt zu einer guten Ableitung der beim Einschnitt der vielen Drahtabschnitte auf die Einschnittleiste hohen wirkenden Scherkräfte in das Werkstück. Der Verbund zwischen Einschnittleiste und Werkstück kann also mit einem Klebstoff hergestellt werden, der nur eine geringe Adhäsion (Oberflächenhaftung) auf Werkstück- und Einschnittleisten-Oberfläche und eine geringe Kohäsion (Klebstoff-Materialzusammenhalt-Kraft) aufzuweisen braucht oder der die Grenzfläche zwischen Werkstück und Einschnittleiste nicht vollständig zu bedecken braucht (punktuelle Klebung). Der Klebstoff kann daher aus einer sehr breiten Auswahl an verfügbaren Klebstoffen ausgesucht werden und die Verklebung kann insbesondere nur teilflächig erfolgen.
• Besonders vorteilhaft ist die Verwendung eines anaerob aushärtenden Klebstoffs, mit dem die Kennkerbe ohne Beachtung einer Topfzeit bestrichen werden kann, der beim Einfügen der Einschnittleiste infolge eines guten Kapillarverhaltens gleichmäßig dünn und vollflächig in der Klebefuge verläuft und dann unter Luftabschluss sehr schnell aushärtet. Besonders geeignet sind auch UV-aushärtende Klebstoffe, wenn die Einschnittleiste aus einem UV-transparenten Material gewählt wird, beispielsweise UV-transparentem Glas.
• Da im erfindungsgemäßen Verfahren die Klebefläche klein und die Formpassung von Einschnittleiste und Kennkerbe gut sind, wird außerdem noch viel Klebstoff gespart und die Fertigungskosten werden dadurch verringert.
• Der Klebstoff ist vorzugsweise leicht löslich formuliert. Er kann beim Drahttrennläppen mit Glycolslurry sogar glycollöslich sein, da aufgrund der geringen Spaltweite während des Durchtrennens der Einschnittleiste keine nennenswerte Lösung der Klebeverbindung stattfindet. Nach Durchtrennen der Einschnittleiste gelangt Glycol auch beidseitig stirnseitig über die entstandenen Trennspalte an die Klebefuge, die die entstandenen dünnen Lamellen aus Einschnittleisten-Material noch mit dem Werkstück verbunden hält. Da zu diesem Zeitpunkt die Einschnittleiste bereits durchtrennt ist, können deren Reste durch Lösen der Klebeverbindung abfallen, ohne beispielsweise das Drahtgatter schädigen zu können. Mit einer außen an der Mantelfläche angeklebten Einschnittleiste ist dies nicht möglich.
• Die leichte Löslichkeit des Klebstoffs vereinfacht auch die dem Schnitt nachfolgende Entkittung (Zeitersparnis, unkritische Lösungsmittel, kurze Einwirkzeiten, geringe Temperaturen). Aufgrund der guten Formpassung von Einschnittleiste und Werkstück ist der Klebstofffilm zudem so dünn, dass nach der Entkittung gegebenenfalls noch anhaftende Klebstoffreste eine nachfolgende Kantenverrundung der erhaltenen Scheiben nicht stören.
• Um gute Entkittungseigenschaften zu erreichen, kann der Klebstoff übliche Trennhilfsmittel enthalten.
• Das erfindungsgemäße Verfahren hat des Weiteren folgenden Vorteil: Insbesondere bei Halbleiterscheiben wird nach dem Trennen in der Nähe der Kennkerbe eine Werkstückkennzeichnung angebracht, beispielsweise in Form einer Laserbeschriftung. Dadurch, dass das Werkstück zuerst mit der Kennkerbe gegen das Drahtgatter bewegt wird, treten Einschnittkeile und Einschnittwellen in einem Bereich auf, der ohnehin zur Werkstückkennzeichnung vorgesehen ist. Dieser Kennzeichnungsbereich ist von der Bewertung der Scheibenebenheit ausgenommen.
• Eine vorhandene Einschnittwelle ist oft bis zu einer erheblich größeren Schnitttiefe wirksam für die Geometrie der erhaltenen Scheiben. Dies liegt daran, dass die Rückstellkräfte in Stabachsrichtung, die infolge der Auslenkung der Drahtabschnitte beim Einschnitt gegenüber der achskraftfreien Gleichgewichtslage beim fortgesetzten Schnitt sehr gering sind. Außerdem führt die sich bei Stäben mit nicht-rechteckig polygonalem oder kreisflächigem Querschnitt stetig unter dem Schnitt ändernde Eingriffslänge zu sich kontinuierlich verändernden achskraftfreien Gleichgewichtslagen, den der Draht über große Schnitttiefen hinweg „nacheilt“.
• Das erfindungsgemäße Verfahren erlaubt die Verwendung einer Einschnittleiste mit sehr großer Ausdehnung in Zustellrichtung (Höhe), um auch sehr langwellige Einschnittwellen ausgleichen zu können. Aufgrund des guten Formschlusses ist die Ausdehnung der Einschnittleiste in Drahtlängsrichtung (Breite) klein, so dass das Trennen trotz großer Ausdehnung in Zustellrichtung sehr schnell, bei geringem Drahtverbrauch und insgesamt sehr wirtschaftlich abläuft.
• Während des Eingriffs ändert sich die Eingriffslänge von einem verschwindenden auf einen endlichen Wert. Bei Werkstücken mit kreisförmigem Querschnitt oder einem Querschnitt, dessen Rand mindestens eine Ecke aufweist und wenn diese Ecke in Zustellrichtung zum Drahtgatter zeigt, erfolgt die Veränderung stetig. Mit veränderlicher Eingriffslänge verändert sich auch stets die Drahtdurchbiegung.
• 6 zeigt als Vergleichsbeispiel schematisch den Trennvorgang eines kreiszylindrischen Stabes für ein nicht erfindungsgemäßes Verfahren ohne Einschnittleiste in der Kennkerbe. Vor dem Einschnitt und im Moment des Einschnitts verschwindet die Durchbiegung des Drahts 15 (5(A)). Während der Einschnittphase weist die Drahtdurchbiegung einen veränderlichen Betrag 16 auf. Bezugszeichen 17 kennzeichnet in 6 den bereits durchtrennten Teil des Stabs. Erst bei einer endlichen Schnitttiefe kann mit bekannten Maßnahmen wie der Änderung der Zustellgeschwindigkeit oder der Drahtlängsgeschwindigkeit eine konstante Drahtdurchbiegung 18 erreicht werden (6(C)).
• Es hat sich nun gezeigt, dass ein Trennverfahren Scheiben mit besonders ebenen und parallel zueinander verlaufenden Vorder- und -rückseiten liefert, wenn die Drahtdurchbiegung in Zustellrichtung konstant gehalten wird. Als besonders vorteilhaft hat sich dies für Werkstücke mit über die Schnitttiefe stetig veränderlicher Eingriffslänge herausgestellt. Das erfindungsgemäße Verfahren ist es möglich, den Übergang der im Einschnitt stets verschwindenden Drahtdurchbiegung auf eine für einen Trennfortgang zwingend endliche Drahtdurchbiegung in die Einschnittleiste zu verlagern und sie dann über den im Werkstück verlaufenden Teil des gesamten Trennvorgangs hinweg konstant halten zu können.
• 7 zeigt schematisch ein Beispiel eines erfindungsgemäßen Trennverfahrens. Der Stab 13 ist mit seiner Kennkerbe 5 (Notch) dem Draht 15 zugewandt, und in die Kennkerbe ist eine – im gezeigten Beispiel kreiszylindrische – Einschnittleiste 14 eingelegt oder eingeklebt (7(A)). Die Einschnittleiste 14 ragt aus der Kennkerbe über die Einhüllende der Mantelfläche des im Beispiel kreiszylindrischen Werkstücks hinaus, so dass der Draht 15 zuerst in die Einschnittleiste 14 einschneidet (7(B)). Der Stab wird nun so auf das Drahtgatter zugestellt, dass die stets unvermeidliche veränderliche Drahtdurchbiegung auftritt, während der Draht den überstehenden Teil der Einschnittleiste durchtrennt. Bezugszeichen 19 kennzeichnet den dabei bereits durchtrennten Teil der Einschnittleiste (7(B)). Sobald der Draht beginnt, in das Werkstück 13 einzuschneiden, wird die dann erreichte Drahtdurchbiegung 18 durch bekannte Maßnahmen konstant gehalten (7(C)) und bleibt über den gesamten weiteren Trennvorgang hinweg konstant (18 in 7(D)).
• 10 zeigt ein Beispiel für eine erfindungsgemäße Wahl des Verlaufs 26 der Zustellgeschwindigkeit des Werkstücks auf das Drahtgatter zu und durch dieses hindurch, mit dem die Drahtdurchbiegung während des gesamten Schnittverlaufs durch das Werkstück konstant gehalten werden kann, am Beispiel des Trennens eines kreiszylindrischen Werkstücks wie aus 7. Die x-Achse bezeichnet die Schnitttiefe CD (cutting depth) in Millimetern. Der Draht durchschneidet dabei die erfindungsgemäße Einschnittleiste für Werte von CD < 0 und kommt bei CD = 0 erstmalig in Berührung mit dem Werkstück. Das Werkstück hat einen Durchmesser von 300 mm. Der Schnitt durch das Werkstück ist somit bei CD = 300 mm beendet, und der Draht schneidet für CD > 300 mm in die an der dem Drahtgatter abgewandten Stabseite montierte Halteleiste ein. Die y-Achse bezeichnet die Zustellgeschwindigkeit TS in Einheiten einer Geschwindigkeit, beispielsweise Millimeter je Minute.
• Während die Einschnittleiste durchtrennt wird, wird eine sehr hohe Zustellgeschwindigkeit 27 gewählt, die den Draht innerhalb weniger Millimeter Zustellung auf die gewünschte Zieldurchbiegung auslenkt. Für den weiteren Schnittverlauf wird die Zustellgeschwindigkeit umgekehrt proportional zur Eingriffslänge verändert. Bei einem kreiszylindrischen Werkstück, beispielsweise einem Siliciumstab, erreicht die Zustellgeschwindigkeit ein Minimum 28 bei maximaler Eingriffslänge, wenn der Stab genau halb durchtrennt ist (CD = 150 mm). Für CD > 150 mm nimmt die Eingriffslänge dann wieder ab und die gewählte Zustellgeschwindigkeit für entsprechend wieder zu. Beim Erreichen der Halteleiste (CD = 300 mm) kann beispielsweise konstant bis zum vollständigen Schnittende zugestellt werden (29). Dies ist ohne Einfluss auf die im Werkstück erfolgende Drahtdurchbiegung. In ähnlicher Weise, jedoch mit zu den in 10 reziproken Werten, könnte beispielsweise auch die je erfolgter Zustellung durch das Werkstück laufende Länge an Draht mittels großer Differenz der beiden Drahtlängslängen des Pilgerschritts (Pilgerschrittverfahren) oder großer Drahtlängsgeschwindigkeit (unidirektionaler Schnitt) gewählt werden, d.h. große Nettobewegung des Drahts oder hohe Geschwindigkeit der Drahtlängsbewegung bei großen Eingriffslängen.
• 8 zeigt ein erfindungsgemäßes Beispiel, bei dem eine Einschnittleiste verwendet wird, die zum Beseitigen besonders stark ausgeprägter und bis in große Schnitttiefen die Geometrie der erhaltenen Scheiben bestimmender Einschnittwellen geeignet ist. Die Einschnittleiste 20 weist eine größte Ausdehnung in Zustellrichtung 22 auf, die gleich oder größer der Schnitttiefe 21 ist, bis zu der eine Einschnittwelle (oder ein Einschnittkeil) in einem vorangegangenen Schnitt eines Teststabs beobachtet wurde. Die Zustellgeschwindigkeit oder Drahtlänge bzw. Geschwindigkeit der Drahtlängsbewegung werden so gewählt, dass die variable Drahtdurchbiegung 16 bevorzugt frühzeitig beim Durchtrennen der Einschnittleiste erfolgt.
• Da die Einschnittleiste 20 eine Ausdehnung 22 in Zustellrichtung aufweist, die groß ist gegen die Länge der Randkurve des Kreissegments 34, mit dem die Einschnittleiste formschlüssig mit der Kennkerbe 5 des im gezeigten Beispiel kreiszylindrischen Werkstücks 13 verbunden ist, treten trotz des guten Formschlusses hohe Querkräfte auf, und die Einschnittleiste ist entlang einer Klebefuge 23 mit der Kennkerbe verklebt.
• 13 zeigt weitere Ausführungsformen der Einschnittleiste 20, deren Verwendung sich besonders zur Beseitigung von bis zu großen Schnitttiefen ausgedehnten Einschnittwellen (oder Einschnittkeilen) eignet. Sie haben einen Querschnitt, der von zwei gleichen, einander spiegelsymmetrisch und parallel gegenüberliegenden Strecken 35 einer ersten Länge, einer ersten Kurve 34 einer zweiten Länge und einer zweiten Kurve 36 einer dritten Länge umschlossen wird, wobei die erste Länge größer als die zweite oder dritte Länge ist. Dabei ist die erste Kurve 36 ein Kreisbogen, entlang dem die Einschnittleiste mit der Kennkerbe des Werkstücks formschlüssig und mittels einer Klebefuge 23 verbunden ist, dessen Radius dem der Kennkerbe gleicht und dessen Steigung jeweils stetig in die Steigung der einander gegenüberliegenden Strecken 35 übergeht. Die zweite Kurve 36, über die der Draht in die Einschnittleiste einschneidet, kann ebenfalls ein Kreisbogen sein (13(A)), in weitere Kurven unterteilt sein, die eine Ecke bilden, die in Zustellrichtung weist (13(B)), oder eine Strecke sein, die parallel zum Drahtdrahtgatter ausgerichtet ist.
• Für die Ausführungsbeispiele 13(A) und 13(B) ergibt sich im Einschnitt eine stetige Änderung der Eingriffslänge und für 13(C) eine unstetige Änderung.
• Eine Einschnittleiste einer Form, wie beispielhaft in 13 gezeigt, weist den Vorteil auf, dass deren Ausdehnung in Längsrichtung der Drahtabschnitte des Drahtgatters, also deren Breite, sehr klein ist. Dadurch sind die Eingriffslängen sehr kurz und somit auch die Zeitspanvolumina selbst bei schneller Zustellung auf das Drahtgatter zu weiterhin klein. Es kann also ungeachtet einer großen Länge der Einschnittleiste in Zustellrichtung sehr schnell geschnitten werden, so dass die Gesamtdauer des Trennvorgangs für Einschnittleiste und Werkstück nicht viel größer ist als die für das Trennen des Werkstücks allein.
• Eine Einschnittleiste, wie beispielhaft in 13 gezeigt, benötigt sehr wenig Material und kann kostengünstig hergestellt werden. Im Wesentlichen hat sie die Form eines Glas-Streifens, der aus leicht verfügbarem und kostengünstigem Flachmaterial (Flachglas) abgetrennt, beispielsweise abgebrochen wird und nur geringfügig entlang des Teils der Mantelfläche, der den Formschluss mit der Kennkerbe des Werkstücks eingeht, formgebend, beispielsweise durch Schleifen, bearbeitet werden muss.
• Eine Einschnittleiste mit Querschnitten, wie in 7 oder 8 bzw. 13 gezeigt, hat vorzugsweise zusätzlich in der Kurve 36 ihres Randes, der dem Drahtgatter zugewandt ist und in den der Einschnitt erfolgt, Rillen. Die Rillen verlaufen parallel zu den Drahtabschnitten des Drahtgatters so, dass bei passender axialer Ausrichtung des Werkstücks in der Zustellvorrichtung genau jeweils eine Rille genau einen Drahtabschnitt in Zustellrichtung mit einem Abstand überdeckt.
• Beim Zustellen des Werkstücks auf das Drahtgatter kommt dann zunächst jeweils genau ein Drahtabschnitt in genau eine Rille zu liegen, und die Rillen führen die Drahtabschnitte so, dass sie ohne Auslenkung in stabaxialer Richtung in die Einschnittleiste einschneiden. Wenn in vorangegangenen Testschnitten festgestellt wurde, dass sich beispielsweise die Beläge der Drahtführungsrollen, in denen die Rillen, die den Draht führen, eingefräst sind, durch thermische Ausdehnung in Achsrichtung der Drahtführungsrollen relativ zu den Positionen der Lager, in denen die Drahtführungsrollen drehend gelagert sind, verschieben, dann können die Abstände der Rillen 24 in der Einschnittleiste 20 auch so vorgesehen werden, dass nach erfolgter thermischer Positionsverlagerung der Rillen in den Drahtführungsrollen die Rillen 24 der Einschnittleiste die Drahtabschnitte des Drahtgatters in Zustellrichtung mit einem Abstand überdecken.
• ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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• Zitierte Patentliteratur
• EP 0789091 A2 [0027]
• WO 2013/041140 A1 [0027]
• JP 2007-301688 A2 [0037]

Claims (13)

1. Verfahren zum gleichzeitigen Trennen einer Vielzahl von Scheiben von einem zylindrischen Werkstück mit einer Achse und einer parallel zur Achse in der Mantelfläche des Werkstücks angebrachten Kennkerbe, umfassend das Anbringen einer Einschnittleiste am Werkstück, wobei die Einschnittleiste von einer Stirnseite bis zu einer Rückseite formschlüssig mit einem Kopfende in der Kennkerbe eingepasst ist und mit einem Fußende aus der Kennkerbe herausragt; das Halten des Werkstücks mit dessen Achse parallel zu Achsen von zylindrischen Drahtführungsrollen einer Drahtsäge mittels einer Zustellvorrichtung der Drahtsäge; das Bewegen der Einschnittleiste und des Werkstücks mittels der Zustellvorrichtung in eine Zustellrichtung senkrecht durch ein ebenes Drahtgatter aus parallel zueinander und senkrecht zu den Achsen der Drahtführungsrollen angeordneten Abschnitten eines mittels Rillen in den Drahtführungsrollen vielfach spiralförmig um die Drahtführungsrollen herum geführten Drahtes, wobei die Einschnittleiste zuerst mit dem Fußende und das Werkstück zuerst mit der Kennkerbe gegen das Drahtgatter bewegt wird; und das Bewegen der Drahtabschnitte in Drahtlängsrichtung durch gleichsinnige Rotation der Drahtführungsrollen mit gleicher Umfangsgeschwindigkeit unter Anwesenheit von als Schleifmittel wirkenden Hartstoffen.
2. Verfahren nach Anspruch 1, umfassend das Bewegen des Werkstücks durch das Drahtgatter derart, dass währenddessen die Drahtabschnitte eine konstante Durchbiegung in Zustellrichtung aufweisen.
3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, umfassend das Bewegen des aus der Kennkerbe herausragenden Fußendes der Einschnittleiste durch das Drahtgatter, derart dass währenddessen die Drahtabschnitte eine veränderliche Durchbiegung in Zustellrichtung aufweisen.
4. Verfahren nach Anspruch 3, umfassend das Bewegen des aus der Kennkerbe herausragenden Fußendes der Einschnittleiste durch das Drahtgatter, derart dass währenddessen die Durchbiegung der Drahtabschnitte ein Maximum annimmt, das im weiteren Verlauf des Trennvorgangs nicht mehr erreicht wird.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, umfassend beim Anbringen der Einschnittleiste am Werkstück das Kleben des Kopfendes der Einschnittleiste in die Kennkerbe mit einem Klebstoff.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, umfassend das Vorsehen einer Einschnittleiste mit einer Höhe zwischen dem Kopfende und dem Fußende, die zwischen der Stirnseite und der Rückseite konstant ist.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, umfassend das Vorsehen einer Einschnittleiste mit der Form eines Kreiszylinders.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, umfassend das Vorsehen einer Einschnittleiste, bei der sich die Form des Querschnitts des Fußendes in Zustellrichtung zwischen der Stirnseite und der Rückseite derart ändert, dass die Drahtabschnitte mit abnehmenden Eingriffslängen in die Einschnittleiste einschneiden.
9. Verfahren nach Anspruch 8, umfassend das Vorsehen einer Einschnittleiste, bei der die Form des Querschnitts des Fußendes in Zustellrichtung zwischen der Stirnseite und der Rückseite zunehmend keilig wird.
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, umfassend das Vorsehen einer Einschnittleiste mit einer Höhe zwischen dem Kopfende und dem Fußende, die zwischen der Stirnseite und der Rückseite abnimmt, so dass die Drahtabschnitte umso später in die Einschnittleiste einschneiden, je länger der Drahtweg zwischen den Drahtabschnitten und einem Anfang des Drahtgatters ist.
11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6 und 8 bis 10, umfassend das Durchführen eines Testschnitts, bei dem auf die Einschnittleiste verzichtet wird, und das Bestimmen einer größten Tiefe von Einschnittwellen in den Scheiben des Testschnitts; und das Vorsehen der Einschnittleiste mit einer Höhe des aus der Kennkerbe herausragenden Fußendes der Einschnittleiste, die gleich oder größer ist als die bestimmte größte Tiefe.
12. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11, umfassend das Vorsehen von Rillen auf der Seite der Einschnittleiste, die dem Drahtgatter gegenüberliegt, wobei die Rillen senkrecht über den Drahtabschnitten angeordnet sind.
13. Verfahren nach Anspruch 12, wobei die Rillen senkrecht über den Drahtabschnitten angeordnet sind, nachdem eine durch Wärmeausdehnung bei Betriebstemperatur bedingte Positionsverlagerung der Drahtabschnitte in Richtung der Achsen der Drahtführungsrollen erfolgt ist.

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