DE112009002528T5

DE112009002528T5 - Rohblockschneidvorrichtung und Rohblockschneidverfahren

Info

Publication number: DE112009002528T5
Application number: DE200911002528
Authority: DE
Inventors: Hidehiko Nishino; Yoshihiro Hirano; Shigeharu Tsunoda
Original assignee: Shin Etsu Handotai Co Ltd
Current assignee: Shin Etsu Handotai Co Ltd
Priority date: 2008-11-07
Filing date: 2009-10-08
Publication date: 2012-08-23
Anticipated expiration: 2029-10-09
Also published as: US9314942B2; JP5217918B2; WO2010052827A1; US20110174285A1; KR101558196B1; JP2010114286A; DE112009002528B4; KR20110089263A

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Rohblockschneidvorrichtung, umfassend mindestens eine Kühlmitteltasche, die das dem Blatt zuzuführende Kühlmittel aufnimmt, wobei der Blattschleifkornabschnitt mit dem in der mindestens einen Kühlmitteltascheaufgenommenen Kühlmittel in Kontakt gebracht wird, indem der Blattschleifkornabschnitt des Blatts durch einen Rillenabschnitt laufen gelassen wird, der an einem oberen Abschnitt der mindestens einen Kühlmitteltasche vorgesehen ist, während das Blatt zum Umlaufen angetrieben ist, so dass das Kühlmittel dem Blatt zugeführt wird. Im Ergebnis sind eine Rohblockschneidvorrichtung und ein Rohblockschneidverfahren bereitgestellt, die eine Verbesserung der Kühlwirkung auf den Schneidbereich und der Reinigungswirkung auf den Blattschleifkornabschnitt ermöglichen, indem das Kühlmittel dem Blattschleifkornabschnitt effizient zugeführt wird und indem das Kühlmittel in ausreichendem Maß zugeführt wird, insbesondere sogar dann, wenn ein Rohblock mit einem großen Durchmesser geschnitten wird.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Rohblockschneidvorrichtung zum Schneiden eines Rohblocks, insbesondere eines Einkristall-Siliziumrohblocks, der durch das Czochralski-Verfahren (CZ-Verfahren) und dergleichen gezogen wurde, sowie ein Schneidverfahren unter Einsatz dieser Vorrichtung.
STAND DER TECHNIK
Ein Siliziumrohblock, der mittels des CZ-Verfahrens und dergleichen hergestellt wurde, weist einen zylindrischen Körperabschnitt und kegelförmige Stirnabschnitte (einen Kopfabschnitt und einen Endabschnitt) auf. Bei der Verarbeitung des Siliziumrohblocks werden diese kegelförmigen Endabschnitte weggeschnitten, um den zylindrischen Körperabschnitt abzutrennen, und der Körperabschnitt wird je nach Bedarf in mehrere Blöcke geschnitten. Die Blöcke werden danach einer Bearbeitung unterzogen, um Wafer zu erhalten.
Bei der Schneidbearbeitung der kegelförmigen Endabschnitte und der Schneidbearbeitung des Körperabschnitts in mehrere Blöcke wurden häufig eine Innendurchmesser-Schneideinrichtung und eine Außendurchmesser-Schneideinrichtung oder dergleichen verwendet. Da die Durchmesser von Wafern in den letzten Jahren immer größer werden, wird auch immer häufiger eine Bandsäge eingesetzt.
6 zeigt dabei einen Überblick eines Verfahrens zum Einschneiden in einen Block unter Verwendung einer Bandsäge als Rohblockschneidvorrichtung.
Wie in 6 gezeigt ist, ist in der Rohblockschneidvorrichtung 101 ein Schneidetisch 105 angeordnet, um den Rohblock während des Schneidens zu halten. Außerdem ist in der Rohblockschneidvorrichtung 101 ein Endlosbandblatt (eine Bandsäge) 102 in einem gespannten Zustand zwischen Umlenkscheiben 103 und 103' vorgesehen, und das Blatt weist einen Blattschleifkornabschnitt mit Schleifkörnern aus Diamant auf, die an einem Endabschnitt einer dünnen Blattbasis fest anhaften.
Der Rohblock 104 wird vor dem Schneiden horizontal auf den Schneidetisch 105 aufgelegt. Eine Position, in der der Rohblock 104 angeordnet ist, wird so eingestellt, dass die Schneidposition des Rohblocks 104 der Position des Blatts 102 entspricht.
Das Blatt 102 wird durch Drehung der Umlenkscheiben 103 und 103' in Umlauf versetzt, und der Rohblock 104 wird zerschnitten, indem das Blatt 102 von oben nach unten dem Block 104 entsprechend zugeführt wird. Dabei wird dem Blatt 102 ein Kühlmittel zugeführt, um z. B. Prozesswärme an einem Schneidbereich sowie Schneidspäne abzuführen. Das Kühlmittel wird hauptsächlich durch eine Düse 108 zum Versprühen des Kühlmittels zugeführt.
In dem Maße, in dem das Schneiden wiederholt wird, lässt die Schneidleistung nach, weil einige Schleifkörner aufgrund einer Ansammlung von Schneidstaub am Blattschleifkornabschnitt und dergleichen eingebettet werden. Deshalb wird das Blatt regelmäßig einem Abrichtvorgang unterzogen.
Bei einer herkömmlichen Rohblockschneidvorrichtung und einem herkömmlichen Rohblockschneidverfahren besteht jedoch ein Problem dahingehend, dass das Kühlmittel nicht in ausreichendem Maße dem Blattschleifkornabschnitt des Blatts 102 zugeführt wird, der die größte Auswirkung auf den Schneidvorgang hat, und infolgedessen können die Prozesswärme sowie die Schneidspäne nicht in ausreichendem Maße abgeführt werden.
Im Hinblick auf dieses Problems werden hier eine Bandsägen-Schneidvorrichtung und ein Schneidverfahren offenbart, mit denen das Kühlmittel in ausreichendem Maße zugeführt werden soll, indem das Kühlmittel durch eine Sprühdüse seitlich zur Schneidrichtung des Blatts zu einem Randabschnitt des Blatts gesprüht wird (siehe Patentliteratur 1).
DRUCKSCHRIFTENLISTE
PATENTLITERATUR

Patentliteratur 1: Ungeprüfte japanische Patentveröffentlichung (Kokai) Nr. 2000-334653

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Mit der wie vorstehend ausgeführten Düse wird im Rahmen des herkömmlichen Zuführverfahrens des Kühlmittels das Kühlmittel in manchen Fällen jedoch nicht in ausreichendem Maße zugeführt. Insbesondere wenn ein Rohblock mit einem großen Durchmesser von 300 mm oder mehr geschnitten wird, gelangt keine ausreichende Menge an Kühlmittel in den mittleren Bereich des Rohblocks, und in manchen Fällen besteht keine ausreichende Kühlwirkung auf den Schneidbereich und kein ausreichender Austrageffekt in Bezug auf die Schneidspäne. Dadurch entsteht das Problem einer Abnahme der Schnittgenauigkeit, wie beispielsweise die Entstehung einer Maßabweichung an der Schnittfläche, was auf einen Anstieg der Temperatur des Schneidbereichs zurückzuführen ist. Es bestehen auch Probleme dahingehend, dass die Diamantschleifkörner des Blatts oxidieren und schlechter werden, was dadurch bedingt ist, dass die Temperatur des Schneidbereichs auf 700°C oder mehr ansteigt, und die Lebensdauer des Blatts durch den Einfluss kleinster Vibrationen des Blatts abnimmt, die dadurch entstehen, dass sich feiner Schneidstaub am Blattschleifkornabschnitt ansammelt.
Die vorliegende Erfindung wurde im Hinblick auf die vorstehend erläuterten Probleme realisiert, und ihre Aufgabe besteht darin, eine Rohblockschneidvorrichtung und ein Rohblockschneidverfahren zur Verfügung zu stellen, mit denen eine Verbesserung der Kühlwirkung auf den Schneidbereich und der Reinigungswirkung am Blattschleifkornabschnitt möglich wird, indem das Kühlmittel dem Blattschleifkornabschnitt effizient zugeführt wird und indem das Kühlmittel auch in ausreichendem Maß zugeführt wird, insbesondere selbst dann, wenn ein Rohblock mit einem großen Durchmesser geschnitten wird.
Um diese Aufgabe zu erzielen, stellt die vorliegende Erfindung eine Rohblockschneidvorrichtung zur Verfügung, umfassend einen Schneidetisch, auf dem ein Rohblock horizontal aufgelegt ist, und ein Endlosbandblatt, das zwischen Umlenkscheiben in einem gespannten Zustand vorgesehen ist, wobei das Blatt einen Blattschleifkornabschnitt und eine Blattbasis aufweist, wobei die Rohblockschneidvorrichtung den Rohblock zerschneidet, indem das Blatt von oben nach unten dem Block entsprechend zugeführt wird, während das Blatt durch Drehen der Umlenkscheiben zum Umlaufen angetrieben ist und dem Blatt ein Kühlmittel zugeführt wird, wobei die Rohblockschneidvorrichtung mindestens eine Kühlmitteltasche aufweist, die das Kühlmittel, das dem Blatt zugeführt werden soll, enthält, wobei der Blattschleifkornabschnitt mit dem in der mindestens einen Kühlmitteltasche aufgenommenen Kühlmittel in Kontakt gebracht wird, indem der Blattschleifkornabschnitt des Blatts durch einen Rillenabschnitt laufen gelassen wird, der an einem oberen Abschnitt der mindestens einen Kühlmitteltasche vorgesehen ist, während das Blatt zum Umlaufen angetrieben ist, so dass das Kühlmittel dem Blatt zugeführt wird.
Wenn auf diese Weise die Rohblockschneidvorrichtung die mindestens eine Kühlmitteltasche aufweist, die das dem Blatt zuzuführende Kühlmittel enthält, und wenn der Blattschleifkornabschnitt mit dem in der mindestens einen Kühlmitteltasche aufgenommenen Kühlmittel in Kontakt gebracht wird, indem der Blattschleifkornabschnitt des Blatts durch einen Rillenabschnitt laufen gelassen wird, der an einem oberen Abschnitt der mindestens einen Kühlmitteltaschevorgesehen ist, während das Blatt zum Umlaufen angetrieben ist, so dass das Kühlmittel dem Blatt zugeführt wird, dann kann das Kühlmittel effizient und in ausreichendem Maße zugeführt werden, indem das Kühlmittel auf den Blattschleifkornabschnitt aufgebracht wird, und die Kühlwirkung auf den Schneidbereich und die Reinigungswirkung auf den Blattschleifkornabschnitt können dadurch verbessert werden. Im Ergebnis kann die Schnittgenauigkeit dadurch verbessert werden, dass eine Maßabweichung an der Schnittfläche und dergleichen unterdrückt wird, und die Produktionskosten können durch eine Verbesserung der Lebensdauer des Blatts reduziert werden. Zusätzlich zu diesen Faktoren kann die Häufigkeit des Abrichtvorgangs für das Blatt reduziert werden, da die Reinigungswirkung auf den Blattschleifkornabschnitt verbessert ist, und infolgedessen kann die Produktivität gesteigert werden.
Dabei können die Umlenkscheiben so ausgelegt sein, dass sie um ihre jeweiligen Achsen in beiden Richtungen drehbar sind, und die Umlaufantriebsrichtung des Blatts zum Schneiden des Rohblocks kann gewechselt werden.
Wenn auf diese Weise die Umlenkscheiben so ausgelegt sind, dass sie um ihre jeweiligen Achsen in beiden Richtungen drehbar sind, und wenn die Umlaufantriebsrichtung des Blatts zum Schneiden des Rohblocks gewechselt werden kann, dann kann ein Versatzbetrag einer Kantenauslenkung des Blatts auf ein niedriges Niveau gesenkt werden, indem sich die Richtung der Kantenauslenkung des Blatts zwischen vor dem Wechsel der Umlaufantriebsrichtung des Blatts und danach umkehrt. Im Ergebnis lässt sich die Schnittgenauigkeit des Rohblocks effektiver steigern, und die Lebensdauer des Blatts kann sicherer verbessert werden.
Dabei kann die Rohblockschneidvorrichtung mindestens zwei Kühlmitteltaschen aufweisen, und mindestens eine der Kühlmitteltaschen kann an jeweiligen Positionen vor bzw. hinter dem Rohblock in Bezug auf die Umlaufantriebsrichtung des Blatts angeordnet sein.
Wenn auf diese Weise die Rohblockschneidvorrichtung mindestens zwei Kühlmitteltaschen aufweist und wenn mindestens eine der Kühlmitteltaschen an den jeweiligen Positionen vor bzw. hinter dem Rohblock in Bezug auf die Umlaufantriebsrichtung des Blatts angeordnet ist, kann das Kühlmittel dem Schneidbereich in ausreichendem Maß zugeführt werden, und zwar ungeachtet der Umlaufantriebsrichtung des Blatts. Zusätzlich dazu ermöglicht eine Vergrößerung der Kühlmitteltaschen zum Zuführen des Kühlmittels, dass die Reinigungswirkung des Kühlmittels auf das Blatt noch zuverlässiger verbessert wird.
Dabei ist das Kühlmittel vorzugsweise reines Wasser mit einem spezifischen Widerstand von 17 MΩ·cm oder mehr.
Wenn auf diese Weise das Kühlmittel eine hohe Permeabilität hat, wie etwa reines Wasser mit einem spezifischen Widerstand von 17 MΩ·cm oder mehr, gelangt das Kühlmittel während des Schneidens leicht zwischen das Blatt und den Rohblock, und dadurch kann das Kühlmittel effektiver zugeführt werden.
Dabei kann die Rohblockschneidvorrichtung eine Ultraschallwellen-Ausbreitungseinrichtung aufweisen, um das in der mindestens einen Kühlmitteltasche enthaltene Kühlmittel mit einer Ultraschallwelle zu beaufschlagen.
Wenn auf diese Weise die Rohblockschneidvorrichtung die Ultraschallwellen-Ausbreitungseinrichtung aufweist, um das in der mindestens einen Kühlmitteltasche enthaltene Kühlmittel mit einer Ultraschallwelle zu beaufschlagen, kann die Reinigungswirkung auf das Blatt noch zuverlässiger verbessert werden, indem das Kühlmittel mit der Ultraschallwelle beaufschlagt wird.
Dabei kann es sich bei dem Rohblock um einen Siliziumrohblock mit einem Durchmesser von 300 mm oder mehr handeln.
Selbst wenn der Rohblock ein Siliziumrohblock mit einem Durchmesser von 300 mm oder mehr ist, kann auf diese Weise das Kühlmittel effizient und in ausreichendem Maße zugeführt werden, indem es gemäß der vorliegenden Erfindung auf den Blattschleifkornabschnitt aufgebracht wird, und die Kühlwirkung auf den Schneidbereich sowie die Reinigungswirkung auf den Blattschleifkornabschnitt können dadurch verbessert werden.
Die vorliegende Erfindung stellt darüber hinaus ein Rohblockschneidverfahren bereit, umfassend: horizontales Auflegen eines Rohblocks auf einen Schneidetisch; Bereitstellen eines Endlosbandblatts in einem gespannten Zustand zwischen Umlenkscheiben, wobei das Blatt einen Blattschleifkornabschnitt und eine Blattbasis aufweist; Antreiben des Blatts zum Umlaufen, indem die Umlenkscheiben gedreht werden; und Zerschneiden des Blocks durch entsprechendes Zuführen des Blatts von oben nach unten zum Rohblock, während dem Blatt ein Kühlmittel zugeführt wird, wobei mindestens eine Kühlmitteltasche zum Zuführen des Kühlmittels zum Blatt angeordnet ist, das Kühlmittel in der mindestens einen Kühlmitteltasche aufgenommen wird und das Kühlmittel dem Blatt derart zugeführt wird, dass der Blattschleifkornabschnitt in Kontakt mit dem Kühlmittel gebracht wird, das in der mindestens einen Kühlmitteltasche enthalten ist, indem der Blattschleifkornabschnitt des Blatts durch einen Rillenabschnitt laufen gelassen wird, der an einem oberen Abschnitt der mindestens einen Kühlmitteltasche vorgesehen ist, während das Blatt zum Umlauf angetrieben ist.
Wenn auf diese Art und Weise mindestens eine Kühlmitteltasche zum Zuführen des Kühlmittels zum Blatt angeordnet ist, das Kühlmittel in der mindestens einen Kühlmitteltasche aufgenommen wird und das Kühlmittel dem Blatt derart zugeführt wird, dass der Blattschleifkornabschnitt in Kontakt mit dem Kühlmittel gebracht wird, das in der mindestens einen Kühlmitteltascheaufgenommen wird, indem der Blattschleifkornabschnitt des Blatts durch einen Rillenabschnitt laufen gelassen wird, der an einem oberen Abschnitt der mindestens einen Kühlmitteltasche vorgesehen ist, während das Blatt zum Umlaufen angetrieben ist, kann das Kühlmittel effizient und in ausreichendem Maß zugeführt werden, indem das Kühlmittel auf den Blattschleifkornabschnitt aufgebracht wird, und die Kühlwirkung auf den Schneidbereich sowie die Reinigungswirkung auf den Blattschleifkornabschnitt können dadurch verbessert werden. Im Ergebnis kann die Schnittgenauigkeit verbessert werden, indem eine Maßabweichung an der Schnittfläche und dergleichen unterdrückt wird, und die Produktionskosten können durch Verbesserung der Lebensdauer des Blatts vermindert werden. Zusätzlich zu diesen Faktoren kann die Häufigkeit des Abrichtvorgangs für das Blatt reduziert werden, indem die Reinigungswirkung auf den Blattschleifkornabschnitt verbessert wird, und infolgedessen kann die Produktivität verbessert werden.
In diesem Fall ist es möglich, dass nach dem Zerschneiden des Rohblocks, wobei das Blatt in einer Richtung zum Umlaufen angetrieben wurde, die Umlaufantriebsrichtung des Blatts in eine Richtung gewechselt wird, die der einen Richtung entgegengesetzt ist, und daraufhin kann der Rohblock kontinuierlich geschnitten werden oder es kann ein nächster Rohblock geschnitten werden.
Wenn auf diese Weise nach dem Zerschneiden des Rohblocks, wobei das Blatt in einer Richtung zum Umlaufen angetrieben wurde, die Umlaufantriebsrichtung des Blatts in eine Richtung gewechselt wird, die der einen Richtung entgegengesetzt ist, und daraufhin der Rohblock kontinuierlich geschnitten wird oder ein nächster Rohblock geschnitten wird, kann ein Versatzbetrag einer Kantenauslenkung des Blatts auf ein niedriges Niveau gesenkt werden, indem die Richtung der Kantenauslenkung des Blatts zwischen vor dem Wechsel der Umlaufantriebsrichtung des Blatts und danach umgekehrt wird. Im Ergebnis kann die Schnittgenauigkeit des Rohblocks effektiver verbessert werden, und die Lebensdauer des Blatts lässt sich noch zuverlässiger steigern.
In diesem Fall ist es möglich, dass die mindestens eine Kühlmitteltasche an jeweiligen Positionen vor bzw. hinter dem Rohblock in Bezug auf eine Umlaufantriebsrichtung des Blatts angeordnet ist, und das Kühlmittel wird durch mindestens zwei der angeordneten Kühlmitteltaschen zugeführt.
Wenn auf diese Weise mindestens eine Kühlmitteltasche an den jeweiligen Positionen vor bzw. hinter dem Rohblock in Bezug auf eine Umlaufantriebsrichtung des Blatts angeordnet ist und das Kühlmittel durch mindestens zwei der angeordneten Kühlmitteltaschen zugeführt wird, kann das Kühlmittel ungeachtet der Umlaufantriebsrichtung des Blatts dem Schneidbereich in ausreichendem Maße zugeführt werden. Zusätzlich dazu wird es durch eine Vergrößerung der Kühlmitteltasche zum Zuführen des Kühlmittels möglich, die Reinigungswirkung des Kühlmittels auf das Blatt noch zuverlässiger zu verbessern.
Dabei wird vorzugsweise reines Wasser mit einem spezifischen Widerstand von 17 MΩ·cm oder mehr als Kühlmittel verwendet.
Wenn auf diese Weise reines Wasser mit einem spezifischen Widerstand von 17 MΩ·cm oder mehr als Kühlmittel verwendet wird, gelangt das Kühlmittel während des Schneidens leicht zwischen das Blatt und den Rohblock, und dadurch kann das Kühlmittel effektiver zugeführt werden.
In diesem Fall ist es möglich, dass das in der mindestens einen Kühlmitteltasche aufgenommene Kühlmittel mit einer Ultraschallwelle beaufschlagt wird, und der Blattschleifkornabschnitt wird durch das Kühlmittel gereinigt, das mit der Ultraschallwelle beaufschlagt ist, während das Blatt zum Umlaufen angetrieben ist.
Wenn auf diese Weise das in der mindestens einen Kühlmitteltasche aufgenommene Kühlmittel mit einer Ultraschallwelle beaufschlagt wird und der Blattschleifkornabschnitt durch das Kühlmittel gereinigt wird, das mit der Ultraschallwelle beaufschlagt ist, während das Blatt zum Umlaufen angetrieben ist, kann die Reinigungswirkung auf das Blatt noch zuverlässiger verbessert werden.
Dabei kann als Rohblock ein Siliziumrohblock mit einem Durchmesser von 300 mm oder mehr verwendet werden.
Selbst wenn als Rohblock ein Siliziumrohblock mit einem Durchmesser von 300 mm oder mehr verwendet wird, kann auf diese Weise das Kühlmittel effizient und in ausreichendem Maße zugeführt werden, indem das Kühlmittel gemäß der vorliegenden Erfindung auf den Blattschleifkornabschnitt aufgebracht wird, und die Kühlwirkung auf den Schneidbereich sowie die Reinigungswirkung auf den Blattschleifkornabschnitt können dadurch verbessert werden.
In der vorliegenden Erfindung umfasst die Rohblockschneidvorrichtung die mindestens eine Kühlmitteltasche, in der das dem Blatt zuzuführende Kühlmittel aufgenommen ist, und der Blattschleifkornabschnitt wird in Kontakt mit Kühlmittel gebracht, das in der mindestens einen Kühlmitteltascheaufgenommen ist, indem der Blattschleifkornabschnitt des Blatts durch den Rillenabschnitt laufen gelassen wird, der an dem oberen Abschnitt der mindestens einen Kühlmitteltasche vorgesehen ist, während das Blatt zum Umlaufen angetrieben ist, so dass das Kühlmittel dem Blatt zugeführt wird. Daher kann das Kühlmittel effizient zugeführt werden, indem das Kühlmittel auf den Blattschleifkornabschnitt aufgebracht wird; es kann in ausreichendem Maße zugeführt werden, selbst wenn ein Rohblock mit einem großen Durchmesser geschnitten wird, und die Kühlwirkung auf den Schneidbereich sowie die Reinigungswirkung auf den Blattschleifkornabschnitt können dadurch verbessert werden. Im Ergebnis lässt sich die Schnittgenauigkeit verbessern, indem eine Maßabweichung an der Schnittfläche und dergleichen unterdrückt wird, und die Produktionskosten können durch Verbesserung der Lebensdauer des Blatts reduziert werden. Zusätzlich zu diesen Faktoren kann die Häufigkeit des Abrichtvorgangs für das Blatt verringert werden, indem die Reinigungswirkung auf den Blattschleifkornabschnitt verbessert wird, und demzufolge kann die Produktivität verbessert werden.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist eine schematische Draufsicht, die ein Beispiel der Rohblockschneidvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt;
2 ist eine schematische Ansicht, die das Blatt zeigt, das in der Rohblockschneidvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet werden kann;
3 ist eine schematische, erläuternde Ansicht, die einen Zustand zeigt, bei dem das Kühlmittel, das in der Kühlmitteltasche der Rohblockschneidvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung aufgenommen ist, dem Blatt zugeführt wird;
4 ist eine schematische, teilweise vergrößerte Ansicht eines anderen Beispiels der Rohblockschneidvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung;
5 ist ein Diagramm, das das Ergebnis der Lebensdauer des Blatts in den Beispielen 1 bis 3 sowie dem Vergleichsbeispiel zeigt; und
6 ist eine schematische Ansicht, die ein Beispiel einer herkömmlichen Rohblockschneidvorrichtung zeigt.
BESCHREIBUNG VON AUSFÜHRUNGSFORMEN
Nachstehend wird eine Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfindung erläutert, wobei die vorliegende Erfindung aber nicht darauf beschränkt ist.
Bezug nehmend auf das Schneiden eines Rohblocks mittels einer Rohblockschneidvorrichtung gibt es Fälle, bei denen das Kühlmittel bei einer herkömmlichen Kühlmittelzufuhr mit einer Düsenversprühung dem Schneidbereich nicht in ausreichendem Maße zugeführt wird. Insbesondere wenn ein Rohblock mit einem großen Durchmesser von 300 mm oder mehr geschnitten wird, gelangt das Kühlmittel nicht in ausreichendem Maß in den zentralen Bereich des Rohblocks, und die Kühlwirkung sowie die Austragwirkung auf die Schneidspäne können in manchen Fällen nicht ausgeübt werden. Infolgedessen entstehen Probleme bezüglich der Abnahme der Schnittgenauigkeit, der Verschlechterung der Diamantschleifkörner des Blatts aufgrund von Oxidation oder des Rückgangs der Lebensdauer des Blatts, was auf die Entstehung von kleinsten Vibrationen des Blatts zurückzuführen ist, die durch die Ansammlung von feinem Schneidstaub am Blattschleifkornabschnitt bedingt sind.
Im Hinblick darauf hat der vorliegende Erfinder wiederholt mit großer Sorgfalt Untersuchungen durchgeführt, um diese Probleme zu lösen. Im Ergebnis hat der vorliegende Erfinder erkannt, dass das Kühlmittel, wenn es aus der Düse versprüht wird, mit Wasserdruck auf den Blattschleifkornabschnitt auftrifft und bei einer herkömmlichen Zufuhr des Kühlmittels mit einer Düse als Reaktion darauf verspritzt wird und es daher schwierig ist, dass das Kühlmittel am Blattschleifkornabschnitt anhaftet; daraus resultiert eine unzureichende Zufuhr, d. h. die Schwierigkeit bei der Steuerung einer entsprechenden Menge an Kühlmittel, die auf den Blattschleifkornabschnitt aufzubringen ist.
Des Weiteren hat der vorliegende Erfinder erkannt, dass eine ausreichende Menge an Kühlmittel effizient zugeführt werden kann, wenn es auf den Blattschleifkornabschnitt aufgebracht wird, indem der Blattschleifkornabschnitt durch den Rillenabschnitt laufen gelassen wird, der am oberen Abschnitt der das Kühlmittel aufnehmenden Kühlmitteltasche vorgesehen ist, anstatt das Kühlmittel durch Versprühen aus der Düse zuzuführen. Der vorliegende Erfinder hat auch die beste Art und Weise zur Ausführung dieser Maßnahmen untersucht und dadurch die vorliegende Erfindung zur Vollendung gebracht.
1 ist eine schematische Draufsicht, die ein Beispiel der Rohblockschneidvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt.
Wie in 1 gezeigt ist, kann als Rohblockschneidvorrichtung eine Bandsäge verwendet werden.
Die Rohblockschneidvorrichtung 1 gemäß der vorliegenden Erfindung umfasst den Schneidetisch 5, um den Rohblock 4 während des Schneidens aufzulegen, das Blatt 2 zum Schneiden des Rohblocks 4, die Umlenkscheiben 3 und 3', um das Blatt 2 in einen gespannten Zustand zu versetzen und das Blatt umlaufen zu lassen, und dergleichen.
Das Blatt 2 ist in Form eines Endlosbandes ausgebildet und weist den Blattschleifkornabschnitt 6 mit Schleifkörnern aus Diamant auf, die am Endabschnitt einer dünnen Blattbasis 7 anhaften, wie in 2 gezeigt ist.
Hierbei ist eine Korngröße des Blattschleifkornabschnitts 6 nicht besonders beschränkt. Die Korngröße kann zum Beispiel eine Größe zwischen Nr. 120 und Nr. 220 sein. Die Form des Schleifkorns kann halbkreisförmig oder rechteckig sein. Wenn das Schleifkorn eine solche symmetrische Form hat, wird durch die Umlaufantriebsrichtung des Blatts 2 die Schnittfläche des Rohblocks 4 nicht in Mitleidenschaft gezogen. Die Dicke des Blattschleifkornabschnitts kann zwischen 0,4 und 0,9 mm betragen (die Dicke der Blattbasis beträgt 0,1 bis 0,5 mm). Aber auch hier gibt es keine besonderen Beschränkungen.
Die Umlenkscheiben 3 und 3' sind so ausgelegt, dass sie um ihre jeweiligen Achsen drehbar sind. Das Blatt 2 ist in einem gespannten Zustand zwischen den Umlenkscheiben 3 und 3' vorgesehen. Das Blatt 2 kann durch Drehen der Umlenkscheiben 3 und 3' zum Umlaufen angetrieben werden. Hierbei beträgt die Verfahrgeschwindigkeit, mit der das Blatt 2 zum Umlaufen angetrieben wird, 600 bis 1400 m/min. Es gibt aber keine besondere Beschränkung darauf.
Die Rohblockschneidvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung umfasst darüber hinaus mindestens eine Kühlmitteltasche 8 zum Zuführen des Kühlmittels zum Blatt 2. Wie in 3 gezeigt ist, ist der Rillenabschnitt 9 am oberen Abschnitt der Kühlmitteltasche 8 vorgesehen, und der Blattschleifkornabschnitt 6 des Blatts 2 kann durch den Rillenabschnitt 9 laufen. Das Kühlmittel kann in der Kühlmitteltasche 8 aufgenommen werden, indem es dem Rillenabschnitt 9 zugeführt wird.
Ein Paar statische Andruckkissen 10 können in vorbestimmten Abständen einander zugewandt so angeordnet sein, dass sie den Durchlauf des Blatts 2 ermöglichen, um eine Vibration des Blatts 2 während des Schneidens zu unterbinden.
Bei der Rohblockschneidvorrichtung 1 gemäß der vorliegenden Erfindung, die wie vorstehend beschrieben ausgeführt ist, wird der Blattschleifkornabschnitt 6 in Kontakt mit dem in der Kühlmitteltasche 8 aufgenommenen Kühlmittel gebracht, indem der Blattschleifkornabschnitt 6 des Blatts 2 durch den Rillenabschnitt 9 laufen gelassen wird, der am oberen Abschnitt der Kühlmitteltasche 8 vorgesehen ist, während das Blatt zum Umlaufen angetrieben ist, so dass das Kühlmittel dem Blatt 2 zugeführt wird, und der Blattschleifkornabschnitt 6 wird sich auf den Rohblock 4 aufsetzen gelassen, um den Rohblock 4 zu schneiden, indem das Blatt 2 von oben nach unten dem Rohblock 4 entsprechend zugeführt wird.
Bei der Rohblockschneidvorrichtung 1 gemäß der vorliegenden Erfindung, die wie vorstehend beschrieben ausgeführt ist, kann eine ausreichende Menge an Kühlmittel effizient zugeführt werden, wobei es auf den Blattschleifkornabschnitt 6 aufgebracht wird, es kann in ausreichendem Maße zugeführt werden, selbst wenn ein Rohblock mit einem großen Durchmesser geschnitten wird, und die Kühlwirkung auf den Schneidbereich sowie die Reinigungswirkung auf den Blattschleifkornabschnitt 6 können dadurch verbessert werden. Im Ergebnis kann die Schnittgenauigkeit durch Unterdrücken einer Maßabweichung der Schnittfläche und dergleichen verbessert werden. Zusätzlich kann die Lebensdauer des Blatts 2 dadurch verbessert werden, dass die Ansammlung von Schneidstaub am Blattschleifkornabschnitt 6 unterbunden ist, die kleinste Vibrationen des Blatts 2 verursachen kann; und die Produktionskosten können dadurch reduziert werden. Darüber hinaus kann durch eine Verbesserung der Reinigungswirkung auf den Blattschleifkornabschnitt 6 die Häufigkeit des Abrichtvorgangs für das Blatt 2 reduziert werden und dadurch kann die Bearbeitungszeit verkürzt werden, und infolgedessen kann die Produktivität verbessert werden.
Gemäß der vorliegenden Erfindung kann die Temperatur des Schneidbereichs auf ungefähr 100°C begrenzt werden, wenn ein Siliziumrohblock mit einem großen Durchmesser von beispielsweise 300 mm oder mehr geschnitten wird. Die Verschlechterung der Diamantschleifkörner aufgrund von Oxidation kann verhindert werden, wobei die Oxidation herkömmlicherweise dadurch verursacht wird, dass wegen einer unzureichenden Zufuhr des Kühlmittels beim Schneiden des Siliziumrohblocks mit einem derartig großen Durchmesser die Temperatur des Schneidbereichs auf 700°C oder mehr ansteigt.
Dabei ist, wie in 3 gezeigt ist, mindestens eine der Kühlmitteltaschen 8 vorzugsweise in unmittelbarer Nähe vor dem Rohblock 4 in Bezug auf die Umlaufantriebsrichtung des Blatts 2 angeordnet; dadurch wird es möglich, dass das Kühlmittel, das auf den Blattschleifkornabschnitt 6 aufgebracht wird, dem Schneidbereich des Rohblocks 4 effizienter zugeführt wird. Dies ist jedoch nicht besonders beschränkt.
In diesem Fall kann die Kühlmitteltasche 8 auch unterhalb der statischen Andruckkissen 10 angeordnet sein. Wenn die Kühlmitteltasche 8 an der Stelle der statischen Andruckkissen 10 angeordnet ist, an der die Vibration des Blatts 2 noch weiter unterdrückt ist, wie vorstehend beschrieben ist, kann das Kühlmittel auf den Blattschleifkornabschnitt 6 stabiler aufgebracht werden.
Die Rohblockschneidvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung kann auch so ausgelegt sein, dass die Kühlmitteltasche 8 unterhalb der statischen Andruckkissen 10 angeordnet ist, ein Kühlmittelsprühauslass (nicht gezeigt) an der Oberfläche der statischen Andruckkissen 10 auf der Seite des Blatts 2 vorgesehen ist, und das Kühlmittel in Richtung zum Blatt 2 (zur Blattbasis) durch den Kühlmittelsprühauslass gesprüht wird, so dass die Vibration des Blatts 2 unterdrückt wird und das versprühte Kühlmittel in der Kühlmitteltasche 8 aufgenommen wird.
In diesem Fall können die Umlenkscheiben 3 und 3' auch so ausgeführt sein, dass sie in beiden Richtungen um ihre Achsen gedreht werden können, und kann die Umlaufantriebsrichtung des Blatts 2 gewechselt werden, um den Rohblock 4 zu schneiden. Hierbei ist wünschenswerterweise eine Fixierschraube an den Umlenkscheiben 3 und 3' vorgesehen, so dass diese sich nicht ablösen, wenn deren Drehrichtung geändert wird.
Wenn wie vorstehend beschrieben die Umlenkscheiben 3 und 3' so ausgelegt sind, dass sie um ihre Achsen in beiden Richtungen drehbar sind, und die Umlaufantriebsrichtung des Blatts 2 zum Schneiden des Rohblocks 4 geändert werden kann, dann kehrt sich die Richtung der Kantenauslenkung des Blatts 2 durch einen Wechsel der Richtung, in der der Blattschleifkornabschnitt 6 mit dem Rohblock 4 in Kontakt gelangt, zwischen vor dem Wechsel der Umlaufantriebsrichtung des Blatts 2 und danach um, und der Versatzbetrag der Kantenauslenkung des Blatts 2 kann dadurch auf ein niedriges Niveau gedrückt werden. Im Ergebnis lässt sich die Schnittgenauigkeit des Rohblocks 4 effektiver verbessern, und die Lebensdauer des Blatts 2 kann zuverlässiger gesteigert werden.
Hierbei können die Umlenkscheiben so ausgelegt sein, dass sie einen Einwellenantrieb darstellen, bei dem eine der beiden Umlenkscheiben 3 und 3' in Drehung versetzt werden kann, so dass sie sich von selbst dreht, oder einen Zweiwellenantrieb darstellen, bei dem beide Umlenkscheiben angetrieben werden können, so dass sie sich von selbst drehen.
Des Weiteren kann die Spannung zum Strecken des Blatts 2 zwischen den Umlenkscheiben 3 und 3' 1 t oder mehr betragen, wobei dies nicht besonders beschränkt ist. Wenn die Spannung zum Strecken des Blatts 2 zwischen den Umlenkscheiben 3 und 3' 1 t oder mehr beträgt, wie vorstehend beschrieben ist, kann selbst bei einem Einwellenantrieb verhindert werden, dass sich während der Rotation Schläge am Blatt 2 ergeben, und zwar ungeachtet der Umlaufantriebsrichtung des Blatts 2.
Wie in 4 gezeigt ist, kann die Rohblockschneidvorrichtung außerdem mindestens zwei Kühlmitteltaschen umfassen, und mindestens eine der Kühlmitteltaschen kann an jeweiligen Positionen vor bzw. hinter dem Rohblock 4 in Bezug auf die Umlaufantriebsrichtung des Blatts 2 angeordnet sein.
Wenn die Rohblockschneidvorrichtung wie vorstehend beschrieben mindestens zwei Kühlmitteltaschen 8 und 8' aufweist, und mindestens eine der Kühlmitteltaschen an den jeweiligen Positionen vor bzw. hinter dem Rohblock 4 in Bezug auf die Umlaufantriebsrichtung des Blatts 2 angeordnet ist, kann das Kühlmittel ungeachtet der Umlaufantriebsrichtung des Blatts 2 dem Schneidbereich in ausreichendem Maß zugeführt werden. Dadurch ist es nicht nötig, die Anordnungsposition der Kühlmitteltaschen 8 und 8' abhängig von der Umlaufantriebsrichtung des Blatts 2 zu verändern. Die Anzahl der anzuordnenden Kühlmitteltaschen kann natürlich gleich oder größer als 3 sein.
Wenn ferner die Anzahl der Kühlmitteltaschen 8 und 8' zum Zuführen des Kühlmittels zunimmt, und insbesondere die Kühlmitteltasche 8' hinter dem Rohblock 4 in Bezug auf die Umlaufantriebsrichtung des Blatts 2 angeordnet ist, kann die Reinigungswirkung auf das Blatt 2 durch das Kühlmittel sicherer verbessert werden.
Außerdem handelt es sich bei dem zuzuführenden Kühlmittel vorzugsweise um reines Wasser mit einem spezifischen Widerstand von 17 MΩ·cm oder mehr.
Wenn das Kühlmittel wie vorstehend beschrieben eine hohe Permeabilität hat, wie zum Beispiel reines Wasser mit einem spezifischen Widerstand von 17 MΩ·cm oder darüber, gelangt das Kühlmittel während des Schneidens leicht zwischen das Blatt 2 und den Rohblock 4, und dadurch kann das Kühlmittel effektiver zugeführt werden.
Dabei kann, wie in 4 gezeigt ist, die Rohblockschneidvorrichtung eine Ultraschallwellen-Ausbreitungseinrichtung 11 enthalten, um das in den Kühlmitteltaschen 8 und 8' aufgenommene Kühlmittel mit einer Ultraschallwelle zu beaufschlagen.
Wenn die Rohblockschneidvorrichtung wie vorstehend beschrieben die Ultraschallwellen-Ausbreitungseinrichtung 11 enthält, um das in den Kühlmitteltaschen 8 und 8' aufgenommene Kühlmittel mit der Ultraschallwelle zu beaufschlagen, kann die Reinigungswirkung auf das Blatt 2 durch das Kühlmittel, das mit der Ultraschallwelle beaufschlagt ist, zuverlässiger verbessert werden. Dabei kann die Ultraschallwellen-Ausbreitungseinrichtung 11 so ausgelegt sein, dass das in allen angeordneten Kühlmitteltaschen 8 und 8' aufgenommene Kühlmittel mit der Ultraschallwelle beaufschlagt wird oder dass nur ein Teil davon mit der Ultraschallwelle beaufschlagt wird.
Hierbei kann die Frequenz der Ultraschallwelle zum Beispiel 400 bis 460 KHz betragen und deren Leistung kann zwischen 13 und 17 W liegen. Diese Werte sind jedoch nicht hierauf beschränkt.
Ferner kann der Rohblock 4 ein Siliziumrohblock mit einem Durchmesser von 300 mm oder mehr sein.
Selbst wenn es sich bei dem Rohblock 4, wie vorstehend beschrieben, um einen Siliziumrohblock mit einem großen Durchmesser von 300 mm oder mehr handelt, kann das Kühlmittel effizient und in ausreichendem Maß zugeführt werden, indem es gemäß der vorliegenden Erfindung auf den Blattschleifkornabschnitt 6 aufgebracht wird, und die Kühlwirkung auf den Schneidbereich sowie die Reinigungswirkung auf den Blattschleifkornabschnitt 6 können dadurch verbessert werden.
Als Nächstes wird das Rohblockschneidverfahren gemäß der vorliegenden Erfindung erläutert.
Nachstehend wird der Fall erläutert, bei dem die Rohblockschneidvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet wird, wie in 1 gezeigt ist.
Zuerst wird mindestens eine Kühlmitteltasche 8 zum Zuführen des Kühlmittels zum Blatt 2 angeordnet. Das Kühlmittel ist in der Kühlmitteltasche 8 aufgenommen.
Der zu schneidende Rohblock 4 wird horizontal auf den Schneidetisch 5 aufgelegt. Eine Position, in der der Rohblock 4 angeordnet ist, wird so eingestellt, dass eine Schneidposition des Rohblocks 4 mit der Position des Blatts 2 übereinstimmt.
Das Blatt 2 wird daraufhin durch Drehen der Umlenkscheiben 3 und 3' zum Umlaufen angetrieben und, wie in 3 gezeigt ist, wird der Blattschleifkornabschnitt 6 mit dem in der Kühlmitteltasche 8 aufgenommenen Kühlmittel in Kontakt gebracht, indem der Blattschleifkornabschnitt 6 des Blatts 2 durch den Rillenabschnitt 9 laufen gelassen wird, der am oberen Abschnitt der Kühlmitteltasche 8 vorgesehen ist, so dass das Kühlmittel dem Blatt 2 zugeführt wird. Der Rohblock 4 wird geschnitten, indem das Blatt 2 von oben nach unten dem Rohblock 4 entsprechend zugeführt wird. Dabei kann das Blatt 2 von oben nach unten zugeführt werden, oder alternativ kann der Rohblock 4 von unten nach oben zugeführt werden.
Hierbei wird, wie in 3 gezeigt ist, ein Teil des in der Kühlmitteltasche 8 aufgenommenen Kühlmittels auf den Blattschleifkornabschnitt 6 aufgebracht und zugeführt, und der andere Teil fließt aus dem Rillenabschnitt 9 heraus. Das Kühlmittel wird demgemäß wieder dem Rillenabschnitt 9 der Kühlmitteltasche 8 zugeführt, so dass das Kühlmittel stets in der Kühlmitteltasche 8 aufgenommen ist. Wie vorstehend beschrieben, ist es hier möglich, dass die Kühlmitteltasche 8 unterhalb der statischen Andruckkissen 10 angeordnet ist, und das Kühlmittel wird durch den Kühlmittelsprühauslass der statischen Andruckkissen 10 versprüht, so dass die Vibration des Blatts 2 unterdrückt wird und das versprühte Kühlmittel in der Kühlmitteltasche 8 aufgenommen ist.
Hierbei kann die Verfahrgeschwindigkeit, mit der das Blatt 2 zum Umlaufen angetrieben ist, 600 bis 1400 m/min betragen. Es gibt jedoch keine besondere Beschränkung darauf.
Wenn der Rohblock 4 mittels des Verfahrens geschnitten wird, wie vorstehend beschrieben, kann das Kühlmittel dem Schneidbereich effizient zugeführt werden, indem das Kühlmittel auf den Blattschleifkornabschnitt 6 aufgebracht wird. Zusätzlich dazu wird selbst beim Schneiden eines Rohblocks 4 mit einem großen Durchmesser das Kühlmittel in ausreichendem Maß zugeführt, und die Kühlwirkung auf den Schneidbereich sowie die Reinigungswirkung auf den Blattschleifkornabschnitt 6 können dadurch verbessert werden. Im Ergebnis kann die Schnittgenauigkeit dadurch verbessert werden, dass eine Maßabweichung der Schnittfläche und dergleichen unterdrückt wird. Darüber hinaus kann die Lebensdauer des Blatts 2 dadurch verbessert werden, dass die Ansammlung von Schneidstaub am Blattschleifkornabschnitt 6 unterbunden ist, was kleinste Vibrationen des Blatts 2 verursachen kann, und somit können die Produktionskosten reduziert werden. Außerdem kann die Häufigkeit des Abrichtvorgangs für das Blatt 2 durch die Verbesserung der Reinigungswirkung auf den Blattschleifkornabschnitt 6 reduziert werden, und die Bearbeitungsdauer kann dadurch reduziert werden, so dass sich die Produktivität verbessert.
In diesem Fall ist es möglich, dass nachdem Schneiden des Rohblocks 4, wobei das Blatt 2 in eine Richtung zum Umlaufen angetrieben ist, die Umlaufantriebsrichtung des Blatts 2 in die zu der einen Richtung entgegengesetzte Richtung gewechselt werden, und danach wird derselbe Rohblock 4 kontinuierlich geschnitten oder es wird ein nächster Rohblock geschnitten.
Wenn die Umlaufantriebsrichtung des Blatts 2 wie vorstehend beschrieben gewechselt wird, kehrt sich die Richtung der Kantenauslenkung des Blatts 2 dadurch um, dass sich die Richtung ändert, in der der Blattschleifkornabschnitt 6 in Kontakt mit dem Rohblock 4 gelangt, und zwar im Vergleich zwischen vor und nach dem Wechsel der Umlaufantriebsrichtung des Blatts 2, und der Versatzbetrag der Kantenauslenkung des Blatts 2 kann dadurch auf ein niedriges Niveau gedrückt werden. Im Ergebnis lässt sich die Schnittgenauigkeit des Rohblocks 4 effektiver verbessern, und die Lebensdauer des Blatts 2 kann zuverlässiger gesteigert werden.
In diesem Fall ist es, wie in 4 gezeigt ist, möglich, dass die mindestens eine Kühlmitteltasche an jeweiligen Positionen vor bzw. hinter dem Rohblock 4 in Bezug auf die Umlaufantriebsrichtung des Blatts 2 angeordnet ist, und das Kühlmittel durch mindestens zwei der angeordneten Kühlmitteltaschen 8 und 8' zugeführt wird.
Wenn wie vorstehend beschrieben mindestens eine der Kühlmitteltaschen 8 und 8' an den jeweiligen Positionen vor bzw. hinter dem Rohblock 4 in Bezug auf die Umlaufantriebsrichtung des Blatts 2 angeordnet ist, und das Kühlmittel durch mindestens zwei der angeordneten Kühlmitteltaschen 8 und 8' zugeführt wird, kann das Kühlmittel dem Schneidbereich ungeachtet der Umlaufantriebsrichtung des Blatts 2 in ausreichendem Maße zugeführt werden. Dabei ist es nicht erforderlich, die Anordnungsposition der Kühlmitteltaschen 8 und 8' in Abhängigkeit von der Umlaufantriebsrichtung des Blatts 2 zu ändern.
Wenn außerdem die Anzahl der Kühlmitteltaschen 8 und 8' zum Zuführen des Kühlmittels zunimmt, und insbesondere die Kühlmitteltasche 8' hinter dem Rohblock 4 in Bezug auf die Umlaufantriebsrichtung des Blatts 2 angeordnet ist, kann die Reinigungswirkung auf das Blatt 2 durch das Kühlmittel zuverlässiger verbessert werden.
In diesem Fall wird als Kühlmittel vorzugsweise reines Wasser mit einem spezifischen Widerstand von 17 MΩ·cm verwendet.
Wenn wie vorstehend beschrieben reines Wasser mit einem spezifischen Widerstand von 17 MΩ·cm oder mehr als Kühlmittel verwendet wird, gelangt das Kühlmittel während des Schneidens leicht zwischen das Blatt 2 und den Rohblock 4, und dadurch kann das Kühlmittel effektiver zugeführt werden.
In diesem Fall ist es, wie in 4 gezeigt ist, möglich, dass das in den Kühlmitteltaschen 8 und 8' aufgenommene Kühlmittel mit einer Ultraschallwelle beaufschlagt wird, und der Blattschleifkornabschnitt 6 wird durch das Kühlmittel gereinigt, welches mit der Ultraschallwelle beaufschlagt wird, während das Blatt zum Umlaufen angetrieben ist.
Wenn wie vorstehend beschrieben das in den Kühlmitteltaschen 8 und 8' aufgenommene Kühlmittel mit der Ultraschallwelle beaufschlagt wird und der Blattschleifkornabschnitt 6 durch das Kühlmittel gereinigt wird, welches mit der Ultraschallwelle beaufschlagt ist, während das Blatt zum Umlaufen angetrieben ist, kann die Reinigungswirkung auf das Blatt 2 durch die Ultraschallwelle, mit der das Kühlmittel beaufschlagt wird, zuverlässiger verbessert werden. Hierbei kann das in allen angeordneten Kühlmitteltaschen 8 und 8' aufgenommene Kühlmittel mit der Ultraschallwelle beaufschlagt werden, oder auch nur ein Teil davon.
Hier kann die Frequenz der Ultraschallwelle beispielsweise zwischen 400 und 460 KHz liegen, und deren Leistung kann 13 bis 17 W betragen. Diese Werte sind jedoch nicht besonders beschränkt.
Dabei kann als Rohblock 4 ein Siliziumrohblock mit einem Durchmesser von 300 mm oder mehr verwendet werden.
Selbst wenn wie vorstehend beschrieben ein Siliziumrohblock mit einem großen Durchmesser von 300 mm oder mehr als Rohblock 4 verwendet wird, kann das Kühlmittel effizient und in ausreichendem Maße zugeführt werden, indem das Kühlmittel gemäß der vorliegenden Erfindung auf den Blattschleifkornabschnitt 6 aufgebracht wird, und die Kühlwirkung auf den Schneidbereich sowie die Reinigungswirkung auf den Blattschleifkornabschnitt 6 können dadurch verbessert werden.
Nachstehend wird die vorliegende Erfindung auf der Grundlage von Beispielen und eines Vergleichsbeispiels näher erläutert, wobei die vorliegende Erfindung aber nicht hierauf beschränkt ist.
(Beispiel 1)
Mit der Rohblockschneidvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung, die mit einer Kühlmitteltasche ausgestattet war, wie in 1 und 3 gezeigt ist, wurde ein Einkristall-Siliziumrohblock mit einem Durchmesser von 301 mm zu einem Block zerschnitten, die Maßabweichung an der Schnittfläche des geschnittenen Blocks gemessen und die Lebensdauer des Blatts bestimmt. Hierbei wurde ein Blatt verwendet, bei dem die Dicke des Blattschleifkornabschnitts 0,65 mm betrug (die Dicke der Blattbasis betrug 0,3 mm). Die Verfahrgeschwindigkeit des Blatts lag bei 1100 m/min. Als Kühlmittel wurde reines Wasser mit einem spezifischen Widerstand von 17,5 MΩ·cm verwendet.
Von dem Rohblock wurden mehrfach Blöcke abgeschnitten. Wenn der Versatzbetrag der Kantenauslenkung des Blatts einen Wert von 200 μm oder darüber annahm, wurde die Anzahl der Schneidvorgänge bis zu diesem Zeitpunkt als die Lebensdauer des Blatts bemessen. Am Ende der Lebensdauer des Blatts wurde dieses gegen ein neues ausgetauscht, und diese Vorgänge wurden bis zu 10-mal wiederholt, um die Lebensdauer des Blatts zu bestimmen.
Im Ergebnis zeigte sich, dass der maximale Wert der Maßabweichung an der Schnittfläche 250 μm betrug, und dass er kleiner als der Wert von 500 μm war, der sich bei dem weiter unten beschriebenen Vergleichsbeispiel ergab. Außerdem konnte bestätigt werden, dass sich die Störungen an der Schnittfläche dadurch von 0,1% auf 0,05% halbierten.
5 zeigt das Ergebnis der Lebensdauer des Blatts. 5 ist ein Diagramm, das den Zusammenhang zwischen einer Blattzahl und der Lebensdauer des Blatts zeigt, wobei ein Mittelwert der Lebensdauer des Blatts beim Vergleichsbeispiel bei 1 lag. Die Lebensdauer des Blatts war durch die Gesamtanzahl von Schneidvorgängen repräsentiert, bis der Versatzbetrag der Kantenauslenkung des Blatts einen Wert von 200 μm oder darüber annahm. Wie in 5 gezeigt ist, bestätigte sich, dass die Lebensdauer des Blatts verglichen mit dem Ergebnis des weiter unten beschriebenen Vergleichsbeispiels besser war.
Ferner wurde der Blattschleifkornabschnitt mit einem optischen Mikroskop mit 200-facher Vergrößerung untersucht, um einen Zustand des Anhaftens von Schneidspänen am Blattschleifkornabschnitt zu untersuchen, nachdem von dem Rohblock einmal ein Block abgeschnitten wurde. Im Ergebnis bestätigte sich, dass der untersuchte Zustand des Anhaftens von Schneidspänen ungefähr derselbe war wie bei dem Blattschleifkornabschnitt, der einem Abrichtvorgang unterzogen wurde, nachdem im Rahmen des weiter unten beschriebenen Vergleichsbeispiels von einem Rohblock ein Block abgeschnitten wurde; somit war die Reinigungswirkung des Kühlmittels verbessert.
Wie vorstehend beschrieben ist, bestätigte sich, dass es mit der Rohblockschneidvorrichtung und dem Rohblockschneidverfahren gemäß der vorliegenden Erfindung möglich ist, die Kühlwirkung und die Reinigungswirkung auf den Blattschleifkornabschnitt zu verbessern, indem das Kühlmittel in ausreichendem Maß zugeführt wird, und demzufolge eine Verbesserung der Schnittgenauigkeit und der Lebensdauer des Blatts möglich wurde.
(Beispiel 2)
Zusätzlich zu denselben Bedingungen wie unter Beispiel 1 wurde ein Rohblock zu Blöcken zerschnitten, während das in der Kühlmitteltasche aufgenommene Kühlmittel mit der vorgesehenen Ultraschallwellen-Ausbreitungseinrichtung mit Ultraschallwellen beaufschlagt wurde, und die Lebensdauer des Blatts wurde wie bei Beispiel 1 bestimmt. Dabei betrug die Frequenz der Ultraschallwelle 430 KHz und deren Leistung lag bei 15 W.
Das Ergebnis ist in 5 gezeigt. Wie in 5 veranschaulicht ist, bestätigte sich, dass die Lebensdauer des Blatts gegenüber dem Ergebnis des weiter unten beschriebenen Vergleichsbeispiels besser war; darüber hinaus war sie auch besser als bei Beispiel 1.
(Beispiel 3)
Wie in 4 gezeigt ist, waren zwei Kühlmitteltaschen und zwei Ultraschallwellen-Ausbreitungseinrichtungen so vorgesehen, dass die Kühlmitteltaschen jeweils an den entsprechenden Positionen vor bzw. hinter einem Rohblock in Bezug auf die Umlaufantriebsrichtung des Blatts angeordnet waren, wobei zusätzlich dieselben Bedingungen wie bei Beispiel 2 herrschten. Der Rohblock wurde zu Blöcken zerschnitten, während die Ultraschallwelle auf das in den Kühlmitteltaschen vorgehaltene Kühlmittel aufgebracht wurde. Es wurde der Versatzbetrag der Kantenauslenkung des Blatts beim Schneiden gemessen, und wenn der Versatzbetrag einen Wert von 100 μm oder darüber annahm, wurde die Umlaufantriebsrichtung des Blatts gewechselt, bevor der nächste Block abgeschnitten wurde. Die Lebensdauer des Blatts wurde wie bei Beispiel 2 bestimmt.
5 zeigt das Ergebnis. Wie in 5 gezeigt ist, bestätigte sich, dass die Lebensdauer des Blatts besser war als bei dem weiter unten beschriebenen Vergleichsbeispiel; darüber hinaus war sie auch besser als bei Beispiel 2.
(Vergleichsbeispiel)
Ein Rohblock wurde zu Blöcken zerschnitten, und zwar unter denselben Bedingungen wie bei Beispiel 1, außer dass eine herkömmliche Rohblockschneidvorrichtung verwendet wurde, mit der das Kühlmittel mit einer Düse zugeführt wurde, wie in 6 gezeigt ist; und die Maßabweichung an der Schnittfläche des abgeschnittenen Blocks sowie die Lebensdauer des Blatts wurden wie bei Beispiel 1 bestimmt.
Im Ergebnis lag der Höchstwert der Maßabweichung der Schnittfläche bei 500 μm, was einen schlechteren Wert als bei Beispiel 1 darstellt.
5 zeigt das Ergebnis der Lebensdauer des Blatts. Wie in 5 gezeigt ist, bestätigte sich, dass die Lebensdauer des Blatts einen schlechteren Wert annahm als bei Beispiel 1.
Es ist festzuhalten, dass die vorliegende Erfindung nicht auf die vorstehend genannte Ausführungsform beschränkt ist. Bei der Ausführungsform handelt es sich nur um eine beispielhafte Darstellung, und alle Beispiele, die im Wesentlichen dieselben Merkmale haben und dieselben Funktionen und Wirkungen zeigen wie die in dem in den Ansprüchen der vorliegenden Erfindung beschriebenen technischen Konzept, sind vom technischen Umfang der vorliegenden Erfindung umfasst.

Claims

Rohblockschneidvorrichtung umfassend einen Schneidetisch, auf dem ein Rohblock horizontal aufgelegt ist, und ein Endlosbandblatt, das in einem gespannten Zustand zwischen Umlenkscheiben vorgesehen ist, wobei das Blatt einen Blattschleifkornabschnitt und eine Blattbasis aufweist, wobei die Rohblockschneidvorrichtung den Rohblock zerschneidet, indem das Blatt von oben nach unten dem Block entsprechend zugeführt wird, während das Blatt durch Drehen der Umlenkscheiben zum Umlaufen angetrieben ist und dem Blatt ein Kühlmittel zugeführt wird, wobei die Rohblockschneidvorrichtung mindestens eine Kühlmitteltasche aufweist, in der das Kühlmittel aufgenommen ist, welches dem Blatt zuzuführen ist, wobei der Blattschleifkornabschnitt mit dem in der mindestens einen Kühlmitteltascheaufgenommenen Kühlmittel in Kontakt gebracht wird, indem der Blattschleifkornabschnitt des Blatts durch einen Rillenabschnitt laufen gelassen wird, der an einem oberen Abschnitt der mindestens einen Kühlmitteltasche vorgesehen ist, während das Blatt zum Umlaufen angetrieben ist, so dass das Kühlmittel dem Blatt zugeführt wird.
Rohblockschneidvorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Umlenkscheiben so ausgelegt sind, dass sie um ihre jeweiligen Achsen in beiden Richtungen drehbar sind, und die Umlaufantriebsrichtung des Blatts zum Schneiden des Rohblocks gewechselt werden kann.
Rohblockschneidvorrichtung nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, umfassend mindestens zwei Kühlmitteltaschen, wobei mindestens eine der Kühlmitteltaschen an jeweiligen Positionen vor bzw. hinter dem Rohblock in Bezug auf die Umlaufantriebsrichtung des Blatts angeordnet ist.
Rohblockschneidvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei das Kühlmittel reines Wasser mit einem spezifischen Widerstand von 17 MΩ·cm oder mehr ist.
Rohblockschneidvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, mit einer Ultraschallwellen-Ausbreitungseinrichtung, um das in der mindestens einen Kühlmitteltascheaufgenommene Kühlmittel mit einer Ultraschallwelle zu beaufschlagen.
Rohblockschneidvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei der Rohblock ein Siliziumrohblock mit einem Durchmesser von 300 mm oder mehr ist.
Rohblockschneidverfahren, umfassend: horizontales Auflegen eines Rohblocks auf einen Schneidetisch; Bereitstellen eines Endlosbandblatts in einem gespannten Zustand zwischen Umlenkscheiben, wobei das Blatt einen Blattschleifkornabschnitt und eine Blattbasis aufweist; Antreiben des Blatts zum Umlaufen durch Drehen der Umlenkscheiben; und Zerschneiden des Rohblocks durch entsprechendes Zuführen des Blatts von oben nach unten in Richtung zum Rohblock, während dem Blatt ein Kühlmittel zugeführt wird, wobei mindestens eine Kühlmitteltasche zum Zuführen des Kühlmittels zum Blatt angeordnet ist, das Kühlmittel in der mindestens einen Kühlmitteltasche aufgenommen wird, und das Kühlmittel dem Blatt derart zugeführt wird, dass der Blattschleifkornabschnitt mit dem Kühlmittel in Kontakt gebracht wird, das in der mindestens einen Kühlmitteltasche aufgenommen wird, indem der Blattschleifkornabschnitt des Blatts durch einen Rillenabschnitt laufen gelassen wird, der an einem oberen Abschnitt der mindestens einen Kühlmitteltasche vorgesehen ist, während das Blatt zum Umlaufen angetrieben ist.
Rohblockschneidverfahren nach Anspruch 7, wobei nach dem Schneidendes Rohblocks unter Antreiben des Blatts zum Umlaufen in einer Richtung die Umlaufantriebsrichtung des Blatts in eine Richtung gewechselt wird, die der einen Richtung entgegengesetzt ist, und daraufhin der Rohblock kontinuierlich geschnitten wird oder ein nächster Rohblock geschnitten wird.
Rohblockschneidverfahren nach Anspruch 7 oder 8, wobei die mindestens eine Kühlmitteltasche an jeweiligen Positionen vor bzw. hinter dem Rohblock in Bezug auf die Umlaufantriebsrichtung des Blatts angeordnet ist und das Kühlmittel durch mindestens zwei der angeordneten Kühlmitteltaschen zugeführt wird.
Rohblockschneidverfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 9, wobei reines Wasser mit einem spezifischen Widerstand von 17 MΩ·cm oder mehr als Kühlmittel verwendet wird.
Rohblockschneidverfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 10, wobei das in der mindestens einen Kühlmitteltasche aufgenommene Kühlmittel mit einer Ultraschallwelle beaufschlagt wird, und der Blattschleifkornabschnitt durch das Kühlmittel gereinigt wird, das mit der Ultraschallwelle beaufschlagt ist, während das Blatt zum Umlaufen angetrieben ist.
Rohblockschneidverfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 11, wobei ein Siliziumrohblock mit einem Durchmesser von 300 mm oder mehr als Rohblock verwendet wird.