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TECHNISCHES GEBIET
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Die vorliegende Erfindung ist mit einem Drahtsäge-Schneidverfahren verknüpft und betrifft ein Verfahren zum Herstellen einer Drahtsäge und eine Drahtsägevorrichtung beispielsweise für einen Waferschneideschritt zum Schneiden eines Werkstücks, etwa eines Siliciumhalbleiter-Einkristallstabs, (in Scheiben) zu einem Wafer.
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STAND DER TECHNIK
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Beispielsweise wird auf dem Gebiet der Halbleiterherstellung ein durch eine Einkristall-Ziehvorrichtung gezogener Siliciumhalbleiter-Einkristallstab orthogonal in axialer Richtung durch Verwenden eines Innenumfangschneiders dünn geschnitten, so dass eine Mehrzahl von Siliciumhalbleiter-Wafern erzeugt wird.
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Der aktuelle Trend zu immer größeren Durchmessern von Halbleiterwafern erschwert aber das Schneiden des Stabs mit einem herkömmlichen Innenumfangschneiders. Das Schneidverfahren mit einem Innenumfangschneider weist das Problem einer niedrigen Effizienz und Produktivität auf, weil die Wafer nacheinander abgeschnitten werden.
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Die Aufmerksamkeit richtet sich seit neuestem auf ein Schneidverfahren mit einer Drahtsäge (insbesondere einer Multidrahtsäge). Bei diesem Schneidverfahren wird ein Werkstück gegen ein um mehrere Drahtführungen (Hauptrollen) spiralförmig gewickeltes Drahtfeld gedrückt und der Draht wird bewegt, während eine Suspension zum Kontaktabschnitt zwischen Werkstück und Draht zugeführt wird. Somit wird das Werkstück in Wafer geschnitten (beispielsweise Patentliteratur 1). Solch ein Schneidverfahren ermöglicht das Abschneiden einer großen Zahl von (beispielsweise 100) Wafern gleichzeitig.
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LISTE DER ANFÜHRUNGEN
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PATENTLITERATUR
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Patentliteratur 1:
Japanische ungeprüfte Patentanmeldung Nr. Hei 11-156694
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OFFENBARUNG DER ERFINDUNG DURCH DIE ERFINDUNG GELÖSTE AUFGABE
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In einer in einem Schneidverfahren mit einer Drahtsäge wie zuvor beschrieben verwendeten Drahtsägevorrichtung sind eine lange Rolle, Spannarme usw. zwischen einer Drahtzuführhaspel und Drahtführungen angeordnet. Ein von der Drahtzuführhaspel ausgezogener Draht läuft auf der langen Rolle, während er sich in einer axialen Richtung der langen Rolle bewegt. Bei diesem Vorgang kehrt in einigen Fällen ein sich nicht reibungslos in der axialen Richtung der langen Rolle bewegender Draht spontan in eine inhärente Position (in der die Länge des sich bewegenden Drahts am kürzesten ist) zurück.
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In solch einem Fall schwenkt der Spannarm auf der Seite der Drahtzuführhaspel stark außerhalb des Steuerbereichs, was zu einem Problem in Form eines Drahtbruchs führt. Wenn ein Draht bricht, führt dies zu Qualitätseinbußen am Werkstück während des Schneidprozesses.
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Die vorliegende Erfindung wurde aufgrund der zuvor beschriebenen Probleme der Verfahren nach dem Stand der Technik entwickelt. Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht im Bereitstellen eines Verfahrens zum Herstellen einer Drahtsägevorrichtung und einer Drahtsägevorrichtung, die verhindern können, dass ein Spannarm zu stark außerhalb eines Steuerbereichs schwenkt, während sich ein von einer Drahtzuführhaspel ausgezogener Draht reibungslos in einer axialen Richtung auf einer langen Rolle bewegt.
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MITTEL ZUM LÖSEN DER AUFGABE
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Zum Erfüllen der vorhergehenden Aufgabe stellt die vorliegende Erfindung ein Verfahren zum Herstellen einer Drahtsägevorrichtung bereit, umfassend:
- eine Drahtzuführhaspel, von der ein Draht ausgezogen wird;
- eine lange Rolle mit einer Oberfläche, auf welcher der von der Drahtzuführhaspel ausgezogene Draht laufen kann;
- eine Mehrzahl von Drahtführungen, um die der Draht spiralförmig gewickelt ist;
- eine Drahtaufwickelhaspel, die den Draht aufwickelt; und
- ein Spannarm, der zwischen der Drahtzuführhaspel und den Drahtführungen angeordnet ist, zum Bewegen in einem vorab eingestellten Steuerwinkel von ±A (°) gesteuert und zum Ausüben einer Spannung auf den Draht ausgebildet, wobei
- der Draht auf der langen Rolle laufen kann, während er sich in einer axialen Richtung der langen Rolle bewegt, und
- das Verfahren die Schritte umfasst zum:
- Messen einer Oberflächenrauheit Rmax der langen Rolle;
- Messen eines Winkels a (°) des Spannarms, in dem der Spannarm außerhalb eines Bereichs des vorab eingestellten Steuerwinkels schwenkt, während der Draht von der Drahtzuführhaspel ausgezogen wird;
- Berechnen von R1×2×A÷(|a| +A)=R2, wobei R1 (µm) die gemessene Oberflächenrauheit Rmax der langen Rolle darstellt; und
- Anpassen der Oberflächenrauheit Rmax der langen Rolle auf den berechneten numerischen Wert R2 oder weniger.
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Somit kann eine Drahtsägevorrichtung hergestellt werden, bei der sich der von der Drahtzuführhaspel ausgezogene Draht reibungslos auf der langen Rolle in der axialen Richtung bewegt, wobei verhindert wird, dass der Spannarm zu stark außerhalb des Steuerbereichs schwenkt, und ein Drahtbruch verhindert wird.
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Die Oberflächenrauheit Rmax bezieht sich auf die größte Schnitthöhe in einer Schnittkurve, gemessen gemäß JIS B0601.
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In dieser Situation wird vorzugsweise eine lange Rolle aus Urethan mit einer Shore-A-Härte von 80 bis 96 verwendet.
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Die Verwendung einer langen Rolle mit einer Härte in solch einem Bereich erleichtert die reibungslose Bewegung des Drahts, verringert die Verformung und Beeinträchtigung der Form der langen Rolle und kann die Lebensdauer vielfach verlängern. Wenn die Shore-A-Härte 80 oder mehr beträgt, wird ein Verformen der langen Rolle verhindert und die Zahl der Verwendungen kann vergrößert werden. Wenn die Shore-A-Härte 96 oder weniger beträgt, kann die Bearbeitung zum Verringern der Oberflächenrauheit (Polieren) wirksam durchgeführt werden.
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Ferner wird in dieser Situation im Schritt zum Anpassen der Oberflächenrauheit Rmax der langen Rolle auf den berechneten numerischen Wert R2 oder weniger die Oberfläche der langen Rolle vorzugsweise mit einem Polierfilm der Zahl 800 bis 3000 poliert, so dass die Oberflächenrauheit Rmax der langen Rolle auf den berechneten numerischen Wert R2 oder weniger angepasst wird.
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Somit ermöglicht die Verwendung einer Mesh-Zahl von 800 oder größer zuverlässiger, dass die Oberflächenrauheit Rmax der langen Rolle R2 oder weniger ist. Die Verwendung einer Mesh-Zahl von 3000 oder kleiner verhindert hingegen ein Zusetzen des Polierfilms und ermöglicht ein wirksames Polieren.
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Zusätzlich stellt die vorliegende Erfindung eine Drahtsägevorrichtung bereit, umfassend:
- eine Drahtzuführhaspel, von der ein Draht ausgezogen wird;
- eine lange Rolle mit einer Oberfläche, auf welcher der von der Drahtzuführhaspel ausgezogene Draht laufen kann;
- eine Mehrzahl von Drahtführungen, um die der Draht spiralförmig gewickelt ist;
- eine Drahtaufwickelhaspel, die den Draht aufwickelt; und
- ein Spannarm, der zwischen der Drahtzuführhaspel und den Drahtführungen angeordnet ist, zum Bewegen in einem vorab eingestellten Steuerwinkel von ±A (°) gesteuert und zum Ausüben einer Spannung auf den Draht ausgebildet, wobei
- der Draht auf der langen Rolle laufen kann, während er sich in einer axialen Richtung der langen Rolle bewegt, und
- die lange Rolle eine Oberflächenrauheit Rmax von 21 µm oder weniger aufweist.
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Somit bewegt sich in der Drahtsägevorrichtung der von der Drahtzuführhaspel ausgezogene Draht reibungslos auf der langen Rolle in der axialen Richtung, wobei verhindert wird, dass der Spannarm zu stark außerhalb des Steuerbereichs schwenkt, und es kann ein Drahtbruch verhindert werden.
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In dieser Situation besteht die lange Rolle vorzugsweise aus Urethan mit einer Shore-A-Härte von 80 bis 96.
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Eine lange Rolle mit einer Härte in solch einem Bereich erleichtert die reibungslose Bewegung des Drahts, verringert die Verformung und Beeinträchtigung der Form der langen Rolle und kann die Lebensdauer vielfach verlängern. Wenn die Shore-A-Härte 80 oder mehr beträgt, wird ein Verformen der langen Rolle verhindert und die Zahl der Verwendungen kann optimiert werden. Wenn die Shore-A-Härte 96 oder weniger beträgt, kann die Bearbeitung zum Verringern der Oberflächenrauheit (Polieren) wirksam durchgeführt werden.
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WIRKUNG DER ERFINDUNG
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Das erfindungsgemäße Verfahren zum Herstellen einer Drahtsägevorrichtung und die erfindungsgemäße Drahtsägevorrichtung ermöglichen ein Drahtsägevorrichtung, in der sich der von der Drahtzuführhaspel ausgezogene Draht reibungslos auf der langen Rolle in der axialen Richtung bewegt, wobei verhindert wird, dass der Spannarm zu stark außerhalb des Steuerbereichs schwenkt, und es kann ein Drahtbruch verhindert werden.
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Figurenliste
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- 1(a) zeigt eine schematische Ansicht zur Darstellung der erfindungsgemäßen Drahtsägevorrichtung.
- 1(b) zeigt eine schematische Ansicht zur Darstellung eines Teils der Drahtsägevorrichtung, wobei eine Drahtzuführhaspel, eine lange Rolle und ein Riemen schräg von oben dargestellt sind (in der Richtung des Pfeils (b') in 1(a)).
- 2 zeigt ein Prozessdiagramm zur Darstellung eines Beispiels des erfindungsgemäßen Verfahrens zum Herstellen einer Drahtsägevorrichtung.
- 3 zeigt einen Graphen zur Darstellung einer Bewegung eines Spannarms, wenn die lange Rolle eine Oberflächenrauheit Rmax von 34 µm aufweist.
- 4 zeigt einen Graphen zur Darstellung einer Bewegung des Spannarms, wenn die lange Rolle eine Oberflächenrauheit Rmax von 21 µm aufweist.
- 5 zeigt einen Graphen zur Darstellung der Oberflächenrauheit Rmax in einer axialen Richtung der langen Rolle, wenn die lange Rolle mit einer Oberflächenrauheit Rmax von 34 µm mit einem Polierfilm mit der Zahl 600, 800, 2000, 3000 oder 4000 poliert wird.
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BESTE ARTEN ZUR AUSFÜHRUNG DER ERFINDUNG
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Nachfolgend sind Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung beschrieben. Die vorliegende Erfindung ist aber nicht hierauf beschränkt.
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Wie zuvor beschrieben kehrt in einer Drahtsäge, in der ein von einer Drahtzuführhaspel ausgezogener Draht auf einer langen Rolle läuft, während er sich in einer axialen Richtung hiervon bewegt, ein sich nicht reibungslos in der axialen Richtung der langen Rolle bewegender Draht in einigen Fällen spontan in die inhärente Position zurück. In diesem Fall schwenkt ein Spannarm auf der Seite der Drahtzuführhaspel stark außerhalb des Steuerbereichs, was zu einem Problem in Form eines Drahtbruchs führt.
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Daher hat der vorliegende Erfinder umfassende Untersuchungen zum Lösen solch eines Problems durchgeführt. Der Erfinder hat herausgefunden, dass ein Regeln der Oberflächenrauheit Rmax der langen Rolle es ermöglicht, dass sich der von der Drahtzuführhaspel ausgezogene Draht reibungslos auf der langen Rolle in der axialen Richtung bewegt, und verhindern kann, dass der Spannarm zu stark außerhalb des Steuerbereichs schwenkt, was verhindern kann, dass ein Drahtbruch durch diesen starken Schwenk auftritt. Ferner hat der Erfinder sorgfältig die beste Weise zum Ausführen dieser untersucht und die vorliegende Erfindung fertiggestellt.
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Zunächst ist die erfindungsgemäße Drahtsägevorrichtung 24 in Bezug auf 1(a) und (b) beschrieben. Wie in 1(a) dargestellt umfasst die erfindungsgemäße Drahtsägevorrichtung 24: eine Drahtzuführhaspel 1, von der ein Draht 25 ausgezogen wird; eine lange Rolle 2 mit einer Oberfläche, auf welcher der von der Drahtzuführhaspel 1 ausgezogene Draht 25 laufen kann; eine Mehrzahl von Drahtführungen 26, um die der Draht 25 spiralförmig gewickelt ist; eine Drahtaufwickelhaspel 18, die den Draht 25 aufwickelt; und einen Spannarm 19, der zwischen der Drahtzuführhaspel 1 und den Drahtführungen 26 angeordnet ist, zum Bewegen in einem vorab eingestellten Steuerwinkel von ±A (°) gesteuert und zum Ausüben einer Spannung auf den Draht 25 ausgebildet. Zusätzlich kann, wie in 1(b) dargestellt, der Draht 25 auf der langen Rolle 2 laufen, während er sich in einer axialen Richtung der langen Rolle 2 bewegt.
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Die Drahtführungen 26 können beispielsweise aus zwei Teilen bestehen: einer Hauptdrahtführung 10 und einer Nebendrahtführung 11.
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Der von der Drahtzuführhaspel 1 ausgezogene Draht 25 läuft über die lange Rolle 2, eine Traverse 3, eine Scheibe 4, eine Spannarmscheibe 5, eine Spannungssensorscheibe 6, eine Scheibe 7, eine Scheibe 8 und eine Scheibe 9 und anschließend wird der Draht 25 um die Hauptdrahtführung 10 und die Nebendrahtführung 11 in vorgegebenen Teilungen parallel gewickelt, wodurch ein Drahtfeld 27 gebildet wird. Ferner ist das Drahtfeld 27 zum Schneiden eines Werkstücks 23 ausgebildet, wenn das Werkstück 23 auf das Drahtfeld 27 abgesenkt wird.
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Ferner läuft der von der Nebendrahtführung 11 abgewickelte Draht 25 über eine Scheibe 12, eine Scheibe 13, eine Spannungssensorscheibe 14, eine Spannarmscheibe 15, eine Scheibe 16 und eine Traverse 17 und anschließend wird der Draht 25 um die Drahtaufwickelhaspel 18 gewickelt.
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In der Drahtsägevorrichtung 24 dieser Ausführungsform kann die Traverse 3 nur verwendet werden, wenn die Laufrichtung des Drahts 25 umgekehrt wird und die Drahtzuführhaspel 1 den Draht aufwickelt.
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In der Drahtsägevorrichtung 24 dieser Ausführungsform bewegt auf der Basis der von einem Spannungssensor 20 erfassten Spannung die Position der Spannarmscheibe 5 die Zentrierung auf dem Spannarm 19 in einem bestimmten vorab eingestellten Steuerwinkel von ±A (°) (der Spannarm 19 schwenkt), so dass die Spannung von der Drahtzuführhaspel 1 zur Hauptdrahtführung 10 gesteuert werden kann. Zusätzlich kann ebenso die Spannung von der Nebendrahtführung 11 zur Drahtaufwickelhaspel 18 gesteuert werden, indem die Position der Spannarmscheibe 15 die Zentrierung auf einem Spannarm 22 in einem bestimmten Steuerbereich auf der Basis der von einem Spannungssensor 21 erfassten Spannung bewegt.
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In diesem Fall kann der Steuerwinkel von ±A (°) des Spannarms 19 beispielsweise in einem Bereich von ±1,5° eingestellt werden.
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Anschließend wird, wenn der Draht 25 von der Drahtzuführhaspel 1 ausgezogen wird wie in 1(b) dargestellt, der von der Drahtzuführhaspel 1 ausgezogene Draht 25 ausgezogen, während er sich in einer axialen Richtung der Drahtzuführhaspel 1 bewegt. Somit läuft der Draht 25 auf der langen Rolle 2 zur Scheibe 4, während er sich in der axialen Richtung der langen Rolle 2 bewegt.
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In dieser Situation fängt sich in einer herkömmlichen Drahtsägevorrichtung, wenn sich der Draht 25 nicht reibungslos auf der langen Rolle 2 bewegt, der Draht 25 auf dieser. Anschließend kehrt der Draht 25 in solch einem Zustand spontan in eine inhärente Position zurück (in der die Lauflänge des Drahts 25 am kürzesten ist). Somit schwenkt der Spannarm 19 stark.
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In der erfindungsgemäßen Drahtsägevorrichtung 24 weist die lange Rolle 2 eine Oberflächenrauheit Rmax von 21 µm oder weniger auf. Ferner weist die lange Rolle 2 vorzugsweise eine kleinere Oberflächenrauheit Rmax auf, da je kleiner die Oberflächenrauheit Rmax ist, desto größer die Wahrscheinlichkeit ist, dass sich der Draht 25 reibungslos auf der langen Rolle 2 in der axialen Richtung der langen Rolle 2 bewegt und der Spannarm 19 stabiler schwenkt. Dementsprechend weist diese lange Rolle 2 eine ausreichend kleine Oberflächenrauheit Rmax auf. Dies ermöglicht es, dass sich der von der Drahtzuführhaspel 1 ausgezogene Draht 25 reibungslos auf der langen Rolle 2 in der axialen Richtung bewegt, was verhindern kann, dass der Spannarm 19 stark außerhalb des Steuerbereichs schwenkt. Somit kann ein Bruch des Drahts 25 verringert werden. Die untere Grenze der Oberflächenrauheit Rmax der langen Rolle 2 ist wiederum nicht besonders beschränkt und kann beispielsweise 0 µm oder mehr betragen.
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In dieser Situation besteht die lange Rolle 2 vorzugsweise aus Urethan mit einer Shore-A-Härte von 80 bis 96. Eine lange Rolle 2 mit einer Härte in solch einem Bereich erleichtert die reibungslose Bewegung des Drahts 25, verringert die Verformung und Beeinträchtigung der Form der langen Rolle 2 und kann die Lebensdauer vielfach verlängern. Insbesondere wenn die Shore-A-Härte 80 oder mehr beträgt, wird ein Verformen der langen Rolle 2 verhindert und die Zahl der Verwendungen kann optimiert werden. Wenn die Shore-A-Härte 96 oder weniger beträgt, kann die Bearbeitung zum Verringern der Oberflächenrauheit (Polieren) wirksam durchgeführt werden.
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Anschließend ist das erfindungsgemäße Verfahren zum Herstellen einer Drahtsägevorrichtung beschrieben. Hier ist unter Verwendung eines Prozessdiagramms wie in 2 dargestellt ein Fall der Herstellung der erfindungsgemäßen Drahtsägevorrichtung 24 wie in 1(a) dargestellt beschrieben.
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Zunächst wird ein Schritt zum Messen der Oberflächenrauheit Rmax der langen Rolle 2 durchgeführt (SP1 in 2).
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Vorzugsweise wird eine lange Rolle 2 beispielsweise aus Urethan mit einer Shore-A-Härte von 80 bis 96 verwendet. Die Verwendung einer langen Rolle 2 mit einer Härte in solch einem Bereich erleichtert die reibungslose Bewegung des Drahts 25, verringert die Verformung und Beeinträchtigung der Form der langen Rolle 2 und kann die Lebensdauer vielfach verlängern. Insbesondere wenn die Shore-A-Härte 80 oder mehr beträgt, wird ein Verformen der langen Rolle 2 verhindert und die Zahl der Verwendungen kann optimiert werden. Wenn die Shore-A-Härte 96 oder weniger beträgt, kann die Bearbeitung zum Verringern der Oberflächenrauheit (Polieren) wirksam durchgeführt werden.
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Anschließend wird der Draht 25 von der Drahtzuführhaspel 1 ausgezogen und um die Drahtaufwickelhaspel 18 gewickelt. In diesem Vorgang wird ein Schritt zum Messen eines Winkels a (°) des Spannarms 19, mit dem der Spannarm 19 außerhalb eines Bereichs des vorab eingestellten Steuerwinkels von ±A (°) schwenkt, durchgeführt (SP2 in 2).
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Anschließend wird ein Schritt zum Berechnen von R1×2×A÷(|a|+A)=R2 durchgeführt, wobei R1 (µm) die gemessene Oberflächenrauheit Rmax der langen Rolle 2 darstellt (SP3 in 2).
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Anschließend wird ein Schritt zum Anpassen der Oberflächenrauheit Rmax der langen Rolle 2 auf den berechneten numerischen Wert R2 oder weniger durchgeführt (SP4 in 2). Beispielsweise kann die Oberfläche der langen Rolle 2 poliert sein.
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In diesem Fall wird die Oberfläche der langen Rolle vorzugsweise mit einem Polierfilm der Zahl 800 bis 3000 poliert, so dass die Oberflächenrauheit Rmax der langen Rolle auf den berechneten numerischen Wert R2 oder weniger angepasst wird.
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Die durchschnittlichen Partikeldurchmesser der Zahl 800 und 3000 betragen jeweils 20 µm und 5 µm. Die Verwendung einer Mesh-Zahl von 800 oder größer gewährleistet zuverlässiger, dass die Oberflächenrauheit Rmax der langen Rolle 2 R2 oder weniger ist. Die Verwendung einer Mesh-Zahl von 3000 oder kleiner verhindert hingegen ein Zusetzen des Polierfilms und ermöglicht ein wirksames Polieren. Ein im Polierfilm verwendetes Poliermittel umfasst Siliciumcarbid, Aluminiumoxid, Ceriumoxid u. Ä.
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Der Polierfilm wie zuvor beschrieben kann beispielsweise durch Drücken des Polierfilms gegen die sich drehende lange Rolle 2 zum Polieren verwendet werden. Das Polierverfahren ist aber nicht hierauf beschränkt.
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Ferner kann dieses Polieren mehrmals auf der gleichen langen Rolle durchgeführt werden. Beispielsweise kann bei fortgesetztem Betrieb der Drahtsägevorrichtung 24, wenn sich die Oberflächenrauheit Rmax der langen Rolle 2 verschlechtert, die Oberfläche der langen Rolle 2 erneut poliert werden, um eine Oberflächenrauheit Rmax von R2 oder weniger herzustellen.
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Ferner muss das Verfahren zum Anpassen der Oberflächenrauheit Rmax der langen Rolle 2 auf den berechneten numerischen Wert R2 oder weniger nicht in einem Polieren bestehen. Beispielsweise kann die lange Rolle gegen eine mit einer Oberflächenrauheit Rmax von R2 oder weniger ausgetauscht werden.
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Auf diese Weise wird eine Drahtsägevorrichtung umfassend eine lange Rolle mit einer Oberflächenrauheit Rmax von R2 oder weniger hergestellt. Das erfindungsgemäße Verfahren zum Herstellen einer Drahtsägevorrichtung wie zuvor beschrieben ermöglicht das Herstellen einer Drahtsägevorrichtung, in der sich der von der Drahtzuführhaspel ausgezogene Draht reibungslos auf der langen Rolle in der axialen Richtung bewegt, was verhindern kann, dass der Spannarm stark außerhalb des Steuerbereichs schwenkt. Somit kann der Drahtbruch verringert werden.
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BEISPIELE
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Nachfolgend ist die vorliegende Erfindung spezifischer in Bezug auf Beispiele und Vergleichsbeispiele der vorliegenden Erfindung beschrieben. Die vorliegende Erfindung ist aber nicht hierauf beschränkt.
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(Beispiel 1)
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Gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren zum Herstellen einer Drahtsägevorrichtung wie in 2 dargestellt wurde eine Drahtsägevorrichtung wie in 1(a) hergestellt.
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Zunächst wurde die lange Rolle 2 aus Urethan mit einer Shore-A-Härte von 91 vorbereitet. Die Oberflächenrauheit Rmax dieser langen Rolle 2 wurde gemessen und das Ergebnis betrug R1 (µm)=34 µm. Ferner wurde der Steuerwinkel des Spannarms 19 auf ±A (°)=±1,5° eingestellt.
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Anschließend wurde der Draht 25 von der Drahtzuführhaspel 1 mit einer Geschwindigkeit von 800 m/min ausgezogen. 3 zeigt die in diesem Vorgang gemessene Bewegung des Spannarms 19.
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Somit variierte bei etwa 63 Sekunden wie in 3 dargestellt der Winkel des Spannarms 19 unerwarteterweise von etwa 1,5° zu etwa -3,2°.
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Wie zuvor beschrieben betrug, als der Spannarm 19 unerwarteterweise außerhalb des Steuerbereichs schwenkte, der Winkel a (°) des Spannarms 19 -3,2° und die Oberflächenrauheit Rmax (R1) der langen Rolle 2 betrug 34 µm.
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Somit wurde die Oberflächenrauheit Rmax (R2) der langen Rolle 2, durch die das Schwenken des Spannarms 19 außerhalb des Steuerbereichs verhindert werden kann, gemäß der Beziehungsgleichung von R1×2×A÷(|a|+A)=R2 berechnet. Das Ergebnis betrug 34×2×1,5÷(|-3,2|+1,5)=22 µm.
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Anschließend wurde die lange Rolle 2 mit einer Oberflächenrauheit Rmax (R1) von 34 µm mit einem Polierfilm der Zahl 2000 poliert, so dass die Oberflächenrauheit Rmax R2 (=22 µm) oder weniger betrug. Insbesondere wurde die sich drehende lange Rolle 2 durch Drücken des Polierfilms gegen diese poliert.
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Nach dem Polieren wurde die Oberflächenrauheit Rmax der langen Rolle 2 gemessen. Das Ergebnis betrug 21 µm, was kleiner war als der vorhergehende Wert von R2.
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Diese lange Rolle 2 mit einer Oberflächenrauheit Rmax von 21 µm wurde zum Herstellen der Drahtsägevorrichtung 24 verwendet. Anschließend wurde der Draht 25 mit einer Drahtgeschwindigkeit von 800 m/min ausgezogen und die Bewegung des Spannarms 19 bei diesem Vorgang wurde gemessen wie in 4 dargestellt. Als ein Ergebnis wurde das unerwartete Schwenken des Spannarms 19 außerhalb des Steuerbereichs wie in 3 dargestellt in 4 nicht mehr beobachtet.
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Wie zuvor in Beispiel 1 beschrieben ist der zum Bewegen in einem vorab eingestellten Steuerwinkel von ±A (°) gesteuerte Spannarm 19 zum Ausüben einer Spannung in der Drahtsägevorrichtung 24 ausgebildet. Die lange Rolle 2 wurde so angepasst, dass die Oberflächenrauheit Rmax mit dem numerischen Wert R2 oder weniger betrug, berechnet gemäß R1×2×A÷(|a| +A), wobei R1 die Oberflächenrauheit Rmax der langen Rolle 2 darstellt und a (°) den Winkel des Spannarms 19 an der Seite der Drahtzuführhaspel 1, an welcher der Spannarm 19 unerwarteterweise außerhalb des Steuerbereichs geschwenkt ist, während der Draht 25 von der Drahtzuführhaspel 1 ausgezogen wurde. Durch Verwenden solch einer langen Rolle 2 wurde die erfindungsgemäße Drahtsägevorrichtung 24 erfolgreich hergestellt, die verhindem kann, dass der Spannarm 19 unerwarteterweise stark außerhalb des Steuerbereichs schwenkt.
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(Vergleichsbeispiel 1)
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Anders wie im Beispiel 1 wurde eine Drahtsägevorrichtung durch Vorbereiten einer langen Rolle und jeden Teils ohne besondere Berücksichtigung der Oberflächenrauheit Rmax der langen Rolle hergestellt. Als eine Referenz wurde die Oberflächenrauheit Rmax der langen Rolle in dieser Situation gemessen und das Ergebnis betrug 34 µm. Das heißt, die Oberflächenrauheit Rmax war die gleiche wie die in der zuerst in Beispiel 1 vorbereiteten Drahtsägevorrichtung.
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In dieser herkömmlichen Drahtsägevorrichtung wurde der Steuerwinkel des Spannarms auf ±A (°)=±1,5° eingestellt und der Draht wurde mit einer Geschwindigkeit von 800 m/min wie im Beispiel 1 ausgezogen. Die Bewegung des Spannarms wurde bei diesem Vorgang gemessen und es wurde das gleiche Ergebnis wie in 3 erzielt. Insbesondere in der im Vergleichsbeispiel 1 hergestellten Drahtsägevorrichtung trat das Phänomen auf, dass der Winkel des Spannarms unerwarteterweise stark außerhalb des Steuerbereichs variierte. Somit ist das Auftreten eines Bruchs in der Vorrichtung wahrscheinlich.
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(Beispiel 2 bis 4, Vergleichsbeispiel 2, 3)
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Obgleich verschieden von der in Beispiel 1 vorbereiteten langen Rolle wurde eine lange Rolle mit einer Oberflächenrauheit Rmax von 34 µm vorbereitet. Diese lange Rolle wurde in fünf Teile in der axialen Richtung unterteilt (die Breite in der axialen Richtung wurde in fünf Bereiche unterteilt), die mit Polierfilmen jeweils mit unterschiedlichen Mesh-Zahlen 600, 800, 2000, 3000 und 4000 poliert wurden. Die in den Polierfilmen der Zahl 600, 800, 2000, 3000 und 4000 verwendeten Schleifkörner wiesen jeweils Durchschnittsdurchmesser von 28, 20, 8, 5, und 3 µm auf. Unter Berücksichtigung des Ergebnisses in Beispiel 1 ist abzuleiten, dass die Oberflächenrauheit Rmax nach dem Polieren 22 µm oder weniger (vorzugsweise 21 µm oder weniger) betragen sollte, um das Phänomen einer unerwartet großen Variation im Spannarmwinkel außerhalb des Steuerbereichs zu verhindern.
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5 zeigt das Ergebnis des Messens der Oberflächenrauheit Rmax in der axialen Richtung der langen Rollen vor und nach dem Polieren. Als ein Ergebnis betrug im Falle der Zahl 600 die Oberflächenrauheit Rmax 35 µm und war schlechter wie in 5 dargestellt (Vergleichsbeispiel 2). Im Falle der Zahl 4000 war der Polierfilm zugesetzt und wurde so glatt, dass ein wirksames Polieren nicht möglich war. Das Polieren wurde unterbrochen und die resultierende Oberflächenrauheit betrug 27 µm (Vergleichsbeispiel 3). In den Fällen der Zahlen 800 bis 3000 betrugen die Oberflächenrauheiten Rmax hingegen jeweils 22, 19 und 17 µm. Alle betrufen 22 µm oder weniger. Ferenr betrugen bezüglich der Zahlen 2000 und 3000 die Oberflächenrauheiten Rmax 21 µm oder weniger und das Polieren wurde wie geplant durchgeführt (Beispiel 2 bis 4).
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Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die zuvor beschriebenen Ausführungsformen beschränkt. Die Ausführungsformen sind rein exemplarisch, so dass beliebige Ausführungsformen, die im Wesentlichen die gleichen Merkmale aufweisen und die gleichen Funktionen und Wirkungen zeigen wie im technischen Konzept, das in den Ansprüchen der vorliegenden Erfindung beschrieben ist, im technischen Bereich der vorliegenden Erfindung enthalten sind.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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