DE19728975A1 - Drahtbruch-Detektionseinrichtung für Drahtsäge - Google Patents

Description

Die Erfindung befaßt sich mit einer Drahtbruch-Detektionsein­ richtung für eine Drahtsäge, und insbesondere mit einer Draht­ bruch-Detektionseinrichtung für eine Drahtsäge, welche sprödes Material, wie Silizium, Glas, keramische Werkstoffe oder der­ gleichen in Scheiben schneidet.

Bei einer an sich bekannten Verfahrensweise zum Detektieren des Bruchs eines Drahtes in einer Drahtsäge wird eine vorbe­ stimmte Spannung an den sich bewegenden Draht angelegt, und wenn ein Spannungsabfall festgestellt wird, wird ein Bruch des Drahtes detektiert.

Wenn jedoch bei der vorstehend beschriebenen Verfahrensweise mit einem elektrischen Detektieren des Bruchs eines Drahtes diese Verfahrensweise bei einer Drahtsäge eingesetzt wird, welche ein Werkstück unter zusätzlicher Verwendung einer Dis­ persion, wie einer Dispersion auf Wasserbasis, eingesetzt wird, welche ein hohes Leitvermögen hat, so ergeben sich Nach­ teile infolge von leicht auftretenden Fehlern und dadurch, daß ein Bruch des Drahtes nicht schnell detektiert werden kann.

Die Erfindung zielt daher darauf ab, eine Drahtbruch-Detek­ tionseinrichtung für eine Drahtsäge bereitzustellen, welche das Brechen des Drahtes ständig in einer Drahtsäge detektieren kann, bei der eine Dispersion, wie eine Dispersion auf Wasser­ basis, mit hohem Leitvermögen eingesetzt wird, und welche schnell das Brechen des Drahtes in einer Drahtsäge detektieren kann, bei dem eine Dispersion mit einem geringen Leitvermögen eingesetzt wird.

Nach der Erfindung wird hierzu eine Drahtbruch-Detektionsein­ richtung für eine Drahtsäge bereitgestellt, bei der sich ein Draht zwischen einem Paar von Drahtrollen und einer Mehrzahl von mit Ausnehmungen versehenen Walzen bewegt, um welche der Draht läuft, so daß eine Drahtgruppe gebildet wird, und bei dem ein Werkstück gegen die Drahtgruppe gedrückt wird, auf welches ein Schneidfluid aufgegeben wird, so daß die Drahtsäge das Werkstück in eine Anzahl von Wafer (Halbleiterscheiben) scheibenförmig schneidet, wobei die Drahtbruch-Detektionsein­ richtung folgendes aufweist: ein Kontakt-Detektionselement, welches in der Nähe eines Durchgangs des Drahtes vorgesehen ist; einen Sensor, welcher detektiert, daß der gebrochene Draht das Kontakt-Detektionselement kontaktiert hat; und wobei sich die Drahtbruch-Detektionseinrichtung dadurch auszeichnet, daß die Drahtbruch-Detektionseinrichtung den Kontakt zwischen dem gebrochenen Draht und dem Kontaktdetektionsteil mittels des Sensors derart erfaßt, daß ein Bruch des Drahtes detek­ tiert wird.

Bei der erfindungsgemäßen Auslegung kommt bei einem Drahtbruch der gebrochene Draht in Kontakt mit dem Kontakt-Detektions­ element. Wenn ein Kontakt zwischen dem gebrochenen Draht und dem Kontakt-Detektionselement festgestellt wird, läßt sich hierdurch ein Bruch des Drahtes bestimmen.

Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachstehenden Beschreibung von bevorzug­ ten Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung. In der Zeichnung sind gleiche oder ähnliche Teile mit denselben Bezugszeichen versehen. In der Zeichnung ist folgendes gezeigt:

Fig. 1 eine Ansicht zur Verdeutlichung einer Gesamtaus­ legungsform einer Drahtsäge;

Fig. 2 eine vergrößerte Ausschnittsansicht zur Verdeut­ lichung eines Schneidteils der Drahtsäge;

Fig. 3 eine Schnittansicht entlang der Linie A-A in Fig. 2;

Fig. 4 eine Ansicht zur Verdeutlichung der Verhältnisse, wenn ein Draht gebrochen ist;

Fig. 5 eine Ansicht zur Verdeutlichung einer Auslegungs­ form einer zweiten bevorzugten Ausführungsform einer Draht­ bruch-Detektionseinrichtung nach der Erfindung;

Fig. 6 eine Ansicht zur Verdeutlichung der Auslegung einer dritten bevorzugten Ausführungsform einer Drahtbruch-Detek­ tionseinrichtung nach der Erfindung;

Fig. 7 eine Ansicht zur Verdeutlichung der Auslegung einer vierten bevorzugten Ausführungsform einer Drahtbruch-Detek­ tionseinrichtung nach der Erfindung;

Fig. 8 eine Ansicht zur Verdeutlichung der Auslegung einer fünften bevorzugten Ausführungsform einer Drahtbruch-Detek­ tionseinrichtung nach der Erfindung;

Fig. 9 eine Ansicht zur Verdeutlichung der Auslegungs­ form einer weiteren bevorzugten Ausführungsform einer Draht­ bruch-Detektionseinrichtung nach der Erfindung; und

Fig. 10 eine Ansicht zur Verdeutlichung der Auslegungs­ form einer weiteren bevorzugten Ausführungsform einer Draht­ bruch-Detektionseinrichtung nach der Erfindung.

Unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung werden bevor­ zugte Ausführungsformen nach der Erfindung als Beispiele er­ läutert.

Fig. 1 ist eine perspektivische Ansicht einer bevorzugten Ausführungsform einer Drahtsäge 10, welche mit einer Draht­ bruch-Detektionseinrichtung nach der Erfindung versehen ist.

Wie in Fig. 1 gezeigt ist, läuft ein Draht 14 auf einer Drah­ trolle 12 um drei mit Ausnehmungen bzw. Nuten versehene Walzen 18A, 18B, 18C über einen Drahtdurchgang, welcher von einer Anzahl von Führungsrollen 16, 16 . . ., gebildet wird, so daß eine horizontale Drahtgruppe 20 gebildet werden kann. Der Draht 14, welcher die Drahtgruppe 20 bildet, wird von einer Drahtrolle (nicht gezeigt) über einen weiteren Drahtdurchgang aufgenommen, welcher symmetrisch zu dem vorstehend genannten Drahtdurchgang an der Drahtgruppe 20 vorgesehen ist.

Eine Drahtführungseinrichtung 22, eine Tänzerwalze 24 und eine Drahtreinigungseinrichtung 26 sind an den Drahtdurchgängen vorgesehen, welche auf beiden Seiten der Drahtgruppe 20 (in der Zeichnung ist nur eine Seite gezeigt) vorgesehen sind. Die Drahtführungseinrichtung 22 führt den Draht 14 von der Draht­ rolle 12 in einem konstanten regelmäßigen Abstand. Ein Gewicht mit einer vorbestimmten Größe (nicht gezeigt) ist an der Tän­ zerwalze 24 vorgesehen, und der Draht 14 läuft unter einer geeigneten und vorbestimmten Zugkraft zwischen den Führungs­ einrichtungen und den Walzen, welche mittels des Gewichts aufgebracht wird. Die Drahtreinigungseinrichtung 26 richtet einen Reinigungsfluidstrahl auf den Draht, welcher von einem Reinigungsfluidbehälter 29 aus zu dem Draht 14 geleitet wird, und die Dispersion, welche an dem Draht 14 haftet, wird hier­ durch von dem Draht 14 entfernt.

Ein Motor (nicht gezeigt), welcher sich vor- und zurückbewegt, verbindet das Paar von Drahtrollen 12 und die mit Ausnehmungen versehene Walze 18C. Wenn der Motor angetrieben ist, bewegt sich der Draht 14 mit einer hohen Geschwindigkeit zwischen dem Paar von Drahtrollen 12 hin- und hergehend.

Ein Werkstückaufgabetisch 28 ist oberhalb der Drahtgruppe 20 angeordnet, und der Werkstückaufgabetisch 28 bewegt sich in vertikaler Richtung bezüglich der Drahtgruppe 20 nach oben und unten. Eine Schwenkeinheit 30 ist an dem Werkstückaufgabetisch 28 über eine Einstellbasis 31 vorgesehen. Ein Rohblock 32 ist am Boden der Schwenkeinheit 30 abgestützt, und der Rohblock 32 wird unter einem gewünschten Neigungswinkel angeordnet.

Bei der Drahtsäge 10, welche den vorstehend beschriebenen Aufbau hat, wird der Werkstückaufgabetisch 28 in Richtung auf die Drahtgruppe 20 nach unten bewegt, und der Rohblock 32 wird gegen die Drahtgruppe 20 gedrückt, welche sich mit einer gro­ ßen Geschwindigkeit bewegt, so daß der Rohblock 32 in Wafer (Halbleiterscheiben) geschnitten werden kann. Wenn die Disper­ sion, die von einem Dispersionsbehälter 34 zu der Drahtgruppe 20 über eine Düse (nicht gezeigt) zugeführt wird, wird der Rohblock 32 in Wafer mittels eines Läppvorganges mit abtragen­ den Stoffen in der Dispersion in Scheiben geschnitten.

Die bei der maschinellen Bearbeitung des Rohblocks 32 einge­ setzte Dispersion wird in einem Dispersionsbehälter 34 über eine Auffangwanne 38 gesammelt und aufgefangen, welche unter­ halb der Drahtgruppe 20 angeordnet ist. Die Dispersion wird zur Wiederverwendung umgewälzt, und die Verluste werden er­ gänzt. Bei diesem Anwendungsbeispiel absorbiert die Dispersion die während der maschinellen Bearbeitung erzeugte Wärme, und die Temperatur der Dispersion steigt an. Aus diesem Grunde wird die nach der Bearbeitung gesammelte Aufschlämmung auf eine vorbestimmte Temperatur mittels eines Wärmetauschers 36 gekühlt.

Fig. 2 ist eine vergrößerte Vorderansicht des Schneidteils der Drahtsäge, und Fig. 3 stellt eine Schnittansicht entlang der Linie A-A in Fig. 2 dar.

Wie in den Fig. 2 und 3 gezeigt ist, sind die drei, mit Ausnehmungen versehene Walzen 18A, 18B, 18C mittels eines Paars von Lagerplatten 40, 40 drehbar gelagert, welche an einem Hauptkörperrahmen (nicht gezeigt) der Drahtsäge 10 über Lager 42A, 42A, 42B, 42B, 42C, 42C fest angebracht sind. Eine Anzahl von Ausnehmungen ist in regelmäßigen Abständen auf dem äußeren Umfang der mit Ausnehmungen versehenen Walzen 18A, 18B, 18C vorgesehen, und der Draht 14 läuft sukzessiv auf diesen mit Ausnehmungen versehenen Walzen 18A, 18B, 18C zur Bildung einer Drahtgruppe 20.

Ein Kontakt-Detektionselement 44 ist im wesentlichen auf der Mitte zwischen den mit Ausnehmungen versehenen Walzen 18A und 18C angeordnet, und das Kontakt-Detektionselement 44 ermittelt den Kontakt des Drahtes 14. Beide Enden des Kontakt-Detek­ tionselements 44 sind an einem Paar von Trägern 46, 46 gela­ gert, welche fest mit dem Paar von Lagerplatten 40, 40 ver­ bunden sind. Wenn der Draht 14, welcher um die mit Ausnehmun­ gen versehenen Walzen 18A, 18B, 18C läuft, bricht, kontaktiert der gebrochene Draht 14 das Kontakt-Detektionselement 44.

Ein Schwingungssensor 53 ist in einen der Träger 46, 46 einge­ baut, und der Schwingungssensor 53 detektiert das Schwingen des Kontakt-Detektionselements 44. Der Schwingungssensor 53 detektiert das Schwingen des Kontakt-Detektionselements 44, und das detektierte Signal wird an eine Steuereinrichtung 50 über eine Differenzierschaltung 58 ausgegeben, wie dies in Fig. 4 gezeigt ist.

Wenn die Steuereinrichtung 50 die Schwingung des Kontakt-De­ tektionselements 44 detektiert, ist die Amplitude größer als ein vorbestimmter Wert, und hierdurch wird bestimmt, daß der Draht 14 gebrochen ist. Dann wird über die Steuereinrichtung das Arbeiten der Drahtsäge 10 gestoppt. Wenn daher der Draht 14 bricht, schlägt der gebrochene Draht 14 gegen das Kontakt- Detektionselement 44, und das Kontakt-Detektionselement 44 führt eine starke Schwingung infolge eines Auftreffens dieses gebrochenen Drahtes aus. Die Steuereinrichtung 50 bestimmt, daß der Draht 14 gebrochen ist, und zwar dadurch, daß die Schwingung des Kontakt-Detektionselements 44 festgestellt wird, gegen welche der gebrochene Draht 14 geschlagen hat.

Wenn die mit Ausnehmungen versehenen Walzen 18A, 18B, 18C eine Drehbewegung ausführen, oder die Dispersion, welche der Draht­ gruppe 20 zugeführt wird, auf das Kontakt-Detektionselement 44 trifft, führt das Kontakt-Detektionselement 44 nur geringfügi­ ge Schwingungen aus. Der Schwingungssensor 53 detektiert diese geringfügige Schwingung des Kontakt-Detektionselements 44. Dieses detektierte Signal wird jedoch als eine Rausch-Kompone­ nete in der Differenzierschaltung 48 ausgesondert. Daher kann die Steuereinrichtung 50 nur eine Stoßschwingung des Kontakt-Detek­ tionselements 44 detektieren, welche auftritt, wenn der gebrochene Draht 14 gegen das Kontakt-Detektionselement 44 trifft. Somit kann eine Fehldetektion eines Bruchs des Drahtes 14 verhindert werden.

Nachstehend wird ein Beispiel der Arbeitsweise der bevorzugten Ausführungsform einer Drahtbruch-Detektionseinrichtung für eine Drahtsäge nach der Erfindung näher erläutert.

Der Schwingungssensor 53 erfaßt regelmäßig das Schwingen des Kontakt-Detektionselements 44, und das detektierte Signal wird regelmäßig an die Steuereinrichtung 50 über die Differenzier­ schaltung 48 abgegeben. Die Steuereinrichtung 50 detektiert den Bruch des Drahtes 14 dadurch, daß die Schwingung des Kon­ takt-Detektionselements 44 detektiert wird, und zwar dann, wenn die Amplitude größer als ein vorbestimmter Wert ist.

Wenn, wie in Fig. 4 gezeigt ist, der Draht 14 auf den mit Ausnehmungen versehenen Walzen 18A, 18B, 18C bricht, schlägt der gebrochene Draht 14 gegen das Kontakt-Detektionselement 44. Der gebrochene Draht 14 versetzt somit das Kontakt-Detek­ tionselement 44 in Schwingungen, und die Schwingung des Kon­ takt-Detektionselements 44 ist größer als die normalerweise detektierte Schwingung des Kontakt-Detektionselements 44. Wenn daher die Steuereinrichtung 50 feststellt, daß die Schwingung des Kontakt-Detektionselements 44 hinsichtlich ihrer Amplitude größer als ein vorbestimmter Wert ist, so wird festgestellt, daß der Draht 14 gebrochen ist, und daß der gebrochene Draht 14 das Kontakt-Detektionselement 44 kontaktiert hat. Hierdurch wird ein Bruch des Drahtes 14 festgestellt. Dann arbeitet die Steuereinrichtung 50 derart, daß das Arbeiten der Drahtsäge 10 bei dem Feststellen eines Bruches des Drahtes 14 gestoppt wird.

Wenn gemäß der voranstehenden Beschreibung bei der Drahtbruch-Detek­ tionseinrichtung für die Drahtsäge nach der Erfindung der Kontakt des gebrochenen Drahtes 14 festgestellt wird, so läßt sich bestimmen, daß der Draht 14 gebrochen ist. Selbst wenn die Drahtsäge einen Rohblock mit Hilfe einer Dispersion auf Wasserbasis in Scheiben schneidet, lassen sich hierdurch Fehl­ detektionen in Abweichung zu den üblichen elektrischen Detek­ tionsmethoden vermeiden, und das Brechen des Drahtes 14 wird momentan und schnell fehlerfrei festgestellt.

Bei dieser bevorzugten Ausführungsform sind die beiden Enden des Kontakt-Detektionselements 44 abgestützt. Jedoch kann auch nur ein Ende des Elements 44 abgestützt sein.

Nachstehend erfolgt eine Erläuterung einer zweiten bevorzugten Ausführungsform einer Drahtbruch-Detektionseinrichtung für eine Drahtsäge nach der Erfindung. Gleiche oder ähnliche Teile wie bei der ersten bevorzugten Ausführungsform sind mit den­ selben Bezugszeichen versehen und werden daher nicht mehr näher erläutert.

Bei der ersten bevorzugten Ausführungsform wird das Brechen des Drahtes 14 auf den mit Ausnehmungen versehenen Walzen 18A, 18B, 18C detektiert. Bei der zweiten bevorzugten Ausführungs­ form wird das Brechen des Drahtes 14 detektiert, welcher sich auf dem Drahtdurchgang zwischen den Führungswalzen 16, 16, . . . bewegt.

Wie in Fig. 5 gezeigt ist, sind Kontakt-Detektionselemente 52 in der Nähe der Führungswalzen 16, 16 an dem Drahtdurchgang in einer Richtung senkrecht zur Bewegung des Drahtes 14 vorgese­ hen. Ein Ende des Kontakt-Detektionselements 52 ist mittels eines Trägers 56 gelagert, welcher fest mit einem Hauptrahmen­ körper 54 der Drahtsäge 10 verbunden ist. Der Schwingungssen­ sor 53 ist in den Träger 56 eingebaut, und der Schwingungs­ sensor 53 detektiert die Schwingung des Kontakt-Detektions­ elements 52. Das detektierte Signal über die Schwingung wird an die Steuereinrichtung über eine Differenzierschaltung wie bei der ersten bevorzugten Ausführungsform abgegeben.

Nachstehend wird die Arbeitsweise der zweiten bevorzugten Ausführungsform der Drahtbruch-Detektionseinrichtung für eine Drahtsäge nach der Erfindung erläutert.

Wenn nach Fig. 5 der Draht 14, welcher sich auf der Drahtfüh­ rung bewegt, bricht, schlägt der gebrochene Draht 14, welcher in gebrochenen Linien mit abwechselnden langen und zwei kurzen Linien dargestellt ist, gegen das Kontakt-Detektionselement 52 und versetzt dieses in Schwingungen. In diesem Fall ist die Schwingung des Kontakt-Detektionselements 52 größer als die normal detektierte Schwingung des Kontakt-Detektionselements 52 (beispielsweise die Schwingung der Drahtsäge selbst). Wenn daher die Steuereinrichtung 50 die Schwingung des Kontakt-Detek­ tionselements 52 feststellt und die Amplitude größer als ein vorbestimmter Wert ist, kann die Steuereinrichtung 50 bestimmen, daß der Draht 14 gebrochen ist, und daß der gebro­ chene Draht 14 das Kontakt-Detektionselement 52 kontaktiert hat. Dann stoppt die Steuereinrichtung 50 die Drahtsäge 10, wenn mit Hilfe dieser Einrichtung ein Bruch des Drahtes 14 festgestellt wird.

Bei der Drahtbruch-Detektionseinrichtung für eine Drahtsäge gemäß der zweiten bevorzugten Ausführungsform wird der Kontakt des gebrochenen Drahtes 14 derart detektiert, daß bestimmt wird, daß der Draht 14 gebrochen ist. Somit läßt sich das Brechen des Drahtes momentan und fehlerfrei feststellen.

Nachstehend erfolgt eine Erläuterung einer dritten bevorzugten Ausführungsform einer Drahtbruch-Detektionseinrichtung für eine Drahtsäge nach der Erfindung. Gleiche oder ähnliche Teile wie bei der ersten bevorzugten Ausführungsform sind mit den­ selben Bezugszeichen versehen und werden daher nicht mehr näher erläutert.

Bei der ersten bevorzugten Ausführungsform nach Fig. 2 ist das Kontakt-Detektionselement 44 mit Hilfe eines Paars von Trägern 46, 46 abgestützt, welche an Lagerplatten 40, 40 vor­ gesehen sind. Bei der dritten bevorzugten Ausführungsform nach Fig. 6 ist ein Kontakt-Detektionsdraht 58 zwischen den Trä­ gern 46, 46 gespannt.

Ein Belastungssensor 60 ist in einen der Träger 46, 46 einge­ baut, und der Belastungssensor 60 detektiert die sich ändernde Zugspannung des Kontakt-Detektionsdrahtes 58. Ein Ende des Kontakt-Detektionsdrahtes 58 ist mit dem Belastungssensor 60 verbunden. Die Veränderungen der Zugkraft des Kontakt-Detek­ tionsdrahtes 58, welche mittels des Belastungssensors 60 er­ faßt werden, werden an die Steuereinrichtung 50 über eine Differentialschaltung 48 abgegeben.

Wenn die Steuereinrichtung 50 feststellt, daß die Veränderung hinsichtlich der Zugkraft des Kontakt-Detektionsdrahtes 58 größer als ein vorbestimmter Wert ist, bestimmt die Steuer­ einrichtung 50, daß der Draht 14 gebrochen ist, und das Arbei­ ten der Drahtsäge 10 wird gestoppt. Wenn somit der Draht 14 bricht, schlägt der gebrochene Draht 14 gegen den Kontakt-Detek­ tionsdraht 58, und die Zugkraft des Kontakt-Detektions­ drahtes 58 ändert sich in starkem Maße aufgrund dieser Stoßbe­ lastung durch das Auftreffen des gebrochenen Drahtes. Die Steuereinrichtung 50 detektiert die Veränderungen der Zugkraft des Kontakt-Detektionsdrahtes 58, wenn der gebrochene Draht 14 gegen den Kontakt-Detektionsdraht 58 schlägt, und hieraus kann bestimmt werden, daß der Draht 14 gebrochen ist.

Nachstehend wird ein Beispiel der Arbeitsweise dieser dritten bevorzugten Ausführungsform einer Drahtbruch-Detektionsein­ richtung für eine Drahtsäge nach der Erfindung näher erläu­ tert.

Der Belastungssensor 60 detektiert in üblicher Weise die Zug­ kraft des Kontakt-Detektionsdrahtes 58, und das detektierte Signal wird regelmäßig an die Steuereinrichtung 50 über die Differenzierschaltung 58 abgegeben. Die Steuereinrichtung 50 detektiert, wenn eine Änderung der Zugkraft des Kontakt-Detek­ tionsdrahtes 58 größer als ein vorbestimmter Wert wird, und hierdurch wird der Bruch des Drahtes 14 festgestellt.

Wenn somit der Draht 14 auf den mit Ausnehmungen versehenen Walzen 18A, 18B, 18C bricht, schlägt der gebrochene Draht 14 gegen den Kontakt-Detektionsdraht 58. Wenn der gebrochene Draht 14 den Kontakt-Detektionsdraht 58 kontaktiert, ändert sich die Zugkraft des Kontakt-Detektionsdrahtes 58. In diesem Fall ist die Veränderung der Zugkraft des Kontakt-Detektions­ drahtes 58 wesentlich größer als die normaler Weise festge­ stellte Veränderung der Zugkraft des Kontakt-Detektionsele­ ments 58. Wenn daher die Steuereinrichtung 50 feststellt, daß die Änderung der Zugkraft des Kontakt-Detektionsdrahtes 58 größer als ein vorbestimmter Wert ist, kann bestimmt werden, daß der Draht 14 gebrochen ist, und daß der gebrochene Draht 14 den Kontakt-Detektionsdraht 58 berührt hat.

Wenn gemäß der voranstehenden Beschreibung die Drahtbruch-Detek­ tionseinrichtung für die Drahtsäge gemäß der dritten bevorzugten Ausführungsform entsprechend den voranstehenden Ausführungen ausgelegt ist, läßt sich ein Brechen des Drahtes 14 unverzögert und sofort fehlerfrei wie bei der ersten bevor­ zugten Ausführungsform feststellen.

Nachstehend erfolgt eine Erläuterung einer vierten bevorzugten Ausführungsform einer Drahtbruch-Detektionseinrichtung für eine Drahtsäge nach der Erfindung. Gleiche oder ähnliche Teile wie bei der ersten und dritten bevorzugten Ausführungsform sind mit denselben Bezugszeichen versehen und werden daher nachstehend nicht nochmals näher erläutert.

Wie in Fig. 7 gezeigt ist, ist ein Kontakt-Detektionsdraht 62 zwischen den Trägern 46, 46 gespannt. Der Kontakt-Detektions­ draht 62 ist von dem Hauptkörper der Drahtsäge 10 durch ein Paar von Trägern 46, 46 isoliert.

Andererseits wird eine vorbestimmte Spannung an den Draht 14 angelegt, welcher sich zwischen dem Paar von Drahtrollen 12 hin- und hergehend bewegt.

Wenn daher der Draht 14, an welchem eine Spannung anliegt, bricht und eine Kontaktverbindung mit dem Kontakt-Detektions­ draht 62 hergestellt wird, geht momentan ein elektrischer Strom durch den isolierten Kontakt-Detektionsdraht 62. Der elektrische Strom, welcher momentan durch den Kontakt-Detek­ tionsdraht 62 geht, wird erfaßt, um zu bestimmen, ob der Draht 14 gebrochen ist.

Ein Ampèremeter 64 ist mit dem Kontakt-Detektionsdraht 62 verbunden, und das Ampèremeter 64 bestimmt den durch den Kon­ takt-Detektionsdraht 62 gehenden elektrischen Strom. Das De­ tektionssignal des Ampèremeters 64 wird an die Steuereinrich­ tung 50 abgegeben. Wenn die Steuereinrichtung 50 feststellt, daß ein elektrischer Strom durch den Kontakt-Detektionsdraht 62 geht, so wird bestimmt, daß der Draht 14 gebrochen wird, und das Arbeiten der Drahtsäge 10 wird gestoppt.

Nachstehend erfolgt eine Beschreibung der Arbeitsweise der vierten bevorzugten Ausführungsform der Drahtbruch-Detektions­ einrichtung für eine Drahtsäge nach der Erfindung.

Der elektrische Strom des Kontakt-Detektionsdrahtes 62 wird regelmäßig durch die Steuereinrichtung 50 überwacht. Die Steu­ ereinrichtung 50 detektiert den elektrischen Strom, der durch den Kontakt-Detektionsdraht 62 geht, um hierdurch ein Brechen des Drahtes 14 festzustellen. Wenn der Draht 14 im Laufe sei­ ner Bewegung bricht, berührt der gebrochene Draht 14 den Kon­ takt-Detektionsdraht 62. Da eine vorbestimmte Spannung an dem gebrochenen Draht 14 anliegt, geht momentan ein elektrischer Strom durch den Kontakt-Detektionsdraht 62 zum Kontaktie­ rungs-Zeitpunkt.

Somit stellt die Steuereinrichtung 50 fest, daß ein elektri­ scher Strom durch den Kontakt-Detektionsdraht 62 geht, um hierdurch zu bestimmen, daß der Draht 14 gebrochen ist.

Bei der Drahtbruch-Detektionseinrichtung für eine Drahtsäge gemäß der vierten bevorzugten Ausführungsform kann ein Brechen des Drahtes 14 unverzögert, momentan und sofort fehlerfrei wie bei den ersten, zweiten und dritten bevorzugten Ausführungs­ formen festgestellt werden.

Nachstehend erfolgt eine Erläuterung einer fünften bevorzugten Ausführungsform einer Drahtbruch-Detektionseinrichtung für eine Drahtsäge nach der Erfindung. Gleiche oder ähnliche Teile wie bei der ersten, dritten und vierten bevorzugten Ausfüh­ rungsform sind mit denselben Bezugszeichen versehen und werden daher nachstehend nicht nochmals näher erläutert.

Wie in Fig. 8 gezeigt ist, ist ein Kontakt-Detektionsdraht 66 zwischen den Trägern 46, 46 gespannt. Wenn der sich bewegende Draht 14 bricht und gegen den Kontakt-Detektionsdraht 66 trifft, schlägt der gebrochene Draht gegen den Kontakt-Detek­ tionsdraht 66.

Andererseits liegt eine vorbestimmte Spannung an dem Kontakt-Detek­ tionsdraht 66 über eine Energiequelle 68 an, und ein elektrischer Strom mit einer vorbestimmten Stärke geht durch den Kontakt-Detektionsdraht 66.

Wenn der gebrochene Draht 14 gegen den Kontakt-Detektionsdraht 66 schlägt, und der Kontakt-Detektionsdraht 66 bricht, wird der durch den Kontakt-Detektionsdraht 66 gehende elektrische Strom null. Wenn festgestellt wird, daß der durch den Kontakt-Detek­ tionsdraht 66 gehende elektrische Strom null ist, kann bestimmt werden, daß der Draht 14 gebrochen ist.

Zu diesem Zweck ist ein Ampèremeter 70 mit dem Kontakt-Detek­ tionsdraht 66 verbunden. Das Ampèremeter 70 bestimmt den durch den Kontakt-Detektionsdraht 66 gehenden elektrischen Strom. Das Detektionssignal des Ampèremeters 70 wird regelmäßig an die Steuereinrichtung 50 abgegeben. Wenn die Steuereinrichtung 50 feststellt, daß der durch den Kontakt-Detektionsdraht 66 gehende Strom null wird, wird bestimmt, daß der Draht 14 ge­ brochen ist, und das Arbeiten der Drahtsäge 10 wird gestoppt.

Nachstehend erfolgt eine Erläuterung der Arbeitsweise der fünften bevorzugten Ausführungsform der Drahtbruch-Detektions­ einrichtung für eine Drahtsäge nach der Erfindung.

Das Ampèremeter 70 erfaßt regelmäßig den durch den Kontakt-Detek­ tionsdraht 66 gehenden elektrischen Strom, und das De­ tektionssignal wird regelmäßig an die Steuereinrichtung 50 abgegeben. Wenn festgestellt wird, daß der durch den Kontakt-Detek­ tionsdraht 58 gehende elektrische Strom null wird, stellt die Steuereinrichtung 50 fest, daß der Draht 14 gebrochen ist.

Wenn der sich bewegende Draht 14 bricht, schlägt der gebroche­ ne Draht 14 gegen den Kontakt-Detektionsdraht 66. Wenn der gebrochene Draht 14 den Kontakt-Detektionsdraht 66 berührt, bricht der Kontakt-Detektionsdraht 66 infolge der von dem Auftreffen resultierenden Stoßbelastung.

Andererseits liegt eine vorbestimmte Spannung an dem Kontakt-Detek­ tionsdraht 66 an, und ein Strom mit einer vorbestimmten Stärke geht durch den Kontakt-Detektionsdraht 66. Wenn der Kontakt-Detektionsdraht 66 bricht, wird der elektrische Strom, der durch den Kontakt-Detektionsdraht 66 geht, null.

Wenn man feststellt, daß der durch den Kontakt-Detektionsdraht 66 gehende elektrische Strom null wird, kann die Steuerein­ richtung 50 bestimmen, daß der Draht 14 gebrochen ist.

Entsprechend der voranstehenden Beschreibung kann die Draht­ bruch-Detektionseinrichtung für eine Drahtsäge gemäß der fünf­ ten bevorzugten Ausführungsform ein Brechen des Drahtes 14 momentan, unverzögert und sofort fehlerfrei wie bei den er­ sten, zweiten, dritten und vierten bevorzugten Ausführungs­ formen feststellen.

Bei den ersten, dritten, vierten und fünften bevorzugten Aus­ führungsformen gemäß der voranstehenden Beschreibung ist das Kontakt -Detektionselement (das Kontakt-Detektionselement 44 sowie die Kontakt-Detektionsdrähte 58, 62, 66) etwa in der Mitte zwischen den mit Ausnehmungen versehenen Walzen 18A und 18C angeordnet. Das Kontakt-Detektionselement kann aber auch an einer anderen beliebigen Stelle vorgesehen sein, an welcher das Kontakt-Detektionselement den Schneidvorgang nicht behin­ dert und der gebrochene Draht 14 das Kontakt-Detektionselement zuverlässig und sicher kontaktiert. Beispielsweise kann das Kontakt-Detektionselement etwa in der Mitte zwischen den mit Ausnehmungen versehenen Walzen 18B und 18C oder unterhalb der mit Ausnehmungen versehenen Walze 18C nach Fig. 9 angeordnet sein. Wie ferner in Fig. 10 gezeigt ist, können zwei Kontakt-Detek­ tionselemente derart vorgesehen sein, daß sie am Draht 14 einander zugewandt sind.

Wie vorstehend beschrieben worden ist, kann man durch die Detektion, bei der der gebrochene Draht das Kontakt-Detek­ tionselement kontaktiert, bestimmen, daß der Draht gebrochen ist. Daher läßt sich das Brechen des Drahtes schnell und feh­ lerfrei feststellen.

Obgleich voranstehend bevorzugte Ausführungsformen nach der Erfindung näher erläutert worden sind, ist die Erfindung na­ türlich hierauf nicht beschränkt, und es sind zahlreiche Ab­ änderungen und Modifikationen möglich, die der Fachmann im Bedarfsfall treffen wird, ohne den Erfindungsgedanken zu ver­ lassen.

Claims (13)

1. Drahtbruch-Detektionseinrichtung für eine Drahtsäge (10), in welcher ein zwischen einem Paar von Drahtrollen (12) sich bewegender Draht (14) über eine Mehrzahl von mit Ausnehmungen versehene Walzen (18A, 18B, 18C) zur Bildung einer Drahtgruppe (20) läuft, und bei der ein Werkstück gegen die Drahtgruppe (20) gedrückt wird, welcher ein Schneidfluid zugeführt wird, so daß die Drahtsäge (10) das Werkstück zu einer Anzahl von Wafern zuschneidet, wobei die Drahtbruch-Detektionseinrichtung folgendes aufweist:
ein Kontakt-Detektionselement (44; 58; 62; 66), welches in der Nähe eines Durchgangs des Drahtes (14) vorgesehen ist;
einen Sensor (53; 60; 64; 70), welcher detektiert, daß der gebrochene Draht das Kontakt-Detektionselement (44; 58; 62; 66) kontaktiert hat; und
die Bruch-Detektionseinrichtung den Kontakt zwischen dem gebrochenen Draht (14) und dem Kontakt-Detektions­ element (44; 58; 62; 66) mit Hilfe des Sensors (53; 60; 64; 70) zum Feststellen des Bruchs des Drahtes (14) de­ tektiert.

2. Drahtbruch-Detektionseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Sensor (53) die Schwingungsampli­ tude des Kontakt-Detektionselements (44) erfaßt, und die Drahtbruch-Detektionseinrichtungen die Veränderungen der Amplitude der Schwingung des Kontakt-Detektionselements (44) mit Hilfe des Sensors (53) derart erfaßt, daß der Kontakt zwischen dem gebrochenen Draht (14) und dem Kon­ takt-Detektionselement (44) feststellbar ist.

3. Drahtbruch-Detektionseinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß ferner eine Differenzier­ schaltung (48) vorgesehen ist, welche die Rauschkomponen­ ten aus den Ausgangssignalen des Sensors (53) entfernt.

4. Drahtbruch-Detektionseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Kontakt-Detek­ tionselement ein gespannter Kontakt-Detektionsdraht (58) ist, der Sensor (60) Änderungen der Zugkraft des Kontakt-Detek­ tionsdrahtes (58) erfaßt, und die Drahtbruch-Detek­ tionseinrichtung Änderungen der Zugkraft des Kontakt-Detek­ tionsdrahtes (58) mit Hilfe des Sensors (60) derart detektiert, daß ein Kontakt zwischen dem gebrochenen Draht (14) und dem Kontakt-Detektionsdraht (58) festge­ stellt wird.

5. Drahtbruch-Detektionseinrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß ferner eine Differenzierschaltung (48) vorgesehen ist, welche die Rauschkomponenten aus den Ausgangssignalen des Sensors (60) entfernt.

6. Drahtbruch-Detektionseinrichtung für eine Drahtsäge nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeich­ net, daß das Kontakt-Detektionselement (44; 58; 62; 66) in der Nähe der Drahtgruppe (20) vorgesehen ist, welche auf den mit Ausnehmungen versehenen Walzen (18A, 18B, 18C) ausgebildet wird, und daß die Kontakt-Detektionsein­ richtung einen Bruch des Drahtes (14) feststellt, welcher diese Drahtgruppe (20) bildet.

7. Drahtbruch-Detektionseinrichtung für eine Drahtsäge nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß ein Paar von Kontakt-Detektionselementen (44; 58; 62; 66) derart vorgesehen ist, daß sie an dem sich bewegenden Draht (14) einander gegenüberliegen.

8. Drahtbruch-Detektionseinrichtung für eine Drahtsäge (10), in welcher sich ein Draht zwischen einem Paar von Draht­ rollen (12) bewegt, welcher um eine Mehrzahl von mit Ausnehmungen versehene Walzen (18A, 18B, 18C) zur Bildung einer Drahtgruppe (20) läuft, wobei ein Werkstück gegen die Drahtgruppe (20) gedrückt wird, und ein Schneidfluid dieser Drahtgruppe (20) derart zugeführt wird, daß die Drahtsäge (10) das Werkstück in eine Anzahl von Wafern unterteilt, wobei die Drahtbruch-Detektionseinrichtung folgendes aufweist:
eine Energiequelle (68), welche eine vorbestimmte Spannung an den Draht (14) anlegt, welcher sich zwischen dem Paar von Drahtrollen (12) hin- und hergehend bewegt; ein isoliertes Kontakt-Detektionselement, welches in der Nähe eines Durchgangs des Drahtes (14) vorgesehen ist;
einen Sensor (64; 70), welcher den elektrischen Strom an dem Kontakt-Detektionselement erfaßt; und
die Drahtbruch-Detektionseinrichtung mit Hilfe des Sensors (64; 70) den elektrischen Strom an dem Kontakt-Detek­ tionselement detektiert, welcher durch den Kontakt zwischen dem gebrochenen Draht (14) und dem Kontakt-De­ tektionselement verursacht wird, um ein Brechen des Drah­ tes (14) zu erkennen.

9. Drahtbruch-Detektionseinrichtung für eine Drahtsäge (10) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Kontakt-Detek­ tionselement in der Nähe der Drahtgruppe (20) vor­ gesehen ist, welche auf den mit Ausnehmungen versehenen Walzen (18A, 18B, 18C) gebildet wird, und daß die Kon­ takt-Detektionseinrichtung das Brechen des Drahtes (14) feststellt, welcher diese Drahtgruppe (20) bildet.

10. Drahtbruch-Detektionseinrichtung für eine Drahtsäge nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß ein Paar von Kontakt-Detektionselement derart vorgesehen ist, daß diese sich an dem bewegenden Draht (14) einander gegen­ überliegen.

11. Drahtbruch-Detektionseinrichtung für eine Drahtsäge (10), bei der sich ein Draht zwischen einem Paar von Drahtrol­ len (12) bewegt, und der Draht um eine Mehrzahl von mit Ausnehmungen versehene Walzen (18A, 18B, 18C) zur Bildung einer Drahtgruppe (20) läuft, und bei der ein Werkstück gegen die Drahtgruppe (20) gedrückt wird, zu welcher ein Schneidfluid dieser Drahtgruppe (20) zugeführt wird, so daß die Drahtsäge (10) das Werkstück in eine Anzahl von Wafern unterteilt, wobei die Drahtbruch-Detektionsein­ richtung folgendes aufweist:
einen Kontakt-Detektionsdraht (58; 62; 66), welcher in der Nähe eines Durchgangs des sich bewegenden Drahtes (14) vorgesehen ist, wobei der Kontakt-Detektionsdraht bricht, wenn der sich bewegende Draht (14) gegen den Kontakt-Detektionsdraht schlägt;
eine Energiequelle (68), zum Anlegen einer vorbe­ stimmten Spannung an den Kontakt-Detektionsdraht (14);
einen Sensor (64; 70), welcher den durch den Kon­ takt-Detektionsdraht gehenden elektrischen Strom erfaßt;
und
die Drahtbruch-Detektionseinrichtung mit Hilfe des Sensors (64; 70) feststellt, daß der elektrische Strom an dem Kontakt-Detektionsdraht durch den Kontakt zwischen dem gebrochenen, sich bewegenden Draht und dem Kontakt-Detek­ tionsdraht null wird, um ein Brechen des sich bewe­ genden Drahtes (14) festzustellen.

12. Drahtbruch-Detektionseinrichtung für eine Drahtsäge (10) nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Kon­ takt-Detektionsdraht (58; 62; 66) in der Nähe der aus den mit Ausnehmungen versehenen Walzen (18A, 18B, 18C) gebil­ deten Drahtgruppe (20) vorgesehen ist, und daß die Kon­ takt-Detektionseinrichtung das Brechen des sich bewegen­ den Drahtes (14) erfaßt, welcher die Drahtgruppe (20) bildet.

13. Drahtbruch-Detektionseinrichtung für eine Drahtsäge (10) nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, daß ein Paar von Kontakt-Detektionsdrähten derart vorgesehen ist, daß diese an dem sich bewegenden Draht (14) einander zugewandt sind.