DE2537088C3 - Arrangement for dividing hard, brittle material, in particular semiconductor material - Google Patents
Arrangement for dividing hard, brittle material, in particular semiconductor materialInfo
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- DE2537088C3 DE2537088C3 DE19752537088 DE2537088A DE2537088C3 DE 2537088 C3 DE2537088 C3 DE 2537088C3 DE 19752537088 DE19752537088 DE 19752537088 DE 2537088 A DE2537088 A DE 2537088A DE 2537088 C3 DE2537088 C3 DE 2537088C3
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf eine Anordnung zum Zerteilen von hartsprödem Material, insbesondere Halbleitermaterial, mit in einem beweglichen Spannrahmen nebeneinander angeordneten Sägeblättern, deren Hin- und Herbewegung relativ zum zu zerteilenden Material mit großer Amplitude und geringer Frequenz eine Schwingbewegung der Sägeblätter in der gleichen Richtung mit geringer Amplitude und großer Frequenz überlagert ist.The invention relates to an arrangement for dividing hard, brittle material, in particular Semiconductor material, with saw blades arranged next to one another in a movable clamping frame, whose Back and forth movement relative to the material to be cut with a large amplitude and low frequency an oscillating movement of the saw blades in the same direction with low amplitude and high frequency is superimposed.
Das Zerteilen von Halbleiterkristallen, insbesondere der sogenannten AIII BV-Verbindungen, wie beispielsweise das bekannte zweiphasige Halbleitermaterial aus einer Verbindung von Indiumantimonid mit Einlagerungen von Nickelantimonid, oder auch Galliumarsenid, Galliumphosphid oder Indiumphosphid bereitet mit den bekannten Methoden und Geräten, beispielsweise schnellaufenden Diamantsägen sowie Draht- und Gattersägen verschiedene Schwierigkeiten. Mit den bisher bekannten Methoden erhält man beispielsweise verhältnismäßig große Schnittverluste, wenn Halbleiterstäbe in Scheiben aufgeteilt werden sollen und die Oberflächenrauhigkeit dieser Scheiben ist verhältnismäßig groß. Werden Halbleiterstäbe mit großem Durchmesser zerteilt, so erhält man Schnittflächen, die nicht vollständig parallel zueinander verlaufen und die Oberfläche ist somit nicht eben.The division of semiconductor crystals, in particular the so-called AIII BV compounds, such as the well-known two-phase semiconductor material made from a compound of indium antimonide with inclusions of nickel antimonide, or gallium arsenide, gallium phosphide or indium phosphide prepared with the known methods and devices, such as high-speed diamond saws and wire and Frame saws various difficulties. With the previously known methods, for example, one obtains relatively large cutting losses when semiconductor rods are to be divided into wafers and the The surface roughness of these disks is relatively large. Are semiconductor rods with a large diameter divided, one obtains cut surfaces which are not completely parallel to one another and which The surface is therefore not even.
Außerdem erfordert die Zerteilung eine verhältnis-In addition, the division requires a proportionate
4040
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60 mäßig lange Zeit und die Sägetiefe ist begrenzt. Die Herstellung vollständig paralleler und ebener Schnittflächen ist besonders wichtig, wenn Materialien von hohem Wert mit einem Durchmesser von beispielsweise 50 mm und mehr mit geringen Schnittverlusten sowie guter Überflächenqualität und Formtreue hergestellt werden sollen. 60 for a long time and the sawing depth is limited. The production of completely parallel and flat cut surfaces is particularly important when materials of high value with a diameter of for example 50 mm and more with low cutting losses and good surface quality and shape accuracy are to be produced.
Die Sägeblätter können in lösbar verschraubten Halteprofilen eingespannt sein und ragen dann aus den Schenkeln dieser Halteprofile heraus. Die den einen Jochbalken des Spannrahmens umfassenden Halteprofile liegen mit ihren Schenkeln auf der ganzen Länge spielfrei am Jochbalken an, während die den anderen Jochbalken des Spannrahmens umfassenden Halteprofile sich stellenweise am Jochbalken abstützen und an ihren Enden freitragend sind. Dieser andere Jochbalken des Spannrahmens ist mit dessen Schenkeln in Spannrichtung beweglich verbunden und durch verstellbare Stützorgane, beispielsweise Sicherungsmuttern, in gespannter Lage abgestützt Mit diesen Gestaltungsmerkmalen sollen die unter der Zugwirkung der Sägeblätter auftretenden Durchbiegungen des Spannrahmens kompensiert werden. Die Schnittkräfte erhält man durch die Zuführung von Schleifmitteln zu den Sägeblättern. Dieses in einer flüssigen Mischung enthaltene Schleifmittel greift aber nicht nur das zu zerteilende Material, sondern auch die Sägeblätter an und der Verschleiß ist somit entsprechend groß (DE-AS 20 39 699).The saw blades can be clamped in detachably screwed retaining profiles and then protrude from the Legs out these retaining profiles. The holding profiles comprising a yoke beam of the tenter frame lie with their legs on the yoke beam without play along the entire length, while the other ones Yoke beams of the clamping frame comprehensive holding profiles are supported in places on the yoke beams and on their ends are unsupported. This other yoke beam of the tenter frame is with its legs in Clamping direction movably connected and by adjustable support members, for example locking nuts, in tense position supported With these design features, the under the tensile effect of the Deflections of the tenter frame occurring with the saw blades are compensated. The cutting forces received by feeding abrasives to the saw blades. This in a liquid mixture However, the abrasives contained not only attack the material to be cut, but also the saw blades and the wear is therefore correspondingly large (DE-AS 20 39 699).
Zum Zerteilen von Siliziumstäben werden auch Diamant-Trennscheiben verwendet, die mit einem eingesinterten Diamantbesatz versehen sind. Diese Diamantscheiben sind auf einer Welle nebeneinander angeordnet und jeweils durch eine Distanzscheibe voneinander getrennt. Solche Werkzeuge zum Zerteilen von Halbleitermaterial sind aber nur für verhältnismäßig geringe Sägetiefen geeignet. Es können damit deshalb nur Scheiben mit verhältnismäßig kleiner Flächenausdehnung hergestellt werden.Diamond cutting disks are also used to cut silicon rods with a sintered diamond trimmings are provided. These diamond discs are next to each other on a shaft arranged and separated from each other by a spacer washer. Such tools for cutting up of semiconductor material are only suitable for relatively small sawing depths. It can with it therefore only disks with a relatively small surface area are produced.
Stahlbänder, deren Oberfläche mit Diamantkörnern versehen sind, können bekanntlich zum Schneiden von Steinen und Hartmetall verwendet werden. Die Diamantkörner können mechanisch eingepreßt oder auch galvanisch mit einer Oberflächenvergütung durch eine Nickel- oder Chromauflage gebunden sein. Diese Bänder sind mit Einschnitten versehen, die ebenfalls mit Diamantkörnern gefüllt sind. Diese Bänder sind aber verhältnismäßig dick und bewirken deshalb entsprechend große Schnittverluste.Steel strips, the surface of which are provided with diamond grains, are known to be used for cutting Stones and carbide are used. The diamond grains can be mechanically pressed or can also be galvanically bonded with a surface finish with a nickel or chrome coating. These Ribbons are provided with incisions, which are also filled with diamond grains. These tapes are however relatively thick and therefore cause correspondingly large cutting losses.
Ein hin- und herbewegliches Sägeblatt, dessen Schneidkante nach der Schneidzahnreihe hin eingebogen verläuft und dessen Breite an seinen Enden größer ist als in seinem mittleren Teil, hat man in diesem mittleren Teil durch Ausschnitte geschwächt. Dadurch steht das Sägeblatt in allen Richtungen unter Spannung (DE-AS 19 54 071).A saw blade that moves back and forth, the cutting edge of which is bent towards the row of cutting teeth runs and the width of which is greater at its ends than in its middle part, one has in this one middle part weakened by cutouts. This means that the saw blade is under tension in all directions (DE-AS 19 54 071).
In einer bekannten Anordnung zum Zerteilen von hartsprödem Material mit in einem beweglichen Spannrahmen nebeneinander angeordneten Sägeblättern (DE-AS 1181093) ist der relativen Hin- und Herbewegung mit großer Amplitude und geringer Frequenz eine Schwingbewegung in etwa der gleichen Bewegungsebene mit kleiner Amplitude und hoher Frequenz überlagert. Eine lose Suspension eines Schleifmaterials wird auf die Sägeblätter aufgesprüht oder aufgetropft. Der Rahmen mit den Sägeblättern führt die langsame Hin- und Herbewegung aus, während das zu zerteilende Material sich im wesentlichen in einerIn a known arrangement for dividing hard, brittle material with a movable one Saw blades arranged next to each other (DE-AS 1181093) is the relative back and forth A reciprocating motion with a large amplitude and a low frequency an oscillating motion roughly the same Movement plane with small amplitude and high frequency superimposed. A loose suspension of a Abrasive material is sprayed or dripped onto the saw blades. The frame with the saw blades performs the slow back and forth movement, while the material to be cut is essentially in one
Ruhelage befindet. Zu diesem Zweck wird der Spannrahmen auf einem Schlitten geführt. Die Sch wingt.wegung auf dem Spannrahmen wird mit Hilfe von Spiralfedern vom Schwingantrieb auf den Rahmen übertragen. In dieser Ausführungsform mit einem auf dem Schlitten gleitenden Spannrahmen ist ein unruhiges und ungleichmäßiges Schwingen nicht auszuschließen, da die Hin- und Herbewegung auch Rückwirkungen hat auf den Schwingantrieb. Die Übertragung der Schwingbewegung mit Spiralfedern kann außerdem ein geringes Kippen des Spannrahmens nicht verhindern. Die Folge ist ein ungleichmäßiger Schnitt.Is in rest position. For this purpose, the clamping frame is guided on a slide. The Sch wingt.wegung On the clamping frame, the oscillating drive is moved onto the frame with the help of spiral springs transfer. In this embodiment with a tensioning frame sliding on the carriage is a restless one and uneven swinging cannot be ruled out, since the back and forth movement also has repercussions on the vibratory drive. The transmission of the oscillating movement with spiral springs can also be slight Do not prevent the clamping frame from tipping. The result is an uneven cut.
Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, die Zerteilung von hartsprödem Material in der Weise vorzunehmen, daß die genannten ungünstigen Wirkungen vermieden werden, insbesondere sollen der Spannrahmen und die Sägeblätter nur kleine, genau definierte Bewegungen ausführen.The invention is based on the task of dividing hard, brittle material in such a way to ensure that the aforementioned adverse effects are avoided, in particular the Only make small, precisely defined movements on the clamping frame and the saw blades.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das zu zerteilende Material mit einem Antrieb für die Hin- und Herbewegung versehen ist, und daß der mit dem Schwingantrieb versehene Spannrahmen mittels Blattfedern gelagert ist, die quer zur Schwingungsrichtung angeordnet sind.This object is achieved in that the material to be cut with a drive for the reciprocating movement is provided, and that the clamping frame provided with the oscillating drive by means of Leaf springs is mounted, which are arranged transversely to the direction of vibration.
Die Relativbewegung zwischen den Sägeblättern und dem zu zerteilenden Material erhält man dadurch, daß das zu zerteilende Material die langsame Hin- und Herbewegung ausführt. Zu diesem Zweck wird das Material an dem Schwenkarm eines Kurbelantriebs befestigt und mit diesem hin- und herbewegt. Diese Hin- und Herbewegung kann beispielsweise mit V4 Hz erfolgen. Man erhält dann eine Hin- und Herbewegung in 4 see. Dagegen wird die Frequenz der Schwingbewegung nicht wesentlich kleiner als 10 Hz gewählt und sie wird 40 kHz nicht überschreiten. Die Schwingfrequenz kann vorzugsweise zwischen 50 und 2000 Hz, insbesondere zwischen 100 und 500 Hz gewählt werden. Die Amplitude der Hin- und Herbewegung ist abhängig von der maximalen Größe des Materials, der mit der Säge zerteilt werden soll. Die Amplitude kann beispielsweise 80 mm oder auch mehr als 100 mm betragen. Dagegen wird die Amplitude der Schwingung der Sägeblätter bei einer Frequenz von 20 kHz etwa 0,01 mm und bei einer Schwingfrequenz von 500 Hz beispielsweise etwa 0,1 mm betragen. Wird die Schwingfrequenz verhältnismäßig gering gewählt, so kann auch die Amplitude entsprechend größer sein. Mit einer Schwingfrequenz von beispielsweise 50 Hz kann die Amplitude der Schwingung etwa 0,3 mm oder auch noch mehr betragen.The relative movement between the saw blades and the material to be cut is obtained in that the material to be cut performs the slow to and fro movement. For this purpose, the material is attached to the swivel arm of a crank drive and moved back and forth with it. This back and forth movement can take place , for example, at V 4 Hz. A reciprocating motion in 4 seconds is then obtained. In contrast, the frequency of the oscillating movement is chosen not to be significantly less than 10 Hz and it will not exceed 40 kHz. The oscillation frequency can preferably be selected between 50 and 2000 Hz, in particular between 100 and 500 Hz. The amplitude of the back and forth movement depends on the maximum size of the material that is to be cut with the saw. The amplitude can be, for example, 80 mm or even more than 100 mm. In contrast, the amplitude of the oscillation of the saw blades will be about 0.01 mm at a frequency of 20 kHz and about 0.1 mm, for example, at an oscillation frequency of 500 Hz. If the oscillation frequency is chosen to be relatively low, the amplitude can also be correspondingly larger. With an oscillation frequency of 50 Hz, for example, the amplitude of the oscillation can be about 0.3 mm or even more.
Eine geeignete Gattersäge enthält dünne Stahlbänder als Sägeblätter, bei denen wenigstens die dem zu zerteilenden Material zugewandte Stirnseite mit Diamantkörnern versehen ist und deren relativ zum zu zerteilenden Material beweglicher Schwingrahmtn ein zusätzlicher Schwingantrieb zugeordnet ist.A suitable gang saw contains thin steel bands as saw blades, in which at least that too dividing material facing face is provided with diamond grains and their relative to An additional vibratory drive is assigned to the dividing material of movable Schwingrahmtn.
Die Sägeblätter sind mit Bohrungen versehen, deren Verteilung so gewählt ist, daß ihr Querschnitt in der Mitte geringer ist als der Querschnitt an den beiden Rändern. Diese Bohrungen können vorzugsweise so gewählt werden, daß man eine unterschiedliche Verteilung der Zugspannung der in den Rahmen eingespannten Stahlbänder erhält. Diese Zugspannungsverteilung nimmt von den Seitenkanten der Bänder nach innen zu und kann in der Mitte des Bandes b5 annähernd die Elastizitätsgrenze erreichen. Mit dieser Gestaltung erhält man eine größere Steifigkeit der Bänder und Welligkeiten werden vermieden. Es können somit auch verhältnismäßig große Scheiben mit ebener Oberfläche hergestellt werden.The saw blades are provided with holes, the distribution of which is chosen so that their cross-section in the Middle is smaller than the cross-section at the two edges. These holes can preferably be so be chosen so that one has a different distribution of the tensile stress in the frame clamped steel straps. This tension distribution decreases from the side edges of the Ribbons inward and can be in the middle of the ribbon b5 almost reach the elastic limit. With this design you get a greater rigidity of the Ribbons and ripples are avoided. It can therefore also be relatively large panes with flat Surface can be produced.
Der Schwingrahmen mit dem Gatter wird federnd aufgehängt Zur Aufhängung können beispielsweise Blattfedern vorgesehen sein, die quer zur Amplitude der Schwingung angeordnet werden. Damit erhält man eine entsprechende Stabilisierung des Schwingrahmens in Längsrichtung und Quer- sowie Drehbewegungen der Sägeblätter werden verhindert Die Federkonstante dieser Blattfedern wird der Masse des Schwingrahmens mit den eingesetzten Sägeblättern angepaßt. Die Schwingung selbst kann beispielsweise durch einen elektromagnetischen oder auch durch einen magnetostruktiven Schwingantrieb erzeugt werden. Durch die langsame Hin- und Herbewegung des Materials relativ zu den Sägeblättern zusätzlich zur Schwingbewegung wird erreicht, daß das abgetragene Material aus den Schneidspalten herausgeführt werden kann, beispielsweise durch Spülung mit Wasser oder sonstigen Schmiermitteln. Dieser Spüleffekt kann noch vergrößert werden, wenn der Schwingrahmen gegen die Bewegungsebene der Hin- und Herbewegung geneigt wird. Der Neigungswinkel kann beispielsweise zwischen 10 und 90° betragen. Zum Absenken des Rahmens kann beispielsweise ein Hydrauliksystem mit einem Überdruckschutz vorgesehen sein.The swing frame with the gate is resiliently suspended Leaf springs can be provided, which are arranged transversely to the amplitude of the oscillation. This gives you a corresponding stabilization of the oscillating frame in the longitudinal direction and transverse and rotary movements of the Saw blades are prevented. The spring constant of these leaf springs becomes the mass of the oscillating frame adapted with the saw blades used. The vibration itself can, for example, by a electromagnetic or by a magnetostructural vibratory drive. Through the slow back and forth movement of the material relative to the saw blades in addition to the rocking movement it is achieved that the removed material can be led out of the cutting gaps, for example by rinsing with water or other lubricants. This flushing effect can be increased when the swing frame is inclined against the plane of movement of the reciprocating motion will. The angle of inclination can be between 10 and 90 °, for example. To lower the frame you can For example, a hydraulic system with overpressure protection can be provided.
Zur weiteren Erläuterung der Erfindung wird auf die Zeichnung Bezug genommen, in der ein Ausführungsbeispiel einer Gattersäge zur Durchführung des Verfahrens nach der Erfindung schematisch veranschaulicht ist.To further explain the invention, reference is made to the drawing, in which an embodiment of a gang saw for performing the Process according to the invention is illustrated schematically.
F i g. 1 zeigt eine Gattersäge im Längsschnitt, und inF i g. 1 shows a frame saw in longitudinal section, and in
F i g. 2 ist die Säge in der Draufsicht dargestellt.F i g. 2 the saw is shown in plan view.
Nach F i g. 1 sind Sägeblätter 2, deren Stirnkanten mit einem Diamantbelag 4 bzw. 6 versehen sind, mit einem Ende in einen Spannrahmen 8 eingesetzt Die gegenüberliegenden Enden werden in einer Spannvorrichtung 10 gehalten, welche die Enden der Sägeblätter 2 umfaßt und die mittels Schrauben 12 und 14 im Spannrahmen 8 befestigt ist. Der Spannrahmen 8 ist mit einem Eisenkern 16 versehen, dessen Stirnfläche in einem vorbestimmten Abstand a gegenüber der Polfläche des Eisenkerns einer Magnetspule 18 angeordnet ist, die zu einem elektromagnetischen Schwingantrieb 20 gehört, dessen Stromversorgung 22 in der Figur lediglich als Behälter angedeutet ist. Die Magnetspule 18 des Schwingantriebes 20 ist über eine als Platte 24 dargestellte Montagevorrichtung am Rahmen 26 der Gattersäge befestigt.According to FIG. 1 saw blades 2, the front edges of which are provided with a diamond coating 4 and 6, respectively, are inserted with one end into a clamping frame 8 Tenter frame 8 is attached. The clamping frame 8 is provided with an iron core 16, the end face of which is arranged at a predetermined distance a from the pole face of the iron core of a magnet coil 18, which belongs to an electromagnetic oscillating drive 20, the power supply 22 of which is only indicated in the figure as a container. The magnetic coil 18 of the oscillating drive 20 is attached to the frame 26 of the gang saw via a mounting device shown as a plate 24.
Oberhalb der Sägeblätter 2 ist ein stabförmiger kristalliner Halbleiterkörper 3D angeordnet, welcher an der Haltevorrichtung 32 eines Schwenkarmes 36 befestigt, beispielsweise mittels eines Kunststoffklebers 34 angeklebt ist. Der Schwenkarm 36 ist mit einem Schwenkhebel 38 versehen und gehört zu einem Antrieb 40, der zur Hin- und Herbewegung des Halbleiterkörpers 30 in Längsrichtung der Sägeblätter 2 mit verhältnismäßig großer Amplitude und geringer Frequenz vorgesehen ist, was in der Figur durch einen mit A bezeichneten Doppelpfeil angedeutet ist. Mit dem Schwenkarm 38 kann der Schwenkarm um die Drehachse 42 bewegt werden. Er dient zum Auflegen und Abheben des Halbleiterkörpers 30 von den Sägeblättern 2. Der Schwenkarm 38 wird betätigt von einer Hydraulik, von der lediglich ein Ciz.y!!«iiiei" 44 in der Figur dargestellt ist. Zum Antrieb des Schwenkarmes 36 gehört ein Motor 46, der über ein Getriebe 48 sowie eine Zahnradübertraging 50 eine Schneckenspin-A rod-shaped crystalline semiconductor body 3D is arranged above the saw blades 2 and is fastened to the holding device 32 of a swivel arm 36, for example glued by means of a plastic adhesive 34. The pivot arm 36 is provided with a pivot lever 38 and belongs to a drive 40 which is provided for the reciprocating movement of the semiconductor body 30 in the longitudinal direction of the saw blades 2 with a relatively large amplitude and low frequency, which is indicated in the figure by a double arrow labeled A is indicated. With the swivel arm 38, the swivel arm can be moved about the axis of rotation 42. It is used to place the semiconductor body 30 on and lift it off the saw blades 2. The swivel arm 38 is actuated by a hydraulic system, of which only a Ciz.y !! «iiiei" 44 is shown in the figure. The swivel arm 36 is driven by a motor 46, which via a gear 48 and a gear transmission 50 a worm spinning
del 52 antreibt, die über einen Kurbelantrieb 54 den Schwenkarm in Längsrichtung der Sägeblätter 2 bewegt. Soll der an dem Schwenkarm befestigte und zu zerteilende Stab 30 von den Sägeblättern abgehoben oder auf die Sägeblätter 2 aufgesetzt werden, so wird der Schwenkarm mittels des Schwenkhebels 38 um die Drehachse 42 geschwenkt. Ferner kann mit dem Schwenkhebel 38 der Anpreßdruck zwischen den Sägeblät'crn 2 und dem zu zerteilenden Körper 30 eingestellt werden.del 52 drives the swivel arm in the longitudinal direction of the saw blades 2 via a crank drive 54 emotional. If the rod 30, which is fastened to the swivel arm and is to be divided, is to be lifted off the saw blades or are placed on the saw blades 2, so will the pivot arm is pivoted about the axis of rotation 42 by means of the pivot lever 38. Furthermore, with the Swivel lever 38 the contact pressure between the saw blades 2 and the body 30 to be divided can be set.
Aus F: g. 2 ist die Befestigung des Schwenkarmes Ί6 '.?. dem Kurbelantrieb 54 zu entnehmen, der zwischen Halterungen 56 und 58 verschiebbar angeordnet ist, die zweckmäßig als Gleitschienen ausgebildet sein können. Der Spannrahmen 8 ist am Grundrahmen 26 der Gattersäge so befestigt, daß er in Längsrichtung der Sägeblätter 2 mit geringer Amplitude beweglich ist. Zu diesem Zweck können beispielsweise Blattfedern 60 bis 63 vorgesehen sein, deren ein Ende jeweils am Spannrahmen 8 befestigt und deren anderes Ende jeweils mittels einer Klemmvorrichtung, die in der Figur mit 64 bis 67 bezeichnet sind, am Grundrahmen 26 befestigt sind. Zur Einstellung des genauen Abstandes der einzelnen Sägeblätter 2 können vorzugsweise besondere Abstandshalter 70 und 72 vorgesehen sein, die in der Figur lediglich angedeutet sind.From F: g. 2 is the attachment of the swivel arm Ί6 '.?. the crank drive 54, which is slidably disposed between brackets 56 and 58, which can expediently be designed as slide rails. The clamping frame 8 is attached to the base frame 26 of the gang saw so that it is movable in the longitudinal direction of the saw blades 2 with a low amplitude. For this purpose, for example, leaf springs 60 to 63 can be provided, one end of which is fastened to the clamping frame 8 and the other end of which is fastened to the base frame 26 by means of a clamping device, which is denoted by 64 to 67 in the figure. To set the exact distance between the individual saw blades 2, special spacers 70 and 72 can preferably be provided, which are only indicated in the figure.
Mit dem Schwingantrieb 20 wird über den Luftspalt 5 und den Eisenkern 16 der Spannrahmen 8 in eine schwingende Bewegung mit geringer Amplitude a und hoher Frequenz versetzt, wie in der Figur durch einen mit a bezeichneten Doppelpfeil angedeutet ist. In Verbindung mit etwa 50 parallel nebeneinander angeordneten Sägeblättern 2 mit einer Dicke von jeweils vorzugsweise etwa 50 bis 300 μΐη, insbesondere etwa 100 μπ\ und weniger, und einer Höhe Λ von vorzugsweise wenigstens etwa 50 mm wird eine Schwingbewegung der Sägeblätter 2 mit einer Frequenz von etwa 100 bis 500 Hz und einer Amplitude von u,i unit gewann.With the vibratory drive 20, the clamping frame 8 is set in an oscillating movement with a low amplitude a and high frequency via the air gap 5 and the iron core 16, as indicated in the figure by a double arrow labeled a. Each preferably about 50 μΐη in conjunction with about 50 parallel juxtaposed blades 2 having a thickness of up to 300, in particular about 100 μπ \ or less, and a height Λ of preferably at least about 50, mm a swinging motion of the saw blades 2 at a frequency of about 100 to 500 Hz and an amplitude of u, i unit.
Wird die Schwingfrequenz wesentlich höher, beispielsweise wesentlich mehr als 2000 Hz, insbesondere etwa 20 kHz gewählt, so kann schon eine Amplitude von etwa 0,01 mm für den Zerteilungsvorgang ausreichen. Arbeitet man dagegen mit geringer Schwingfrequenz von 50 Hz und weniger, so kann die Amplitude der Schwingung entsprechend größer, beispielsweise bis zu 0,3 mm und mehr gewählt werden. Die Amplitude A der Hin- und Herbewegung des zu zerteilenden Körpers 30 wird dagegen wesentlich größer gewählt. Sie ist abhängig von der Trennfläche des Körpers 30 und wird im allgemeinen mehr als 50 bis 80 mm, insbesondere mehr als 100 mm, betragen. Bei einer Amplitude von beispielsweise 80 mm kann die Frequenz vorzugsweise etwa '/4 Hz betragen, so daß eine Hin- und Herbewegung in etwa 4 see stattfindet. Die Abführung des abgesägten Materials kann noch dadurch wesentlich erleichtert werden, daß die Sägeblätter 2 gegenüber dem zu zerteilenden Körper 30 schräg gestellt werden, d. h. sie erhalten eine Neigung in ihrer Längsrichtung gegenüber der Amplitude A der Bewegung des Körpers 30. Dadurch wird das Abfließen von gegebenenfalls verwendeten Schmier- und Reinigungsmitteln aus den Trennfugen erleichtertIf the oscillation frequency is chosen to be significantly higher, for example significantly more than 2000 Hz, in particular around 20 kHz, an amplitude of around 0.01 mm can be sufficient for the dividing process. If, on the other hand, you work with a low oscillation frequency of 50 Hz and less, the amplitude of the oscillation can be selected to be correspondingly larger, for example up to 0.3 mm and more. In contrast, the amplitude A of the back and forth movement of the body 30 to be divided is selected to be significantly larger. It depends on the interface of the body 30 and will generally be more than 50 to 80 mm, in particular more than 100 mm. With an amplitude of, for example, 80 mm, the frequency can preferably be about 1/4 Hz, so that a back and forth movement takes place in about 4 seconds. The removal of the sawn-off material can be made much easier by the fact that the saw blades 2 are inclined with respect to the body 30 to be cut, ie they are inclined in their longitudinal direction with respect to the amplitude A of the movement of the body 30 used lubricants and cleaning agents from the parting lines
In einer bevorzugten Ausführungsform der Gattersäge nach der Erfindung sind die Sägeblätter über ihre Länge mit Bohrungen 82 oder auch Profilöffnungen versehen. Die Größe und Verteilung dieser Bohrungen 82 kann vorzugsweise so gewählt werden, daß der Querschnitt in der Mine der Sägeb'n1 ;< r geringer ist als an ihrem Ranrl. Die Große und die Verteilung de· Bohrui.^en 8? werden deshalb so vorzugsweise gewählt dal} jeweils die Größe der Q'-crschnittsflächen F\ am Rande der Sägeblätter 2 größer ist als die in der Mitte verbleibende Querschnittsfläclie F2. Durch diese Gestaltang nimmt d:c Zugspannung der an ihrer; Enden eingespannten bageblättur 2 vom RanH zu ihrer Mitte hin zu. Die geringste Zugspannung herrscht an den Stirnkanten der Sägeblätter, wo sich der Diamantbclag bi-find:' Mii dieser Maßnahme wird die Steifigkeit der eingespannten Sägeblätter erhöht und außerdem kann das Ablösen des Diamantbelages vom Rand der SägebU;.;er durch hohe Zugspannungen begrenzt werden.In a preferred embodiment of the gang saw according to the invention, the saw blades are provided with bores 82 or also profile openings over their length. The size and distribution of these bores 82 can preferably be selected so that the cross section in the lead of the saw blades 1 ; <r is smaller than at their rim. The size and distribution de · Bohrui. ^ En 8? are therefore preferably chosen so that the size of the Q 'cross-sectional areas F \ at the edge of the saw blades 2 is greater than the cross-sectional area F2 remaining in the center. Because of this shape, d: c decreases the tensile stress on theirs; Ends clamped bageblättur 2 from RanH towards their middle. The lowest tensile stress prevails at the front edges of the saw blades, where the diamond coating is found: With this measure, the rigidity of the clamped saw blades is increased and the diamond coating can also be detached from the edge of the saw ; .; it can be limited by high tensile stresses.
Ferner kann es zweckmäßig sein, die Größe der Bohrungen 82 über die Länge der Sägeblätter 2 unterschiedlich zu wählen. Die in der Mitte der Sägeblätter befindlichen Bohrungen erhalten dann den größten Durchmesser und in der Richtung zu den beiden Enden wird der Durchmesser der Bohrungen allmählich geringer. Mit dieser Verteilung der öffnungen wird die Zugspannung im eingespannten Sägeblatt vom Mittelpunkt M nach allen Seiten, d. h. sowohl in der Längsrichtung des Sägeblattes als auch in der Querrichtung allmählich abnehmen.Furthermore, it can be expedient to select the size of the bores 82 to be different over the length of the saw blades 2. The holes in the middle of the saw blades then have the largest diameter and the diameter of the holes gradually decreases in the direction towards the two ends. With this distribution of the openings, the tensile stress in the clamped saw blade will gradually decrease from the center M to all sides, ie both in the longitudinal direction of the saw blade and in the transverse direction.
Anstelle der Bohrungen 82 können die Sägeblätter 2 gegebenenfalls auch mit Schlitzen oder auch mil Profilöffnungen versehen werden. Die Verteilung derInstead of the bores 82, the saw blades 2 can optionally also have slots or mil Profile openings are provided. The distribution of the
öffnungen wird so gewählt, daß in der Mitte der Sägeblätter gerade die Elastizitätsgrenze des Materials, beispielsweise des Stahls, gerade erreicht oder sogar etwas überschritten wird. Damit erhält man eine größere Steifigkeit der eingespannten Sägeblätter 2 und wellige Verformungen während des Sägevorganges, die zu ungleichmäßigen Schnittflächen führen würden, werden weitgehend ausgeschlossen.openings are chosen so that in the middle of the saw blades the elastic limit of the material, of steel, for example, is just reached or even slightly exceeded. This gives you a greater rigidity of the clamped saw blades 2 and wavy deformations during the sawing process, which would lead to uneven cut surfaces are largely excluded.
Abweichend von der Verteilung der Bohrungen nach Fig. 1 können über die Breite eines Sägeblattes auch mehrere Reihen von Bohrungen vorgesehen sein, deren Durchmesser vom Rand des Blattes zu seiner Mitte hin zunimmt. Außerdem kann die Verteilung dieser Reihen über die Breite so gewählt werden, daß man am Rand des Blattes einen größeren Querschnitt emält.Notwithstanding the distribution of the bores according to FIG. 1, the width of a saw blade can also several rows of bores may be provided, the diameter of which extends from the edge of the sheet to its center increases. In addition, the distribution of these rows across the width can be chosen so that one at the edge of the leaf paints a larger cross-section.
Eine Bewegung der Sägeblätter 2 quer zu ihrer Längsrichtung oder Verdrehungen der Sägeblätter 2 werden durch die federnde Aufhängung des Spannrahmens 8 in dem Grundrahmen 26 verhindert. Auch ein Kippen der eingespannten Sägeblätter 2 wird durch die Rahmenaufhängung in den Blattfedern 60 bis 63 ebenfalls verhindert. Die Federkraft dieser Federn 60 bis 63 wird auf das Gewicht der Sägeblätter 2 mit dem Spannrahmen 8 und die Amplitude sowie die Frequenz der Schwingung abgestimmtMovement of the saw blades 2 transversely to their longitudinal direction or twisting of the saw blades 2 are prevented by the resilient suspension of the clamping frame 8 in the base frame 26. Also a Tilting of the clamped saw blades 2 is caused by the frame suspension in the leaf springs 60 to 63 also prevented. The spring force of these springs 60 to 63 is on the weight of the saw blades 2 with the Clamping frame 8 and the amplitude and frequency of the oscillation matched
Im Ausführungsbeispiel ist als Schwingantrieb 20 ein elektromagnetischer Antrieb gewählt Die Steuerung 22 dieses Antriebs kann vorzugsweise so gewählt werden, daß der Magnetkern der Magnetspule 18 eine Gleichstromvormagnetisierung erhält die über denIn the exemplary embodiment, an electromagnetic drive is selected as the oscillating drive 20. The controller 22 this drive can preferably be chosen so that the magnetic core of the magnetic coil 18 a DC bias receives the via the
Eisenkern 16 eine Anzugskraft auf den Spannrahmen 8 ausübt Dieser Gleichstromvormagnetisierung wird ein Wechselfluß überlagert, der während einer Halbschwingung die Gleichstromvormagnetisierung unterbricht und in der anderen Halbschwingung die Gleichstromvormagnetisierung unterstütztIron core 16 exerts an attractive force on the clamping frame 8. This direct current bias is a Alternating flux superimposed during a half oscillation the direct current bias interrupts and the direct current bias in the other half oscillation supports
Anstelle des elektromagnetischen Antriebs können aber auch andere Antriebsarten gewählt werden, beispielsweise ein Schwingkopf, der magnetostriktivInstead of the electromagnetic drive, other types of drive can also be selected, for example an oscillating head that is magnetostrictive
angeregt wird. Solche Schwingköpfe erregen ihre Schwingung über einen Nickelschwingtr, wie es in der Ultraschalltechnik übiich ist. Mittels eines besonderen mechanischen Transformator kaiin die Amplitude der Schwingung verändert werden.is stimulated. Such oscillating heads excite their oscillation via a nickel oscillating door, as in the Ultrasound technology is common. By means of a special one mechanical transformer kaiin the amplitude of the Vibration can be changed.
Der Diamantbelag 4 der Stirnkanten der Sägeblätter 2 kann vorzugsweise so gestaltet Sf1In, daß neben den Stirnkar.ten selbst auch noch ein geringer Teil der Flachseiten der Sägeblätter 2 mit dem Dia'nantbelag versehen isi. Mit diesem Belag auf dem an dieThe diamond covering 4 of the front edges of the blades 2 may preferably be so designed Sf 1 in that in addition to Stirnkar.ten itself even a small portion of the flat sides of the saw blades 2 isi provided with the Dia'nantbelag. With this topping on the to the
Stirnseiten angrenzenden Teil der Flachseiten erhält man Sägeschnitte, die etwas breiter sind als die Dicke der Sägeblätter. Mit Sägeblättern, deren Dicke beispielsweise 100 μπτ beträgt und die auf ihrer StirnkanteFront sides adjoining part of the flat sides receives saw cuts that are slightly wider than the thickness of the saw blades. With saw blades, their thickness, for example 100 μπτ and that on its front edge
'·, und den angrenzenden Teilen der Seitenflächen mit einem Diamantbelag von beispielsweise etwa 20 μπι Dicke versehen sind, erhält man eine Breite der Sägeschnitte von etwa 150μιτι. Dadurch wird das Abführen des abgesägten Materials entsprechend '·, And the adjacent parts of the side surfaces are provided with a diamond coating of, for example, about 20 μm thick, a width of the saw cuts of about 150 μm is obtained. This makes the removal of the sawn-off material accordingly
ίο erleichtert.ίο relieved.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings
Claims (5)
Priority Applications (6)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| DE19752537088 DE2537088C3 (en) | 1975-08-20 | 1975-08-20 | Arrangement for dividing hard, brittle material, in particular semiconductor material |
| CH956176A CH602302A5 (en) | 1975-08-20 | 1976-07-27 | |
| GB3408576A GB1533456A (en) | 1975-08-20 | 1976-08-16 | Sawing |
| FR7625111A FR2321374A1 (en) | 1975-08-20 | 1976-08-18 | PROCESS FOR CUTTING HARD AND BREAKING MATERIALS, IN PARTICULAR SEMICONDUCTOR MATERIALS, AND RECIPROCATING CHASSIS SAW INTENDED FOR THE IMPLEMENTATION OF THE SAID PROCESS |
| JP9919476A JPS5226092A (en) | 1975-08-20 | 1976-08-19 | Method of cutting hard and fragile material and plate sawing machine for carrying out this method |
| US05/843,417 US4105012A (en) | 1975-08-20 | 1977-10-19 | Apparatus for cutting up hard and brittle material |
Applications Claiming Priority (1)
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|---|---|---|---|
| DE19752537088 DE2537088C3 (en) | 1975-08-20 | 1975-08-20 | Arrangement for dividing hard, brittle material, in particular semiconductor material |
Publications (3)
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| DE2537088B2 DE2537088B2 (en) | 1978-06-22 |
| DE2537088C3 true DE2537088C3 (en) | 1979-02-22 |
Family
ID=5954422
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DE19752537088 Expired DE2537088C3 (en) | 1975-08-20 | 1975-08-20 | Arrangement for dividing hard, brittle material, in particular semiconductor material |
Country Status (1)
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Families Citing this family (3)
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|---|---|---|---|---|
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| DE2722782C2 (en) * | 1977-05-20 | 1985-02-14 | Wacker-Chemitronic Gesellschaft für Elektronik-Grundstoffe mbH, 8263 Burghausen | Process for multiple lapping separation of solids |
| DE2849190C2 (en) * | 1978-11-13 | 1982-08-26 | Peter Ing.(grad.) 8221 Stein Herkt | Cutting machine for cutting up crystalline or the like. Blocks of material in slices |
-
1975
- 1975-08-20 DE DE19752537088 patent/DE2537088C3/en not_active Expired
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DE2537088B2 (en) | 1978-06-22 |
| DE2537088A1 (en) | 1977-02-24 |
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Legal Events
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|---|---|---|---|
| C3 | Grant after two publication steps (3rd publication) | ||
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