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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Drahtsägevorrichtung mit zumindest
einer Schicht von Drähten,
die sich in einer Hin- und Herbewegung oder in einer kontinuierlichen
Bewegung verschieben kann, wobei diese Drahtschicht gegen ein zu
sägendes
Werkstück,
das auf einem Auflagetisch befestigt ist, gedrückt und durch Drahtführungszylinder
gehalten wird, während
erste Mittel vorgesehen sind, um eine relative Vorschubbewegung
zwischen dem zu sägenden
Werkstück
und der Drahtschicht entlang einer in einer Schnittebene enthaltenen
Schneidrichtung zu bewirken, und zweite Mittel vorgesehen sind, um
eine relative oszillierende Bewegung zwischen dem zu sägenden Werkstück und der
Drahtschicht um eine zur Schnittebene senkrechte Oszillationsachse
zu bewirken, wobei die zweiten Mittel eine Oszillationsvorrichtung,
die so eingerichtet ist, dass sie auf den Auflagetisch wirkt und
zumindest eine effektive Drehachse umfasst, sowie bewegliche Organe aufweisen,
die so eingerichtet sind, dass sie die benannte relative oszillierende
Bewegung zwischen dem zu sägenden
Werkstück
und der Drahtschicht um die benannte Oszillationsachse erzeugen,
deren Raumlage so eingestellt und programmiert werden kann, dass
sich diese Oszillationsachse in einem programmierbaren und einstellbaren
Abstand von der bekannten effektiven Drehachse befindet.
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Wobei
die Oszillationsvorrichtung erste Organe umfasst, um eine Drehung
um die benannte, zur Schnittebene senkrechte Drehachse zu bewirken,
zweite Organe, um eine Verschiebung entlang einer zur Schnittebene
parallelen Richtung zu bewirken, sowie dritte Organe, um eine Translationsbewegung
entlang einer mit der Schneidrichtung zusammenfallenden Richtung
zu bewirken.
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In
einer Vorrichtung dieses Typs ist der Draht spiralförmig um
die Drahtführungszylinder
gewickelt und bildet zwischen zwei Drahtführungszylindern mindestens
eine Schicht von parallelen Drähten,
in der der Abstand zwischen zwei aufeinander folgenden Drähten die
Dicke der Scheiben bestimmt. Des Weiteren bildet die Ebene der Drahtschicht
oder Drahtschichten in bekannten Vorrichtungen einen festen, allgemein
senkrechten Winkel zur Sägerichtung,
was Welligkeit und Streifen auf der Oberfläche der Scheiben verursachen
kann, wenn sich im Ergebnis von thermischen Schwankungen zum Beispiel
die Drahtschicht allgemein seitlich bewegt. Diese Welligkeit genügt, selbst
wenn sie nur eine Amplitude von einigen Mikrometern hat, um die
Scheiben für
bestimmte Anwen dungen wie die des Siliciums in der Halbleiterindustrie
unbrauchbar zu machen. Ausserdem tritt bei Verwendung der Hin- und
Herbewegungen eine Rauigkeit wegen der Richtungsänderungen auf. Bei den Benutzern
der Scheiben geht die Tendenz dahin, für diese eine rohe Sägeoberfläche vorzugeben,
die so vollkommen wie möglich
ist, um die nachfolgenden Arbeitsgänge des Läppens oder des Planschleifens
und Polierens zu verkürzen.
Ausserdem verbraucht sich beim Einsatz von ungebundenem Schleifmittel
das durch den Draht mitgeführte Schleifmittel
entlang des Sägeweges
und verändert so
die Breite der Sägespur.
Dieser Verbrauch führt folglich
zu einer Dickenvariation der Scheiben. Die Ergebnisse des Sägens sowie
auch die erreichten Toleranzen hängen
vom Eindringen des Schleifmittels zwischen den Draht und das zu
sägende
Werkstück
sowie von seinem Verbrauch entlang des Sägeweges ab. Dieser Schleifmittelverbrauch
hängt vom
Schleifmitteltyp und von der gesägten
oder beanspruchten Länge
ab, d.h. von den Abmessungen der Barren. Da sich diese Abmessungen
wegen der Fortschritte in der Technologie der Kristallzüchtung laufend
vergrössern,
besteht die Tendenz zu einer Verstärkung dieser Erscheinungen.
Er hängt
ebenfalls von der Stoffmenge ab, die pro Längen- und pro Zeiteinheit entfernt wird.
Beim Schneiden von Werkstücken,
die nicht von rechteckiger oder quadratischer Gestalt sind, verändert sich
die von der Drahtschicht gesägte
Länge bzw.
die beanspruchte Länge in
Abhängigkeit
von der Sägetiefe.
Das Eindringen des Schleifmittels und daher der Schleifmittelverbrauch
verändern
sich daher in Abhängigkeit
von der gesägten
Höhe und
verursachen in der Form des Werkstücks eine Dickenvariation, die
von der Höhe abhängt. Diese
Dickenvariation kann genügend gross
sein, um die vom Verbraucher vorgegebenen, zulässigen Abweichungen zu überschreiten.
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Drahtsägevorrichtungen
des vorgenannten Typs mit oszillierender Bewegung der Drahtschicht oder
des zu sägenden
Werkstücks
sind insbesondere in den Industrien für elektronische Bauteile, Ferrite,
Quarze und Siliciumdioxid bekannt, um Materialien wie poly- oder
einkristallines Silicium oder andere Materialien wie GaAs, InP,
GGG oder auch Quarz, künstlichen
Saphir oder sogar Keramiken in dünnen Scheiben
zu gewinnen. Der hohe Preis dieser Materialien macht das Drahtsägen gegenüber anderen Techniken
wie Sägen
mit der Diamantscheibe attraktiver.
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Bestimmte
bekannte Vorrichtungen wie zum Beispiel die in 7 veranschaulichte
weisen eine oszillierende Bewegung des zu sägenden Werkstücks auf.
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Diese
oszillierende Bewegung erfolgt aber immer mit einer festen Drehachse
A, deren Lage ein für
allemal durch den mechanischen Aufbau der Sägevorrichtung festgelegt ist.
Diese Lage kann daher später
nicht variiert oder verändert
werden. Somit erlaubt es diese feste Lage der oszillierenden Bewegung
nicht, Welligkeit und Streifen bei den gewonnenen Scheiben zu vermeiden.
Ausserdem kann sie sogar während
des Schneidens auf Grund einer oszillierenden Bewegung an einer
unpassenden Stelle weitere Unregelmässigkeiten verursachen.
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Das
Dokument
JP 08 085
053 A wird in Übereinstimmung
mit dem Oberbegriff des Anspruchs 1 und 3 als der am Nächsten heranreichende
Stand der Technik angesehen. Die in diesem Dokument beschriebene
Drahtsäge
besitzt eine Oszillationsvorrichtung mit ersten Organen, um eine
Drehung um eine zur Schnittebene senkrechte Drehachse zu bewirken,
zweiten Organen, um eine Verschiebung entlang einer zur Schnittebene
parallelen Richtung zu bewirken, sowie dritten Organen, um eine
Translationsbewegung entlang der Schneidrichtung zu bewirken. Die
Kombination dieser verschiedenen Bewegungen erlaubt es, komplizierte
oszillierende Bewegungen des zu sägenden Werkstücks zu bewirken.
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Im
Dokument
EP 0 953 416
A2 wird ebenfalls eine Drahtsäge beschrieben, die mit einem
Mechanismus ausgestattet ist, um das zu sägende Werkstück entlang
einer zu den Drähten
parallelen Richtung schwenken oder oszillieren zu lassen. Dieser Mechanismus
ermöglicht
eine Synchronisierung der oszillierenden Bewegung und der Vorschubbewegung
des zu sägenden
Werkstücks.
Dazu umfasst der Mechanismus miteinander verbundene Schwenkarme,
die ein verformbares Vier- oder Vieleck bilden, an dem das zu sägende Werkstück befestigt
ist.
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Die
vorliegende Erfindung hat das Ziel, alternative Vorrichtungen zur
Verfügung
zu stellen, um das zu schneidende Werkstück in oszillierende Translations-
und Rotationsbewegungen zu versetzen, die eine andere kinematische
Kette besitzen und es ermöglichen,
eine präzise
oszillierende Bewegung um eine Oszillationsachse vorzusehen, deren
Raumlage auf leichte und zuverlässige
Weise eingestellt und programmiert werden kann. Zu diesem Zweck
ist die Erfindung durch die Merkmale gekennzeichnet, die in den
unabhängigen
Ansprüchen
1 und 3 erscheinen.
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So
können
die relativen Positionen der Drahtschicht und der Oszillationsachse
je nach den Anwendungen eingestellt und variiert werden. Die Präzision der
Scheiben und gesägten
Werkstücke hat
daher eine grosse Verbesserung erfahren. Der Oberflächenzustand
der gewonnenen Scheiben ist sehr ebenmässig, da eine oszillierende
Bewegung mit einer präzise
positionierten Achse eine Polier- und Läppwirkung während des Sägens zu erhalten gestattet.
Jede Welligkeit und Rauigkeit kann vermieden werden, indem während des
Sägens
ein Läpp- und
Planschleifvorgang überlagert
wird, der durch die oszillierenden Bewegungen des zu sägenden Werkstücks um eine
Achse bewirkt wird, deren Lage optimal eingestellt und programmiert
werden kann. Diese besondere oszillierende Bewegung erlaubt es ausserdem,
das Eindringen des Schleifmittels entlang des Sägeweges besser zu steuern und
den Draht zu putzen, wodurch seine Sägeleistung verbessert wird.
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Günstigerweise
umfasst die Sägevorrichtung eine
programmierbare Steuereinheit, die dafür bestimmt ist, die durch die
Oszillationsvorrichtung erzeugten Rotations- und Translationsbewegungen
so zu steuern, dass die Kombination dieser erzeugten Bewegungen
eine oszillierende Bewegung um eine Oszillationsachse ergibt, deren
Position programmiert werden kann.
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Die
Steuereinheit kann somit in einer Weise ausgelegt werden, dass eine
oszillierende Bewegung erzeugt wird, die Amplituden und Frequenzen
aufweisen kann, die mit der Zeit und/oder in Abhängigkeit von der Sägetiefe
variiert werden können.
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Weitere
Vorteile gehen aus den Merkmalen hervor, die in den abhängigen Ansprüchen und
in der Beschreibung ausgedrückt
werden, in der hiernach die Erfindung eingehender mit Hilfe von
Zeichnungen dargelegt werden wird, die schematisch und beispielhaft
zwei Ausführungsformen
sowie Varianten vorstellen.
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1 ist
eine schematische seitliche Ansicht einer ersten Ausführungsform.
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2 veranschaulicht
diese erste Ausführungsform
partiell in drei verschiedenen Positionen.
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3 ist
eine perspektivische Ansicht einer mechanischen Verwirklichung der
ersten Ausführungsform.
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4 ist
eine schematische seitliche Ansicht einer Variante der ersten Ausführungsform.
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5 veranschaulicht
eine zweite Ausführungsform
in drei Positionen.
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6 ist
eine perspektivische Ansicht einer mechanischen Verwirklichung dieser
zweiten Ausführungsform.
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7 stellt
eine bekannte Sägevorrichtung mit
oszillierender Bewegung partiell vor.
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Die
in 1 bis 3 veranschaulichte Drahtsägevorrichtung
oder -maschine stellt eine erste Ausführungsform dar. Diese Vorrichtung
umfasst einen Rahmen 10, der mindestens zwei Drahtführungszylinder 11, 12 trägt, um die
ein Draht 14 spiralförmig
aufgewickelt ist, um mindestens eine Drahtschicht 15 zu
bilden, in der der Abstand zwischen zwei benachbarten Drähten die
Dicke der gesägten Scheiben
bestimmt. Die Drahtführungszylinder 11, 12 sind
zu diesem Zweck allgemein mit einer Schicht aus synthetischem Material überzogen,
in die Rillen eingraviert sind, die den Abstand zwischen den benachbarten
Drähten
der Schicht definieren. Der Draht ist entweder mit einem darauf
aufgebrachten Schleifmittel überzogen
oder wird kontinuierlich mit einem ungebundenen Schleifmittel versorgt,
das allgemein in einer Flüssigkeit
aufgeschlämmt
ist. Der Draht dient somit als Beförderungsmittel für die Schleifmittelteilchen,
die ihrerseits die Sägearbeit
in einem als Sägebereich 16 bekannten
Bereich erbringen. Dieser Draht besteht günstigerweise aus Federstahl
und hat einen Durchmesser zwischen 0,1 und 0,2 mm, um Blöcke aus
harten Materialien oder Materialien einer spezielleren Zusammensetzung
in Scheiben einer Dicke von ungefähr 0,1 bis 5 mm zu sägen, zum
Beispiel Silicium, Keramiken, Verbindungen der Elemente der Gruppen
III und V, GGG (Gadolium-Gallium-Granat), Saphir usw. Das Schleifmittel
ist ein handelsübliches
Erzeugnis und kann Diamant, Siliciumcarbid, Aluminiumoxid usw. in
auf den Draht aufgebrachter Form oder in freier Form als Schlicker
sein.
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Das
zu sägende
Werkstück 20 wird
auf einem Auflagetisch 21 befestigt, der seinerseits mittels einer
Steuervorrichtung 22 für
die Verschiebungen des zu sägenden
Werkstücks 20 relativ
zur Drahtschicht beweglich auf den Rahmen 10 montiert ist. Diese
Steuervorrichtung 22 umfasst einerseits eine Vorschubvorrichtung 19,
um eine relative Vorschubbewegung des zu sägenden Werkstücks 20 gegenüber der
Drahtschicht 15 in der Schneidrichtung Z zu bewirken, die
in der Schnittebene YZ liegt, die senkrecht zu den Achsen der Drahtführungszylinder 11, 12 ist,
andererseits eine Oszillationsvorrichtung 23, die so ausgelegt
ist, dass eine oszillierende Bewegung des zu sägenden Werkstücks 20 bewirkt
wird, bei der die Lage der Oszillationsachse A dieser oszillierenden
Bewegung eingestellt und im Voraus bestimmt werden kann.
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Diese
Steuervorrichtung 22 umfasst zu diesem Zweck einen Schieber 24,
der in der Schneidrichtung Z beweglich auf den Rahmen 10 montiert
ist und durch einen Motor 25 angetrieben wird. Dieser Schieber 24 entspricht
auch der benannten Vorschubvorrichtung 19 und ist fest
mit einem senkrechten Arm 26 verbunden, der in einer zur
Richtung Z und zur Schnittebene YZ senkrechten Richtung X angeordnet
ist.
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Eine
Welle 27, deren Hauptachse 28 parallel zu X ist,
ist drehbar auf den Schieber 24 und den Arm 26 montiert.
Diese Welle 27 wird über
zwei Hebel 34 durch eine Motorwinde 29 betätigt und
kann mit einer einstellbaren Frequenz und Amplitude in einem Winkel α um die Achse 28 gedreht
werden.
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Der
Auflagetisch 21 ist über
einen Translationsmechanismus 30 auf den Arm 26 montiert.
Dieser Mechanismus umfasst zwei Schienen 31, 32,
die fest mit dem Arm 26 verbunden sind und auf die der
Auflagetisch 21 in einer Richtung Y gleitend montiert ist. Diese
Bewegung in der Y-Richtung wird durch ein Stellglied 33 gesteuert.
Der Motor 25, die Winde 29 und das Stellglied 33 werden über eine
programmierbare elektronische Steuereinheit 35 wie zum
Beispiel einen Computer gesteuert.
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Somit
kann die durch die Steuervorrichtung 22 und die Oszillationsvorrichtung 23 erzeugte
oszillierende Bewegung in zwei Translationsbewegungen in den Richtungen
Y und Z und in eine Rotationsbewegung um einen Winkel α um die Achse 28 zerlegt werden,
die senkrecht zu den Richtungen Y und Z ist, die die Schnittebene
YZ bilden, die ihrerseits die Schneidrichtung Z enthält und parallel
zu den Drähten
der Drahtschicht 15, aber senkrecht zur Ebene der Drahtschicht 15 ist.
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Für eine Drehung
um einen Winkel α um
die Drehachse
28 und eine Oszillation mit dem gleichen Winkel α um eine
Oszillationsachse A, deren Raumlage so programmiert werden kann,
dass sich diese Oszillationsachse A in einem vorbestimmten Abstand Z
0 von der Drehachse
28 befindet,
sind bei der in
1 bis
3 veranschaulichten
Vorrichtung die Bewegungen wie folgt:
Yα =
Z0·tanαwo Z
0 gleich dem Abstand zwischen der Drehachse
28 und
dem Oszillationspunkt bzw. der Oszillationsachse A ist;
Z
α entspricht
der Bewegung des Schiebers
24 bezüglich des Rahmens
10 in
der Richtung Z, und zwar ausgehend von einer mittleren ausgerichteten
Position, in der der Winkel α null
ist; und
Y
α entspricht
der Bewegung des Auflagetisches
21 bezüglich der Schienen
31,
32 und
der Welle
27 in der Richtung Y.
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Somit
sind die Translationsbewegungen Yα und
Zα Funktionen
des Winkels α,
und da dieser kontinuierlich variiert, auch Funktionen der Zeit.
Der Abstand Z0 ist ein programmierbarer
und einstellbarer Parameter der Vorrichtung, der durch den Abstand zwischen
der mechanischen Drehachse 28 und der erhaltenen effektiven
Oszillationsachse A gegeben ist. Er kann fest oder zeitabhängig variabel
sein. Die Lage der Oszillationsachse A ist in der in 1 und 2 veranschaulichten
Ausführungsform
auf die Mitte des zu sägenden
Werkstücks 20 programmiert, das
hier zylindrisch ist. Man hat daher hier einen konstanten Abstand
Z0.
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2 veranschaulicht
die Lage der verschiedenen Komponenten der Sägevorrichtung in drei verschiedenen
Positionen, in denen die Lage des Oszillationspunktes bzw. der Oszillationsachse
A unverändert
bleibt, während
die Vertikalbewegung Zα ausgeführt wird.
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Hingegen
kann diese Lage der Oszillationsachse A auch so programmiert werden,
dass sie sich auf der Drahtschicht 15 oder in einem vorbestimmten Abstand
von der Drahtschicht befindet, wobei der Abstand Z0 dann
in Abhängigkeit
von der Zeit und vom Vorschub des Schnitts kontinuierlich abnimmt.
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In
der in 4 veranschaulichten Variante der ersten Ausführungsform
ist die Gesamtheit der mechanischen Elemente identisch mit der der
ersten Ausführungsform,
ausser dass die Sägevorrichtung statt
einer Schicht von parallelen Drähten
zwei Schichten von gekreuzten Drähten 15a und 15b aufweist.
Der Draht ist über
Kreuz um die Drahtführungszylinder 11, 12 gewickelt
und bildet somit zwischen diesen beiden Drahtführungszylindern zwei Schichten 15a und 15b,
die sich entlang einer Geraden 40 kreuzen. Die Sägevorrichtung
enthält
noch zwei äussere
Drahtführungszylinder 41, 42,
die für die
Parallelität
der Drähte
der beiden gekreuzten Schichten 15a und 15b erforderlich
sind. Die Steuervorrichtung 22 und die Oszillationsvorrichtung 23 können daher
so programmiert werden, dass die Oszillationsachse A mit der Geraden 40 der
Kreuzung der Schichten 15a und 15b zusammenfällt. Man
erhält
dann einen besonders präzisen
und raschen Schnitt.
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In
der vorstehend beschriebenen ersten Ausführungsform ist die Oszillationsvorrichtung
auf den Vorschubmechanismus des Auflagetisches des zu sägenden Werkstücks montiert.
Dies ist in der in 5 und 6 veranschaulichten
zweiten Ausführungsform
nicht der Fall. Letztere umfasst eine Drahtschicht 100,
die von Drahtführungszylindern 101, 102 gehalten
wird, die auf eine Oszillationsvorrichtung 103 montiert
sind. Diese Vorrichtung 103 umfasst einen Wipprahmen 104,
der schwenkbar auf den Rahmen 105 der Sägevorrichtung montiert ist,
und zwar über
eine Schwenkachse 110, deren Drehachse senkrecht zur Schnittebene
YZ ist. Die beiden Drahtführungszylinder 101, 102 sind
drehbar auf je ein Tragteil 106, 107 montiert,
und diese über
Verbindungsstege 108 fest miteinander verbundenen Tragteile
sind durch Wälzlager 109 in
einer Richtung Y beweglich auf dem Rahmen 104 der Oszillationsvorrichtung
angeordnet.
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Das
zu sägende
Werkstück 20 ist
auf einem Auflagetisch 115 befestigt, der fest mit einem
Schieber 116 verbunden ist, der seinerseits durch Wälzlager 117 in
einer Schneidrichtung Z beweglich am Rahmen 105 angeordnet
ist. Die Drehbewegung des Rahmens 104 um die Schwenkachse 110 wird
von einer Motorwinde 120 bewirkt. Die Translationsbewegung
der Drahtführungszylinder 101, 102 in
der Richtung Y wird durch eine Motorwinde 121 erhalten, während die
Translationsbewegung des zu sägenden
Werkstücks 20 in
der Schneidrichtung Z durch einen Motor 122 erzeugt wird.
Die Winden 120, 121 und der Motor 122 werden
von einer Steuereinheit gesteuert, die so programmiert werden kann,
dass die Kombination der Translationsbewegungen in den Richtungen
Y und Z sowie der Rotationsbewegung um die Schwenkachse 110 eine
oszillierende Bewegung um eine Oszillationsachse A hervorrufen,
deren Raumlage programmierbar und einstellbar ist.
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In
dieser Ausführungsform
ist die Oszillationsvorrichtung 103 auf den Mechanismus
montiert, der die Drahtführungszylinder
trägt.
Die korrigierenden Translationsbewegungen in der Z-Richtung werden
durch den Schieber 116 ausgeführt, der das zu sägende Werkstück trägt. Diese
Translationsbewegungen können
natürlich
auch mit dem die Drahtführungszylinder 101, 102 tragenden
Mechanismus verknüpft
werden.
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Das
Ziel der Erfindung besteht daher allgemein darin zu ermöglichen,
dass in der Sägevorrichtung
der Winkel variiert wird, der zwischen dem zu sägenden Werkstück 20 und
der oder den Drahtschichten 15 während des Sägens gebildet wird, indem dem
zu sägenden
Werkstück
oder der Drahtschicht eine schaukelnde oder oszillierende Bewegung
parallel zur Drahtschicht um einen beliebigen Punkt A aufgezwungen
wird, der je nach den Erfordernissen des Verfahrens fest oder variabel
gewählt wird.
Um dies zu tun, erzeugt man zum Beispiel zwei Bewegungen in den
Richtungen Z und Y sowie eine Drehung α. Die drei Bewegungen sind unabhängig und
können
unabhängig
voneinander aktiviert werden bzw. stellen Bewegungen dar, die durch
eine Funktion verbunden sind, durch die der gewählte Oszillationspunkt bzw.
die gewählte
Oszillationsachse A bestimmt wird. Diese oszillierende Bewegung
erlaubt es, die während
des Sägens
beanspruchte Drahtlänge
zu verringern sowie das Eindringen des Schleifmittels zu verbessern.
Die Erneuerungsrate des Schleifmittels entlang des Sägeweges
wird durch die oszillierende Bewegung des zu sägenden Werkstücks relativ
zur Drahtschicht erhöht,
woraus eine Erhöhung
der Sägeleistung
resultiert. Die aufeinander folgenden Durchgänge der bereits gesägten Scheibenoberfläche, die
durch die oszillierenden Bewegungen des Werkstücks bewirkt werden, verursachen
eine Läppwirkung
auf der Scheibenoberfläche, verringern
daher die Welligkeit und Rauigkeit der Oberfläche. Die Lage der Oszillationsachse
A wird zum Beispiel in der Mitte des zu sägenden Werkstücks oder
am Berührungspunkt
zwischen dem zu sägenden
Werkstück
und der Drahtschicht gewählt. In
letzterem Falle muss sie als Funktion der relativen Position des
Auflagetisches 21 bezüglich
der Drahtschicht programmiert werden. Um diese Funktion zu realisieren,
kann man zum Beispiel elektronisch vorgehen, indem man von einer
digitalen Steuerung ausgeht und in diese die Koordinaten in Abhängigkeit von
der Zeit oder der relativen Position des Auflagetisches eingibt.
Alle Bewegungen, nämlich
die Rotationsbewegungen) und die Translationsbewegungen, müssen unabhängig voneinander
aktiviert werden, aber können
durch eine mathematische Funktion miteinander verbunden werden,
die von dem gewählten Oszillationspunkt
bzw. der gewählten
Oszillationsachse abhängt.
Ausserdem können
die Frequenz und die Amplitude der Drehbewegung um die gewählte Achse
in Abhängigkeit
von der relativen Position des Tisches oder des Schneidvorschubs
variabel sein.
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Die
Präzision
der zu sägenden
Werkstücke, die
für Halbleiteranwendungen
sehr wichtig ist, hängt von
der Position des Drahtes während
des Sägens wie
auch vom Oberflächenzustand
(Welligkeit und Rauigkeit) ab. Wenn dieser Oberflächenzustand nicht
kontrolliert wird, kann dies die gesamte Sägetechnik in Frage stellen.
Für diese
Sägetechnik
ist daher ausserdem eine universelle Oszillationsvorrichtung erforderlich,
die es erlaubt, diese Fehler im Verlauf des Sägens auf ein Minimum zu reduzieren,
da selbst geringe Veränderungen
zu Scheiben führen, die
für die
nachfolgenden Verfahren nicht akzeptabel sind.
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Die
Anforderungen der Elektronikanwendungen, die zum Beispiel mit den
steigenden Abmessungen der zu sägenden
Werkstücke
in Verbindung stehen, machen es notwendig, dass selbst die kleinsten Variationen
vermieden werden müssen.
Es genügt daher
nicht mehr, die Scheiben kontinuierlich zu sägen, sondern im Verlauf des
Sägens
muss ein Läpp- oder
Planschleifvorgang überlagert
werden, der durch die oszillierenden Bewegungen des zu sägenden Werkstücks um einen
definierten, variablen oder nicht variablen Punkt bewirkt wird,
wobei zugleich das Eindringen des Schleifmittels entlang des Sägeweges
besser gesteuert wird. Die Frequenz dieser Bewegung wie auch ihre
Amplitude können
im Verlauf des Sägens
ermittelt werden und sind somit von der Form des zu sägenden Werkstücks abhängig. Auf
diese Art und Weise zu sägen
hat ausserdem den Vorteil eines Putzeffekts am Draht, wodurch seine
Sägeleistung
verbessert wird.
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Die
Sägevorrichtung
mit der Steuervorrichtung 22 ermöglicht es daher, der Vorschubbewegung Z
eine programmierte oszillierende Bewegung zu überlagern, und sie umfasst
daher einen Aufbau, der eine oszillierende Bewegung um einen beliebigen Punkt
A ermöglicht,
der durch die Anwendung definiert wird, und zwar mit einer im Verlauf
des Sägens variablen
Amplitude und Frequenz. Dieser mechanische Aufbau kann durch ein
digitales oder anderes elektronisches System gesteuert werden. Durch
den Einsatz von Vorrichtungen dieses Typs können Werkstücke einer erhöhten Präzision realisiert
werden.
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Es
versteht sich, dass die oben beschriebenen Ausführungsformen keinerlei einschränkenden Charakter
besitzen und dass sie in dem durch die Ansprüche 1 und 3 definierten Rahmen
alle wünschenswerten
Abwandlungen erfahren können.
Insbesondere kann die Sägevorrichtung
mehr als zwei Drahtführungszylinder
umfassen. Die Steuerung der Translations- und Rotationsbewegungen
kann durch alle elektrischen, elektromagnetischen, pneumatischen, hydraulischen
oder sonstigen Antriebsmittel bewirkt werden. Die oszillierende
Bewegung, ihre Amplitude und ihre Frequenz könnten mit Organen für die Bestimmung
des Oberflächenzustands
der Scheiben gesteuert werden. Die Sägevorrichtung und die Oszillationsvorrichtung
können
auch einen ganz anderen mechanischen Aufbau aufweisen. So können die Oszillationsvorrichtungen
der ersten und zweiten Ausführungsform
gleichermassen verwendet werden, um eine oszillierende Bewegung
der Drahtschicht zu erzeugen, während
das zu sägende
Werkstück
unbewegt bleibt. In einer kom plizierten Variante können das
zu sägende
Werkstück
und die Drahtschicht gleichzeitig oder alternierend oszillierenden Bewegungen
um Oszillationsachsen unterworfen werden, deren Raumlage programmierbar
ist.
