JP2003117799A - 硬脆性のワークから板を切り離すための方法および該方法を実施するためのワイヤソー - Google Patents

硬脆性のワークから板を切り離すための方法および該方法を実施するためのワイヤソー

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JP2003117799A
JP2003117799A JP2002234422A JP2002234422A JP2003117799A JP 2003117799 A JP2003117799 A JP 2003117799A JP 2002234422 A JP2002234422 A JP 2002234422A JP 2002234422 A JP2002234422 A JP 2002234422A JP 2003117799 A JP2003117799 A JP 2003117799A
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エッグルフーバー カール
Joerg Lukschandel
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  • Processing Of Stones Or Stones Resemblance Materials (AREA)

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】 後続の加工ステップで僅かな材料除去しか必
要とならない板が形成される、簡単に実施することがで
きる方法を提供する。 【解決手段】 少なくとも１つのローラ３をワイヤフレ
ーム１に向かって運動させかつ戻し運動させることによ
って、ワイヤを、ほぼ不変に維持されたワイヤテンショ
ンでローラシステムのローラにより複数回切断輪郭から
持ち上げ、この場合、ローラシステムが、少なくとも２
つの運動可能なローラを有しており、両ローラが、ワー
クの両側に並んでいるようにした。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、硬脆性のワークか
ら板を切り離すための方法であって、ワークに送り速度
を施し、ワークをワイヤソーのワイヤフレームのワイヤ
に向かって押圧し、この場合、ワイヤが、規定されたワ
イヤテンション下にあり、ワークに切断深さで切断輪郭
に沿って接触している形式の、硬脆性のワークから板を
切り離すための方法に関する。さらに、本発明は、ワイ
ヤフレームを備えた、硬脆性のワークから板を切り離す
ためのワイヤソーに関する。本発明による方法は、特に
結晶、たとえばシリコンから成る単結晶から半導体板を
切り離すために適している。
【０００２】
【従来の技術】このような形式の板は、電子的な構成素
子を製作するためのベース材料として使用することがで
きるようにするために、特に平らなかつ互いに平行に位
置する面を有していなければならない。したがって、要
求に応じるためには莫大な手間がかかる。すでに板の切
離し時に可能な限り目標に近づいていると極めて有利で
ある。なぜならば、この場合、幾何学的形状もしくはジ
オメトリを改善するための後続の作業ステップ、たとえ
ばラッピングまたはポリッシングをより簡単に行うこと
ができるかまたは削減することさえできるからである。
【０００３】慣用のワイヤソーによって形成された半導
体板の面は、詳細な検査時に、凹凸を有する表面構造を
示している。この面粗さは後続の加工ステップで除去さ
れなければならない。このためには、比較的高い材料除
去ひいては時間手間が必要となる。
【０００４】ヨーロッパ特許出願公開第８８５６７９号
明細書には、ワイヤフレームがワイヤの走行方向に対し
て水平な平面から旋回させられることによって、断面経
過の精度が向上する手間のかかる方法が記載されてい
る。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、後続
の加工ステップで僅かな材料除去しか必要とならない板
が形成される、簡単に実施することができる方法を提供
することである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】この課題を解決するため
に本発明の方法では、少なくとも１つのローラをワイヤ
フレームに向かって運動させかつ戻し運動させることに
よって、ワイヤを、ほぼ不変に維持されたワイヤテンシ
ョンでローラシステムのローラにより複数回切断輪郭か
ら持ち上げ、この場合、ローラシステムが、少なくとも
２つの運動可能なローラを有しており、両ローラが、ワ
ークの両側に並んでいるようにした。さらに、この課題
を解決するために本発明の構成では、ローラシステムが
設けられており、該ローラシステムが、少なくとも２つ
のローラを有しており、両ローラが、ワークの両側に並
んでいて、ワイヤフレームに向かって運動可能でありか
つ戻し運動可能であるようにした。
【０００７】
【発明の効果】切断輪郭はワークへのワイヤの係合時に
形成され、ワイヤの係合長さ（接触長さ）と同じ長さを
有している。切断輪郭は円弧状に形成されている。なぜ
ならば、ワイヤがワークの圧力によって幾分撓むからで
ある。切断深さは、ワークへのワイヤの進入時に形成さ
れる切断ギャップの最大の深さである。ワイヤが、最大
の係合長さを備えた切断輪郭に接触し続ける従来のワイ
ヤソー法とは異なり、ワイヤはローラシステムによって
複数回、有利には周期的な間隔で角度αだけ切断輪郭か
ら持ち上げられる。この場合、ワイヤは切断ギャップを
通って移動し、ソー懸濁液と協働してまたはワイヤに結
合された切断砥粒と協働して切断ギャップの側面におけ
る凹凸を減少させる。
【０００８】
【発明の実施の形態】以下に、本発明の実施の形態を図
面につき詳しく説明する。
【０００９】本発明によれば、ローラシステムの少なく
とも１つのローラ３が鉛直にまたは斜めにワイヤフレー
ム１に向かって押圧され、再び出発位置に戻し運動させ
られる（図１ａ参照）。この運動は、規定されたワイヤ
テンションがほぼ不変のままであることによって、ワー
ク２だけでなく第２のローラの、同時に行われる運動に
連結されている。ワークの、ローラ運動に連結された運
動は、ワークの送り運動に重畳されている（図２ａに示
した実線参照）。ワイヤを切断輪郭から角度αだけ持ち
上げることは、ローラの運動時のローラの行程に関連し
ている。ローラの運動の、行程に相応の振幅は一定に維
持される必要はない。むしろ、この振幅が、達成される
切断深さに関連して変化させられると有利である。切断
深さが比較的僅かな場合に僅かな振幅が選択されると特
に有利である。この場合、この振幅は中間の切断深さに
まで増加し、次いで、再び減少する（図２ｂ参照）かま
たは連結された運動は、板の完全な切離し時に達成され
ている最大の切断深さへの到達前にすでに終了させられ
る。送り運動の速度は同じく切断深さに関連して変化さ
せることができる（図２ａに示した破線参照）。さら
に、ローラの運動の速度を送り運動に関連して変化させ
ることもできる。全ての運動が、設定されたパラメータ
を呼び出すコンピュータプログラムによって制御される
と有利である。
【００１０】図１ｂおよび図１ｃに示した手段によれ
ば、両ローラが同時にワイヤフレームに向かって運動さ
せられかつ戻し運動させられる。この運動はワークの運
動に連結されている。このワークの運動はワイヤフレー
ムから離れる方向にかつワイヤフレームに近づく方向に
向けられている。ローラはワイヤフレームに対して垂直
にまたは斜めに運動させられる。ワイヤフレームに対す
るローラの押圧によって、ワイヤテンションは維持され
たままとなる。さもないと、このワイヤテンションがワ
ークの引戻し時に減少させられる恐れがある。次いで、
運動反転が行われる。この運動反転時には、ローラとワ
ークとが同時に出発位置に戻し運動させられる。
【００１１】別の手段によれば、一方のローラだけがワ
イヤフレームに向かって運動させられかつ戻し運動させ
られる。この運動はワークの運動に連結される。このワ
ークの運動はワイヤフレームから離れる方向にかつワイ
ヤフレームに近づく方向に向けられている。ワイヤフレ
ームに対するローラの押圧によって、ワイヤテンション
は維持されたままとなる。さもないと、このワイヤテン
ションがワークの引戻し時に減少させられる恐れがあ
る。次いで、運動反転が行われる。この運動反転時に
は、ローラとワークとが同時に出発位置に戻し運動させ
られる。後続のサイクルでは、一方のローラがまたは他
方のローラが新たにワイヤフレームに向かって運動させ
られ得る。この場合、この運動はワークの運動に連結さ
れている。このワークの運動はワイヤフレームから離れ
る方向に向けられている。
【００１２】第３の手段によれば、両ローラがワイヤフ
レームに向かって運動させられかつ戻し運動させられ
る。この場合、この運動は同時に行われるものの、ワイ
ヤフレームに対して逆方向に向けられている。この運動
前には、まず両ローラがワイヤフレームに向かって押圧
され、この場合、ワイヤを緊張させる。一方のローラが
ワイヤフレームへの運動時に加える付加的な圧力によっ
て、ワイヤテンションは維持されたままとなる。さもな
いと、このワイヤテンションがワイヤフレームからの他
方のローラの引戻し時に減少させられる恐れがある。次
いで、運動反転が行われる。この運動反転時には、他方
のローラがワイヤフレームに向かって運動させられる程
度に一方のローラが、ワイヤフレームから離れる方向に
運動させられる。
【００１３】ローラ３は、有利には、ワイヤのための案
内溝４を備えていて（図１ｄ参照）、通常、ワイヤフレ
ームを張設しかつワイヤを軸方向に駆動するワイヤガイ
ドローラに付与されている役割をワイヤガイドによって
引き受けている。ワイヤの軸方向の走行方向の、通常は
周期的に行われる反転を、前述した連結された運動と、
慣用の送り運動と、達成される切断深さとに関連して実
施することも可能である。ワイヤガイドを改善するため
には、ローラの軸方向の位置とローラの温度とがコント
ロールされると有利である。ワークの位置に対応するロ
ーラの軸方向の位置の調整装置５と、ワークの温度に関
連したローラの温度の調整装置６とが特に有利である。
【００１４】さらに、形成された板の幾何学的形状もし
くはジオメトリを改善するためには、ローラシステムの
各ローラに励振器７を設けることが提案される。この励
振器７はワイヤに横方向の振動を励起する。励振器は、
図１ｄによれば、ローラ内に組み込まれていてよい。し
かし、励振器は、ローラから空間的に分離されて配置さ
れてもよいし、ローラをその軸線に関して振動させるこ
ともできる。振動の周波数および振幅は送り運動に関連
して変化させることができる。ワイヤ振動は切断ギャッ
プ内の材料の搬送を促進し、したがって、切断された面
の平滑化にも切断損失の減少にも貢献している。
【００１５】ローラは、たとえばアクチュエータ８によ
って運動させることができる（図３参照）。ローラはワ
イヤフレームの上方に配置されているかまたは図３の選
択図によれば、ワイヤフレームの下方に配置されていて
もよいし、ローラ対として配置されていてもよい。この
場合、このローラ対の一方のローラはワイヤフレームの
上方に位置しており、ローラ対の他方のローラはワイヤ
フレームの下方に位置している。
【図面の簡単な説明】
【図１ａ】ワイヤフレームの上方のローラシステムの配
置形式を示す図である。
【図１ｂ】ローラの運動経過を示す概略図である。
【図１ｃ】ローラの運動経過を示す概略図である。
【図１ｄ】使用されたワイヤソーの有利な特徴を示す図
である。
【図２ａ】ワークとローラとの運動を切断時間に関連し
て示す線図である。
【図２ｂ】振動運動の振幅を寸法通りに示す線図であ
る。
【図３ａ】本発明による方法を実施するために適したワ
イヤソーの別の構成を示す図である。
【図３ｂ】図３ａの第１の変化実施例を示す図である。
【図３ｃ】図３ａの第２の変化実施例を示す図である。
【符号の説明】
１ ワイヤフレーム、 ２ ワーク、 ３ ローラ、
４ 案内溝、 ５ 調整装置、 ６ 調整装置、 ７
励振器、 ８ アクチュエータ、 α 角度
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 イェルク ルークシャンデル ドイツ連邦共和国 ケンプテン ハウベン シュタイクヴェーク 29 Ｆターム(参考） 3C058 AA05 AA12 CA04 CB03 DA03 3C069 AA01 BA06 BB03 CA04 EA01 EA02

Claims (19)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 硬脆性のワークから板を切り離すための
    方法であって、ワークに送り速度を施し、ワークをワイ
    ヤソーのワイヤフレームのワイヤに向かって押圧し、こ
    の場合、ワイヤが、規定されたワイヤテンション下にあ
    り、ワークに切断深さで切断輪郭に沿って接触している
    形式の、硬脆性のワークから板を切り離すための方法に
    おいて、少なくとも１つのローラをワイヤフレームに向
    かって運動させかつ戻し運動させることによって、ワイ
    ヤを、ほぼ不変に維持されたワイヤテンションでローラ
    システムのローラにより複数回切断輪郭から持ち上げ、
    この場合、ローラシステムが、少なくとも２つの運動可
    能なローラを有しており、両ローラが、ワークの両側に
    並んでいることを特徴とする、硬脆性のワークから板を
    切り離すための方法。
  2. 【請求項２】 ローラを同時にワイヤフレームに向かっ
    て運動させかつ戻し運動させ、該運動をワークの運動に
    連結し、該運動をワイヤフレームから離れる方向にかつ
    ワイヤフレームに近づく方向に向け、送りの運動に重畳
    させる、請求項１記載の方法。
  3. 【請求項３】 ローラをワイヤフレームに向かって運動
    させかつ戻し運動させ、この場合、該運動を同時に行わ
    せかつ逆方向に向ける、請求項１記載の方法。
  4. 【請求項４】 一方のローラをワイヤフレームに向かっ
    て運動させかつ戻し運動させ、該運動をワークの運動に
    連結し、該運動をワイヤフレームから離れる方向にかつ
    ワイヤフレームに近づく方向に向け、送り運動に重畳さ
    せる、請求項１記載の方法。
  5. 【請求項５】 少なくとも１つのローラを所定の振幅で
    運動させ、該運動の振幅を切断深さに関連して変化させ
    る、請求項１から４までのいずれか１項記載の方法。
  6. 【請求項６】 少なくとも１つのローラを所定の周波数
    で運動させ、該運動の周波数を切断深さに関連して変化
    させる、請求項１から５までのいずれか１項記載の方
    法。
  7. 【請求項７】 ワイヤを、交番する走行方向で軸方向に
    運動させ、走行方向交番を、ワークの運動と、少なくと
    も１つのローラの運動と、切断深さとに関連して行う、
    請求項１から６までのいずれか１項記載の方法。
  8. 【請求項８】 少なくとも１つのローラの運動とワーク
    の運動とをコンピュータプログラムによって制御する、
    請求項１から７までのいずれか１項記載の方法。
  9. 【請求項９】 ワイヤを少なくとも１つのローラによっ
    て励振させる、請求項１から８までのいずれか１項記載
    の方法。
  10. 【請求項１０】 少なくとも１つのローラの温度をワー
    クの温度に関連して調整する、請求項１から９までのい
    ずれか１項記載の方法。
  11. 【請求項１１】 少なくとも１つのローラの軸方向の位
    置をワークの位置に関連して調整する、請求項１から１
    ０までのいずれか１項記載の方法。
  12. 【請求項１２】 ワイヤフレームを備えた、硬脆性のワ
    ークから板を切り離すためのワイヤソーにおいて、ロー
    ラシステムが設けられており、該ローラシステムが、少
    なくとも２つのローラを有しており、両ローラが、ワー
    クの両側に並んでいて、ワイヤフレームに向かって運動
    可能でありかつ戻し運動可能であることを特徴とする、
    ワイヤソー。
  13. 【請求項１３】 ローラが、ワイヤフレームの上方に配
    置されている、請求項１２記載のワイヤソー。
  14. 【請求項１４】 ローラが、ワイヤフレームの下方に配
    置されている、請求項１２記載のワイヤソー。
  15. 【請求項１５】 ローラが、ローラ対としてワイヤフレ
    ームの両側に配置されている、請求項１２記載のワイヤ
    ソー。
  16. 【請求項１６】 励振器が設けられており、該励振器
    が、ローラ内に収納されている、請求項１２から１５ま
    でのいずれか１項記載のワイヤソー。
  17. 【請求項１７】 励振器が設けられており、該励振器
    が、ローラから空間的に分離されて位置決めされてい
    て、ローラをその軸線に関して振動させるようになって
    いる、請求項１２から１５までのいずれか１項記載のワ
    イヤソー。
  18. 【請求項１８】 ローラの温度と軸方向の位置とをワー
    クの温度と位置とに関連して調整するための調整装置が
    設けられている、請求項１２から１７までのいずれか１
    項記載のワイヤソー。
  19. 【請求項１９】 ワイヤを案内するための溝が、ローラ
    の表面に設けられている、請求項１２から１８までのい
    ずれか１項記載のワイヤソー。
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