KR20110123873A - Apparatus for texturing of ingot cutting wire - Google Patents

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한국산업기술대학교산학협력단
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Abstract

PURPOSE: A texturing apparatus of a wire for semiconductor material cutting is provided to prevent the occurrence of a disconnection by coating grinding particles in a state of forming texture on the wire. CONSTITUTION: The texturing apparatus of a wire comprises a base plate(20). Connection bolts are installed on the four corners of the base plate. A guide bar is installed on the four corners of the base plate in a vertical direction. A bottom plate(30) installed on the top of the base plate. A top bobbin frame(42) is pivotally installed on the top of the bottom plate. A top plate(40) is ascended and descended corresponding to the bottom plate. A bottom bobbin frame(32) is pivotally installed in the lower part of the top plate. A diamond cutter(60) is installed in a wire fitting groove. The diameter of the diamond cutter is 0.1-0.2mm.

Description

반도체 재료 절단용 와이어의 텍스처링 장치{Apparatus for texturing of ingot cutting wire}Texturing device for wires for cutting semiconductor materials {Apparatus for texturing of ingot cutting wire}

본 발명은 반도체 재료 절단용 와이어의 텍스처링 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 잉곳 등의 반도체 재료를 절단하기 위한 와이어의 표면에 기계적으로 균일한 텍스처링을 처리하여 에폭시 등의 부착제와 다이아몬드 등의 연마제가 균일하게 코팅되도록 한 반도체 재료 절단용 와이어의 텍스처링 장치에 관한 것이다.
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a texturing apparatus for cutting wires for semiconductor materials, and more particularly, to mechanically uniform texturing on surfaces of wires for cutting semiconductor materials such as ingots, such as epoxy and abrasives such as diamond. A device for texturing a wire for cutting semiconductor material such that is uniformly coated.

일반적으로, 반도체 및 태양전지의 핵심부품으로 사용되는 웨이퍼(wafer)는 실리콘 잉곳(ingot) 또는 사파이어 잉곳을 절단, 슬라이싱(slicing)하여 제조된다.Generally, wafers used as core parts of semiconductors and solar cells are manufactured by cutting and slicing silicon ingots or sapphire ingots.

종래의 잉곳 절단 기술에는 환상톱(Annular Saw) 절단 기술과, 다중 철사톱(Multi Wire Saw : MWS) 절단 기술이 있다.Conventional ingot cutting techniques include an annular saw cutting technique and a multi-wire saw cutting technique.

환상톱 절단 기술은, 톱날의 두께로 인해 절단과정에서 에너지 소모가 증가하고, 고속 절단으로 인해 잉곳 표면 손상이 증가되는 문제점이 있어 최근에는 다중 철사톱 절단 기술에 의해 웨이퍼를 제조하고 있는 실정이다.Circular saw cutting technology, the energy consumption is increased during the cutting process due to the thickness of the saw blade, the ingot surface damage due to the high-speed cutting has been a problem that the wafer is manufactured by the multiple wire saw cutting technology in recent years.

다중 철사톱 절단 기술은, 금속 와이어의 고속 왕복운동을 통하여 반도체 가공 부위에 연마 슬러리를 공급하여 잉곳 등의 피절단재와 슬러리에 포함된 연마제가 마찰을 일으킴으로써 연마가 이루어지도록 하고, 이에 잉곳 등의 피절단재를 일차적으로 동시에 몇 백 개 얇은 편으로 슬라이싱 하는 기술이다.Multi-wire saw cutting technology, by supplying the polishing slurry to the semiconductor processing site through the high-speed reciprocating motion of the metal wire to be polished by the friction between the cutting material such as ingots and the abrasive contained in the slurry, this ingot, etc. This is a technique for slicing cutting material of several hundred thin sides at the same time.

즉, 다중 철사톱 절단 기술은, 연마 슬러리를 반도체 가공 부위에 공급할 때, 연마제의 일부는 와이어와 피절단재 사이에 끼어 피절단재에 연마작용을 하고, 어느 정도의 시간이 지나면 이탈하게 됨으로써, 피절단재를 절단시키는 기술이다.
That is, in the multiple wire saw cutting technique, when supplying the polishing slurry to the semiconductor processing site, a part of the abrasive is sandwiched between the wire and the cut material to polish the cut material, and after a certain time passes, It is a technology to cut the cutting material.

그러나, 다중 철사톱 절단 기술은, 상기와 같은 과정에서 탈거된 연마입자가 섞인 슬러리에 의한 절단부의 막힘 현상으로 인해 피절단재의 절단면에 절단흔적이 남기도 하는 문제점이 있었다.However, in the multiple wire saw cutting technique, there is a problem that the cutting traces remain on the cutting surface of the cutting material due to clogging of the cutting portion by the slurry mixed with the abrasive particles removed in the above process.

또한, 슬러리가 균일하게 공급되지 않거나 연마제의 분산이 좋지 않을 경우, 와이어가 단선되기도 하고, 공급되는 슬러리에 비해 연마되는 양이 작아서 소구경의 잉곳을 절단하는데는 적당하지만 대구경으로 갈수록 절단시간이 많이 길어지게 되며, 절단량이 비해 와이어 소모량이 늘어나게 되는 단점이 있었다.In addition, when the slurry is not uniformly supplied or the dispersion of the abrasive is not good, the wire may be disconnected, and the amount of grinding is small compared to the supplied slurry, which is suitable for cutting small-diameter ingots, but the cutting time increases toward larger diameters. It was long, there was a disadvantage that the wire consumption is increased compared to the cutting amount.

또한, 피절단재가 오염되고, 절단 장치도 오염이 되어 관리의 어려움이 있으며, 폐슬러리의 처리 문제도 어려움운 물론, 슬러리에는 포함되어 있으나 연마에 사용되지 않고 버려지는 양이 많아 연마제로 주로 사용되는 다이아몬드 사용량이 많다는 문제점도 있었다.
In addition, the cutting material is contaminated, the cutting device is also contaminated, there is a difficulty in management, and the problem of the treatment of waste slurry is difficult, of course, it is included in the slurry but is not used for polishing, it is mainly used as an abrasive There was also a problem that diamond usage is high.

본 발명은 상기와 같은 제반 문제점들에 착안하여 안출된 것으로서, 대구경의 잉곳을 절단하더라도 와이어의 소모량이 비해 절단량이 증가함은 물론 절단시간이 감소되도록 한 반도체 재료 절단용 와이어를 제작하기 위한 텍스처링 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
The present invention has been made in view of the above-mentioned problems, texturing device for manufacturing a semiconductor material cutting wire to reduce the cutting time as well as the amount of cutting increases compared to the consumption of wire even when cutting a large diameter ingot The purpose is to provide.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 반도체 재료 절단용 와이어의 텍스처링 장치는, 평판면에 착탈가능하게 결합되는 베이스 플레이트와; 상기 베이스 플레이트의 상부에 안착설치되고, 그 상부에는 상부 보빈틀이 회전가능하게 설치된 하부 플레이트와; 상기 하부 플레이트에 대하여 승강되고, 그 하부에는 상기 상부 보빈틀과 대응되는 하부 보빈틀이 회전가능하게 설치된 상부 플레이트 및; 상기 상부 보빈틀 또는 하부 보빈틀 사이의 와이어 끼움홈에 설치되어 이 끼움홈을 통과하는 와이어에 텍스처링을 하는 다이아몬드 커터를 포함하는 것을 특징으로 한다.According to another aspect of the present invention, there is provided a texturing apparatus for cutting a semiconductor material, including: a base plate detachably coupled to a flat plate surface; A lower plate mounted on an upper portion of the base plate, and an upper bobbin frame rotatably installed on an upper portion of the base plate; An upper plate which is lifted with respect to the lower plate and has a lower bobbin frame rotatably installed at a lower portion thereof and corresponding to the upper bobbin frame; It is characterized in that it comprises a diamond cutter which is installed in the wire fitting groove between the upper bobbin frame or the lower bobbin frame and texturing the wire passing through the fitting groove.

여기서, 상기 하부 플레이트와 상부 플레이트의 모서리 부위는 상기 베이스 플레이트의 상부면에 수직방향으로 설치된 가이드 봉들이 관통설치되어 상기 상부 플레이트가 하부 플레이트에 대하여 승강이 이루어지는 것이 바람직하다.Here, it is preferable that the corners of the lower plate and the upper plate are guide rods installed in the vertical direction on the upper surface of the base plate so that the upper plate is lifted with respect to the lower plate.

또한, 상기 상부 플레이트의 상부에는 그 조임과 풀림에 의해 상부 플레이트를 하부 플레이트에 대하여 승강시키면서 상부 보빈틀과 하부 보빈틀의 간격을 조정하여 와이어 끼움홈에 끼워진 와이어와 다이아몬드 커터의 간격을 조절하기 위한 조절 나사부가 설치되는 것이 바람직하다.In addition, the upper part of the upper plate by adjusting the distance between the upper bobbin frame and the lower bobbin frame by lifting and lowering the upper plate relative to the lower plate by tightening and loosening for adjusting the gap between the wire and the diamond cutter fitted in the wire fitting groove. It is preferable that the adjusting screw is installed.

또, 상기 다이아몬드 커터는, 상기 상부 보빈틀 또는 하부 보빈틀에 설치되는 것이 바람직하며, 이 경우 상기 다이아몬드 커터의 직경은 0.1~0.2mm 범위인 것으로 적용하는 것이 바람직하다.
In addition, the diamond cutter is preferably installed on the upper bobbin frame or the lower bobbin frame, and in this case, the diameter of the diamond cutter is preferably applied to the range of 0.1 ~ 0.2mm.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 반도체 재료 절단용 와이어의 텍스처링 장치에 의하면, 와이어의 표면에 균일한 텍스처링이 이루어짐으로써, 와이어의 표면에 니켈이나 에폭시 등의 부착제와, 다이아몬드 등의 연마입자가 균일하게 코팅되는바, 단선의 우려가 불식되어 와이어의 소모량을 줄이면서도 절단량을 증가시킬 수 있고, 절단시간을 감소시킬 수 있게 되어 대구경의 잉곳도 용이하게 절단시킬 수 있게 되는 매우 유용한 효과가 제공된다.
As described above, according to the texturing apparatus of the semiconductor material cutting wire according to the present invention, uniform texturing is performed on the surface of the wire, so that the surface of the wire is coated with an adhesive agent such as nickel or epoxy and abrasive particles such as diamond. Is uniformly coated, the possibility of disconnection is eliminated, which can increase the cutting amount while reducing the wire consumption, and the cutting time can be reduced, so that a very large ingot can be easily cut. Is provided.

도 1은 본 발명에 따른 반도체 재료 절단용 와이어 제작을 위한 텍스처링 장치의 사시도.
도 2는 도 1을 다른 방향에서 바라본 상태의 사시도.
도 3은 도 1의 정면도.
도 4는 도 1의 측면도.1 is a perspective view of a texturing apparatus for fabricating a semiconductor material cutting wire according to the present invention.
FIG. 2 is a perspective view of the state of FIG. 1 as viewed from another direction. FIG.
3 is a front view of FIG. 1;
4 is a side view of FIG. 1;

이하, 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 예시도면에 의거하여 상세히 설명한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명에 따른 반도체 재료 절단용 와이어 제작을 위한 텍스처링 장치의 사시도이고, 도 2는 도 1을 다른 방향에서 바라본 상태의 사시도이다.1 is a perspective view of a texturing apparatus for fabricating a semiconductor material cutting wire according to the present invention, and FIG. 2 is a perspective view of a state viewed from another direction of FIG. 1.

또한, 도 3은 도 1의 정면도이고, 도 4는 도 1의 측면도이다.3 is a front view of FIG. 1, and FIG. 4 is a side view of FIG. 1.

도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 반도체 재료 절단용 와이어의 텍스처링 장치(10)는, 평판면에 착탈가능하게 결합되는 베이스 플레이트(20)를 포함한다.As shown, the texturing apparatus 10 of the semiconductor material cutting wire according to the present invention includes a base plate 20 detachably coupled to the flat surface.

베이스 플레이트(20)의 각 모서리 부위에는 결합볼트(22)가 설치되어서, 선반 등의 평판면이라면 어느 곳이나 이동시키면서 착탈이 가능하게 된다.Coupling bolts 22 are installed at each corner portion of the base plate 20, so that a removable surface can be removed while moving to any flat surface such as a shelf.

베이스 플레이트(20)의 상부 네 모서리에는 수직방향으로 가이드 봉(24)이 축설되어 있으며, 이 가이드 봉(24)을 따라 하부 플레이트(30) 및 상부 플레이트(40)의 각 모서리 부위가 축방향으로 관통설치되어 있다.Guide rods 24 are arranged in the upper four corners of the base plate 20 in the vertical direction, and each corner portion of the lower plate 30 and the upper plate 40 is axially along the guide rods 24. It is installed through.

상기 하부 플레이트(30)의 상부에는 하부 보빈틀(32)이 회전가능하게 설치되어 있고, 상부 플레이트(40)의 하부에는 상부 보빈틀(42)이 회전가능하게 설치되어 있는데, 상부 보빈틀(42) 및 하부 보빈틀(32)은 가이드 봉(24)에 의해 축방향으로 동일 선상에 위치하게 된다.The lower bobbin frame 32 is rotatably installed on the upper portion of the lower plate 30, and the upper bobbin frame 42 is rotatably installed on the lower portion of the upper plate 40, and the upper bobbin frame 42 is rotated. ) And the lower bobbin 32 is located on the same line in the axial direction by the guide rod (24).

여기서, 상부 보빈틀(42)의 상부에는 그 조임과 풀림에 의해 상부 플레이트(40)를 하부 플레이트(30)에 대하여 승강시키면서 상부 보빈틀(42)과 하부 보빈틀(32)의 간격을 조정하기 위한 조절 나사부(70)가 설치되어 있다.Here, adjusting the distance between the upper bobbin 42 and the lower bobbin 32 while lifting the upper plate 40 relative to the lower plate 30 by tightening and loosening the upper bobbin frame 42. The adjusting screw part 70 is installed.

따라서, 상기 조절 나사부(70)를 조임에 따라 상부 플레이트(40)가 하강하여 상부 보빈틀(42)과 하부 보빈틀(32)의 간격을 줄이거나, 또는 조절 나사부(70)를 풀림에 따라 상부 플레이트(40)가 상승하여 상부 보빈틀(42)과 하부 보빈틀(32)의 간격을 이격시킬 수 있게 된다.Therefore, the upper plate 40 is lowered by tightening the adjusting screw part 70 to reduce the gap between the upper bobbin 42 and the lower bobbin 32, or the upper part as the adjusting screw 70 is loosened. The plate 40 is raised to space the gap between the upper bobbin 42 and the lower bobbin 32.

여기서, 상기 상부 보빈틀(42)과 하부 보빈틀(32)이 밀착된 상태에서 밀착부위에는 그 둘레를 따라 와이어(W)가 끼워지기 위한 끼움홈(50)이 형성된다.Here, in the state in which the upper bobbin frame 42 and the lower bobbin frame 32 are in close contact with each other, a fitting groove 50 for fitting the wire W is formed along the circumference thereof.

상기 끼움홈(50)에는 그 전체 직경이 대략 0.1~0.2mm인 다이아몬드 커터(60)가 설치되어 있는데, 이 다이아몬드 커터(60)는 상부 보빈틀(42) 또는 하부 보빈틀(32) 중, 어느 곳에 설치되어도 무방하다.
The fitting groove 50 is provided with a diamond cutter 60 having a total diameter of approximately 0.1 to 0.2 mm, which diamond cutter 60 is either the upper bobbin 42 or the lower bobbin 32, It may be installed in any place.

상기와 같은 구성으로 이루어진 텍스처링 장치를 이용하여 반도체 재료 절단용 와이어를 텍스처링 하는 과정을 설명하면 다음과 같다.A process of texturing a semiconductor material cutting wire using a texturing device having the above configuration will be described below.

먼저, 베이스 플레이트(20)를 어느 평판면에 대하여 수평으로 고정설치하고, 상부 플레이트(40)와 하부 플레이트(30)의 간격을 넓혀 상부 보빈틀(42)과 하부 보빈틀(32) 사이에 형성되는 끼움홈(50)의 간격을 일정간격 벌린 상태에서, 상기 끼움홈(50)에 텍스처링 하고자 하는 와이어(W)를 끼워 넣는다.First, the base plate 20 is fixedly installed horizontally with respect to a flat plate surface, and the gap between the upper plate 40 and the lower plate 30 is widened to be formed between the upper bobbin frame 42 and the lower bobbin frame 32. In a state where the interval of the fitting groove 50 is spaced apart from each other, the wire (W) to be textured is inserted into the fitting groove 50.

이 상태에서, 상부 플레이트(40)의 상부에 설치된 조절 나사부(70)를 조임으로써, 상부 보빈틀(42) 또는 하부 보빈틀(32)에 설치되어 끼움홈(50) 안쪽면에 위치하게 되는 다이아몬트 커터(60)와 와이어(W)를 밀착시킨다.In this state, by tightening the adjusting screw 70 provided in the upper portion of the upper plate 40, the diamond is installed in the upper bobbin 42 or the lower bobbin 32 to be located on the inner surface of the fitting groove (50). The Mont cutter 60 and the wire W are brought into close contact.

이와 같이, 와이어(W)를 다이아몬드 커터(60)와 밀착시킨 상태에서, 상부 보빈틀(40) 및 하부 보빈틀(30)을 전기적인 구동에 의해 회전시키거나, 또는 와이어(W)를 전기적인 구동에 의해 회전시키면서 상부 보빈틀(42) 및 하부 보빈틀(32) 사이의 끼움홈(50)을 연속해서 통과시키면, 와이어(W)의 표면에 기계적인 텍스처링이 형성된다.In this manner, while the wire W is in close contact with the diamond cutter 60, the upper bobbin 40 and the lower bobbin 30 are rotated by electric driving, or the wire W is electrically By continuously passing the fitting groove 50 between the upper bobbin frame 42 and the lower bobbin frame 32 while rotating by driving, mechanical texturing is formed on the surface of the wire W. As shown in FIG.

이와 같이 와이어(W)에 텍스처링을 형성한 상태에서, 와이어 표면에 니켈이나 에폭시 등의 부착제와 다이아몬드 등의 연마입자를 코팅하게 되면, 와이어(W) 표면에 부착제 및 연마입자가 균일하게 코팅되어 단선의 우려가 불식되는바, 대구경의 잉곳을 절단하더라도 와이어의 소모량이 비해 절단량이 증가함은 물론 절단시간이 감소되게 된다.When the surface of the wire W is formed with the texturing, the surface of the wire W is coated with an adhesive such as nickel or epoxy and the abrasive particles such as diamond. Since the concerns of disconnection are eliminated, even when cutting a large diameter ingot, the cutting amount is increased as well as the cutting time is reduced compared to the consumption of the wire.

또한, 종래에 와이어의 표면에 화학용액을 사용하여 텍스처링을 할 경우, 와이어 표면에 일정한 깊이와 형태로 텍스처링이 이루어지지 않음으로써, 부착제와 연마입자간의 불균일한 코팅이 이루어지지 않음에 따라 발생되는 단선의 문제점도 불식되게 되는 효과도 제공된다.
In addition, when the conventional texturing using a chemical solution on the surface of the wire, the texturing is not made to a certain depth and shape on the surface of the wire, which is generated by the non-uniform coating between the adhesive and the abrasive particles The effect of disconnection problem is also provided.

이상에서와 같은 본 발명의 실시 예에서 설명한 기술적 사상은 각각 독립적으로 실시될 수 있으며, 서로 조합되어 실시될 수도 있다. 또한, 본 발명은 도면 및 발명의 상세한 설명에 기재된 실시 예를 통하여 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 발명의 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시 예가 가능하다. 따라서, 본 발명의 기술적 보호범위는 첨부된 특허청구범위에 의해 정해져야 할 것이다.
The technical idea described in the embodiments of the present invention as described above may be implemented independently, or may be implemented in combination with each other. In addition, the present invention has been described through the embodiments described in the drawings and the detailed description of the invention, which is merely exemplary, and those skilled in the art to which the present invention pertains various modifications and equivalent embodiments therefrom It is possible. Accordingly, the technical scope of the present invention should be determined by the appended claims.

10 : 와이어 텍스처링 장치 20 : 베이스 플레이트
30 : 하부 플레이트 32 : 하부 보빈틀
40 : 상부 플레이트 42 : 상부 보빈틀
50 : 끼움홈 60 : 다이아몬드 커터
70 : 조절 나사부 W : 와이어10: wire texturing device 20: base plate
30: lower plate 32: lower bobbin frame
40: upper plate 42: upper bobbin frame
50: fitting groove 60: diamond cutter
70: adjusting screw portion W: wire

Claims (5)

평판면에 착탈가능하게 결합되는 베이스 플레이트와;
상기 베이스 플레이트의 상부에 안착설치되고, 그 상부에는 상부 보빈틀이 회전가능하게 설치된 하부 플레이트와;
상기 하부 플레이트에 대하여 승강되고, 그 하부에는 상기 상부 보빈틀과 대응되는 하부 보빈틀이 회전가능하게 설치된 상부 플레이트 및;
상기 상부 보빈틀 또는 하부 보빈틀 사이의 와이어 끼움홈에 설치되어 이 끼움홈을 통과하는 와이어에 텍스처링을 하는 다이아몬드 커터를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 재료 절단용 와이어의 텍스처링 장치.
A base plate detachably coupled to the flat surface;
A lower plate mounted on an upper portion of the base plate, and an upper bobbin frame rotatably installed on an upper portion of the base plate;
An upper plate which is lifted with respect to the lower plate and has a lower bobbin frame rotatably installed at a lower portion thereof and corresponding to the upper bobbin frame;
And a diamond cutter installed in the wire fitting groove between the upper bobbin frame or the lower bobbin frame to texturize the wire passing through the fitting groove.
제 1항에 있어서,
상기 하부 플레이트와 상부 플레이트의 모서리 부위는 상기 베이스 플레이트의 상부면에 수직방향으로 설치된 가이드 봉들이 관통설치되어 상기 상부 플레이트가 하부 플레이트에 대하여 승강이 이루어지는 것을 특징으로 하는 반도체 재료 절단용 와이어의 텍스처링 장치.
The method of claim 1,
Edge portions of the lower plate and the upper plate is a guide rods installed in the vertical direction on the upper surface of the base plate penetrating the upper plate is a texturing apparatus for cutting the semiconductor material, characterized in that the lifting of the lower plate.
제 2항에 있어서,
상기 상부 플레이트의 상부에는 그 조임과 풀림에 의해 상부 플레이트를 하부 플레이트에 대하여 승강시키면서 상부 보빈틀과 하부 보빈틀의 간격을 조정하여 와이어 끼움홈에 끼워진 와이어와 다이아몬드 커터의 간격을 조절하기 위한 조절 나사부가 설치된 것을 특징으로 하는 반도체 재료 절단용 와이어의 텍스처링 장치.
The method of claim 2,
Adjusting screw for adjusting the distance between the wire and the diamond cutter inserted in the wire fitting groove by adjusting the distance between the upper bobbin and lower bobbin frame while lifting the upper plate relative to the lower plate by tightening and loosening the upper plate Texturing device for cutting a semiconductor material, characterized in that provided.
제 1항 내지 제 3항 중, 어느 한 항에 있어서,
상기 다이아몬드 커터는, 상기 상부 보빈틀 또는 하부 보빈틀에 설치되는 것을 특징으로 하는 반도체 재료 절단용 와이어의 텍스처링 장치.
The method according to any one of claims 1 to 3,
And the diamond cutter is installed on the upper bobbin frame or the lower bobbin frame.
제 1항 내지 제 3항 중, 어느 한 항에 있어서,
상기 다이아몬드 커터의 직경은 0.1~0.2mm 범위인 것을 특징으로 하는 반도체 재료 절단용 와이어의 텍스처링 장치.The method according to any one of claims 1 to 3,
The diameter of the diamond cutter is a texturing device of the semiconductor material cutting wire, characterized in that in the range of 0.1 ~ 0.2mm.
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