DE102015204275B3 - Method for resuming a wire-cutting operation with structured saw wire after interruption - Google Patents
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Abstract
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Wiederaufnahme eines mit strukturiertem Sägedraht durchgeführten Drahttrennläppens eines zylindrischen Werkstücks in eine Vielzahl von Scheiben nach Unterbrechung und Entfernen des Sägedrahts aus dem Werkstück, umfassend ein Wiedereinführen eines Sägedrahts in die gebildeten Trennspalte und ein gleichmäßiges Bewegen des Sägedrahts bis an den Ort der Schnittunterbrechung ohne Schädigung der Trennspalte.The present invention relates to a method of resuming a wire-cut wire lapping process of a cylindrical workpiece into a plurality of disks after breaking and removing the saw wire from the workpiece, including re-inserting a saw wire into the formed separation gap and moving saw wire until uniform at the location of the cut interruption without damaging the separating column.
Description
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren gemäß dem jeweiligen Oberbegriff der Ansprüche 1, 9 und 13 zur Wiederaufnahme eines mit strukturiertem Sägedraht durchgeführten Drahttrennläppens eines zylindrischen Werkstücks in eine Vielzahl von Scheiben nach Unterbrechung und Entfernen des Sägedrahts aus dem Werkstück, umfassend ein Wiedereinführen eines Sägedrahts in die gebildeten Trennspalte und ein gleichmäßiges Bewegen des Sägedrahts bis an den Ort der Schnittunterbrechung ohne Schädigung der Trennspalte.The present invention relates to a method according to the preamble of
Für viele Anwendungen wird eine Vielzahl gleichartiger Scheiben aus bestimmten Ausgangsmaterialien benötigt, beispielsweise Glasscheiben als Substrate zur Herstellung von Magnetspeicherplatten, Scheiben aus Saphir oder Siliciumcarbid als Unterlage zur Fertigung optoelektronischer Bauteile oder Halbleiterscheiben zur Herstellung photovoltaischer Zellen („Solarzellen”) oder als Substrate zur Strukturierung elektronischer, mikroelektronischer oder mikroelektromechanischer Bauelemente. Scheiben als Substrate für elektronische Bauelemente oder photovoltaische Zellen werden auch als Wafer bezeichnet.For many applications, a variety of similar slices of certain starting materials is required, for example, glass sheets as substrates for the production of magnetic storage disks, discs of sapphire or silicon carbide as a base for the production of optoelectronic components or semiconductor wafers for the production of photovoltaic cells ("solar cells") or as substrates for structuring electronic , microelectronic or microelectromechanical components. Washers as substrates for electronic components or photovoltaic cells are also referred to as wafers.
Der Abstand von Vorder- und Rückseite einer Scheibe zueinander wird als Dicke der Scheibe bezeichnet und die Krümmung der Mittelfläche zwischen Vorder- und Rückseite als Form der Scheibe. Dicke und Form bilden zusammen die Geometrie der Scheibe, wobei eine besonders gleichförmige Dicke und eine Form mit geringer Krümmung einer guten Geometrie und eine ungleichförmige Dicke und stark gekrümmte Form einer schlechten Geometrie entspricht. Für anspruchsvolle Anwendungen müssen Scheiben eine besonders gute Geometrie aufweisen.The distance from the front and back of a disc to each other is referred to as the thickness of the disc and the curvature of the central surface between the front and back as a shape of the disc. Thickness and shape together form the geometry of the disk, with a particularly uniform thickness and a low curvature shape corresponding to good geometry and a nonuniform thickness and strongly curved shape to a poor geometry. For demanding applications, discs must have a particularly good geometry.
Das Ausgangsmaterial, aus dem die Scheiben abgetrennt werden, liegt meist in Form eines zylindrischen Stabs (Werkstück) vor. Ein Zylinder ist von einer ebenen Grundfläche, einer Deckfläche und einer Mantelfläche begrenzt. Grund- und Deckfläche werden auch als Stirnflächen bezeichnet.The starting material from which the discs are separated is usually in the form of a cylindrical rod (workpiece). A cylinder is limited by a flat base, a top surface and a lateral surface. Base and top surfaces are also referred to as end surfaces.
Das Abtrennen von Scheiben aus einem Werkstück erfolgt durch Aufheben des Materialzusammenhalts entlang von Trennflächen. Für eine Vielzahl gleichförmiger ebener Scheiben müssen die Trennflächen eben sein, senkrecht zur Werkstücksachse verlaufen, und benachbarte Trennebenen müssen gleiche Abstände zueinander aufweisen. Das Aufheben des Materialzusammenhalts erfolgt meist durch Span abhebende Verfahren. Als Span wird ein vom Werkstück gelöstes Teilchen bezeichnet. Das Volumen des entlang einer Trennebene mittels Spanabnahme entfernten Materials wird als Trennspalt bezeichnet. Für bestimmte Anwendungen können die Trennspalte auch um geringe Winkel, beispielsweise bis zu 2°, von der Senkrechten zur Werkstücksachse abweichen.The separation of slices from a workpiece is done by canceling the material cohesion along separating surfaces. For a plurality of uniform planar discs, the parting surfaces must be flat, perpendicular to the workpiece axis, and adjacent parting planes must be equidistant from one another. The dissolution of the material cohesion is usually done by chip-removing process. The term span refers to a particle released from the workpiece. The volume of material removed along a parting plane by chip removal is referred to as a separation nip. For certain applications, the separating gaps may also deviate from the perpendicular to the workpiece axis by small angles, for example up to 2 °.
Unter den Span abhebenden Verfahren zum Auftrennen eines Werkstücks in eine Vielzahl gleichartiger, dünner Scheiben mit besonders gleichmäßiger Dicke und besonders geringer Krümmung ihrer Form hat das Drahttrennläppen (Drahtsägen) besondere Bedeutung.Under the chip-removing method for cutting a workpiece into a plurality of similar, thin slices with a particularly uniform thickness and particularly low curvature of their shape, the Drahttrennläppen (wire saws) has special significance.
Der zum Auftrennen eines Stabes verwendete Sägedraht besteht beispielsweise aus gehärtetem Stahl (Pianodraht), Kunststoffen, Kohlefasern oder Metalllegierungen. Der Draht kann ein Element umfassen (monofilarer Draht) oder aus mehreren Elementen, die auch verschiedene Materialien umfassen können, verseilt sein. Sägedrähte zum Einsatz in Drahtsägen sind beispielsweise in
Zusätzlich zu dem in den oben genannten Schriften offenbarten Glattdraht, also einem Kreiszylinder von sehr großer Höhe, kann zum Drahttrennläppen von Werkstücken auch so genannter strukturierter Draht verwendet werden.In addition to the disclosed in the above-mentioned documents smooth wire, so a circular cylinder of very high height, so-called structured wire can be used for Drahttrennläppen of workpieces.
Ein strukturierter Draht umfasst einen geraden Glattdraht, der über seine gesamte Lauflänge kontinuierlich oder in regelmäßigen Abständen mit zickzackförmigen Abfolgen von durch plastische Verformung des Glattdrahts hergestellten Ausstülpungen und Einbuchtungen in Form von Wellen, Knicken oder Beulen versehen ist. Diese Verformungen werden häufig allgemein mit den englischen Begriffen „kinks” oder „crimps” bezeichnet und können sich in einer, zwei senkrecht aufeinander stehenden oder in beliebigen Ebenen, die die mittlere Drahtlängsrichtung enthalten, erstrecken.A structured wire comprises a straight, straight wire which is provided over its entire run length continuously or at regular intervals with zigzag sequences of protuberances and indentations in the form of waves, creases or bumps produced by plastic deformation of the smooth-wire. These deformations are often commonly referred to by the English words "kinks" or "crimps" and may extend in one, two orthogonal or arbitrary planes containing the central wire longitudinal direction.
Die Oberfläche eines strukturierten Drahtes weist somit Vertiefungen und Erhöhungen auf, in denen sich Slurry an den Draht anlagern kann, ohne beim Eintritt des Drahts in den Trennspalt oder im weiteren Drahtverlauf durch den Trennspalt abgestreift zu werden. Dieser zusätzliche Slurryvorrat in den Taschen der Vertiefungen bewirkt, dass der strukturierte Draht mehr Slurry in den Trennspalt einträgt als ein Glattdraht vergleichbaren Durchmessers.The surface of a structured wire thus has recesses and elevations in which slurry can attach to the wire without being stripped by the separation gap upon entry of the wire into the separation gap or in the further wire path. This additional slurry supply in the pockets of the depressions causes the structured wire to introduce more slurry into the separating gap than a smooth wire of comparable diameter.
Dadurch können beim Drahttrennläppen mit strukturiertem Draht unter anderem höhere Zeitspanvolumina und Scheiben mit besserer Geometrie erzielt werden als in einem Vergleichsschnitt mit einem glatten Draht eines Durchmessers, der dem des Wirkdurchmessers des strukturierten Drahts gleicht.As a result, wire stripping with structured wire can achieve, among other things, higher chip removal rates and better geometry disks than a comparative cut with a smooth wire of a diameter equal to the effective diameter of the patterned wire.
Das Zeitspanvolumen ist das durch den Trennvorgang je Zeiteinheit in Form von Spänen aus dem Werkstück entfernte Volumen Material. The material removal rate is the volume of material removed by the separation process per unit of time in the form of chips from the workpiece.
Beispiele für strukturierten Draht, der für das Drahttrennläppen geeignet ist, sind beispielsweise beschrieben in
Während eines Drahttrennläppvorgangs reißt gelegentlich der Sägedraht. Ein Drahtriss kann beispielsweise von übermäßiger Drahtreibung im Trennspalt und eine dadurch überhöhte Drahtspannung zwischen den Drahtführungsrollen verursacht werden oder durch Defekte des Drahts selbst, beispielsweise in Form von Einschlüssen oder aufgrund übermäßiger Abnutzung.During a wire-cutting operation, the saw wire occasionally ruptures. For example, a wire tear may be caused by excessive wire friction in the separation gap and thereby excessive wire tension between the wire guide rollers, or by defects in the wire itself, for example, in the form of inclusions or excessive wear.
Ein Drahtriss führt zu einer Unterbrechung des Trennläppvorgangs. Meist muss, um den gerissenen Draht reparieren zu können, das teilweise eingesägte Werkstück vollständig aus dem Drahtgatter herausgefahren werden. Nach Reparatur des Drahtgatters muss das Werkstück dann zunächst wieder so in das Drahtgatter hineingefahren werden, dass in jedem Trennspalt genau ein Drahtabschnitt zu liegen kommt, und anschließend genau senkrecht zur Ebene des Drahtgatters und ohne Verschiebung des Drahtgatters in Richtung der Werkstückachse zugestellt werden, bis das Drahtgatter wieder am Ort der Schnittunterbrechung im Werkstück zu liegen gekommen ist.A wire tear will interrupt the separation lapping process. In most cases, in order to be able to repair the broken wire, the partially sawed-in workpiece must be moved out of the wire gate completely. After repair of the wire gate, the workpiece must then first be driven back into the wire gate, that in each separation gap exactly one wire section comes to rest, and then be delivered exactly perpendicular to the wire gate plane and without displacement of the wire gate in the direction of the workpiece axis until the Wire gate again came to rest at the site of the cut interruption in the workpiece.
Das Einfädeln und Zustellen des Stabs bis auf die Schnitttiefe der Schnittunterbrechung wird auch Repositionieren genannt.The threading and advancement of the rod down to the cutting depth of the cut interruption is also called repositioning.
Wird das Abtrennen von Scheiben aus einem Werkstück unplanmäßig unterbrochen, beispielsweise durch einen Drahtriss (Drahtbruch), kühlen der Sägedraht, die Drahtführungsrollen und das Werkstück wieder ab, und es kann zu einer Kontraktion der Führungsrollen und des Werkstückes kommen (thermisch induzierte Längenänderung). Diese Kontraktionen sind in der Regel unterschiedlich, so dass es zu Dickenschwankungen der nach vollständigem Trennen vom Werkstück erhaltenen Scheiben kommen kann. Örtliche Dickenschwankungen der Scheiben werden auch als Sägeriefen bezeichnet.If the separation of slices from a workpiece is interrupted unscheduled, for example by a wire tear (wire break), the saw wire, the wire guide rollers and the workpiece cool again, and it can lead to a contraction of the guide rollers and the workpiece (thermally induced change in length). These contractions are usually different, so that there may be variations in thickness of the obtained after complete separation from the workpiece slices. Local thickness variations of the discs are also referred to as sawing depths.
Besonders schädlich sind jedoch Störungen der Ebenheit der Oberflächen der nach vollständigem Trennen vom Werkstück erhaltenen Scheiben. Dies wird als Krümmung, Verzug oder Welligkeit (warp) bezeichnet.However, particularly troublesome are disturbances of the flatness of the surfaces of the slices obtained after complete separation from the workpiece. This is called curvature, warping or waviness (warp).
Um eine Verschlechterung der Dickengleichförmigkeit der Scheiben oder der Ebenheit der Scheibenoberflächen bei der Wiederaufnahme des Trennläppvorgangs zu vermeiden, offenbart die Druckschrift
Gemäß
Es hat sich nun gezeigt, dass die im Stand der Technik bekannten Verfahren zur Schnittfortsetzung nach Unterbrechung unter Herausfahren des Werkstückes aus dem Drahtgatter für strukturierte Drähte ungeeignet sind, da die Oberflächen der mit einem Pilgerschrittverfahren von einem Werkstück bereits teilweise abgetrennten Scheiben Unebenheiten aufweisen. Diese Unebenheiten resultieren aus der ständigen Richtungsumkehr mit von links nach rechts und im nächsten Augenblick wieder von rechts nach links im Trennspalt verarmendem Slurry, wobei die Wände eines mit Pilgerschrittverfahren erzeugten Trennspalts (also die späteren Waferoberflächen) senkrecht zur Zustellrichtung des Werkstückes verlaufende Unebenheiten (Rillen) aufweisen. Diese Unebenheiten können beispielsweise ein Verhaken oder eine erhöhte Reibung an den Oberflächen einzelner Drahtabschnitte beim Wiedereinführen des Drahtgatters in die vorhandenen Sägespalte bedingen.It has now been found that the methods known in the state of the art for cutting continuation after interruption while moving the workpiece out of the wire gate are unsuitable for structured wires, since the surfaces of the slices which have already been partly separated from a workpiece by a pilgrim step method have unevennesses. These irregularities result from the constant reversal of direction from left to right and right again from the left to the next moment in the separating gap, whereby the walls of a separating gap produced by pilgrimage processes (ie the subsequent wafer surfaces) are irregular (grooves) perpendicular to the feed direction of the workpiece. exhibit. These bumps can, for example, cause snagging or increased friction on the surfaces of individual wire sections when reintroducing the wire gate in the existing Sägespalte.
Das Verhaken einzelner Drahtabschnitte des Drahtgatters kann, bedingt durch den Schlupf an den Drahtführungsrollen, zu einer unvorteilhaften Veränderung der Drahtspannung benachbarter Drahtabschnitte im Drahtgatter bis hin zum erneuten Reißen des Drahtes führen.The snagging of individual wire sections of the wire gate can, due to the slippage on the wire guide rollers, lead to a disadvantageous change in the wire tension of adjacent wire sections in the wire gate up to the renewed rupture of the wire.
Die erhöhte Reibung des Sägedrahtes beim Wiedereinführen des Drahtgatters in die vorhandenen Sägespalte kann von einer Verschlechterung der Nanotopologie bis hin zu irreparablen Riefen in den Oberflächen der bereits teilweise vom Werkstück abgetrennten Scheiben führen. Der Begriff Nanotopologie bezeichnet die lokale, auf die spätere Vorderseite (Bauteile tragende Seite) der erhaltenen Wafer bezogene lokale Unebenheit, d. h. die Abweichungen von der mittleren Ausgleichsebene innerhalb bestimmter Messfenster. Eine gute Nanotopologie (geringe Höhenschwankungen der Wafervorderseite) ist für die späteren Herstellung hochintegrierter, insbesondere mehrlagiger mikroelektronischer Bauelemente besonders wichtig. The increased friction of the saw wire in reintroducing the wire gate into the existing kerf may result in deterioration of the nanotopology to irreparable grooves in the surfaces of the slices already partially separated from the workpiece. The term nanotopology refers to the local local unevenness, ie the deviations from the mean level of compensation within certain measuring windows, which are related to the later front (components-carrying side) of the received wafers. A good nanotopology (low height fluctuations of the wafer front side) is particularly important for the later production of highly integrated, in particular multilayer, microelectronic components.
Es bestand daher die Aufgabe, ein Verfahren zur Wiederaufnahme eines mit strukturiertem Sägedraht begonnenen Drahttrennläppens eines zylindrischen Werkstücks in eine Vielzahl von Scheiben nach Unterbrechung und Entfernen des Trenndrahts aus dem Werkstück bereitzustellen, das ein Wiedereinführen eines Sägedrahts in die gebildeten Trennspalte und ein gleichmäßiges Bewegen des Sägedrahts bis an den Ort der Schnittunterbrechung unter Vermeidung einer wirtschaftlich nicht vertretbaren bzw. irreparablen Schädigung der die Trennspalte begrenzenden Oberflächen ermöglicht.It is an object of the present invention to provide a method of resuming wire-cut wire cutting lapping of a cylindrical workpiece into a plurality of disks after breaking and removing the separator wire from the workpiece, reintroducing a saw wire into the formed separation gap, and smoothly moving the saw wire up to the site of the cut interruption while avoiding economically unreasonable or irreparable damage to the separating gaps bounding surfaces allows.
Die Aufgabe wird gelöst durch ein erstes Verfahren gemäß Anspruch 1 zur Wiederaufnahme eines nicht abgeschlossenen Auftrennens eines Werkstückes
- a) das Entfernen des ersten Drahtgatters aus den im
Werkstück 1 durch das erste Drahtgatter gebildeten Trennspalten4b - b) das Wiedereinführen eines durch mindestens zwei
Drahtführungsrollen 6 mit einer zweiten Drahtspannung aus einemstrukturierten Draht 5 aufgespannten Drahtgatters in dieTrennspalte 4 ,
- a) the removal of the first wire gate from the in the
workpiece 1 separating gaps formed by the first wire gate4b - b) the reintroduction of one by at least two
wire guide rollers 6 with a second wire tension of a structuredwire 5 spanned wire gate in the separatingcolumn 4 .
Die Aufgabe wird ebenfalls gelöst durch ein zweites Verfahren gemäß Anspruch 9 zur Wiederaufnahme eines nicht abgeschlossenen Auftrennens eines Werkstückes
- a) das Entfernen des ersten Drahtgatters aus den im
Werkstück 1 durch das erste Drahtgatter gebildeten Trennspalten4b - b) das Wiedereinführen eines durch mindestens zwei
Drahtführungsrollen 6 mit einer zweiten Drahtspannung aus einemstrukturierten Draht 5 aufgespannten Drahtgatters in dieTrennspalte 4 ,
- a) the removal of the first wire gate from the in the
workpiece 1 separating gaps formed by the first wire gate4b - b) the reintroduction of one by at least two
wire guide rollers 6 with a second wire tension of a structuredwire 5 spanned wire gate in the separatingcolumn 4 .
Die Aufgabe wird ebenfalls gelöst durch ein drittes Verfahren gemäß Anspruch 13 zur Wiederaufnahme eines nicht abgeschlossenen Auftrennens eines Werkstückes
- a) das Entfernen des ersten Drahtgatters aus
den im Werkstück 1 durch das erste Drahtgatter gebildeten Trennspalten4 - b) das Wiedereinführen eines durch
mindestens zwei Drahtführungsrollen 6 mit einer zweiten Drahtspannung aufgespannten zweiten Drahtgatters indie Trennspalte 4 , dadurch gekennzeichnet, dass bei gleicher Drahtspannung im ersten und im zweiten Drahtgatter der Wirkdurchmesser9 des ersten Drahtes5 größer ist als der Wirkdurchmesser des zweiten Drahtes.
- a) the removal of the first wire gate from the in the
workpiece 1 separating gaps formed by thefirst wire gate 4 - b) the reintroduction of one by at least two
wire guide rollers 6 with a second wire tension spanned second wire gate in theseparation column 4 , characterized in that at the same wire tension in the first and in the second wire gate of theeffective diameter 9 of thefirst wire 5 greater than the effective diameter of the second wire.
Die drei erfindungsgemäßen Verfahren nach den Ansprüchen 1, 9 und 13 werden nach der Darstellung wesentlicher, für die erfindungsgemäßen Verfahren relevanter Aspekte, unter Bezugnahme auf die
Kurze Beschreibung der Figuren:Brief description of the figures:
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 11
- Werkstückworkpiece
- 22
- Achse des WerkstücksAxis of the workpiece
- 33
- Trennspaltgrund (Ort der Schnittunterbrechung)Separation gap reason (location of cut interruption)
- 44
- Trennspaltseparating gap
- 55
- strukturierter Drahtstructured wire
- 66
- DrahtführungsrolleWire feed roll
- 77
- Achse der DrahtführungsrolleAxle of wire guide roller
- 88th
- Kerndurchmesser des DrahtsCore diameter of the wire
- 99
- Wirkdurchmesser des DrahtsEffective diameter of the wire
- 1010
- glatter (gerader) Drahtsmooth (straight) wire
- 1212
- DrahtdurchbiegungWire deflection
- 1313
- Austrittsdüse für flüssiges SchneidmittelExit nozzle for liquid cutting agent
- 1414
- Flüssiges SchneidmittelLiquid cutting agent
- 1515
- unidirektionale Drahtlängsbewegungunidirectional wire longitudinal movement
- 1616
- Riefegroove
- 1717
- Rotation der DrahtführungsrolleRotation of the wire guide roller
- 1818
-
ruckartige Bewegung (Entspannung) des strukturierten Drahts
5 jerky movement (relaxation) of the structuredwire 5 - 1919
- Andruckrollepinch
- 2020
- Achse der AndruckrolleAxle of the pressure roller
- 2121
- Rotation der AndruckrolleRotation of the pressure roller
- 2222
- gleichmäßige Drahtbewegung durch den Trennspaltuniform wire movement through the separating gap
- 2323
- Zustellbewegung des WerkstücksFeed movement of the workpiece
- 2525
- Stützrollesupporting role
- 2626
- Achse der StützrolleAxle of the support roller
- 2727
- Rotation der StützrolleRotation of the support roller
- 2828
- verschleißresistente Beschichtungwear-resistant coating
- 2929
- Einhüllende des Werkstücks bei Zustellung durch das DrahtgatterEnvelope of the workpiece when fed through the wire gate
- 3030
- Zustellbewegung der AndruckrolleFeed movement of the pressure roller
- 3131
- Höhenverstellung der StützrollenHeight adjustment of the support rollers
- AA
- Amplitude der zickzackförmigen Ausstülpungen und Einbuchtungen in Querrichtung eines strukturierten DrahtsAmplitude of the zigzag-shaped protuberances and indentations in the transverse direction of a structured wire
- DD
- Durchmesser bzw. Wirkdurchmesser eines glatten DrahtsDiameter or effective diameter of a smooth wire
- DLDL
- DrahtlängsrichtungWire longitudinally
- DWDW
- Wirkdurchmesser eines strukturierten DrahtsEffective diameter of a structured wire
- D90D90
- Durchmesser, für den 90% der Körner einer Verteilung einen geringeren Durchmesser aufweisenDiameter for which 90% of the grains of a distribution have a smaller diameter
- kk
- dimensionslose Konstantedimensionless constant
- kE k E
- Federsteifigkeit des GlattdrahtsSpring stiffness of the smooth wire
- kW k W
- Federsteifigkeit der StrukturierungSpring stiffness of the structuring
- l1 1
- erste Länge der Drahtlängsbewegung eines Pilgerschrittsfirst length of the wire longitudinal movement of a pilgrim step
- l2 l 2
- zweite Länge der Drahtlängsbewegung eines Pilgerschrittssecond length of the wire longitudinal movement of a pilgrim step
- v1 v 1
- erste Geschwindigkeit der Drahtlängsbewegung eines Pilgerschrittsfirst speed of the wire longitudinal movement of a pilgrim step
- v2 v 2
- zweite Geschwindigkeit der Drahtlängsbewegung eines Pilgerschrittssecond speed of the wire longitudinal movement of a pilgrim step
- veff v eff
- Geschwindigkeit der Nettobewegung des Drahts während eines PilgerschrittsSpeed of net movement of the wire during a pilgrim step
- WTWT
- Ausdehnung der Trennspalte in Achsrichtung des WerkstücksExpansion of the separation column in the axial direction of the workpiece
Eine Vorrichtung zum Drahttrennläppen (Drahtsägen) eines Werkstücks in eine Vielzahl von Scheiben wird allgemein als Drahtsäge bezeichnet. In der
Zu den wesentlichen Komponenten dieser Drahtsägen gehören ein Maschinenrahmen, eine Vorschubeinrichtung und ein Sägewerkzeug, das aus einem Gatter (Drahtgatter, „wire web”) aus parallelen Drahtabschnitten besteht. Der Abstand der Drähte im Drahtgatter hängt von den gewünschten Zieldicken der abzutrennenden Scheiben ab und liegt für Scheiben aus Halbleitermaterial beispielsweise bei 100 bis 1000 μm.Among the essential components of these wire saws include a machine frame, a feed device and a sawing tool, which consists of a gate ("wire web") of parallel wire sections. The spacing of the wires in the wire gate depends on the desired target thicknesses of the slices to be separated and is, for example, 100 to 1000 μm for slices of semiconductor material.
Der zum Auftrennen eines Stabes verwendete Sägedraht besteht beispielsweise aus einem Glattdraht wie beispielsweise in
Ein Glattdraht besitzt die Form eines Kreiszylinders von sehr großer Höhe.A smooth wire has the shape of a circular cylinder of very high height.
Ein strukturierter Draht bzw. Strukturdraht umfasst einen geraden Glattdraht, der über seine gesamte Lauflänge kontinuierlich oder in regelmäßigen oder unregelmäßigen Abständen mit zickzackförmigen Abfolgen von Ausstülpungen und Einbuchtungen (Verformungen) in Form von Wellen, Knicken, oft als „Kinks” oder „Crimps” bezeichnet, versehen ist. Diese Verformungen des strukturierten Drahts können sich in einer, zwei senkrecht aufeinander stehenden oder in beliebigen Ebenen, die die mittlere Drahtlängsrichtung enthalten, erstrecken.A structured wire comprises a straight, straight wire which, over its entire run length, is referred to as "kinks" or "crimps" continuously or at regular or irregular intervals with zigzagged successions of protuberances and indentations (undulations) in the form of waves, kinks , is provided. These deformations of the patterned wire may extend in one, two orthogonal or arbitrary planes containing the central wire longitudinal direction.
Die Verformungen des strukturierten Drahts können eine oder mehrere Periodizitätslängen (Wellenlängen) in Drahtlängsrichtung und eine oder mehrere Amplituden (Wellenhöhen) in Drahtquerrichtung aufweisen. Sie können sich jeweils auf die besagten Ebenen beschränken oder die Ebenen wechseln und beispielsweise schraubenförmig um die Drahtlängsrichtung herum verlaufen (Helix).The deformations of the patterned wire may have one or more periodicity lengths (wavelengths) in the wire longitudinal direction and one or more amplitudes (wave heights) in the wire transverse direction. They can each refer to the said Restrict levels or change the levels and, for example helically around the wire longitudinal direction to run (helix).
In der Regel wird das Drahtgatter von einer Vielzahl paralleler, in einer Ebene liegender Drahtabschnitte gebildet, die zwischen mindestens zwei Drahtführungsrollen aufgespannt werden, wobei die Drahtführungsrollen drehbar gelagert sind und von denen mindestens eine angetrieben ist.In general, the wire gate is formed by a plurality of parallel, lying in a plane wire sections, which are spanned between at least two wire guide rollers, wherein the wire guide rollers are rotatably mounted and of which at least one is driven.
Die Drahtabschnitte können zu einem einzigen, endlichen Draht gehören, der spiralförmig um das Rollensystem geführt ist und von einer Vorratsrolle (Geberspule) auf eine Aufnahmerolle (Nehmerspule) abgespult wird, oder, wie beispielsweise aus der
Beim Abtrennvorgang wird das Werkstück vom Drahtgatter durchdrungen. Die Durchdringung wird mit einer Vorschubeinrichtung bewirkt, die das Werkstück gegen das Drahtgatter, das Drahtgatter gegen das Werkstück oder das Werkstück und das Drahtgatter gegeneinander führt.During the separation process, the workpiece is penetrated by the wire gate. The penetration is effected with a feed device which guides the workpiece against the wire gate, the wire gate against the workpiece or the workpiece and the wire gate against each other.
Beim Eindringen des Drahtgatters in das Werkstück wird der Sägedraht gemäß dem Stand der Technik in einer definierten Zeit mit einer bestimmten Geschwindigkeit eine definierte Länge vorgespult (wire forward) und eine weitere definierte Länge zurückgespult (wire backward), wobei die Rücklauflänge in der Regel kürzer ist als die Vorlauflänge. Dieses Sägeverfahren wird auch als Pilgerschrittverfahren (pilgrim step motion oder reciprocating movement) bezeichnet und ist beispielsweise in
Das Auftrennen eines Werkstückes mit einer Drahtsäge in viele Scheiben erfolgt in Gegenwart eines flüssigen Schneidmittels, das u. a. für den Abtransport des durch den Sägedraht abgetragenen Materials aus der Sägespalte sorgt und gemäß dem Stand der Technik bevorzugt auf den Sägedraht aufgebracht wird. Das flüssige Schneidmittel enthält bevorzugt loses Schneidkorn (Abrasive), die den Zerspanvorgang unterstützen. Flüssige Schneidmittel mit losen Abrasiven werden auch als Sägesuspension, Sägeslurry, oder Slurry bezeichnet. In den erfindungsgemäßen Verfahren ist die Verwendung von flüssigen Schneidmitteln, enthaltend lose Abrasive, bevorzugt.The separation of a workpiece with a wire saw in many slices takes place in the presence of a liquid cutting means, the u. a. provides for the removal of the material removed from the sawing wire from the Sägespalte and preferably applied according to the prior art on the saw wire. The liquid cutting agent preferably contains loose cutting grain (abrasive) that aids in the machining process. Loose abrasive liquid abrasives are also referred to as sawing slurry, sawing slurry, or slurry. In the process according to the invention, the use of liquid cutting agents containing loose abrasives is preferred.
Der Sägedraht hat einen Wirkdurchmesser, der die Breite WT des durch Zerspanen des Werkstückes an der Kontaktstelle mit dem Sägedraht entstandenen Trennspaltes (Sägespaltes) bestimmt. Der Wirkdurchmesser eines Drahtes entspricht dabei dem Durchmesser der Projektion des Drahts entlang seiner mittleren Längsrichtung auf eine Ebene senkrecht zu dieser mittleren Drahtlängsrichtung. Die kürzeste geschlossene Kurve, die diese Projektion vollständig umrandet, wird im Folgenden als Hüllkurve bezeichnet.The sawing wire has an effective diameter which determines the width WT of the cutting gap (saw gap) produced by machining the workpiece at the point of contact with the saw wire. The effective diameter of a wire corresponds to the diameter of the projection of the wire along its central longitudinal direction to a plane perpendicular to this central wire longitudinal direction. The shortest closed curve that completely outlines this projection is hereafter called the envelope.
Bei einem Glattdraht, der kein fest gebundenes Schneidmittel enthält, ist der Wirkdurchmesser mit dem Drahtdurchmesser D identisch und seine Hüllkurve verläuft vollständig in seiner Mantelfläche.In a smooth wire, which contains no firmly bound cutting means, the effective diameter of the wire diameter D is identical and its envelope runs completely in its lateral surface.
Bei einem Glattdraht, dessen Oberfläche mit Schneidkorn belegt ist oder bei einem strukturierten Draht entspricht der Wirkdurchmesser dem Durchmesser der Hüllkurve dieses Drahtes. Der Durchmesser der Hüllkurve ergibt sich aus dem Durchmesser des Drahtes (Kerndurchmesser) plus der größten Höhe des Schneidkorns bzw. der größten Höhe der Verformungen des strukturierten Drahtes. Der Durchmesser der Hüllkurve ist also der Durchmesser in der Ebene senkrecht zur Drahtlängsrichtung, der alle Spitzen der über den Kerndurchmesser hinausragenden Ausstülpungen umschreibt.In the case of a smooth wire whose surface is covered with cutting grain or in the case of a structured wire, the effective diameter corresponds to the diameter of the envelope of this wire. The diameter of the envelope is given by the diameter of the wire (core diameter) plus the largest height of the cutting grain or the greatest height of the deformations of the structured wire. The diameter of the envelope is thus the diameter in the plane perpendicular to the wire longitudinal direction, which circumscribes all the tips of the protruding beyond the core diameter protuberances.
Kommt es beim Drahttrennläppen zu einem Riss des Sägedrahtes, kann das Auftrennen des Werkstückes nicht abgeschlossen werden. Zur Fortsetzung des Drahttrennläppens bis zum vollständigen Auftrennen des Werkstücks in eine Vielzahl von Scheiben muss in der Regel das Drahtgatter zur Reparatur aus dem Werkstück entfernt werden. Dies ist insbesondere nötig, wenn mit dem Pilgerschrittverfahren gesägt wird, da hierbei infolge der fortwährenden Richtungsumkehr der Drahtlängsbewegung das Drahtgatter bei einem Drahtriss weitgehend zerstört wird und in der Regel vollständig neu aufgebaut werden muss. Beim Sägen mit unidirektionaler Drahtlängsbewegung reißt der Draht meist auf der Drahtaustrittseite des Werkstücks, da er dort infolge Verschleißes durch Abnutzung dünner ist und daher eine verringerte Reißfestigkeit aufweist. In diesem Fall genügt es oft, die gerissenen Drahtenden zu verknoten oder zu verschweißen, da oft nur ein einziger oder einige wenige Drahtabschnitte gerissen sind, und einen etwaig zerstörten Bereich das Drahtgatter bis zur Beendigung des Trennvorgangs einfach „zu überspringen”, d. h. vom weiteren Trennvorgang auszuschließen.If there is a rupture of the saw wire during wire cutting, the cutting of the workpiece can not be completed. To continue the Drahttrennläppens until complete separation of the workpiece in a plurality of discs usually the wire gate must be removed for repair from the workpiece. This is particularly necessary when sawing with the pilgrim step method, since in this case the wire gate is largely destroyed in a wire tear as a result of the continuous reversal of direction of the wire longitudinal movement and usually has to be completely rebuilt. When sawing with unidirectional longitudinal wire movement, the wire tends to rupture on the wire exit side of the workpiece as it is thinner there due to wear and tear and therefore has reduced tear strength. In this case, it is often sufficient to knot or weld the torn wire ends, since often only a single or a few wire sections are torn, and a possibly destroyed area simply "skip" the wire gate until completion of the separation process, i. H. to exclude from the further separation process.
Wenn nach einem Drahtriss das Drahtgatter so weit zerstört ist, dass es vollständig neu aufgebaut werden muss, muss zunächst das Werkstück aus dem Drahtgatter bzw. das Drahtgatter aus dem Werkstück herausgefahren werden. Nach Reparatur des Drahtgatters muss zur Fortsetzung des Drahttrennläppens das Werkstück dann wieder in das reparierte Gatter hineingefahren werden und zwar so, dass zunächst in die Trennspalte, die der Draht bis zur Schnittunterbrechung gebildet hat, wieder genau jeweils ein Drahtabschnitt des reparierten Drahtgatters eingefädelt wird und dann das Werkstück solange weiter auf das Drahtgatter zugestellt wird, bis das Drahtgatter am Ort (Trennspaltgrund) der Schnittunterbrechung zu liegen kommt. Dieser Vorgang wird als Repositionieren bezeichnet. If, after a wire tear, the wire gate has been destroyed so far that it has to be completely rebuilt, the workpiece must first be removed from the wire gate or the wire gate must be removed from the workpiece. After repair of the wire gate, the workpiece must then be moved back into the repaired gate to continue the Drahttrennläppens in such a way that first in the separating column, which has formed the wire to the cut interruption again exactly each wire section of the repaired wire gate is threaded and then the workpiece is continued to be delivered to the wire gate until the wire gate comes to rest at the location (separation gap bottom) of the cut interruption. This process is called repositioning.
Im Einzelnen umfasst das Repositionieren des Drahtgatters, unter geringfügiger weiterer Zustellung des Werkstücks senkrecht auf das Drahtgatter zu, das Einfädeln jeden Drahtabschnitts in den jeweiligen Trennspalt, zu dem der Drahtabschnitt genau in Deckung steht, so dass eine zusätzlich zur vorhandenen Grundspannung weitere geringe Spannung in den Drahtabschnitten des Gatters aufgebaut wird, die die Drahtabschnitte in die jeweiligen Trennspalte hineingleiten lässt und ein Wieder-Herausgleiten verhindert, und ein langsames kontinuierliches weiteres Zustellen des Werkstücks senkrecht auf das Drahtgatter zu, wobei der Draht kontinuierlich unidirektional von der Geber- zu der Nehmerspule bewegt wird und dem Draht flüssiges Schneidmittel zugeführt wird, bis die Drahtabschnitte in Kontakt mit dem Trennspaltgrund gelangt sind. Die kontinuierliche unidirektionale Längsbewegung der Drahtabschnitte des Drahtgatters ist dabei erforderlich, um das flüssige Schneidmittel in die Trennspalte zu befördern, das dort als Gleitschmiermittel wirkt und ein gleichförmiges, unterbrechungs- und ruckfreies weiteres Eintauchen des Werkstücks in das Drahtgatter solange unterstützt, bis das Drahtgatter schließlich am Ort der Schnittunterbrechung im Werkstück zu liegen kommt.In particular, the repositioning of the wire gate, with slight further delivery of the workpiece perpendicular to the wire gate to, includes threading each wire section into the respective separation gap, to which the wire section is exactly in line, so that in addition to the existing base voltage further low voltage in the Wire sections of the gate is constructed, which can slide the wire sections into the respective separating column and prevents re-slipping, and a slow continuous advancing the workpiece perpendicular to the wire gate, wherein the wire is continuously unidirectionally moved from the donor to the Nehmererspule and liquid cutting means is supplied to the wire until the wire portions have come into contact with the separation gap bottom. The continuous unidirectional longitudinal movement of the wire sections of the wire gate is required to carry the liquid cutting agent in the separation column, which acts as a sliding lubricant and supports a uniform, interruption and jerk-free further immersion of the workpiece in the wire gate until the wire gate finally on Location of cut interruption in the workpiece comes to rest.
Das Einfädeln eines Drahtabschnitts in den jeweiligen Trennspalt kann beispielsweise durch Beblasen der Kanten der teilabgetrennten Scheiben in Höhe des Drahtgatters mit Druckluft erfolgen. Dabei werden die teilabgetrennten Scheiben in Vibration in Richtung der Werkstückachse versetzt, wodurch die Trennspalte abwechselnd weiter und enger werden und die unter leichter Spannung in Zustellrichtung des Werkstücks befindlichen Drahtabschnitte nach und nach in die Trennspalte eintauchen.The threading of a wire section into the respective separating gap can take place, for example, by blowing the edges of the partially separated disks at the level of the wire gate with compressed air. In this case, the partially separated slices are set in vibration in the direction of the workpiece axis, whereby the separating gaps are alternately farther and narrower and gradually submerge the wire sections located under slight tension in the feed direction of the workpiece into the separating gaps.
Strukturierter Draht lässt sich nach der Schnittunterbrechung und dem Entfernen aus den Trennspalten häufig nur sehr schwierig und unter Inkaufnahme von Problemen beim Erhalt der gebildeten Trennspalte wieder repositionieren. Die Erfinder haben festgestellt, dass beim Bewegen des Drahtgatters aus strukturiertem Draht durch die Trennspalte bis zum Ort der Schnittunterbrechung im Werkstück immer wieder einzelne Drahtabschnitte an bestimmten Schnitttiefen verharren (verkanten bzw. verklemmen) und vom weiter zugestellten Werkstück immer weiter ausgelenkt werden. Bei weiterer Zustellung des Werkstücks kann der verklemmte Drahtabschnitt erneut reißen oder durch zusätzlichen Materialabtrag infolge des Verharrens an der betreffenden Position im Trennspalt unter fortgesetzter Bewegung des Drahtes in Drahtlängsrichtung und somit fortgesetztem Materialabtrag eine Riefe in den Oberflächen der nach vollständigem Auftrennen des Werkstückes erhaltenen Scheiben erzeugen.Structured wire is often very difficult to reposition after interruption of cut and removal from the release gaps and at the cost of preserving the formed release gaps. The inventors have found that when moving the wire gate made of structured wire through the separating gaps to the place of interruption cut in the workpiece again and again individual wire sections at certain cutting depths remain (jam or jam) and are deflected by the further zuzulierte workpiece more and more. Upon further infeed of the workpiece, the jammed wire section may rupture again or create a score in the surfaces of the slices obtained after complete severing of the workpiece by additional material removal as a result of being stuck at the relevant position in the separation gap with continued wire movement in the wire longitudinal direction and thus continued material removal.
Die Reibung zwischen strukturiertem Draht und den Wänden der Trennspalte kann auch nicht durch Verzicht auf die Drahtlängsbewegung und stattdessen fortgesetztes Einblasen von Druckluft auf der Drahtaustrittseite des Werkstücks entlang der Berührungslinie von Werkstück und Drahtabschnitten des Drahtgatters verringert werden, in der Hoffnung, dass ein über den Einfädelvorgang bei ruhendem Drahtgatter hinaus fortgeführtes Vibrieren der teilabgetrennten Scheiben ein Verklemmen des Drahtes verhindert. Zwar werden durch die Vibration der teilweise abgetrennten Scheiben in schneller Folge die Trennspalte zwischen den teilweise abgetrennten Scheiben enger und weiter, was einem weiteren gleichmäßigen, ruckfreien Eintauchen des Werkstücks in das Drahtgatter förderlich wäre, jedoch wird durch das Einblasen von Luft in die Trennspalte auch das von der Drahtlängsbewegung in den Trennspalt eingetragene flüssige Schneidmittel, das reibungsvermindernd wirken soll, wieder aus dem Trennspalt ausgetrieben.Also, the friction between patterned wire and the walls of the separation column can not be reduced by dispensing with the wire longitudinal movement and instead continuing to inject pressurized air on the wire exit side of the workpiece along the line of contact of the workpiece and wire sections of the wire gate in the hope that one over the threading process with resting wire gate continued continued vibration of teilabgetrennten slices prevents jamming of the wire. Although the separation gaps between the partially separated slices become narrower and wider in rapid succession due to the vibration of the partially separated slices, which would promote further uniform, smooth immersion of the workpiece into the wire gate, blowing air into the separating slit also increases the volume from the wire longitudinal movement in the separation gap registered liquid cutting means, which should act to reduce friction, expelled again from the separation gap.
Selbst durch Variation der Geschwindigkeiten (Verlangsamung oder Steigerung) der Drahtlängsbewegung und der Zustellung des Werkstücks auf das Gatter kann bei einem strukturierten Draht ein gleichmäßiges Gleiten der Drahtabschnitte in die Trennspalte nicht erzielt werden.Even by varying the speeds (slowing or increasing) of the longitudinal wire movement and the delivery of the workpiece on the gate, a uniform sliding of the wire sections into the separating gaps can not be achieved with a structured wire.
Die Breite der Trennspalte, die durch das Einsägen eines Drahtgatters in ein Werkstück entstehen, wird sowohl durch den Wirkdurchmesser des Sägedrahtes als auch – bei Verwendung eines Sägedrahtes ohne fest gebundenes Schneidkorn – durch die Korngrößenverteilung im flüssigen Schneidmittel bestimmt (
Ein Glattdraht
Nach Anbringen der Ausstülpungen und Einbuchtungen weist der aus einem Glattdraht gebildete Strukturdraht
Für die Korngrößenverteilung im flüssigen Schneidmittel ist der so genannte D90-Wert entscheidend. D90 bezeichnet den Durchmesser einer Verteilung von Korngrößen, für den 90% aller Körner der Verteilung einen kleineren oder maximal gleichen Durchmesser aufweisen. Der D90-Wert entspricht also dem Durchmesser des größten Korns, das in einer Verteilung in noch nicht zu vernachlässigender Anzahl gefunden wird.The so-called D90 value is decisive for the particle size distribution in the liquid cutting agent. D90 denotes the diameter of a distribution of grain sizes, for which 90% of all grains of the distribution have a smaller or the same maximum diameter. The D90 value thus corresponds to the diameter of the largest grain, which is found in a distribution in not insignificant number.
Versuche der Erfinder haben ergeben, dass die Breite WT der durch einen Glattdraht mit einem Durchmesser bzw. einer Drahtdicke D in Gegenwart einer Sägesuspension (flüssiges Schneidmittel mit losen Abrasiven) erzeugten Trennspalte durch die Gleichung (1),
Da bei einem einzigen, endlichen Draht der Draht beim Durchlaufen des Werkstückes vom Werkstückanfang bis zum Werkstückende durch Verschleiß kontinuierlich dünner wird, verändert sich auch die Dicke WT der Trennspalte vom Werkstückanfang bis zum Werkstückende. Diese Änderung wird durch die Gleichung (1) ebenfalls wiedergegeben.Since, in a single, finite wire, the wire is continuously thinner as it passes through the workpiece from the beginning of the workpiece to the end of the workpiece, the thickness WT of the separating column also changes from the start of the workpiece to the end of the workpiece. This change is also represented by equation (1).
Bei einem Versuch mit einem Glattdraht mit der Drahtdicke D = 175 μm des Frischdrahts, D = 163 μm des Altdrahts (nach Durchlaufen eines kreiszylinderförmigen Werkstückes aus Silicium mit einer Länge von 375 mm und einem Durchmesser von 300 mm) und D90 = 22,3 μm ergibt sich gemäß Gleichung (1) für den Stabanfang eine Breite WT des Trennspalts von WT = 175 μm + 2 × 22,3 μm = 219,6 μm und für das Stabende eine Breite WT des Trennspalts von WT = 163 μm + 2 × 22,3 μm = 207,6 μm. Diese berechneten Werte stimmen im angegebenen Beispiel auf 0,05% mit den tatsächlich gemessenen Trennspaltbreiten WT überein. Die Modellannahme WT = D + 2 × D90 gibt also die tatsächliche Breite des Trennspalt für einen Glattdraht eines Durchmessers D und eines Hartstoffs mit größter Korngröße D90 sehr genau wieder.In a test with a smooth wire with the wire thickness D = 175 microns of the fresh wire, D = 163 microns of the old wire (after passing through a circular cylindrical workpiece made of silicon with a length of 375 mm and a diameter of 300 mm) and D90 = 22.3 microns results according to equation (1) for the rod beginning a width WT of the separation gap of WT = 175 microns + 2 × 22.3 microns = 219.6 microns and for the rod end width WT of the separation gap of WT = 163 microns + 2 × 22 , 3 μm = 207.6 μm. In the given example, these calculated values correspond to 0.05% with the actually measured separation gap widths WT. The model assumption WT = D + 2 × D90 thus gives the actual width of the separating gap for a smooth wire of a diameter D and a hard material with the largest grain size D90 very accurately.
Gleichung (1) kann zur Berechnung der Breite eines durch einen strukturierten Draht erzeugten Trennspaltes (
Versuche der Erfinder haben ergeben, dass die Breite WT der durch einen strukturierten Draht erzeugten Trennspalte durch die Gleichung (3),
Für das Auftrennen eines kreiszylindrischen Werkstücks aus Silicium mit einer Länge von 375 mm und einem Durchmesser von 300 mm, wurde beispielsweise für einen Strukturdraht mit einem Kerndurchmesser D = 175 μm, einer Doppelamplitude 2 × A = 23,5 μm und somit einem Wirkdurchmesser DW von 198,5 μm (berechnet mit Gleichung (2)) der Wert für die dimensionslose Proportionalitätskonstante k unter Zuhilfenahme der Gleichung (3) mit 1,5 ermittelt.For the cutting of a circular cylindrical workpiece of silicon with a length of 375 mm and a diameter of 300 mm, for example, for a structure wire with a core diameter D = 175 microns, a
Der den Wirkdurchmesser DW des strukturierten Drahtes umgebende Film aus flüssigem Schneidmittel ist im Mittel wesentlich dünner als der Film, den ein Glattdraht gleichen Durchmessers D im Trennspalt umgibt. Der strukturierte Draht „füllt” den von ihm geschaffenen Trennspalt besser aus als ein vergleichbarer Glattdraht, da der Strukturdraht das flüssige Schneidmittel hauptsächlich in den „Taschen” seiner Einbuchtungen mitnimmt (
Die bessere Versorgung des Trennspalts mit flüssigem Schneidmittel bei Verwendung eines strukturierten Drahtes rührt daher, dass sich der im Mittel dünnere, den Wirkdurchmesser umgebende flüssige Schneidmittelfilm fortwährend sehr effektiv aus diesen Vorräten speist.The better supply of the separating gap with liquid cutting means when using a structured wire stems from the fact that the medium thinner, the effective diameter surrounding liquid cutting agent film constantly very effectively fed from these supplies.
Aufgrund des vom Werkstückanfang zum Werkstückende hin bei einem einzigen, endlichen strukturierten Draht zunehmenden Drahtverschleißes im Drahtgatter verändert sich auch die Breite der einzelnen Trennspalte im Werkstück dahingehend, dass die Breite der Trennspalte vom Werkstückanfang zum Werkstückende hin abnimmt.Due to the beginning of the workpiece to the end of the work in a single, finite structured wire increasing wire wear in the wire gate, the width of the individual separation column in the workpiece changes to the effect that the width of the separation column decreases from the workpiece beginning to the end of the workpiece.
Für das Auftrennen eines kreiszylindrischen Werkstücks aus Silicium mit einer Länge von 375 mm und einem Durchmesser von 300 mm, wurde beispielsweise für einen Strukturdraht mit einem Kerndurchmesser D = 175 μm, einer Doppelamplitude 2 × A = 23,5 μm und somit einem Wirkdurchmesser DW von 198,5 μm am Werkstückanfang eine Spaltbreite WT von 219,5 μm und am Werkstückende eine Spaltbreite WT von 207,5 μm gemessen. Somit weist der Strukturdraht am Werkstückende ein um bis zu 60% geringeres Spiel im Trennspalt auf als der vergleichbare Glattdraht. Nach Schnittunterbrechung, Reparatur und Ausstattung des Drahtgatters mit Frischdraht neigt ein Strukturdraht daher weit mehr zum Verklemmen im Trennspalt als ein Glattdraht gleichen Kerndurchmessers.For the cutting of a circular cylindrical workpiece of silicon with a length of 375 mm and a diameter of 300 mm, for example, for a structure wire with a core diameter D = 175 microns, a
Die Drahtabschnitte im Sägegatter einer Drahttrennvorrichtung erfahren durch die zusätzlich wirkenden Reibungskräfte zwischen Werkstück und Sägedraht während des Trennvorgangs eine elastische Durchbiegung in Richtung der Zustellung des Werkstücks auf das Drahtgatter zu und durch dieses hindurch. Rückstellkräfte entgegen der Zustellrichtung erzeugen den Anpressdruck des Drahts an den Trennspaltgrund, der erforderlich ist, damit durch Relativbewegung von Draht und Werkstück die materialabtragende Wirkung entfaltet werden kann.The wire sections in the sawing gate of a wire separating device experience through the additional frictional forces between the workpiece and saw wire during the separation process, a resilient deflection in the direction of the delivery of the workpiece to the wire gate and through it. Restoring forces counter to the feed direction generate the contact pressure of the wire to the separating gap, which is required so that by relative movement of the wire and workpiece, the material-removing effect can be deployed.
Durch die elastische Durchbiegung der Drahtabschnitte im Drahtgatter während des Trennvorgangs erhöht sich die Zugkraft und damit die Drahtspannung in Drahtlängsrichtung DL, mit der der Draht im Drahtgatter um die Drahtführungsrollen gewickelt ist.Due to the elastic deflection of the wire sections in the wire gate during the separation process, the tensile force and thus the wire tension increases in the wire longitudinal direction DL, with which the wire is wound in the wire gate around the wire guide rollers.
Für eine Drahtspannung im Drahtgatter von 30 N und einer elastischen Durchbiegung von 8 mm ergibt sich für einen Glattdraht aus Stahl mit einem Durchmesser D von 175 μm und einem Elastizitätsmodul von ca. 210 GPa auf einer freien Länge von 510 mm eine Drahtquerkraft von gut 2 N und einen Anstieg der Drahtlängskraft um knapp 2,5 N. Der Draht wird dabei um etwa 0,05% in Längsrichtung elastisch gedehnt. Die Querkontraktion, die der Glattdraht dabei erfährt, führt zu einer Abnahme seines Durchmessers von nur gut 40 nm (Nanometer), die vernachlässigt werden kann.For a wire tension in the wire gate of 30 N and an elastic deflection of 8 mm results for a smooth wire of steel with a diameter D of 175 microns and a modulus of about 210 GPa on a free length of 510 mm, a wire transverse force of well 2 N and an increase in the wire longitudinal force by just under 2.5 N. The wire is thereby elastically stretched by about 0.05% in the longitudinal direction. The transverse contraction experienced by the smooth-wire leads to a decrease in its diameter of just over 40 nm (nanometers), which can be neglected.
Beim Trennen eines Werkstücks mit Strukturdraht mit 175 μm Kern- und 199 μm Wirkdurchmesser des Frischdrahts haben die Erfinder etwas größere Drahtdurchbiegungen beobachtet, die mindestens zu den für den Glattdraht ermittelten Drahtlängsund -querkräften führen dürften. Die etwas größeren Drahtdurchbiegungen können in einer ersten Näherung damit erklärt werden, dass zu der durch das Elastizitätsmodul und dem Drahtquerschnitt gegebenen Steifigkeit kE des Glattdrahts, beim Strukturdraht parallel eine weitere Steifigkeit kW wirkt, die sich aus Steifigkeit der wellenförmigen Struktur des strukturierten Drahts ergibt, so dass die resultierende Gesamtsteifigkeit kstrukt des strukturierten Drahts geringer ist als die eines Glattdraht gleichen Kerndurchmessers: 1/kstrukt = 1/kE + 1/kW > 1/kE, also kstrukt < kE. Die Steifigkeit k wird auch als Federkonstante bezeichnet und wird in N/m angegeben.When separating a workpiece with structure wire with 175 micron core and 199 micron effective diameter of the fresh wire, the inventors have observed slightly larger wire deflections, which should lead at least to the determined for the smooth wire Drahtlängsund- transverse forces. The somewhat larger wire deflections can be explained in a first approximation by the fact that the stiffness k E of the smooth wire given by the modulus of elasticity and the wire cross-section, in the structure wire parallel another stiffness k W resulting from stiffness of the wavy structure of the structured wire , so that the resulting overall stiffness k strukt of the structured wire is less than that of a smooth wire of the same core diameter: 1 / k strukt = 1 / k e + 1 /
Messungen des Wirkdurchmessers DW des frischen Strukturdrahts bei verschiedenen Drahtlängsspannungen haben jeweils einen Wirkdurchmesser von 200,6 μm bei 25 N und 196,4 μm bei 35 N ergeben. Der strukturierte Draht erfährt also bereits bei geringen Änderungen der Drahtlängskraft eine deutliche Änderung seines Durchmessers, nämlich bei einer Zunahme der Drahtlängskraft um 2,5 N eine Durchmesserverringerung um gut 1 μm. Der Wirkdurchmesser des im Beispiel angegebenen Strukturdrahts verringert sich unter Längsspannung des Drahts somit über 50-mal so stark wie der Durchmesser des im Beispiel angegebenen Glattdrahts bei gleicher Längsspannung.Measurements of the effective diameter DW of the fresh structural wire at different wire-length stresses have each yielded an effective diameter of 200.6 μm at 25 N and 196.4 μm at 35 N. Thus, even with slight changes in the wire longitudinal force, the structured wire undergoes a clear change in its diameter, namely a reduction in diameter by a good 1 μm given an increase in the longitudinal force of the wire by 2.5 N. The effective diameter of the structural wire specified in the example is thus reduced by more than 50 times as much as the diameter of the smooth-wire element in the example given the same longitudinal stress under longitudinal tension of the wire.
Daraus ergibt sich eine Nachgiebigkeit (Elastizität) des Strukturdrahts in Querrichtung bei Zug in Längsrichtung von –0,42 μm/N. Die Nachgiebigkeit ist der Kehrwert der Steifigkeit bzw. Federkonstanten und wird in m/N angegeben.This results in a compliance (elasticity) of the structure wire in the transverse direction with tension in the longitudinal direction of -0.42 microns / N. The compliance is the reciprocal of the stiffness or spring constant and is given in m / N.
Da das flüssige Schneidmittel eine gewisse Viskosität hat, sind aufgrund der hohen Reibungskräfte bei der Bewegung des Strukturdrahts durch das viskose flüssige Schneidmittel und der am Trennspaltgrund verrichteten Spanarbeit die tatsächlich auf den Strukturdraht wirkenden Kräfte und die daraus resultierenden Verringerungen des Wirkdurchmessers DW jedoch deutlich größer als die durch die vorstehenden einfachen Betrachtungen ermittelten.However, because the liquid cutting agent has a certain viscosity, due to the high frictional forces in the movement of the structural wire through the viscous liquid cutting means and the cutting work done on the separating gap bottom, the forces actually acting on the structure wire and the resulting reductions in effective diameter DW are significantly greater than those determined by the above simple considerations.
Beim Strukturdraht gelangen beim Trennvorgang nur die Ausstülpungen der zickzackförmigen Verformungen unter Druck und Relativbewegung in Kontakt mit den Hartstoffen des flüssigen Schneidmittels und den Wänden der Trennspalte. Der Strukturdraht unterliegt daher einem örtlich sehr ungleichförmigem Verschleiß.In the structure wire arrive during the separation process only the protuberances of the zigzag deformations under pressure and relative movement in contact with the hard materials of the liquid cutting means and the walls of the separation column. The structure wire is therefore subject to a locally very non-uniform wear.
Die Nachgiebigkeit in Querrichtung bei Zug in Längsrichtung eines Strukturdrahts und somit dessen resultierender Querschnitt, der Wirkdurchmesser DW, nimmt mit dem Verschleiß des strukturierten Drahts stark zu, da der die Steifigkeit verleihende Querschnitt durch selektiven Verschleiß an den Kontaktflächen („Spitzen”) der Ausstülpungen stark abnimmt. Für den Glattdraht gilt dies nicht, da dieser mit allen Punkten seiner Oberfläche gleichermaßen unter Druck und Relativbewegung in Kontakt mit Hartstoffen und Trennspaltwänden gelangt und somit einem sehr gleichförmigen Verschleiß unterliegt.The compliance in the transverse direction with tension in the longitudinal direction of a structure wire and thus its resulting cross section, the effective diameter DW, increases strongly with the wear of the structured wire, since the rigidity imparting cross section by selective wear on the contact surfaces ("tips") of the protuberances strong decreases. This does not apply to the smooth wire, since it comes with all points of its surface equally under pressure and relative movement in contact with hard materials and Trennspaltwänden and thus subject to a very uniform wear.
Die erfindungsgemäßen Verfahren werden im Folgenden einzeln ausführlich und anhand von Figuren beschrieben. Das Drahtgatter vor der Schnittunterbrechung wird im Rahmen dieser Erfindung auch als erstes Drahtgatter bezeichnet. Das zum Repositionieren verwendete Drahtgatter wird im Rahmen dieser Erfindung auch als zweites Drahtgatter bezeichnet.The methods according to the invention are described below in detail individually and with reference to figures. The wire gate before the cut interruption is referred to in the context of this invention as the first wire gate. The wire gate used for repositioning is also referred to as a second wire gate in the context of this invention.
Der Schnittbeginn, also der Beginn des Auftrennens eines Werkstückes
Die erfindungsgemäßen Verfahren werden bevorzugt eingesetzt, wenn die Schnittunterbrechung bei einer Trennspalttiefe von etwa zwei Dritteln oder mehr des Werkstückdurchmessers aufgetreten sind, da sich in diesem Fall ein Repositionieren des zweiten Drahtgatters ohne Bildung von Riefen in den Trennspaltwänden als besonders schwierig erwiesen hat.The methods according to the invention are preferably used when the cutting interruption has occurred at a separation gap depth of about two-thirds or more of the workpiece diameter, since repositioning of the second wire gate without formation of grooves in the separation gap walls has proven particularly difficult in this case.
Erstes VerfahrenFirst procedure
Zur Beschreibung des ersten Verfahrens (Anspruch 1) zeigt
Da der Strukturdraht
Nachdem der Wirkdurchmesser
Durch das Verklemmen des Drahts
Durch die beim Repositionieren erfolgende weitere Zustellung des Stabs auf das Drahtgatter zu wiederholt sich das Wechselspiel aus Verklemmen und Springen des strukturierten Drahts mit einem nicht erfindungsgemäßen Verfahren bei dessen Bewegung durch den Trennspalt
Im ersten erfindungsgemäßen Verfahren (Anspruch 1) wird als neuer Draht für das Repositionieren des zweiten Drahtgatters strukturierter Draht
Das erste erfindungsgemäße Verfahren vermeidet das Verklemmen des (neuen) strukturierten Drahts
In einer ersten Ausführungsform des ersten Verfahrens wird die Erhöhung der zweiten Drahtspannung im zweiten Drahtgatter dadurch erreicht, dass vor dem Wiedereinführen der Drahtabschnitte des zweiten Drahtgatters in die vorhandenen Trennspalte
Zunächst wird dabei nach einer Schnittunterbrechung das Werkstück
Wesentliches Merkmal des ersten erfindungsgemäßen Verfahrens ist, dass das Repositionieren des aus strukturiertem Draht
Da beim der Schnittunterbrechung vorangegangenen Bilden der Trennspalte
Zur vollständigen Belegung aller Windungen im zweiten Drahtgatter mit Draht
Dieser frische Draht
Dies gilt insbesondere dann, wenn die Trennspalte
Die Grundspannung (Nennspannung) ist die Spannung des Drahts in Drahtlängsrichtung DL im unbelasteten (nicht im Eingriff mit dem Werkstück befindlichen) Drahtgatter und entspricht damit dem Betrag der Drahtlängsspannung, mit der der Draht während des Trennvorgangs dem Drahtgatter aus dem Frischdrahtvorrat zugeführt wird. Bei einem strukturierten Draht mit einem Kerndurchmesser von beispielsweise 175 μm beträgt die Grundspannung bevorzugt zwischen 20 und 45 N und besonders bevorzugt 30 N.The basic voltage (rated voltage) is the tension of the wire in the wire longitudinal direction DL in the unloaded (not in engagement with the workpiece) wire gate and thus corresponds to the amount of wire longitudinal tension, with which the wire is supplied to the wire gate from the Frischdrahtvorrat during the separation process. In the case of a structured wire with a core diameter of, for example, 175 μm, the base stress is preferably between 20 and 45 N and particularly preferably 30 N.
Zu dieser Grundspannung gehört ein resultierender effektiver Wirkdurchmesser
Wenn der strukturierte Draht
Mit zunehmendem Zeitspanvolumen (Tischvorschubgeschwindigkeit) nimmt die Drahtdurchbiegung zu und der effektive Wirkdurchmesser
Für einen Glattdraht
Erfindungsgemäß wird nach Reparatur des Drahtgatters aus dem Frischdrahtvorrat dem zweiten Drahtgatter strukturierter Draht
Die Erhöhung der Drahtspannung im zweiten Drahtgatter kann nicht beliebig erfolgen, da jeder Draht eine im Wesentlichen durch das Material und durch die Materialstärke (Drahtdurchmesser) bestimmte maximale Bruchspannung (engl.: ultimate tensile strength, oder tensile strength) hat, also eine Spannung, bei der der Draht reißt.The increase in the wire tension in the second wire gate can not be arbitrary, since each wire has a maximum by the material and by the material thickness (wire diameter) determined maximum ultimate tensile strength (or tensile strength), ie a voltage at the wire breaks.
Weist beispielsweise ein Draht aus gehärtetem Stahl mit 0,9% Kohlenstoffgehalt und einem Kerndurchmesser von 175 μm eine maximale Bruchspannung von 85 N auf, hat ein Draht aus gleichem Material mit Kerndurchmesser 140 μm eine Bruchspannung von 58 N.For example, if a 0.9% carbon steel tempered steel wire having a core diameter of 175 μm has a maximum breaking stress of 85 N, a wire of the same material having a core diameter of 140 μm has a breaking stress of 58 N.
Im ersten erfindungsgemäßen Verfahren wird die Drahtspannung im zweiten Drahtgatter wenigstens zu Beginn des Repositionierens, also vor dem Einfädeln der Drahtabschnitte des Drahtgatters in die vorhandenen Trennspalte
Für das erfindungsgemäße erste Verfahren ist eine Erhöhung der Drahtspannung wenigstens zu Beginn des Repositionierens auf bis zu 75% der Bruchspannung bevorzugt, um den strukturierten Draht
Beispiele für die sich daraus ergebenden Verringerungen der Wirkdurchmesser
Da während des Repositionierens, im Gegensatz zum Trennvorgang, keine Spankräfte (Kraft in Drahtquerrichtung) auf die Drahtabschnitte des zweiten Drahtgatters einwirken und der Draht
Die Durchführung des ersten erfindungsgemäßen Verfahrens kann mit jeder Vorrichtung zum Drahttrennläppen gemäß dem Stand der Technik erfolgen.The implementation of the first method according to the invention can be carried out with any wire-cutting apparatus according to the prior art.
Nach dem Zuführen von neuem (frischem bzw. unverschlissenem) strukturierten Draht
Tauchen die Drahtabschnitte noch nicht selbsttätig in die Trennspalte
Sobald alle Drahtabschnitte in die Trennspalte
Die bevorzugte erste Geschwindigkeit, mit der das Werkstück
Bevorzugt werden sowohl die Zustellgeschwindigkeit des Werkstücks auf das Drahtgatter zu als auch die Drahtgeschwindigkeit in Längsrichtung während des Repositionierens in Abhängigkeit von der Position des Drahtgatters im Werkstück
Darüber hinaus können die erste Zustellgeschwindigkeit des Werkstücks auf das Drahtgatter bzw. des Drahtgatters auf das Werkstück zu und die erste Drahtgeschwindigkeit, also die unidirektionalen Bewegung des Drahts in Drahtlängsrichtung, gleich oder unterschiedlich sein. Ebenfalls können die zweite Zustellgeschwindigkeit und die zweite Drahtgeschwindigkeit gleich oder unterschiedlich sein.In addition, the first feed rate of the workpiece to the wire gate or the wire gate on the workpiece and the first wire speed, so the unidirectional movement of the wire in the wire longitudinal direction, the same or different. Also, the second feed speed and the second wire speed may be the same or different.
Bevor der Strukturdraht
Unterschiedliche Drahtspannungen in einem Drahtgatter, das von mindestens zwei Drahtführungsrollen
Die am Ende des Repositionierungsvorgang eingestellte reduzierte Spannung im zweiten Drahtgatter wird bevorzugt so gewählt, dass die reduzierte Drahtspannung der Drahtspannung entspricht, mit der vor der Schnittunterbrechung die Trennspalte
Bevorzugt erfolgt die Verringerung der Drahtspannung im zweiten Drahtgatter im ersten erfindungsgemäßen Verfahren, wenn das Werkstück
Ebenfalls bevorzugt erfolgt die Verringerung der Drahtspannung im zweiten Drahtgatter im ersten erfindungsgemäßen Verfahren, unabhängig von der Position der Schnittunterbrechung im Werkstück
Nach dem Wiedereinführen der Drahtabschnitte des zweiten Drahtgatters in die Trennspalte
Besonders bevorzugt wird die zweite Geschwindigkeit der unidirektionalen Bewegung des Drahts in Drahtlängsrichtung größer als die erste Geschwindigkeit der unidirektionalen Bewegung des Drahts in Drahtlängsrichtung gewählt.More preferably, the second speed of the unidirectional movement of the wire in the wire longitudinal direction is selected to be greater than the first speed of the unidirectional movement of the wire in the wire longitudinal direction.
Besonders bevorzugt wird die zweite Geschwindigkeit der unidirektionalen Bewegung des Drahts in Drahtlängsrichtung so hoch gewählt, dass bis zum Erreichen des Orts der Schnittunterbrechung dem Drahtgatter Draht einer Länge zugeführt wird, die der Länge des im Drahtgatter enthaltenen Drahts entspricht. Mindestens beträgt diese zweite Geschwindigkeit jedoch 50% höher als die erste Geschwindigkeit der unidirektionalen Bewegung des Drahts in Drahtlängsrichtung.Particularly preferably, the second speed of the unidirectional movement of the wire in the wire longitudinal direction is selected so high that until reaching the location of the interruption cut the wire gate wire of a length is supplied, which corresponds to the length of the wire contained in the wire gate. However, at least this second speed is 50% higher than the first speed of the unidirectional movement of the wire in the wire longitudinal direction.
Ebenfalls besonders bevorzugt wird die zweite Geschwindigkeit der weiteren Zustellung des Werkstückes
Besonders bevorzugt wird die zweite Geschwindigkeit der weiteren Zustellung des Werkstücks
Im Folgenden ist ein Beispiel für die erste Ausführungsform des ersten Verfahrens angegeben:
Ein gerade kreiszylindrischer Siliciumstab mit 300 mm Durchmesser wurde mit einem Strukturdraht mit 175 μm Kern- und 199,5 μm Wirkdurchmesser des Frischdrahts unter 30 N Drahtlängssspannung im Pilgerschrittverfahren trenngeläppt. Der Trennvorgang wurde bei 225 mm Schnitttiefe, entsprechend 75% der Gesamtschnitttiefe von 300 mm, unterbrochen und der Stab unter langsamer unidirektionaler Drahtlängsbewegung und Zufuhr von Slurry wieder aus dem Drahtgatter herausgefahren.The following is an example of the first embodiment of the first method:
A straight cylindrical silicon rod with a diameter of 300 mm was parted by means of a structure wire with 175 μm core diameter and 199.5 μm effective diameter of the fresh wire under 30 N wire longitudinal stress in the pilgrim step method. The separation process was at 225 mm cutting depth, corresponding to 75% The total depth of cut of 300 mm, interrupted and the rod under slow unidirectional wire longitudinal movement and supply of slurry again moved out of the wire gate.
Dem Drahtgatter wurde dann gemäß der ersten Ausführungsform des ersten Verfahrens zunächst frischer Draht
Anschließend wurde das Drahtgatter gemäß der ersten Ausführungsform des ersten Verfahrens zur Wiederaufnahme des Trennläppens nach Unterbrechung mit einer unidirektionalen Drahtlängsbewegung unter Zuführung von Slurry durch die Trennspalte
Beim Erreichen des Trennspaltgrunds
Da dem Gatter während des Repositionierens Frischdraht
Im Folgenden wird eine zweite Ausführungsform des ersten Verfahrens beschrieben, bei der die Erhöhung der Drahtspannung des im Drahtgatter vorhandenen Drahts
Nach Unterbrechung des Drahttrennläppens mit strukturiertem Draht
Die Repositionierung des durch die Andruckrolle
Sobald das Drahtgatter den Ort
Neben der Verwendung einer Andruckrolle
Werden mehrere Andruckrollen
Bevorzugt wird die Andruckrolle
Die Geschwindigkeiten der Drahtlängsbewegung und der Zustellung des Stabs können während des Repositionierens über die bis zum Ort
Damit sich der strukturierte Draht
In einer dritten Ausführungsform des ersten Verfahrens wird die Erhöhung der Drahtspannung des im Drahtgatter vorhandenen Drahts
Zweites VerfahrenSecond procedure
Im Folgenden wird das zweite Verfahren (Anspruch 9) anhand von
Kennzeichnend für das zweite erfindungsgemäße Verfahren ist, dass die Drahtabschnitte im mit frischem strukturierten Draht
Gemäß dem zweiten erfindungsgemäßen Verfahren (Anspruch 9) werden nun mindestens zwei zusätzliche Stützrollen
Die Einhüllende
Bevorzugt sind die Stützrollen
Die unterhalb des Drahtgatters angebrachten Stützrollen
Die Stützrollen
Bevorzugt kann der Abstand zwischen der Mantelfläche der Stützrolle
Schließlich können die Stützrollen
Bevorzugt beträgt die Drahtdurchbiegung
Diese letztgenannte Ausführungsform ist besonders bevorzugt, da dadurch zusätzlich zur die Auslenkung der Drahtabschnitte durch Unterstützung begrenzenden Wirkung der Stützrollen
Die Stützrollen
Die Bewegung des Drahts
Zur Wiederaufnahme des Trennvorgangs nach Unterbrechung und Entfernen des Werkstücks
Die Drahtabschnitte werden beispielsweise durch Beblasen der Berührungslinie von Werkstück
Die Berührungspunkte des Drahts
Innerhalb des Werkstücks
Beispiel: Für 0,2 mm Abstand der Stützrollen
Die Durchbiegung
Sobald das zweite Drahtgatter den Ort
Abhängig von Details der Konstruktion der verwendeten Drahtsäge und der Schnitttiefe, bei der die Schnittunterbrechung auftrat, ist ein Entfernen der Stützrollen
Wenn die Stützrollen
Drittes VerfahrenThird procedure
Das dritte erfindungsgemäße Verfahren (Anspruch 13) ist dadurch gekennzeichnet, dass der mit einem ersten strukturierten Draht
Der zweite Draht ist dabei bevorzugt ein Glattdraht
Ebenfalls bevorzugt ist der zweite Draht ein Strukturdraht
Das dritte erfindungsgemäße Verfahren (Anspruch 13) zum Repositionieren des zweiten Drahtgatters nach einer Schnittunterbrechung wird nachfolgend detailliert beschrieben.The third method according to the invention (claim 13) for repositioning the second wire gate after a cut is described in detail below.
Der Schnittbeginn, also das Auftrennen eines Werkstückes
Nach der Schnittunterbrechung wird das Werkstück
Der Drahtaustausch kann beispielsweise dadurch erfolgen, dass der zweite strukturierte Draht
Bevorzugt entspricht die Drahtspannung im zweiten Drahtgatter der Drahtgrundspannung (Drahtspannung, Drahtlängsspannung) im ersten Drahtgatter. Ebenfalls bevorzugt ist eine höhere oder niedrigere Drahtspannung im zweiten Drahtgatter im Vergleich zur Drahtspannung im ersten Drahtgatter.The wire voltage in the second wire gate preferably corresponds to the wire base voltage (wire voltage, wire longitudinal voltage) in the first wire gate. Also preferred is a higher or lower wire tension in the second wire gate compared to the wire tension in the first wire gate.
Anschließend werden die Drahtabschnitte des zweiten Drahtgatters aus dem zweiten Draht
Die Einfädelung der aus dem zweiten strukturierten Draht
Da der zweite strukturierte Draht
Der Trennvorgang wird dann abschließend mit dem zweiten strukturierten Draht
Ebenfalls bevorzugt werden andere Einstellungen für die Wiederaufnahme des Trennvorgangs gewählt, beispielsweise solche, die dem reduzierten Wirkdurchmesser
Ist der zweite Draht
In einem Ausführungsbeispiel des dritten erfindungsgemäßen Verfahrens wird eine Drahtsäge mit 195 mm Durchmesser und 510 mm Abstand der das Drahtgatter aufspannenden Drahtführungsrollen
Als zweiter Draht wird ein Glattdraht
Zum Wechseln des Drahts nach der Schnittunterbrechung wird der strukturierte erste Draht
Anschließend werden die Drahtabschnitte des zweiten Drahtgatters in Zustellrichtung des Siliciumstabs auf das Drahtgatter zu in Deckung mit den Trennspalten
Durch gleichsinnige Rotation
Der Trennvorgang wird dann mit einem Pilgerschrittverfahren mit dem glatten zweiten Draht
Für das Trennen bis zur Schnittunterbrechung mit dem strukturierten ersten Draht
Für das Trennen nach dem Pilgerschrittverfahren nach Repositionieren wird der glatte zweite Draht
Am Ort
Im angegebenen Ausführungsbeispiel eines bis zur Schnittunterbrechung verwendeten Strukturdrahts
Es entsteht also am Ort der Schnittunterbrechung eine Stufe im Dickenprofil der erhaltenen Scheiben von durchschnittlich 8,5 μm Höhe. Diese Stufe tritt jedoch jeweils zur Hälfte auf Vorder- und Rückseite der erhaltenen Scheiben auf, beeinflusst somit ausschließlich die Dicke der Scheiben, nicht jedoch deren Form und kann daher durch die Folgeschritte der Bearbeitung der Scheibe wirkungsvoll und vollständig entfernt werden.Thus, at the site of the cut interruption, a step in the thickness profile of the resulting slices of an average of 8.5 μm in height arises. However, this step occurs in each case half on the front and back of the discs obtained, thus affecting only the thickness of the discs, but not their shape and therefore can be effectively and completely removed by the subsequent steps of the processing of the disc.
Claims (18)
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| DE102015204275.8A DE102015204275B3 (en) | 2015-03-10 | 2015-03-10 | Method for resuming a wire-cutting operation with structured saw wire after interruption |
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