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DE102006058819A1 - Separating method for multiple disks of workpiece, involves fixing pre-wearing bar on opposite side of peripheral area of workpiece, which is guided from saw wire into workpiece by wire gate - Google Patents

Separating method for multiple disks of workpiece, involves fixing pre-wearing bar on opposite side of peripheral area of workpiece, which is guided from saw wire into workpiece by wire gate Download PDF

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DE102006058819A1
DE102006058819A1 DE200610058819 DE102006058819A DE102006058819A1 DE 102006058819 A1 DE102006058819 A1 DE 102006058819A1 DE 200610058819 DE200610058819 DE 200610058819 DE 102006058819 A DE102006058819 A DE 102006058819A DE 102006058819 A1 DE102006058819 A1 DE 102006058819A1
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workpiece
saw
gate
length
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DE200610058819
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German (de)
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Inventor
Matthias Dipl.-Math.techn. Mahnke
Frank Dipl.-Ing. Skovgaard-Sörensen (FH)
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Siltronic AG
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Siltronic AG
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Abstract

The method involves fixing a pre-wearing bar on the opposite side of the peripheral area of the workpiece, which is guided from the saw wire into the workpiece by the wire gate. The pre-wearing bar is removed, and is dimensioned such that the total wire length of the adjacent wire gate coils, used by saw of the workpiece, is required for chipping the cross section of the pre-wearing bar.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Abtrennen einer Vielzahl von Scheiben von einem Werkstück mittels einer Drahtsäge.The The invention relates to a method for separating a plurality of Slices of a workpiece by means of a wire saw.

Drahtsägen sind beispielsweise geeignet, eine Vielzahl von Halbleiterscheiben, Solarwafer und andere Kristallwafer in einem Arbeitsgang von einem Kristallstück abzutrennen.Wire saws are for example, a variety of semiconductor wafers, solar wafers and to separate other crystal wafers from a crystal piece in one operation.

In US-5,771,876 ist das Funktionsprinzip einer derartigen Drahtsäge beschrieben.In US 5,771,876 is the principle of operation of such a wire saw described.

Drahtsägen besitzen ein Drahtgatter, das von einem Sägedraht gebildet wird, der dazu um zwei oder mehrere Drahtführungs- bzw. Umlenkrollen gewickelt ist.Own wire saws a wire gate made of a saw wire is formed, which to two or more Drahtführungs- or pulleys is wound.

Der Sägedraht kann mit einem Schneidbelag belegt sein.Of the saw wire can be covered with a cutting surface.

Bei Verwendung von Drahtsägen mit Sägedraht ohne fest gebundenes Schneidkorn wird Schneidkorn in Form einer Suspension ("Slurry") während des Abtrennvorganges zugeführt.at Use of wire saws with sawdust without firmly bound cutting grain is cutting grain in the form of a Suspension ("slurry") during the Abtrennvorganges supplied.

Beim Abtrennvorgang durchdringt das auf einem Tisch befestigte Werkstück das Drahtgatter, in dem der Sägedraht in Form parallel nebeneinander liegender Drahtabschnitte angeordnet ist. Die Durchdringung des Drahtgatters wird mit einer Vorschubeinrichtung des Tisches bewirkt, die das Werkstück gegen das Drahtgatter oder das Drahtgatter gegen das Werkstück führt.At the Separation process penetrates the workpiece mounted on a table, the wire gate, in which the saw wire arranged in the form of parallel adjacent wire sections is. The penetration of the wire gate is provided with a feed device the table causes the workpiece against the wire gate or the wire gate against the workpiece leads.

Üblicherweise ist das Werkstück auf seiner Umfangsfläche mit einer Sägeleiste verbunden, in die der Sägedraht nach Durchtrennen des Werkstücks einschneidet.Usually is the workpiece on its peripheral surface with a saw bar connected to the saw wire after cutting the workpiece cuts.

Die Sägeleiste kann beispielsweise eine Graphitleiste sein, die auf der Umfangsfläche des Werkstücks aufgeklebt oder aufgekittet ist. Das Werkstück mit der Sägeleiste wird schließlich auf dem Tisch aufgekittet.The saw strip For example, it may be a graphite strip adhered to the peripheral surface of the workpiece or is puttied. The workpiece with the saw bar finally becomes puttied on the table.

Die abgetrennten Scheiben bleiben nach dem Abtrennen wie die Zähne eines Kammes auf der Sägeleiste fixiert und können so aus der Drahtsäge genommen werden. Später wird die verbliebene Sägeleiste von den Scheiben abgelöst.The separated slices remain like the teeth of one after separation Comb on the saw bar fixed and can taken out of the wire saw become. Later becomes the remaining saw bar detached from the slices.

Bei den beschriebenen Verfahren gemäß Stand der Technik treten bei einem Teil der abgetrennten Scheiben erhöhte totale Dickenvarianzen (TTV, "total thickness variation") auf. Im Stand der Technik waren Ursachen hierfür nicht bekannt, demzufolge auch keine Ansätze zur Lösung dieses Problems.at the described method according to stand The technique occurs in a part of the separated discs increased total Thickness variances (TTV, "total thickness variation ") on. In the prior art, causes for this were not known, accordingly also no approaches to the solution this problem.

Daher bestand die Aufgabe der Erfindung darin, ein Verfahren zum Abtrennen einer Vielzahl von Scheiben von einem Werkstück bereitzustellen, bei dem unterschiedliche Dickenvarianzen der abgetrennten Scheiben vermieden werden.Therefore The object of the invention was to provide a method for separating to provide a plurality of slices of a workpiece, wherein different thickness variations of the separated discs avoided become.

Die Aufgabe der Erfindung wird gelöst durch ein Verfahren zum Abtrennen einer Vielzahl von Scheiben von einem Werkstück, welches eine Längsachse und eine Umfangsfläche aufweist, wobei das über eine, auf der Umfangsfläche des Werkstücks aufgebrachte, Sägeleiste auf einem Tisch befestigte Werkstück durch eine senkrecht zur Längsachse gerichtete Relativbewegung zwischen dem Tisch und dem Drahtgatter einer Drahtsäge mit Hilfe einer Vorschubeinrichtung durch das von einem mehrfach über Umlenkrollen gewickelten Sägedraht gebildete Drahtgatter geführt wird, dadurch gekennzeichnet, dass auf der der Sägeleiste gegenüberliegenden Seite der Umfangsfläche des Werkstücks eine Vorverschleißleiste befestigt ist, die vor dem Eindringen des Sägedrahtes des Drahtgatters in das Werkstück durch dieses Drahtgatter geführt und zerspant wird und die so dimensioniert ist, dass zur Zerspanung des Querschnitts der Vorverschleißleiste wenigstens die gesamte Drahtlänge der nachfolgend beim Sägen des Werkstücks genutzten Drahtgatterwicklungen benötigt wird.The The object of the invention is achieved by a method of separating a plurality of slices from a workpiece, which is a longitudinal axis and a peripheral surface having the over one, on the peripheral surface the workpiece applied, saw strip mounted on a table workpiece by a perpendicular to longitudinal axis directed relative movement between the table and the wire gate a wire saw by means of a feed device by that of a multiple over pulleys wound sawdust led formed wire gate is, characterized in that on the opposite of the saw bar Side of the peripheral surface of the workpiece a Vorverschleißleiste is fixed before the penetration of the saw wire of the wire gate through the workpiece led this wire gate and is machined and which is dimensioned so that for cutting the Cross section of the pre-wear bar at least the entire wire length the following when sawing of the workpiece used wire gate windings is needed.

Bei dem Werkstück handelt es sich vorzugsweise um einen zylindrischen Einkristall aus Silicium.at the workpiece it is preferably a cylindrical single crystal made of silicon.

Das Verfahren ist jedoch auch zum Zersägen von nichtzylindrischen Kristallblöcken geeignet, die eine Umfangsfläche beinhalten, also z. B. von Kristallblöcken, die einen quadratischen oder rechteckigen Querschnitt aufweisen.The However, method is also for sawing non-cylindrical crystal blocks suitable, the one peripheral surface include, so z. B. of crystal blocks, which is a square or rectangular cross-section.

Als Werkstückmaterial sind Halbleitermaterialien wie z. B. Silicium, Germanium, Galliumarsenid geeignet. Es kann sich dabei auch um polykristallines Material handeln.When Workpiece material are semiconductor materials such. As silicon, germanium, gallium arsenide suitable. It may also be polycrystalline material.

Der Sägedraht kommt vorzugsweise von einer Spule und wird mehrfach (z. B. 300–400-mal) um Umlenkrollen gewickelt, so dass ein Drahtgatter entsteht, mit dem entsprechend viele Schnitte an einem Werkstück ausgeführt werden können. Am Ausgang des Drahtgatters wird der gebrauchte Draht vorzugsweise auf einer weiteren Spule aufgewickelt.Of the saw wire preferably comes from a spool and is repeated several times (eg 300-400 times) wrapped around pulleys so that a wire gate arises with the corresponding many cuts can be made on a workpiece. At the Output of the wire gate is the used wire preferably wound up on another spool.

Der Draht vollführt vorzugsweise zyklisch Vor- und Rückwärtsbewegungen: Er läuft beispielsweise 300 m vorwärts und wieder 240 m rückwärts, also effektiv ca. 60 m pro Zyklus vorwärts.Of the Wire performs preferably cyclic forward and backward movements: He runs for example, 300 m forward and again 240 m backwards, so effectively about 60 m per cycle forward.

Das Verfahren funktioniert in gleicher Weise auch bei Drahtsägeprozessen bei denen der Draht nur in eine Richtung bewegt wird.The Method works in the same way also in wire sawing processes where the wire is only moved in one direction.

Das Werkstück ist über eine Sägeleiste auf einem Tisch befestigt und wird senkrecht von oben in das Drahtgatter eingeführt.The workpiece is over a saw bar mounted on a table and is perpendicular from above in the wire gate introduced.

Die Zustell- bzw. Vorschubgeschwindigkeit des Tisches wird vorzugsweise in Abhängigkeit von der Tischposition eingestellt.The Feed or feed rate of the table is preferably dependent on set from the table position.

Die Beträge der Vorwärts- und Rückwärtsbewegungen lassen sich ebenfalls in Abhängigkeit von der Tischposition variieren.The amounts the forward and backward movements can also be dependent vary from the table position.

Die Erfinder haben im Rahmen der Erfindung erkannt, dass die im Stand der Technik beobachtete unterschiedliche Dickenvarianz insbesondere bei den drahtauslaufseitigen Sägespalten auftritt. Drahtauslaufseitig bedeutet in diesem Zusammenhang Sägespalte im Bereich der den Sägedraht aufnehmenden Spule. Das Drahtgatter wird bekanntlich aus mehrfach um Umlenkrollen gewickeltem Sägedraht gebildet, wobei der Sägedraht üblicherweise von einer abgebenden Spule abgewickelt und schließlich von einer aufnehmenden Spule wieder aufgewickelt wird.The Inventors have recognized in the invention that the stand The technique observed different thickness variance in particular at the wire outlet side kerfs occurs. Wire outlet side in this context means Sägespalte in the area of the saw wire receiving coil. The wire gate is known from several times formed saw wire wound around pulleys, the saw wire usually unwound from a dispensing spool and finally from a receiving spool is wound up again.

Die beobachtete unterschiedliche Dickenvarianz im drahtauslaufseitigen Bereich hängt damit zusammen, dass zu Beginn des Schnittes (bei frisch gerüsteter Maschine) das gesamte Gatter aus unverschlissenem Draht besteht, in diesem Bereich aber im Laufe des Schnittes nur noch Draht ankommt, der schon in allen vorangegangenen Sägespalten Zerspanungsarbeit geleistet hat und infolge von Drahtverschleiß dünner ist als zu Beginn des Schnittes. Eine Scheibe zwischen diesen drahtauslaufseitigen Sägespalten wird im Einschnittsbereich entsprechend dünner als im späteren Verlauf des Schnittes.The observed different thickness variance in the wire exit side Area hangs together with that at the beginning of the cut (with freshly equipped machine) the entire gate is made of unworn wire, in this Area but in the course of the cut only wire arrives, the already in all previous crevasses Has done cutting work and is thinner due to wire wear than at the beginning of the cut. A disc between these wire outlet side kerfs becomes correspondingly thinner in the incision area than later of the cut.

Im ersten drahteinlaufseitigen Sägespalt kommt also während des gesamten Sägeprozesses immer neuer unverschlissener Draht von einer Drahtspule. In allen weiteren Sägespalten kommt ab einer gewissen Einschnitttiefe T(n) nur noch Draht an, der an allen vorherigen Sägespalten bereits Zerspanarbeit geleistet hat, also schon entsprechend verschlissen ist. Diese Einschnitttiefe T(n) ist in jedem Sägespalt unterschiedlich und wächst mit größer werdender Sägespaltnummer n. Die Dicke des Drahtes und damit die Schnittbreite ändern sich also für die hinteren Sägespalte über die Schnittposition. Die resultierenden Scheiben der höheren Sägespaltnummern sind im Bereich des Einschnitts entsprechend dünner als im späteren Verlauf des Schnittes.in the first wire inlet side sawing comes so while the entire sawing process always new unworn wire from a wire spool. In all others sawing gaps comes from a certain incision depth T (n) only wire, the at all previous crevasses has already done machining, so already worn accordingly is. This incision depth T (n) is different in each kerf and grows with increasing Sägespaltnummer n. The thickness of the wire and thus the cutting width change So for the rear crevices over the Cutting position. The resulting slices of higher sawtooth numbers are correspondingly thinner in the area of the incision than later of the cut.

Erfindungsgemäß wird dies durch Anbringen einer Vorverschleißleiste auf der dem Drahtgatter zugewandten Seite der Umfangsfläche des zu zersägenden Werkstücks verhindert. Hierdurch wird der Draht derart vorverschlissen, dass sich bei Einschnitt in das Werkstück nur noch Draht auf dem Gatter befindet, der schon in allen vorangegangenen Sägespalten Zerspanungsarbeit geleistet hat. Dadurch kommt in jedem Sägespalt während des gesamten Sägevorgangs nur noch Draht einer wenigstens bezüglich der einzelnen Sägespalten gleich bleibenden Drahtstärke an das Werkstück. Damit wird die Dickenvarianz insbesondere der im drahtauslaufseitigen Bereich abgetrennten Scheiben gegenüber dem Stand der Technik verbessert.According to the invention this is by attaching a Vorverschleißleiste on the wire gate facing side of the peripheral surface of the to be scored workpiece prevented. As a result, the wire is vorverschlissen so that when cutting into the workpiece only wire on the gate which already has cutting work in all previous crevices has done. This results in each sawing gap throughout the sawing process only wire one at least with respect to the individual crevices consistent wire size to the workpiece. This is the thickness variance in particular in the wire outlet side Area separated slices compared to the prior art improved.

Eine erfindungsgemäße, bei Einführung des Werkstückes von oben ins Sägegatter, unten an dem Werkstück angebrachte Vorverschleißleiste dient dazu, den Draht definiert vorzuverschleißen, so dass sich bei Einschnitt in das Werkstück nur noch Draht auf dem Gatter befindet, welcher alle vorhergehenden Sägespalte bereits in der Vorverschleißleiste passiert hat. Hierdurch wird die Dickenänderung des Drahtes in die Vorverschleißleiste verlagert. Die Dickenvarianz der Scheiben mit höheren Sägespaltnummern wird, in Vorschubrichtung gemessen, entsprechend verringert.A according to the invention introduction of the workpiece from the top to the saw gate, at the bottom of the workpiece attached pre-wear bar serves to pre-wear the wire defined, so that at incision into the workpiece only wire is still on the gate, which all previous ones sawing gaps already happened in the pre-wear bar Has. This will change the thickness of the wire in the pre-wear bar relocated. The thickness variance of the discs with higher Sägespaltnummern is, in the feed direction measured, reduced accordingly.

Die Dimensionierung der Vorverschleißleiste wird vorzugsweise in Abhängigkeit vom Verhältnis Drahtverschleiß im Vorverschleißleistenmaterial relativ zum Drahtverschleiß im Werkstückmaterial, von der Anzahl der Schnitte innerhalb des Werkstückes, von den Dimensionen des Drahtgatters sowie von der für den Prozess zur Verfügung stehenden Drahtlänge gewählt.The Dimensioning of the pre-wear bar is preferably in dependence on the ratio of wire wear in the pre-scuff material relative to the wire wear in the Workpiece material, from the number of cuts within the workpiece, from the dimensions of the Wire gate as well as from the for the process available standing wire length selected.

Vorzugsweise wird außerdem eine effektive Geschwindigkeit des Sägedrahtes so eingestellt, dass der Draht homogen über seine Länge verschleißt. Damit wird sichergestellt, dass ab der Einschnitttiefe T(n) nur noch Draht von gleichbleibender Drahtstärke bei Sägespaltnummer n ankommt.Preferably will also an effective speed of the saw wire adjusted so that the wire is homogeneous over his length wears. This ensures that from the incision depth T (n) only still wire of constant wire thickness arrives at Sägespaltnummer n.

Im alternierenden Prozess (Vorwärts- und Rückwärtsbewegung des Sägedrahtes) bewegt sich der Draht zu Beginn eines Zyklus' während der Zeitspanne Δtν um einen Weg Δxν nach vorn und direkt anschließend in der Zeitspanne Δtr um einen Weg Δxr zurück. Er legt also innerhalb einer Zykluszeit von Δtz = Δtν + Δtr einen Weg von Δxz = Δxν – Δxr zurück (vgl. 2).In the alternating process (forward and backward movement of the saw wire), the wire moves forward at the beginning of a cycle during the period Δt ν by a distance Δx ν and then immediately afterwards by a distance Δx r in the period Δt r . Within a cycle time of Δt z = Δt ν + Δt r , it therefore returns a path of Δx z = Δx ν - Δx r (cf. 2 ).

Somit gilt für die effektive Geschwindigkeit des Sägedrahtes

Figure 00060001
, die durch entsprechende Wahl der Vor- und Rückwärtsbewegungen gegeben ist.Thus applies to the effective speed of the saw wire
Figure 00060001
, which is given by appropriate choice of forward and backward movements.

Bei nichtalternierenden Prozessen entspricht die effektive Geschwindigkeit des Sägedrahtes der Drahtgeschwindigkeit (in eine Richtung, z. B. nur vorwärts).For non-alternating processes, the effective speed of the saw wire corresponds to the wire speed (in one direction, eg, just before) Windwärts).

Das Tischvorschubprofil ist im Sägerezept hinterlegt. Dies erfolgt durch Festlegung der angestrebten Zustellgeschwindigkeit in Abhängigkeit von der Tischposition y.The Table feed profile is stored in the sawing recipe. This is done by setting the desired delivery speed dependent on from the table position y.

Ein zerspantes Volumen Z eines Sägespaltes ist durch die durchschnittliche Schnittbreite D und die vom Draht überstrichenen Fläche des Werkstückes gegeben. Für ein kreiszylindrisches Werkstück gilt beispielsweise: Z = D·2πR2 A machined volume Z of a sawing gap is given by the average cutting width D and the area of the workpiece swept by the wire. For a circular cylindrical workpiece, for example: Z = D · 2πR 2

Bei einer gegebenen Tischposition y < R hat der Draht erst einen Teil der zu überstreichenden Fläche erreicht, nämlich einen Kreisabschnitt der Höhe h = y + R und eine Einschnittlänge die durch

Figure 00070001
gegeben ist.At a given table position y <R, the wire has only reached a part of the surface to be swept, namely a circle portion of the height h = y + R and an incision length through
Figure 00070001
given is.

Für die überstrichene Fläche des Werkstückes in Abhängigkeit von der Tischposition gilt:

Figure 00070002
wobei l(y) die Eingriffslänge des Drahtes im Werkstück bei Tischposition y bezeichnet.For the swept area of the workpiece as a function of the table position, the following applies:
Figure 00070002
where l (y) denotes the engagement length of the wire in the workpiece at table position y.

Die Zerspanrate ż, also der Abtrag pro Zeiteinheit, in Abhängigkeit von der Tischposition ist:

Figure 00070003
The cutting rate ż, ie the removal per unit time, depending on the table position is:
Figure 00070003

Der Verschleiß des Sägedrahtes wird durch Drahtabrieb und eine entsprechende Änderung des Durchmessers charakterisiert.Of the Wear of the saw wire is characterized by wire abrasion and a corresponding change in diameter.

Allgemein gilt für den Verschleiß α an einer Drahtposition x:

Figure 00080001
Generally applies to the wear α at a wire position x:
Figure 00080001

Hierbei ist f eine Funktion, die vorzugsweise alle für den Verschleiß relevanten Faktoren an einer Tischposition beschreibt.in this connection f is a function that is preferably all relevant to wear Describes factors at a table position.

Vorzugsweise soll α(x) konstant, also unabhängig von x, gehalten werden.Preferably should α (x) constant, independent of x.

Daher ist für die effektive Geschwindigkeit des Sägedrahtes folgender Zusammenhang bevorzugt:

Figure 00080002
Therefore, the following relationship is preferred for the effective speed of the saw wire:
Figure 00080002

Vorzugsweise wird aus dieser Bedingung zu jeder Tischposition eine optimierte effektive Drahtgeschwindigkeit bestimmt.Preferably This condition becomes an optimized one for each table position effective wire speed determined.

Die Ermittlung der optimalen effektiven Drahtgeschwindigkeiten erfolgt vorzugsweise dadurch, dass der Verschleiß des Sägedrahtes und dessen Abhängigkeiten von Sägeparametern bestimmt werden.The Determination of the optimum effective wire speeds takes place preferably in that the wear of the saw wire and its dependencies of sawing parameters be determined.

Vorzugsweise verhält sich der Verschleiß des Drahtes proportional zum zerspanten Volumen. Der Verschleiß des Drahtes ist also proportional zur überstrichenen Fläche (die Schnittbreite ist für jeden einzelnen Schnitt konstant):

Figure 00080003
Preferably, the wear of the wire is proportional to the machined volume. The wear of the wire is therefore proportional to the swept surface (the cutting width is constant for each individual cut):
Figure 00080003

Vorzugsweise besteht also zwischen der effektiven Geschwindigkeit des Sägedrahtes und dem Produkt aus Einschnittlänge und Vorschubgeschwindigkeit ein proportionaler Zusammenhang.Preferably exists between the effective speed of the saw wire and the product of incision length and feed rate a proportional relationship.

Zur erfindungsgemäßen Regelung der effektiven Drahtgeschwindigkeit wird vorzugsweise jeweils ein Vorwärts- und Rückwärtsprofil der Drahtbewegung festgelegt.to inventive control the effective wire speed is preferably one each Forward and backward profile the wire movement set.

Zur Bestimmung der optimalen Dimensionierung der Vorverschleißleiste wird vorzugsweise folgendermaßen vorgegangen:
Der relative Verschleiß des Drahtes im Werkstück (z. B. Silicium), in der Sägeleiste (z. B. Kohle) und in der Vorverschleißleiste (vorzugsweise aus den Materialien Kohle oder Glas) wird mittels Korrekturfaktoren berücksichtigt, die vorzugsweise experimentell bestimmt werden.
To determine the optimum dimensioning of the preliminary wear bar, the procedure is preferably as follows:
The relative wear of the wire in the workpiece (eg, silicon), in the saw bar (eg, coal) and in the pre-wear bar (preferably carbon or glass) is taken into account by means of correction factors, which are preferably determined experimentally.

Der Korrekturfaktor für die Vorverschleißleiste γV ergibt sich als das Verhältnis der Drahtlänge lV, die zur Zerspanung des Vorverschleißleistenmaterials benötigt wird, zur Drahtlänge lW, die zur Zerspanung eines gleichdimensionierten Stückes des Werkstückmaterials benötigt wird, bei gleichem Verschleiß des Drahtes.The correction factor for the pre-wear bar γ V is given as the ratio of the wire length l V required for machining the pre-scuff material to the wire length l W required for cutting an equally sized piece of workpiece material with equal wear of the wire.

Benötigt man beispielsweise zur Zerspanung von Glas etwa die doppelte Menge Draht bei gleichem Drahtverschleiß wie zur Zerspanung eines gleichdimensionierten Siliziumquerschnittes so ist γV = 2. Analog ergibt sich der Korrekturfaktor γK für die Sägeleiste.If, for example, you need about twice the amount of wire for the cutting of glass with the same wire wear as for cutting an equal-sized silicon cross-section, then γ V = 2. Similarly, the correction factor γ K for the saw bar is obtained.

Die Vorverschleißleiste wird vorzugsweise so dimensioniert, dass zur Zerspanung des effektiven Vorverschleißquerschnitts AV mindestens die gesamte genutzte Gatterlänge LG = NL0 benötigt wird (L0 bezeichnet die Länge einer Gatterumschlingung). Die gesamte genutzte Drahtlänge entspricht nicht notwendigerweise der gesamten Drahtlänge des Gatters.The pre-wear bar is preferably dimensioned so that at least the entire used gate length L G = NL 0 is required for machining the effective Vorverschleißquerschnitts A V (L 0 denotes the length of a Gatterumschlingung). The total wire length used does not necessarily correspond to the total wire length of the gate.

Beispiel 1:Example 1:

Bei einem über 4 Umlenkrollen mit Radius r =50 mm geführten Gatter von 310 mm Breite und 310 mm Höhe ist eine Wicklung bzw. Umschlingung L0 = 4·310 mm + 2 πr = 1,27 m lang. Ist die Gatterdichte beispielsweise 1 Gatterumschlingung/mm sind bei einem Werkstück von 200 mm Länge N = 200 Gatterumschlingungen im Eingriff. In diesem Fall beträgt die genutzte Drahtlänge LG = NL0 = 254 m.In the case of a gate of 310 mm width and 310 mm height guided over 4 deflection rollers with radius r = 50 mm, a winding or looping L 0 = 4 × 310 mm + 2 πr = 1.27 m long. For example, if the gate density is 1 gate loop / mm, N = 200 gate turns are engaged in a workpiece of 200 mm in length. In this case, the used wire length L G = NL 0 = 254 m.

Für den effektiven Querschnitt der Vorverschleißleiste wird vorzugsweise folgende Bedingung gewählt:

Figure 00100001
For the effective cross section of the pre-wear bar, the following condition is preferably selected:
Figure 00100001

Dabei entspricht L der Drahtlänge für den gesamten Schnitt. A entspricht der vom Sägedraht überstrichenen Fläche und setzt sich im Wesentlichen aus den Querschnitten von Vorverschleißleiste, Werkstück und Sägeleiste zusammen. AV ist der Querschnitt der Vorverschleißleiste, AT der Querschnitt der Vorverschleißleiste in Werkstückhöhe. AW entspricht dem Querschnitt des Werkstücks, AK dem Querschnitt des gesägten Teils der Sägeleiste (vgl. 3).Where L is the wire length for the entire cut. A corresponds to the area swept by the saw wire and consists essentially of the cross sections of the pre-wear bar, workpiece and saw bar. A V is the cross section of the preliminary wear bar, A T is the cross section of the preliminary wear bar at workpiece height. A W corresponds to the cross section of the workpiece, A K is the cross section of the sawn part of the saw bar (see. 3 ).

Bei den Querschnitten AV, AT und AK handelt es sich um effektive Querschnittsflächen, d. h. um die um die Faktoren γV und γK veränderten realen Querschnittsflächen.The cross-sections A V , A T and A K are effective cross-sectional areas, ie the real cross-sectional areas changed by the factors γ V and γ K.

Somit hat für den effektiven Querschnitt der Vorverschleißleiste vorzugsweise Bedingung zu gelten:

Figure 00110001
Thus, for the effective cross section of the pre-wear bar, it is preferable to have a condition:
Figure 00110001

Hierbei ist der Querschnitt AT "verschenkte Fläche", sie sollte im Rahmen der technischen Randbedingungen (Klebefläche, "weicher Übergang" von Vorverschleißleiste ins Werkstück, etc.) möglichst klein gehalten werden.In this case, the cross section A T "wasted surface", it should be kept as small as possible in the context of technical constraints (adhesive surface, "soft transition" of Vorverschleißleiste into the workpiece, etc.).

Vorzugsweise gilt somit (für AT ≈ 0):

Figure 00110002
Preferably, therefore (for A T ≈ 0):
Figure 00110002

Im Folgenden wird der Gegenstand der Erfindung anhand von Figuren veranschaulicht.in the The subject matter of the invention is illustrated below with reference to figures.

1 zeigt schematisch ein Kristallstück mit Drahtgatter, Drahteinlauf, -auslauf und Sägespalten. 1 schematically shows a crystal piece with wire gate, wire inlet, outlet and crevices.

2 zeigt Drahtvor- und Drahtrückwärtsbewegung sowie die effektive Bewegung des Sägedrahtes in einem alternierenden Prozess. 2 shows wire back and wire backward movement as well as the effective movement of the saw wire in an alternating process.

3 zeigt schematisch einen Werkstückquerschnitt mit Sägeleiste und Vorverschleißleiste. 3 schematically shows a workpiece cross section with saw bar and Vorverschleißleiste.

1 zeigt ein Kristallstück 1 und ein frisch gerüstetes Drahtgatter sowie ein Drahtgatter im stationären Zustand. Dargestellt sind Drahteinlauf, Drahtauslauf und Sägespalten. Im Stand der Technik weist der Draht im Bereich der drahtauslaufseitigen Sägespalten im stationären Zustand eine deutlich geringere Dicke auf als bei frisch gerüstetem Gatter, was damit zusammenhängt, dass der in diesem Bereich ankommende Sägedraht in allen vorangegangenen Sägespalten bereits Zerspanungsarbeit geleistet hat. Dies führt im Stand der Technik zu deutlich schlechteren Gesamtdickenvarianzen (TTV) der im Bereich des Drahtauslaufes abgetrennten Scheiben. 1 shows a piece of crystal 1 and a freshly armored wire gate and a wire gate in the stationary state. Shown are wire inlet, wire outlet and crevasses. In the state of the art, the wire has a significantly smaller thickness in the stationary state in the area of the wire outlet side kerfs than in the case of freshly prepared gates, which is related to the fact that the saw wire arriving in this area has already carried out cutting work in all previous kerfs. In the prior art, this leads to significantly poorer total thickness variances (TTV) of the slices cut off in the area of the wire outlet.

2 zeigt die Vorwärts- und Rückwärtsbewegung des Sägedrahtes in Form der zeitlichen Änderung der Drahtposition. Außerdem ist die effektive Drahtbewegung dargestellt, die aus diesen zyklischen Vorwärts- und Rückwärtsbewegungen resultiert. Die Beschleunigungsphasen wurden für die einfachere Darstellung nicht abgebildet 2 shows the forward and backward movement of the saw wire in the form of the temporal change of the wire position. It also shows the effective wire movement that results from these cyclic forward and backward movements. The acceleration phases were not displayed for the sake of simplicity

In 3 ist der Querschnitt eines Kristallstückes mit Radius R dargestellt, auf dem eine Sägeleiste und eine erfindungsgemäße Vorverschleißleiste befestigt sind. Aufgetragen ist auch die Position des Tisches, auf dem das Kristallstück mittels der Sägeleiste befestigt ist. Das Werkstück wird in der gezeigten Darstellung nach unten in ein Drahtgatter eingeführt. Schematisch veranschaulicht sind auch die Querschnitte des Werkstücks und der Sägeleiste, der effektive Querschnitt der Vorverschleißleiste AV, dessen Höhe h sowie der Querschnitt der Vorverschleißleiste AT in Werkstückhöhe.In 3 shows the cross section of a crystal piece with radius R, on which a saw bar and a Vorverschleißleiste invention are attached. The position of the table on which the crystal piece is attached by means of the saw bar is also indicated. The workpiece is introduced in the illustration shown down in a wire gate. Schematically illustrated are also the cross sections of the workpiece and the saw bar, the effective cross section of the pre-wear bar A V , the height h and the cross section of the pre-wear bar A T in workpiece height.

Beispiel 2:Example 2:

Für ein kreiszylindrisches Werkstück mit Radius R = 150 mm und 200 mm Länge, einer Sägeleiste mit 170 mm Breite sowie einem Schnittende 5 mm oberhalb des Werkstücks (vgl. 3) ergibt sich ein Werkstückquerschnitt von AW = π·R2 ≈ 70700 mm2 und ein Querschnitt der zerspanten Sägeleiste von AK ≈ 2290 mm2. Soll dieses Werkstück mit den in Beispiel 1 gegebenen Gatterdimensionen mit einem Draht der Gesamtlänge L = 60 km gesägt werden, so ist als Mindestquerschnitt der Vorverschleißleiste zu wählen:

Figure 00120001
For a circular cylindrical workpiece with radius R = 150 mm and 200 mm length, a saw bar with 170 mm width and a cutting end 5 mm above the workpiece (cf. 3 ) results in a workpiece cross section of A W = π · R 2 ≈ 70700 mm 2 and a cross section of the machined saw bar of A K ≈ 2290 mm 2 . If this workpiece is to be sawn with the gate dimensions given in Example 1 with a wire of total length L = 60 km, then the minimum wear of the pre-wear bar should be selected as:
Figure 00120001

Bei γV = 1 ist eine Vorverschleißleiste mit einer Breite von 30 mm und einer Höhe von 12 mm geeignet. Bei einem entsprechend schwerer zu zerspanenden Material mit γV = 2 ist bereits eine Vorverschleißlseiste mit einer Höhe von 6 mm geeignet.If γ V = 1, a pre-wear bar with a width of 30 mm and a height of 12 mm is suitable. For a correspondingly difficult to machine material with γ V = 2, a pre-wear bar with a height of 6 mm is already suitable.

Claims (6)

Verfahren zum Abtrennen einer Vielzahl von Scheiben von einem Werkstück, welches eine Längsachse und eine Umfangsfläche aufweist, wobei das über eine, auf der Umfangsfläche des Werkstücks aufgebrachte, Sägeleiste auf einem Tisch befestigte Werkstück durch eine senkrecht zur Längsachse gerichtete Relativbewegung zwischen dem Tisch und dem Drahtgatter einer Drahtsäge mit Hilfe einer Vorschubeinrichtung durch das von einem mehrfach über Umlenkrollen gewickelten Sägedraht gebildete Drahtgatter geführt wird, dadurch gekennzeichnet, dass auf der der Sägeleiste gegenüberliegenden Seite der Umfangsfläche des Werkstücks eine Vorverschleißleiste befestigt ist, die vor dem Eindringen des Sägedrahtes des Drahtgatters in das Werkstück durch dieses Drahtgatter geführt und zerspant wird und die so dimensioniert ist, dass zur Zerspanung des Querschnitts der Vorverschleißleiste wenigstens die gesamte Drahtlänge der nachfolgend beim Sägen des Werkstücks genutzten Drahtgatterwicklungen benötigt wird.A method of separating a plurality of disks from a workpiece having a longitudinal axis and a peripheral surface, the workpiece being mounted on a table via a saw bar mounted on the peripheral surface of the workpiece by a relative movement between the table and the wire gate directed perpendicular to the longitudinal axis a wire saw is guided by means of a feed device through the formed by a multiple wound over guide rollers saw wire wire gate, characterized in that on the side opposite the saw bar side of the peripheral surface of the workpiece a Vorverschleißleiste is attached, before the penetration of the saw wire of the wire gate in the workpiece is guided by this wire gate and machined and which is dimensioned so that for cutting the cross section of the Vorverschleißleiste least the entire wire length of the subsequently used in the sawing of the workpiece Drahtgatterwic needed. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Drahtlänge der genutzten Drahtgatterwicklungen durch LG = NL0 gegeben ist, wobei L0 der Länge einer einzelnen Drahtgatterwicklung und N der Zahl beim Sägen des Werkstücks im Eingriff befindlichen Drahtgatterwicklungen entspricht.A method according to claim 1, characterized in that the wire length of the used wire gate windings is given by L G = NL 0 , where L 0 corresponds to the length of a single wire gate winding and N corresponds to the number of wire gate windings engaged during sawing of the workpiece. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorverschleißleiste so dimensioniert ist, dass der relative Anteil ihres Querschnitts an der gesamten, vom Sägedraht überstrichenen Fläche, welche sich aus dem Querschnitt der Vorverschleißleiste, dem Querschnitt des Werkstücks und dem Querschnitt eines gesägten Teils der Sägeleiste zusammensetzt, mindestens dem relativen Anteil der Länge einer Drahtgatterwicklung an der gesamten Drahtlänge entspricht.Method according to one of claims 1 or 2, characterized that the pre-wear bar is dimensioned so that the relative proportion of its cross section on the whole, swept by the saw wire Area, which is the cross section of the Vorverschleißleiste, the cross section of workpiece and the cross section of a sawn Part of the saw bar at least the relative proportion of the length of one Wire gate winding on the entire wire length corresponds. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Sägedraht mit einer effektiven Geschwindigkeit bewegt und diese effektive Geschwindigkeit des Sägedrahtes in Abhängigkeit von einer Einschnittlänge des Sägedrahtes in das Werkstück festgelegt wird.Method according to one of claims 1 to 3, characterized that saw wire moving at an effective speed and this effective Speed of saw wire dependent on from a nick length of the saw wire into the workpiece is determined. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die effektive Geschwindigkeit des Sägedrahtes so eingestellt wird, dass zwischen effektiver Drahtgeschwindigkeit und dem Produkt aus Tischvorschubgeschwindigkeit und Einschnittlänge ein proportionaler Zusammenhang besteht.Method according to claim 4, characterized in that that the effective speed of the saw wire is adjusted so that between effective wire speed and the product of table feed speed and incision length proportional relationship exists. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die effektive Geschwindigkeit des Sägedrahtes so eingestellt wird, dass der Drahtverschleiß über die gesamte genutzte Drahtlänge konstant ist.Method according to claim 4, characterized in that that the effective speed of the saw wire is adjusted so that the wire wear over the total used wire length is constant.
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