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Title:
METHOD AND DEVICE FOR RESUMING THE WIRE SAWING PROCESS OF A WORKPIECE AFTER AN UNSCHEDULED INTERRUPTION
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2018/001793
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a method for resuming an interrupted process for sawing a workpiece (6) into a plurality of wafers using a wire saw which uses a sawing wire (3), for example a diamond sawing wire, coated with a cutting grain. The method according to the invention is presented here as an example of a process for sawing a workpiece made of a semiconductor material into a plurality of wafers using a diamond wire saw but is also suitable for workpieces made of other materials. The invention additionally relates to a device for sawing a workpiece into a plurality of wafers using a sawing wire, said device allowing the detection of the position of a wire break.

Inventors:
RIEGER, Alexander (Bergstr. 9, Kirchdorf, 84375, DE)
SPÖCKNER, Walter (Innweg 6, Stubenberg, 94166, DE)
Application Number:
EP2017/065082
Publication Date:
January 04, 2018
Filing Date:
June 20, 2017
Export Citation:
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Assignee:
SILTRONIC AG (Hanns-Seidel-Platz 4, München, 81737, DE)
International Classes:
B23D57/00; B28D5/04
Attorney, Agent or Firm:
BRANDT, Christian (Johannes-Hess-Straße 24, Burghausen, 84489, DE)
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Claims:
Patentansprüche:

1 . Verfahren zur Wiederaufnahme eines unterbrochenen Prozesses zum Zersägen eines Werkstücks 6 in eine Vielzahl von Scheiben mit einer Drahtsäge, umfassend die

Erkennung der Position des Sägespaltes 7 im Werkstück 6, in dem der Drahtriss aufgetreten ist oder einer Anzahl von Sägespalten 7, die rechts und links von dem von einem Drahtriss betroffenen Sägespalt 7 im Werkstück 6 liegen durch mindestens einen Sensor 8, die Reparatur oder Erneuerung des Sägedrahtes 3, den Aufbau eines neuen Drahtgatters 5, welches aus vielen parallel angeordneten Drahtabschnitten besteht, dieses Drahtgatter 5 durch mindestens zwei Drahtführungsrollen 4 aufspannt wird, und die Drahtabschnitte, die von einer Flüssigkeit benetzt werden, in eine Mehrzahl der bereits im Werkstück 6 vorhandenen Sägespalte 7 eingeführt werden, dadurch gekennzeichnet, dass das Drahtgatter 5 im Bereich des Sägespaltes 7, in dem der Drahtriss stattgefunden hat, so aufgeweitet ist, dass entweder ein definierter Bereich links und rechts des vom Drahtriss betroffenen Sägespalts 7 oder nur der vom Drahtriss selbst betroffene Sägespalt 7 vom Wiedereinfädeln der neuen Drahtabschnitte bzw. des neuen Drahtabschnittes ausgenommen ist.

2. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Aufweitung des

Drahtgatters 5 durch mindestens eine Umlenkrolle 2b erfolgt.

3. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Aufweitung des

Drahtgatters 5 durch eine entsprechende Wicklung des Sägedrahtes 3 auf den das Drahtgatter 5 aufspannenden mindestens zwei Drahtführungsrollen 4 erfolgt.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der

Sägedraht ein mit festgebundenen Abrasiven belegter Sägedraht ist.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Sägedraht ein

Diamantsägedraht ist.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass der

Sägedraht mit Wasser benetzt wird. Vorrichtung zum Zersägen eines Werkstücks 6 in eine Vielzahl von Scheiben mit einem Sägedraht 3, der durch mindestens zwei Drahtführungsrollen 4 in ein aus einer Vielzahl parallel angeordneter Drahtabschnitte umfassendes Drahtgatter 5 aufgespannt wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Drahtabschnitte durch mindestens einen Sensor 8 derart überwacht werden, dass bei einem Drahtriss die genaue oder ungefähre Position des Drahtabschnittes, der gerissen ist, bestimmt werden kann.

Vorrichtung zum Zersägen eines Werkstücks 6 in eine Vielzahl von Scheiben mit einem Sägedraht 3, der durch mindestens zwei Drahtführungsrollen 4 in ein aus einer Vielzahl parallel angeordneter Drahtabschnitte umfassendes Drahtgatter 5 aufgespannt wird, dadurch gekennzeichnet, dass das nach einem Drahtriss neu aufgebaute Drahtgatter 5 entweder durch eine entsprechende Wicklung um die mindestens zwei das Drahtgatter 5 aufspannenden Drahtführungsrollen 4 oder durch mindestens eine Umlenkrolle 2b an der Position oder in dem Bereich, in dem der Drahtriss aufgetreten ist, derart aufgespannt wird, dass zumindest der Sägespalt 7, in dem der Drahtriss aufgetreten ist, nicht mit einem Drahtabschnitt beim Wiedereinfädeln der Drahtabschnitte in die Sägespalte 7 des Werkstücks 6 belegt wird.

Description:
Verfahren und Vorrichtung zur Wiederaufnahme des Drahtsägeprozesses eines Werkstückes nach einer unplanmäßigen Unterbrechung

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Wiederaufnahme eines unterbrochenen Prozesses zum Zersägen eines Werkstückes in eine Vielzahl von Scheiben mit einer Drahtsäge, die einen mit Schneidkorn belegten Sägedraht, beispielsweise einen Diamantsägedraht, benutzt. Das erfindungsgemäße Verfahren wird hier am Beispiel eines Prozesses zum Zersägen eines Werkstückes aus Halbleitermaterial in eine Vielzahl von Scheiben mit einer Diamantdrahtsäge dargestellt, eignet sich aber auch für Werkstücke aus anderen Materialien. Darüber hinaus umfasst die vorliegende Erfindung auch eine Vorrichtung zum Zersägen eines Werkstückes in eine Vielzahl von Scheiben mit einem Sägedraht, wobei diese Vorrichtung die Erkennung der Position eines Drahtrisses ermöglicht.

Für Elektronik, Mikroelektronik und Mikro-Elektromechanik werden als Ausgangsmaterialien (Substrate) Halbleiterscheiben (Wafer) mit extremen Anforderungen an globale und lokale Ebenheit, einseiten-bezogene lokale Ebenheit (Nanotopologie), Rauigkeit und Sauberkeit benötigt. Halbleiterscheiben sind Scheiben aus Halbleitermaterialien, insbesondere

Verbindungshalbleiter wie Galliumarsenid und überwiegend Elementhalbleiter wie Silicium und gelegentlich Germanium.

Gemäß dem Stand der Technik werden Halbleiterscheiben in einer Vielzahl von aufeinander folgenden Prozessschritten hergestellt, wobei im ersten Schritt beispielsweise ein Einkristall (Stab) aus Halbleitermaterial mit dem Czochralski-Verfahren gezogen oder ein polykristalliner Block aus Halbleitermaterial gegossen wird, und in einem weiteren Schritt das entstandene kreiszylindrische oder blockförmige Werkstück aus Halbleitermaterial („Ingot") mittels

Drahtsägen in einzelne Halbleiterscheiben aufgetrennt wird.

Drahtsägen werden verwendet, um eine Vielzahl von Scheiben („Wafer") aus einem

Werkstück aus Halbleitermaterial abzutrennen. In den Druckschriften DE 195 17 107 C2 DE 10 201 1 008 397 A1 sowie US-5,771 ,876 sind das Funktionsprinzip einer Drahtsäge beschrieben, die zur Herstellung von Halbleiterscheiben geeignet ist. 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 μηι. In der Regel wird das Drahtgatter von einer Vielzahl paralleler Drahtabschnitte gebildet, die zwischen mindestens zwei Drahtführungsrollen aufgespannt werden, wobei die Drahtführungsrollen drehbar gelagert sind und von denen mindestens eine angetrieben ist.

Im Unterschied zu den beispielsweise in der DE 195 17 107 C2 sowie der US-5,771 ,876 beschriebenen Drahtsägen, werden auch sog. Diamantdrahtsägen zum Zersägen eines harten Werkstückes in eine Vielzahl von Scheiben verwendet. Diamantdrahtsägen unterscheiden sich von Drahtsägen prinzipiell dadurch, dass der Sägedraht bei einer Diamantdrahtsäge mit Schneidkörnern aus Diamanten belegt ist, wodurch eine höhere Sägeleistung erzielt wird. Diamantdrahtsägen zum Sägen von Werkstücken aus

Halbleitermaterial sind beispielsweise in der DE 199 59 414 A1 , der US 5,878,737 sowie in der EP 2 679 364 A1 offenbart. Beim Abtrennvorgang durchdringt das Werkstück das Drahtgatter, in dem der Sägedraht in Form parallel nebeneinander liegender Drahtabschnitte angeordnet ist. Die Durchdringung des Drahtgatters wird mit einer Vorschubeinrichtung bewirkt, die das Werkstück gegen das Drahtgatter, das Drahtgatter gegen das Werkstück oder das Werkstück und das Drahtgatter gegeneinander führt.

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 WBL in der Regel kürzer ist als die Vorlauflänge (WFL). Dieses Sägeverfahren wird auch als Pilgerschrittverfahren (reciprocating movement) bezeichnet und ist beispielsweise in DE 39 40 691 A1 sowie in US 2010 1630 10 A2 offenbart.

Die EP 1 717 001 B1 lehrt, dass beim Zersägen eines Werkstückes mit einer Drahtsäge der Sägedraht eine Vorwärts- und Zurückbewegung ausführt, wobei die Länge des Drahtes bei der Rücklaufbewegung (WBL) kürzer ist als die Länge des Drahtes bei der

Vorwärtsbewegung (WFL).

Das Zersägen 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 auf den Sägedraht aufgebracht wird. Das Schneidmittel dient gleichzeitig auch als Kühlmittel, also zur Abfuhr der beim Zerspanen des Werkstücks entstehenden Wärme aus dem Sägespalt heraus.

Bei der Verwendung von Drahtsägen mit einem Sägedraht ohne fest gebundenes

Schneidkorn wird das Schneidkorn in Form einer Suspension (Schneidmittelsuspension, „Sägeslurry",„Slurry") während des Abtrennvorganges zugeführt. Ist der Sägedraht mit einem Schneidbelag, z.B. Diamant, belegt, wird in der Regel ein Schneidmittel ohne Schneidkorn (Abrasive) eingesetzt, da

Wie in der WO 2013/1 13859 ausgeführt, müssen die beim Diamantdrahtsägen verwendeten Flüssigkeiten, die aus Kostengründen und zur besseren Wärmeabfuhr Wasser enthalten, hohe Anteile von Glykolen und Additiven, wie beispielsweise Dispergatoren, Silikatinhibitoren und Netzmittel, enthalten, da der anfallende Siliziumabrieb mit Wasser zu Silikaten reagiert sich abscheidet und verklumpt.

Während des Abtrennens von Scheiben aus einem Werkstück kommt es zu einer hohen mechanischen und thermischen Belastung des Sägedrahtes im Drahtgatter, die zu einer unplanmäßigen Unterbrechung des Drahtsägeprozesses durch Drahtriss (Drahtbruch) führen kann. Insbesondere Diamantsägedrähte sind aufgrund ihrer geringen Elastizität, ihrer hohen Sprödigkeit und hohen mechanischen Kerbwirkung sehr empfindlich bzgl. Drahtschädigungen und Drahtrissen. Bei Drahtrissen muss der Sägeprozess möglichst schnell unterbrochen werden, um Schäden an der Drahtsäge und dem Schneidgut zu vermeiden.

Um einen Drahtriss sofort feststellen zu können und den Drahtsägeprozess innerhalb kürzester Zeit stoppen zu können, offenbart die WO 201 1/151022 A1 ein Verfahren zur Überwachung von Drahtrissen beim Schneiden eines Werkstückes mittels Drahtgatter, bei dem durch das Drahtgatter ein Gleichstrom geführt wird, der über das Drahtfeld eine

Spannung erzeugt, die von einem Sensor überwacht wird. Bei einer durch einen Drahtabriss verursachten Spannungsabweichung wird der Schneidvorgang automatisch unterbrochen. Die DE 10 201 1 008 397 A1 lehrt die Verwendung eine Umlenkrolle mit

Drehmomenterfassung zum schnellen Erkennen eines Drahtrisses. Sobald ein abnormaler Wert des Drehwiderstands der Umlenkrolle messtechnisch erfasst wird, wird der

Drahtsägeprozess sofort unterbrochen. Allerdings ermöglichen die

Überwachungsvorrichtungen gemäß dem Stand der Technik nur die Detektion eins

Drahtrisses, können aber nicht die Stelle des Drahtrisses entlang der Längsachse der Drahtführungsrolle bzw. des Werkstückes bestimmen.

Nach einem Drahtriss und dem Abschalten der Drahtsäge werden das Werkstück und das Drahtgatter voneinander getrennt. Hierzu kann beispielsweise das Werkstück nach oben aus dem Gatter herausgefahren werden. Nach der Reparatur des Drahtgatters wird das

Werkstück wieder, ggf. unter geringer Bewegung der Sägedrähte in Gegenwart des

Schneidemittels in das Drahtgatter eingeführt. Die zur Wiederaufnahme des Drahtsägeprozesses nach dessen unplanmäßiger

Unterbrechung bekannten Verfahren, z.B. DE 1 1 2009 001 747 T5 und DE 10 2012 221 904 A1 , dienen prinzipiell der Vermeidung der Verschlechterung der Nanotopographie der Scheibenoberflächen bei der Wiederaufnahme des Sägeprozesses. Bei der Wiederaufnahme des Drahtsägeprozess mit einem Sägedraht, der mit Abrasiven belegt ist, beispielsweise einem Diamantsägedraht, tritt nach einer unplanmäßigen

Unterbrechung - wenn überhaupt - nur eine geringfügige Verschlechterung der

Nanotopographie der Oberflächen der gesägten Scheiben auf. Der Erfinder hat festgestellt, dass in der Sägespalte, die mit einem Sägedraht, der mit festgebundenen Abrasiven belegt ist, erzeugt worden ist und in dem ein Drahtrisses passiert ist, der mit festgebundenen Abrasiven belegte Sägedraht immer wieder reißt, was zu einem Komplettverlust des angesägten Werkstückes führen kann. Die Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein Verfahren und eine Vorrichtung bereitzustellen, dass bei einer unplanmäßigen Prozessunterbrechung beim Drahtsägen eines Werkstückes aus Halbleitermaterial beim Wiederanfahren des Prozesses ein erneutes Reißen des Drahts an der Stelle des vorangegangenen Drahtrisses vermeidet. Die Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren zur Wiederaufnahme eines unterbrochenen Prozesses zum Zersägen eines Werkstücks 6 in eine Vielzahl von Scheiben mit einer Drahtsäge, umfassend die Erkennung der genauen oder ungefähren Position des

Sägespaltes 7 im Werkstück 6, in dem der Drahtriss aufgetreten ist durch mindestens einen Sensor 8, die Reparatur oder Erneuerung des Sägedrahtes 3, den Aufbau eines neuen Drahtgatters 5, welches aus vielen parallel angeordneten Drahtabschnitten besteht, dieses Drahtgatter 5 durch mindestens zwei Drahtführungsrollen 4 aufspannt wird, und die

Drahtabschnitte, die von einer Flüssigkeit benetzt werden, in eine Mehrzahl der bereits im Werkstück 6 vorhandenen Sägespalte 7 eingeführt werden, dadurch gekennzeichnet, dass das Drahtgatter 5 im Bereich des Sägespaltes 7, in dem der Drahtriss stattgefunden hat, so aufgeweitet ist, dass entweder ein definierter Bereich links und rechts des vom Drahtriss betroffenen Sägespalts 7 oder nur der vom Drahtriss selbst betroffene Sägespalt 7 vom Wiedereinfädeln der neuen Drahtabschnitte bzw. des neuen Drahtabschnittes ausgenommen ist.

Die Aufgabe wird ebenfalls gelöst durch eine Vorrichtung zum Zersägen eines Werkstücks 6 in eine Vielzahl von Scheiben mit einem Sägedraht 3, der durch mindestens zwei

Drahtführungsrollen 4 in ein aus einer Vielzahl parallel angeordneter Drahtabschnitte umfassendes Drahtgatter 5 aufgespannt wird, dadurch gekennzeichnet, dass die

Drahtabschnitte durch mindestens einen Sensor 8 derart überwacht werden, dass bei einem Drahtriss die genaue oder ungefähre Position des Drahtabschnittes, der gerissen ist, bestimmt werden kann.

Die Aufgabe wird weiterhin gelöst durch eine Vorrichtung zum Zersägen eines Werkstücks 6 in eine Vielzahl von Scheiben mit einem Sägedraht 3, der durch mindestens zwei

Drahtführungsrollen 4 in ein aus einer Vielzahl parallel angeordneter Drahtabschnitte umfassendes Drahtgatter 5 aufgespannt wird, dadurch gekennzeichnet, dass das nach einem Drahtriss neu aufgebaute Drahtgatter 5 entweder durch eine entsprechende Wicklung um die mindestens zwei das Drahtgatter 5 aufspannenden Drahtführungsrollen 4 oder durch mindestens eine Umlenkrolle 2b an der Position oder in dem Bereich, in dem der Drahtriss aufgetreten ist, derart aufgespannt wird, dass zumindest der Sägespalt 7, in dem der Drahtriss aufgetreten ist, nicht mit einem Drahtabschnitt beim Wiedereinfädeln der

Drahtabschnitte in die Sägespalte 7 des Werkstücks 6 belegt wird. Die vorliegende Erfindung bezieht sich zwar primär auf Werkstücke aus Halbleitermaterial, ist aber für das Zersägen eines Werkstückes aus einem beliebigen Material mit einer Drahtsäge anwendbar. Für das erfindungsgemäße Verfahren eignen sich sowohl Drahtsägen, bei denen der Sägedraht im Drahtgatter fest gebundene Abrasive, beispielsweise Diamantkorn oder Siliciumcarbid, enthält, als auch Drahtsägen, bei denen der Sägedraht keine Abrasivbelegung aufweist und die Schnittleistung durch eine Abrasive enthaltende Schneidsuspension, die während oder vor dem Sägeprozess auf den Sägedraht aufgebracht wird, gewährleistet wird.

Dementsprechend kann, auch wenn die Erfindung nachfolgend am Beispiel einer

Diamantdrahtsäge, also einer Drahtsäge beschrieben wird, bei der mit Diamantkorn besetzter Sägedraht verwendet wird, die Erfindung bei allen Drahtsägeverfahren unabhängig vom eingesetzten Sägedraht angewendet werden.

Ein Werkstück ist ein geometrischer Körper mit einer Oberfläche bestehend aus mindestens zwei parallelen, ebenen Flächen (Stirnseiten) und einer Mantelfläche, die von parallelen Geraden gebildet wird. Bei einem kreiszylindrischen Körper sind die Stirnseiten rund und die Mantelfläche ist konvex. Bei einem quaderförmigen zylindrischen Werkstück ist die

Mantelfläche plan.

Ein Werkstück aus Halbleitermaterial ist ein Einkristall oder ein Kristall aus Halbleitermaterial, wobei es sich bei dem Halbleitermaterial üblicherweise um Silicium handelt. Die vom Werkstück aus Halbleitermaterial gesägten Scheiben aus Halbleitermaterial (Wafer) haben eine Vorder- und eine Rückseite sowie eine umlaufende Kante und werden in weiteren Bearbeitungsschritten veredelt.

Die bezüglich der nachstehend aufgeführten Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Verfahrens angegebenen Merkmale können entsprechend auf die erfindungsgemäßen Vorrichtungen übertragen werden. Umgekehrt können die bezüglich der nachstehend ausgeführten Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Vorrichtungen angegebenen Merkmale entsprechend auf das erfindungsgemäße Verfahren übertragen werden. Diese und andere Merkmale der erfindungsgemäßen Ausführungsformen werden in der

Figurenbeschreibung und in den Ansprüchen erläutert. Die einzelnen Merkmale können entweder separat oder in Kombination als Ausführungsformen der Erfindung verwirklicht werden. Weiterhin können sie vorteilhafte Ausführungen beschreiben, die selbstständig schutzfähig sind. Figur 1 a zeigt stark vereinfacht den Aufbau einer Drahtsäge zum Sägen eines

kreiszylindrischen Werkstücks 6 gemäß Stand der Technik in der Aufsicht. Der Sägedraht 3 wird von einer Sendespule (1 a) über mindestens eine Umlenkrolle 2a über eine

Drahtführungsrolle 4 in ein Drahtgatter 5 geführt. Das Drahtgatter 5 besteht aus einer Vielzahl parallel angeordneter Drahtabschnitte und wird von mindestens zwei Drahtführungsrollen 4 aufgespannt. Die Drahtabschnitte des Drahtgatters 5 dringen beim Sägeprozess in das Werkstück 6 ein. Der aus dem Drahtgatter 5 herausführende Sägedraht 3 wird über mindestens eine weitere Umlenkrolle 2a auf eine Empfängerspule (1 b) gewickelt.

Figur 1 b zeigt stark vereinfacht den Aufbau einer Drahtsäge zum Sägen eines

kreiszylindrischen Werkstücks 6 gemäß Stand der Technik in der Seitenansicht, wobei das Drahtgatter 5 in dieser Darstellung beispielhaft durch vier Drahtführungsrollen 4 aufgespannt wird und das Drahtgatter 5 nicht in Kontakt mit dem Werkstück 6, welches über eine Leiste 6a in der Drahtsäge befestigt ist, steht. Der Sägedraht 3 wird von einer Sendespule (nicht dargestellt) über mindestens eine Umlenkrolle 2a über eine Drahtführungsrolle 4 in ein Drahtgatter 5 geführt. Das Drahtgatter 5 besteht aus einer Vielzahl parallel angeordneter Drahtabschnitte und wird von vier Drahtführungsrollen 4 aufgespannt. Die Drahtabschnitte des Drahtgatters 5 dringen beim Sägeprozess in das Werkstück 6 ein. Der aus dem

Drahtgatter 5 herausführende Sägedraht 3 wird über mindestens eine weitere Umlenkrolle 2a auf eine Empfängerspule (nicht dargestellt) gewickelt.

Figur 2 zeigt schematisch ein Werkstück 6 mit einer Vielzahl von Sägespalten 7 nach einem unterbrochenen Drahtsägeprozess und nachdem das Drahtgatter 5 aus dem Werkstück herausgefahren wurde. Figur 3 zeigt stark vereinfacht den Aufbau einer Drahtsäge zum Sägen eines

kreiszylindrischen Werkstücks 6 gemäß der vorliegenden Erfindung in der Seitenansicht, wobei das Drahtgatter 5 in dieser Darstellung beispielhaft durch vier Drahtführungsrollen 4 aufgespannt wird und das Drahtgatter 5 nicht in Kontakt mit dem Werkstück 6, welches über eine Leiste 6a in der Drahtsäge befestigt ist, steht. Der Sägedraht 3 wird von einer

Sendespule (nicht dargestellt) über mindestens eine Umlenkrolle 2a über eine Drahtführungsrolle 4 in ein Drahtgatter 5 geführt. Das Drahtgatter 5 besteht aus einer Vielzahl parallel angeordneter Drahtabschnitte und wird von vier Drahtführungsrollen 4 aufgespannt. Die Drahtabschnitte des Drahtgatters 5 dringen beim Sägeprozess in das Werkstück 6 ein. Der aus dem Drahtgatter 5 herausführende Sägedraht 3 wird über mindestens eine weitere Umlenkrolle 2a auf eine Empfängerspule (nicht dargestellt) gewickelt. Unterhalb des

Drahtgatters 5 befinden sich zwei Sensoren 8, die mit einem Messgerät 9 verbunden sind. Diese Sensoren 8 dienen zur Überwachung des Drahtgatters 5 und detektieren die Stelle im Drahtgatter 5, an der ein Drahtriss aufgetreten ist. Über die zusätzlichen Umlenkrollen 2b wird das Drahtgatter 5 in dem Bereich, in dem im Werkstück 6 der Drahtriss aufgetreten ist, so aufgeweitet, dass dieser Bereich überbrückt wird, also keine Drahtabschnitte vorhanden sind.

Figur 4a zeigt eine erste Ausführungsform des Drahtgatters 5 zur Wiederaufnahme des Drahtsägeprozesses nach dessen unplanmäßiger Unterbrechung durch einen Drahtriss. Das reparierte Drahtgatter 5, das durch mindestens zwei Drahtführungsrollen 4 aufgespannt wird, wird beispielhaft mittels jeweils mindestens einer zusätzlichen Umlenkrollen 2b in dem

Bereich, in dem im Werkstück 6 (nicht dargestellt) der Drahtriss aufgetreten ist, so

aufgespannt, dass ein Bereich von mehreren Sägespalten links und rechts von dem

Sägespalt im Werkstück 6, in dem der Drahtriss stattgefunden hat, vom weiteren

Sägeprozess ausgenommen ist, da hier im Drahtgatter 5 die entsprechenden Drahtabschnitte fehlen.

Figur 4b zeigt eine zweite Ausführungsform des Drahtgatters 5 zur Wiederaufnahme des Drahtsägeprozesses nach dessen unplanmäßiger Unterbrechung durch einen Drahtriss. Das reparierte Drahtgatter 5, das durch mindestens zwei Drahtführungsrollen 4 aufgespannt wird, wird durch die Drahtführungsrolle 4 an der Stelle des Drahtrisses so aufgespannt, dass der Sägespalt im Werkstück 6 (nicht dargestellt), in dem der Drahtriss stattgefunden hat, vom weiteren Sägeprozess ausgenommen ist.

Liste der verwendeten Bezugszeichen

1 a Sendespule

1 b Empfängerspule

2a Umlenkrolle für Sägedraht 3 zwischen Sendespule 1 a bzw. Empfängerspule 1 b und

Drahtführungsrolle 4

2b Umlenkrolle für Sägedraht 3 von und zur Drahtführungsrolle 4

3 Sägedraht 4 Drahtführungsrolle

5 Drahtgatter, umfassend eine Vielzahl parallel angeordneter Drahtabschnitte, welches durch mindestens zwei Drahtführungsrollen aufgespannt wird

6 Werkstück

6a Leiste zur Befestigung des Werkstückes 6 in der Drahtsäge

7 Sägespalt

8 Sensor

9 Messvorrichtung zur Erfassung und Auswertung des Sensorsignals

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren kommt bevorzugt eine Diamantdrahtsäge gemäß dem Stand der Technik zum Einsatz, da mit einer Diamantdrahtsäge Werkstücke 6 schneller in Scheiben zersägt werden können als mit einer Drahtsäge, die einen Sägedraht 3 ohne gebundenes Schneidkorn (Abrasive) verwendet. Eine Diamantdrahtsäge zum Vereinzeln (Zersägen) von Werkstücken aus Halbleitermaterial ist beispielsweise in der US 5,878,737 A offenbart. Das erfindungsgemäße Verfahren eignet sich aber auch für Drahtsägen, die einen Sägedraht ohne gebundene Abrasive verwenden.

Das zu zersägende Werkstück 6 wird in der Regel auf einer Sägeleiste 6a fixiert, die mit einer Montageplatte in der Drahtsäge eingespannt wird. Das Zersägen des Werkstückes 6 wird mit einem Drahtgatter 5 bewerkstelligt. Das Drahtgatter 5 wird von mindestens zwei

Drahtführungsrollen 4 aufgespannt und umfasst eine Vielzahl paralleler Drahtabschnitte. Die mindestens zwei (ggf. auch drei, vier oder mehr) Drahtführungsrollen 4 sind drehbar gelagert und mindestens eine der Drahtführungsrollen 4 wird elektrisch angetrieben ist. Die

Drahtabschnitte gehören in der Regel zu einem einzigen, endlichen Sägedraht 3, der spiralförmig um das Drahtführungsrollensystem geführt ist und von einer Sendespule

(Vorratsrolle) 1 a auf eine Empfängerspule (Aufnahmerolle) 1 b während des Sägeprozesses abgespult wird (Fig. 1 ). In Abhängigkeit von der eingesetzten Drahtsäge, kann der Sägedraht 3 ein Sägedraht ohne gebundene Abrasive oder ein Sägedraht mit gebundenen Abrasiven sein. Der Diamantsägedraht 3 (diamond wire) ist ein Draht mit einem Kerndurchmesser von ca. 100 μηη bis 800 μηη, der mit Diamanten als Schneidkorn belegt ist. Die Diamantkorngröße liegt in der Regel zwischen 15 μηη und 150 μηη. Das Einsägen bzw. Eindringen des Drahtgatters 5 in das Werkstück 6 wird mit einer

Vorschubeinrichtung bewirkt, die das Werkstück 6 gegen das Drahtgatter 5, das Drahtgatter 5 gegen das Werkstück 6 oder das Werkstück 6 und das Drahtgatter 5 gegeneinander führt (Schnittvorschub). Gleichzeitig wird der Sägedraht 3 von einer Sendespule 1 a über das Drahtgatter 5 auf eine Empfängerspule 1 b gespult (Fig. 1 ). Als Folge der Vorschubbewegung arbeitet sich der Draht 3 durch Materialabtrag unter Bildung von parallelen Sägespalten 7 durch das Werkstück 6, wobei ein Kamm aus den im Entstehen begriffenen Scheiben entsteht (Fig. 2).

Bei einem Sägedraht 3 ohne gebundene Abrasive werden die Drahtabschnitte des

Drahtgatters 5 während des Sägeprozesses bevorzugt über Düsen mit einer flüssigen

Abrasive enthaltenden Sägesuspension beaufschlagt. Die Abrasive unterstützen das

Zerspanen des Werkstücks 6 in eine Vielzahl von Scheiben durch das Drahtgatter 5.

Als Schneidmittel für einen Sägedraht 3 ohne gebundene Abrasive eignen sich alle flüssigen Medien gemäß dem Stand der Technik. Bevorzugt werden für Schneidsuspensionen Glykol, Öl oder Wasser als Trägermaterial und Siliziumcarbid als Abrasiv verwendet.

Bei einem Diamantsägedraht 3 werden die Drahtabschnitte des Drahtgatters 5 während des Sägeprozesses bevorzugt über Düsen mit einem flüssigen Kühlschmiermittel beaufschlagt. Das Kühlschmiermittel dient zum einen einer besseren Gleitwirkung des Diamantsägedrahtes 3 in den Sägespalten 7 und zum anderen der Abführung der beim Zerspanen des

Werkstückes entstehenden Wärme aus dem Sägespalt 7 heraus.

Als Kühlschmiermittel wird bevorzugt Wasser eingesetzt, wobei das Wasser Zusatzstoffe, wie beispielsweise Tenside, enthalten kann. Beispiele für weitere Kühlschmiermittel sind beispielsweise in der WO 2013/1 13859 A1 offenbart.

Das Drahtsägen von Werkstücken 6 aus Halbleitermaterial wird bevorzugt nach dem sog. Pilgerschritt-Verfahren (Drahtoszillationsverfahren) durchgeführt, d.h. der Sägedraht 3 im Drahtgatter 5 wird durch einen geeigneten Antrieb abwechselnd vor und zurück bewegt, wobei die Phase der Vorwärtsbewegung des Sägedrahtes 3, und damit die Länge des während der Vorwärtsbewegung durch den Sägespalt 7 geführten Drahtes 3 größer ist als die Phase bzw. die Länge des Drahtes 3 während der Rückwärtsbewegung. Ebenfalls bevorzugt kann das Drahtsägen von Werkstücken 6 aus Halbleitermaterial unidirektional erfolgen, d.h. der Sägedraht 3 im Drahtgatter 5 wird durch einen geeigneten Antrieb während des gesamten Sägeprozesses nur in eine Richtung bewegt, also von der Sendespule 1 a auf die Empfängerspule 1 b gewickelt. Kommt es nun durch Drahtriss zu einer ungeplanten Unterbrechung des Drahtsägeprozesses, wird der Drahtsägeprozess, bestehend aus dem Drahtantrieb und dem Schnittvorschub, automatisch beendet und die Drahtsäge innerhalb von wenigen Sekunden nach dem unplanmäßigen Ereignis kontrolliert heruntergefahren. Nach einer unplanmäßigen Unterbrechung des Drahtsägeprozesses wird das Werkstück 6 aus dem Drahtgatter 5 herausgefahren. Bei Bedarf muss der gerissene Draht 3 manuell aus dem Werkstück 6 herausgezogen.

Gemäß dem Stand der Technik erfolgt die Wiederaufnahme des Drahtsägeprozesses mit einem Sägedraht 3 ohne gebundene Abrasive nach der Reparatur oder ggf. dem Austausch des Sägedrahtes 3 und dem Aufbau des Drahtgatters 5 durch das Einfädeln bzw. Einführen der einzelnen Drahtabschnitte des Drahtgatters 5 in die bereits vorhandenen Sägespalte 7 im Werkstück 6. Bei der Verwendung von Diamantdraht 3 ist ein vollständiges Entfernen des Sägedrahtes 3 einschließlich möglicher Diamantsplitter aus dem betroffenen Sägespalt 7 offensichtlich nicht möglich, da nach der Reparatur des Drahtgatters 5 und dem Wiedereinfädeln der

Drahtabschnitte in die einzelnen Sägespalte 7 direkt nach dem Wiederanfahren der

Sägedraht 3 im selben Sägespalt wieder reißt. Dieser erneute Riss des Diamantsägedrahtes 3 wird auf Reste des Sägedrahtes 3 und oder abgebrochenen Diamantsplittern im vom Drahtriss betroffenen Sägespalt 7 zurückgeführt.

Da es von außen in der Regel nicht erkennbar ist, in welchem der zahlreichen Sägespalte 7 (Fig. 2) tatsächlich der Drahtriss stattgefunden hat, steht das betroffene Werkstück 6 für einen weiteren Sägeprozess nicht mehr zur Verfügung und muss entsorgt werden. Um den Verlust des Werkstückes 6 nach einem Drahtriss zu vermeiden, werden im erfindungsgemäßen Verfahren zum Einen die Drahtabschnitte des Drahtgatters 5 mit mindestens einem Sensor 8, der an eine Messvorrichtung 9 zur Erfassung und Auswertung des Sensorsignals

angeschlossen ist, der zumindest die Eingrenzung des Bereiches, in dem der Drahtriss stattgefunden hat, ermöglicht, überwacht. Zum anderen wird der Bereich der Sägespalte 7 bzw. der Sägespalt 7, in dem der Drahtriss stattgefunden hat, vom Wiedereinfädeln der Drahtabschnitte in die Sägespalte 7 des Werkstücks 6 ausgenommen.

Das erfindungsgemäße Verfahren umfasst daher zum einen den Einsatz mindestens eines Sensors 8 zur Überwachung des Drahtgatters 5 während des Drahtsägeprozesses. In

Abhängigkeit von der Empfindlichkeit des eingesetzten Sensors 8 kann entweder ein Bereich bzw. die ungefähre Position und damit eine begrenzte Anzahl von Sägespalten 7 oder genau der Sägespalt 7 detektiert werden, in dem der Drahtriss stattgefunden hat. Der Begriff Position bezieht sich hierbei auf die Lage gerissenen Drahtabschnittes und damit des

Sägespaltes 7 bezogen auf die Drehachse der Drahtführungsrolle 4 bzw. der Längsachse des Werkstücks 6.

Zum anderen werden nach der Reparatur des Drahtgatters 5 dessen Drahtabschnitte so in die vorhandenen Sägespalte 7 des Werkstücks 6 wieder eingefädelt, dass entweder ein definierter Bereich links und rechts des vom Drahtriss betroffenen Sägespalts 7 oder nur der vom Drahtriss selbst betroffene Sägespalt 7 vom Wiedereinfädeln der neuen Drahtabschnitte bzw. des neuen Drahtabschnittes ausgenommen ist. Das Drahtgatter wird in dem definierten Bereich bzw. rechts und links von dem vom Drahtriss betroffenen Sägespalt 7 aufgeweitet, d.h. das Drahtgatter umfasst in diesem Bereich bzw. an dieser Stelle keine Drahtabschnitte bzw. keinen Drahtabschnitt.

Erfindungsgemäß wird in den mindestens einen Sägespalt 7, in dem der Drahtriss erfolgt ist, bei der Wiederaufnahme des Drahtsägeprozesses kein neuer Sägedraht 3 eingeführt, d.h. ein kleines Stück des Werkstückes 6 wird nach der Wiederaufnahme des Drahtsägeprozesses nicht weiter vereinzelt. Die Größe bzw. die Länge dieses Stückes entspricht minimal der

Summe aus der Dicke der rechts und links von diesem Sägespalt 7 nicht weiter abgetrennten Scheiben und der Anzahl und Breite der entsprechenden Sägespalten 7. Werden

beispielsweise aus einem Werkstück 6 Scheiben mit einer Dicke d = 850 μηη gesägt und die Breite b des Sägespaltes beträgt 500 μηη, so ergibt sich die Länge L des minimal zu verwerfenden Werkstückes zu L = 2200 μηη (L min = 2d + b), da die beiden Scheiben links und rechts von dem betroffenen Sägespalt 7 im erfindungsgemäßen Verfahren nicht weiter vereinzelt werden.

Kann der Sägespalt 7, in dem der Drahtriss stattgefunden hat, nicht genau lokalisiert werden und werden daher erfindungsgemäß mehrere Sägespalten 7 rechts und links von dem vom Drahtriss betroffenen Sägespalt 7 im wiederaufgenommenen Drahtsägeprozess ausgelassen, vergrößert sich die Länge L des zu verwerfenden Werkstückes 6 entsprechend der gesamten Anzahl der ausgelassenen Sägespalte. Werden beispielsweise insgesamt zwanzig

aufeinanderfolgende Sägespalte im Werkstück 6 bei der Wiederaufnahme ausgelassen, d.h. in diese zwanzig Sägespalte 7 wird kein neuer bzw. reparierter Sägedraht 3 eingeführt, weil der Sägespalt 7, in dem der Drahtriss erfolgte, nicht exakt ermittelt werden konnte, vergrößert sich die Länge L des zu verwerfenden Werkstückes 6 unter den oben gemachten Angaben auf L = 2,78 cm (L = 21 x 850μηΊ + 20 x δθθμηη), da zwanzig Sägespalte 7 einundzwanzig Scheiben betreffen.

In Abhängigkeit von der Anzahl der bei der Wiederaufnahme des unterbrochenen

Drahtsägeprozesses auszulassenden Sägespalte 7 wird im erfindungsgemäßen Verfahren das Auslassen durch zwei verschiedene Ausführungen, die nachfolgend im Detail

beschrieben werden, realisiert.

Grundlage für beide Ausführungsformen eine Vorrichtung zum Zersägen eines Werkstücks 6 in eine Vielzahl von Schieben mit einem Sägedraht 3, der durch mindestens zwei

Drahtführungsrollen 4 in ein aus einer Vielzahl parallel angeordneter Drahtabschnitte umfassendes Drahtgatter 5 aufgespannt wird und durch mindestens einen Sensor 8 die Überwachung der Drahtabschnitte derart ermöglicht, dass bei einem Drahtriss die genaue oder ungefähre Position des Drahtabschnittes der gerissen ist bzw. des Sägespaltes 7 im Werkstück 6, in dem der Drahtriss aufgetreten ist, bestimmt werden kann. Bevorzugt ist der mindestens eine Sensor an eine hierzu geeignete Messvorrichtung 9 angeschlossen. Unabhängig von der Durchführung des Drahtsägeprozesses, also als Pilgerschrittverfahren oder mit einer unidirektionalen Drahtbewegung werden bevorzugt zwei Sensoren 8 zur Überwachung der einzelnen Drahtabschnitte eingesetzt, so dass auf den beiden Seiten des Werkstückes 6, die den das Drahtgatter 5 aufspannenden Drahtführungsrollen 4 zugewandt sind, sich jeweils ein Sensor 8 befindet (Fig. 3). Der mindestens eine Sensor 8 zur Überwachung des Drahtgatters 5 kann die einzelnen Drahtabschnitte beispielsweise elektrisch, optisch, akustisch oder in Form von

Wirbelstromsensoren überwachen und über die angeschlossene Messvorrichtung 9 die Lage bzw. Position des Drahtrisses in Abhängigkeit von der Sensorauflösung mehr oder weniger genau erfassen.

In der bevorzugten Ausführungsform ist jeweils ein beispielsweise induktiv arbeitender oder auf dem Wirbelstromprinzip basierender Sensor 8, parallel zur Längsachse des Werkstückes 6 bzw. zur Drehachse der Drahtführungsrollen 4 des Drahtgatters 5 in der Drahtsäge montiert um die einzelnen Drahtabschnitte des Drahtgatters 5 während des Drahtsägeprozesses kontinuierlich zu überwachen (Fig. 3). In Abhängigkeit von der Genauigkeit bzw. der

Auflösung der verwendeten Sensoren kann die Position des Drahtrisses und damit der betroffene Sägespalt exakt oder nur ungefähr ermittelt werden. Erfindungsgemäß befindet wird zumindest ein Sensor 8 zur Überwachung der

Drahtabschnitte des Drahtgatters 5 während des Drahtsägeprozesses eingesetzt. Die Position des mindestens einen Sensors 8 hängt vom verwendeten Sensortyp ab, so dass die in Fig. 3 dargestellte Positionierung von zwei Sensoren 8 unterhalb des Drahtgatters 5 die Erfindung nicht auf diese Ausführungsform beschränkt.

In der in Fig. 3 gezeigten Ausführungsform entspricht die Länge eines Sensors 8 bevorzugt mindestens der Breite des Drahtgatters 5, so dass jeder Drahtabschnitt des Drahtgatters vom Sensor überwacht werden kann. Umfasst ein beispielsweise ein Drahtgatter 5 bei einer Breite von 80 cm neunhundert einzelne Drahtabschnitte, so ist der Sensor in der in Fig. 3 gezeigten Ausführungsform bevorzugt ebenfalls mindestens 80 cm breit. Erfindungsentscheidend ist allerdings, dass der Sensor 8 unabhängig von seiner Länge oder Bauform die gesamte Länge des Drahtgatters 5, also alle zum Drahtgatter 5 gehörenden Drahtabschnitte während des Drahtsägens überwachen und die Lage eines von einem Drahtriss betroffenen

Drahtabschnittes detektieren kann.

Kommt es während des Drahtsägeprozesses, also dem Vereinzeln eines Werkstückes 6 in eine Vielzahl einzelner Scheiben, zu einem Drahtriss, kann durch die kontinuierliche

Überwachung des Drahtgatters 5 mehr oder minder exakt die genaue Position des betroffenen Drahtabschnittes im Drahtgatter 5 und damit die Position des vom Drahtriss betroffenen Sägespaltes 7 im Werkstück 6 ermittelt werden. Die Genauigkeit, mit der die Position des betroffenen Drahtabschnittes ermittelt werden kann, hängt neben der Auflösung und Schnelligkeit des mindestens einen Sensors 8 auch von den Rahmenbedingungen während des Auftretens des Drahtrisses ab, also beispielsweise ob der Drahtriss innerhalb des Werkstückes 6 oder außerhalb des Werkstückes 6 erfolgte.

Kann der Sägespalt 7, in dem der Drahtriss aufgetreten ist, nur ungefähr ermittelt werden, hängt die Anzahl der Sägespalte 7, die erfindungsgemäß von dem weiteren Sägeprozess ausgeschlossen werden, von der Genauigkeit des verwendeten Sensors 8 ab. Die Länge des auszuschließenden Bereiches, und damit die Anzahl der für die Wiederaufnahme des Drahtsägeprozesses ausgesparten Sägespalte 7, wird bevorzugt so bemessen, dass der vom Drahtriss betroffene Sägespalt 7 sich sicher in diesem Bereich befindet, der Bereich aber auch nicht zu groß gewählt wird, damit das nicht mehr verwendbare Teilstück des

Werkstückes 6 möglichst klein ist. Kann beispielsweise der Bereich, in dem der von dem Drahtriss betroffene Sägespalt 7 liegt nur mit einer Genauigkeit von zehn Sägespalten detektiert werden, so wird ausgehend von der ungefähren Mitte dieses Bereiches der Bereich beidseitig bevorzugt um mindestens die Hälfte der Messgenauigkeit, also in diesem Beispiel jeweils fünf weitere Sägespalte 7, ergänzt, so dass der gesamte Bereich, der bei der Wiederaufnahme des Drahtsägeprozesses nicht weiter vereinzelt wird, insgesamt zwanzig Sägespalte 7 umfasst. Befinden sich in dem angesägten Werkstück 6 beispielsweise neunhundert Sägespalte 7, so können nach der Wiederaufnahme des Sägeprozesses noch achthundertneunundsiebzig Scheiben aus dem Werkstück 6 gesägt werden. In einer ersten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens erfolgt die Aussparung des mindestens einen Sägespaltes 7 für die Wiederaufnahme des Drahtsägeprozesses durch eine Vorrichtung zum Zersägen eines Werkstücks 6 in eine Vielzahl von Scheiben mit einem Sägedraht 3, der durch mindestens zwei Drahtführungsrollen 4 in ein aus einer Vielzahl parallel angeordneter Drahtabschnitte umfassendes Drahtgatter 5 aufgespannt wird, dadurch, dass das nach einem Drahtriss neu aufgebaute Drahtgatter 5 durch mindestens eine

Umlenkrolle 2b an der Position oder in dem Bereich, in dem der Drahtriss aufgetreten ist, derart aufgespannt wird, dass zumindest der Sägespalt 7, in dem der Drahtriss aufgetreten ist, nicht mit einem Drahtabschnitt beim Wiedereinfädeln der Drahtabschnitte in die

Sägespalte 7 des Werkstücks 6 belegt wird. Unter dem Begriff„aufspannen" wird im Rahmen dieser Erfindung das Aussparen von einem oder mehreren Drahtabschnitten im Drahtgatter verstanden.

Das erste erfindungsgemäße Verfahren eignet sich insbesondere zur Wiederaufnahme eines Drahtsägeprozesses, bei dem die exakte Position des vom Drahtriss betroffenen Sägespaltes 7 nicht ermittelt werden kann, also ein Bereich von mehreren Sägespalten 7 für die

Wiederaufnahme des Drahtsägeprozesses ausgespart werden muss. Die Länge dieses Bereiches hängt von der Genauigkeit ab, mit der der vom Drahtriss betroffene Sägespalt ermittelt werden konnte.

Prinzipiell kann der Drahtriss im Randbereich des Drahtgatters 5 oder im mittleren Bereich des Drahtgatters erfolgen. Ist der Drahtriss im Randbereich des Drahtgatters erfolgt, kann die Aussparung dieses Bereiches auch durch eine entsprechende Positionierung der

Umlenkrollen 2a erfolgen, d.h. das Drahtgatter 5 wird erst nach, bezogen auf den betroffenen Randbereich, auszuschließenden Bereich bzw. der auszuschließenden Anzahl von

Sägespalten 7 wieder neu aufgebaut.

Die nachfolgende Beschreibung des erfindungsgemäßen Verfahrens basiert auf der

Annahme, dass der Drahtriss in einem mittleren Bereich des Drahtgatters 5 aufgetreten ist, d.h. rechts und links des vom Drahtriss betroffenen Bereiches sind noch eine Vielzahl von Drahtabschnitten, wobei die Anzahl dieser Drahtabschnitte größer als die Messgenauigkeit des mindestens einen Sensors 8 ist.

Für die erste Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens muss bei einem Drahtriss im mittleren Bereich des Drahtgatters 5 das Drahtgatter 5 zweimal aufgebaut werden. Der erste Teil des Drahtgatters 5 wird bis zu dem Beginn des Bereiches, der den vom Drahtriss betroffenen Sägespalt 7 sicher einschließt, aufgebaut, d.h. der Sägedraht 3 wird als einzelne Drahtabschnitte um die mindestens zwei Drahtführungsrollen 4 gewunden. Ab Beginn des vom Drahtriss betroffenen Bereiches wird der Sägedraht 3 auf einer Seite des Werkstückes 6 über mindestens eine, bevorzugt zwei oder drei Umlenkrollen 2b entlang dem vom Drahtriss betroffenen Bereich von dessen Anfang bis zu dessen Ende außerhalb der ersten

Drahtführungsrolle 4 geführt (Fig. 4a).

Die Zahl und oder die Größe der Umlenkrollen 2b in der erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Zersägen eines Werkstücks 6 in eine Vielzahl von Scheiben mit einem Sägedraht 3 wird durch verschiedene Faktoren bestimmt. Zum einen ist die Länge des zu überbrückenden Bereiches auf der ersten Drahtführungsrolle 4 ausschlaggebend. Diese Länge ergibt sich aus der Anzahl und der Dicke der auszusparenden Sägespalte 7. Für einen längeren Bereich müssen ggf. größere und oder mehrere Umlenkrollen 2b eingesetzt werden, um diesen Bereich zu überbrücken. Zum anderen wird die Zahl und Größe der Umlenkrollen 2b sowohl durch die Anzahl der Drahtführungsrollen 4 in der Drahtsäge als auch durch die Art und Weise, wie der Draht 3 am Ende des Bereiches zur Drahtführungsrolle 4 zurückgeführt wird, bestimmt. Beispielsweise kann der Draht 3 oberhalb oder unterhalb der Drahtführungsrolle 4 wieder mit der jeweiligen Drahtführungsrolle 4 in Kontakt treten. Des Weiteren hat auch die Position der mindestens einen Umlenkrolle 2b bzgl. der Drehachse der Drahtführungsrolle 4 einen Einfluss auf die Größe und oder Anzahl der Umlenkrollen 2b.

Die für das erfindungsgemäße Verfahren notwendige erfindungsgemäße Vorrichtung umfasst mindestens eine Umlenkrolle 2b, die den Sägedraht 3 von einer ersten Position auf der Drahtführungsrolle 4 wegführt und den Draht 3 an einer zweiten Position auf der

Drahtführungsrolle, die einen bestimmen Abstand zu der ersten Position hat, wieder hinführt. Der Abstand zwischen der ersten und der zweiten Position auf der Drahtführungsrolle wird durch die zu überbrückende Anzahl an Sägespalten 7 bestimmt, in die kein neuer

Drahtabschnitt für die Wiederaufnahme des unterbrochenen Drahtsägeprozesses eingelegt wird. Der Abstand wird also auch von der Anzahl der im reparierten bzw. neu aufgebauten

Drahtgatter 5 fehlenden Drahtabschnitte bestimmt. Damit die Drahtabschnitte im Drahtgatter 5 trotz der fehlenden Drahtabschnitte weiterhin parallel verlaufen, umfasst die

erfindungsgemäße Vorrichtung bevorzugt an jeder der mindestens zwei das Drahtgatter aufspannenden Drahtführungsrollen 4 mindestens eine Umlenkrolle 2b (Fig. 4a), deren Position in Bezug auf die jeweilige Drehachse der Drahtführungsrollen 4 zueinander so ausgerichtet ist, dass die vorhandenen Drahtabschnitte nach wie vor parallel zu einander ausgerichtet sind.

Am Ende des auszusparenden Bereiches wird der Sägedraht 3 wieder zurück zur ersten Drahtführungsrolle 4 geführt und der zweite Teil des Drahtgatters 5 wird über die mindestens zweite Drahtführungsrolle 4 aufgebaut. Nach dem Aufbau des reparierten oder neuen Drahtgatters 5 umfasst dieses einen ersten Bereich mit einer definierten Anzahl an

Drahtabschnitten, einen zweiten Bereich, der keine Drahtabschnitte enthält und einen dritten Bereich, der wiederum eine definierte Anzahl an Drahtabschnitten enthält. In Abhängigkeit von der Position des vom Drahtriss betroffenen Sägespaltes 7 bzw. des Bereiches umfassend eine bestimmte Anzahl an Sägespalten 7 links und rechts des vom Drahtriss betroffenen Sägespaltes 7 kann die Anzahl der Drahtabschnitte im ersten Bereich des Drahtgatters 5 gleich, ähnlich oder vollkommen unterschiedlich von der Anzahl der Drahtabschnitte im dritten Bereich des Drahtgatters 5 sein.

Die mindestens eine Umlenkrolle 2b ist im erfindungsgemäßen Verfahren bevorzugt parallel zur Längsachse einer Drahtführungsrolle 4 positionierbar. Da ein mit festgebundenen Abrasiven belegter Draht 3, also beispielsweise ein Diamantdraht, eine deutlich höhere Steifigkeit aufweist als ein Sägedraht 3 ohne festgebundene Abrasive, muss bei Verwendung eines mit festgebundenen Abrasiven belegten Drahtes 3 die mindestens eine Umlenkrolle 2b einen Durchmesser haben, der sicher nicht zu einem Drahtriss durch Torsion führt.

Die Wiederaufnahme eines unterbrochenen Drahtsägeprozesses beginnt mit dem Einführen der einzelnen Drahtabschnitte des ersten Bereiches des Drahtgatters 5 in die ersten bereits vorhandenen Sägespalte 7 im Werkstück 6. Der zweite Bereich des Drahtgatters 5 spart den Bereich, umfassend mehrere nebeneinander liegende Sägespalte 7, von denen in einem der Drahtriss erfolgte, aus, d.h. in die in diesem Bereich liegenden Sägespalte 7 wird kein neuer bzw. reparierter Sägedraht 3 eingeführt. Der dritte Bereich des Drahtgatters 5 wird wiederum in die restlichen Sägespalte 7 des Werkstücks 6 eingeführt.

Zum Einführen der einzelnen Drahtabschnitte des Drahtgatters 5 in die bereits vorhandenen Sägespalte 7 im Werkstück 6 wird der Sägedraht 3 bevorzugt mit geringer Geschwindigkeit, bevorzugt 0,1 - 0,5 m/s, in Richtung„wire forward" von der Vorratsrolle 1 a über das

Drahtgatter 5 und die mindestens eine Umlenkrolle 2b auf eine Aufnahmerolle 1 b gespult und das aus den parallel angeordneten Drahtabschnitten gebildete Drahtgatter 5 wird in

Gegenwart des Schneide- bzw. Kühlschmiermittels wieder soweit in das Werkstück 6 eingeführt, bis die Drahtabschnitte wieder den Grund der Sägespalte 7, also die Position im Werkstück zum Zeitpunkt der Unterbrechung, erreicht haben. Wenn das Drahtgatter 5 bzw. das zu zersägende Werkstück 6 wieder die Position zum Zeitpunkt der Unterbrechung erreicht hat, ist der Drahteinführprozess beendet und der Drahtsägeprozess kann erneut gestartet werden.

Gemäß der ersten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens ist das Drahtgatter 5 nach Beendigung des Drahteinführprozess dreigeteilt, wobei sowohl der erste Teil des Drahtgatters 5 als auch der dritte Teil des Drahtgatters 4 jeweils durch eine definierte Anzahl parallel angeordneter Drahtabschnitte, die sich in den jeweiligen Sägespalten 7 im Werkstück 6 rechts und links von einem ausgesparten Bereich entlang der Längsachse des Werkstückes 6, befinden, gebildet wird. Getrennt werden der erste und der dritte Teil des Drahtgatters 5 durch die Überbrückung eines Bereiches entlang der Längsachse der mindestens einen Drahtführungsrolle 4 mittels mindestens einer Umlenkrolle 2b.

Bevorzugt werden auch nach der Wiederaufnahme des unterbrochenen Drahtsägeprozesses die einzelnen Drahtabschnitte des Drahtgatters durch den mindestens einen Sensor 8 hinsichtlich eines Drahtrisses überwacht.

Nach Beendigung des Drahtsägeprozesses muss nur das kleine Stück des Werkstückes 6 verworfen werden, welches durch den zweiten Bereich des Drahtgatters 5 ausgespart worden ist. In einer zweiten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens erfolgt die Aussparung des mindestens einen Sägespaltes 7 bzw. die Aufweitung des Drahtgatters 5 für die

Wiederaufnahme des unterbrochenen Drahtsägeprozesses durch eine entsprechende Wicklung des Sägedrahtes 3 auf den das Drahtgatter 5 aufspannenden mindestens zwei Drahtführungsrollen 4. Das zweite erfindungsgemäße Verfahren eignet sich insbesondere zur Wiederaufnahme eines Drahtsägeprozesses, bei dem die exakte Position des vom Drahtriss betroffenen Sägespaltes 7 ermittelt werden kann, also nur bevorzugt ein Sägespalt 7 ausgespart werden muss.

Für die zweite Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens muss das Drahtgatter 5 nur einmal aufgebaut werden. An der Stelle, an der der vom Drahtriss betroffene Sägespalt 7 bzw. ein eng begrenzter Bereich von ein bis drei Sägespalten 7, die rechts und links von dem vom Drahtriss betroffenen Sägespalt 7 liegen, wird der Sägedraht 3 so um die das Drahtgatter 5 aufspannenden mindestens zwei Drahtführungsrollen 4 gelegt, dass in den betroffenen Sägespalt 7 und ggf. in die benachbarten Sägespalten 7 kein neuer Drahtabschnitt eingeführt wird. Das Drahtgatter 5 wird über die jeweiligen Drahtführungsrollen 4 so aufgeweitet, das es an der Position des betroffenen Sägespalts 7, ggf. zusätzlich der benachbarten Sägespalte 7, keinen Drahtabschnitt bzw. keine Drahtabschnitte aufweist. Ab der Position, bezogen auf die Drehachse der Drahtführungsrolle, des nächstmöglichen Sägespaltes 7, der nicht mehr ausgespart werden muss, wird das Drahtgatter 5 mit dem regulären Abstand der Drahtabschnitte weiter aufgebaut, so dass in die an den nächstmöglichen Sägespalt 7 nachfolgenden Sägespalte 7 wieder ein Drahtabschnitt eingeführt werden kann.

Die Wiederaufnahme eines unterbrochenen Drahtsägeprozesses beginnt im zweiten erfindungsgemäßen Verfahren mit dem Einführen des Drahtgatters 5 in die bereits vorhandenen Sägespalte 7 im Werkstück 6, wobei in den mindestens einen Sägespalt 7, in dem der Drahtriss aufgetreten ist oder in einem eng begrenzten Bereich von ein bis drei Sägespalten 7 um diesen Sägespalt 7 herum, kein neuer bzw. reparierter Sägedraht 3 eingeführt wird.

Zum Einführen des Drahtgatters 5 in die bereits vorhandenen Sägespalte 7 im Werkstück 6 wird der Sägedraht 3 bevorzugt mit geringer Geschwindigkeit, bevorzugt 0,1 - 0,5 m/s, in Richtung„wire forward" von der Vorratsrolle 1 a über das Drahtgatter 5 auf eine Aufnahmerolle 1 b gespult und das aus den parallel angeordneten Drahtabschnitten gebildete Drahtgatter 5 wird in Gegenwart des Schneide- bzw. Kühlschmiermittels wieder soweit in die vorhandenen Sägespalte 7 des Werkstückes 6 eingeführt, bis die Position des Drahtgatters 5 im Werkstück 6 zum Zeitpunkt der Unterbrechung erreicht ist.

Wenn das Drahtgatter 5 bzw. das zu zersägende Werkstück 6 wieder die Position zum Zeitpunkt der Unterbrechung erreicht hat, also die Drahtabschnitte des Drahtgatters 5 das obere Ende der jeweiligen Sägespalten 7 erreicht haben, ist der Drahteinführprozess beendet und der Drahtsägeprozess kann erneut gestartet werden.

Bevorzugt werden auch nach der Wiederaufnahme des unterbrochenen Drahtsägeprozesses die einzelnen Drahtabschnitte des Drahtgatters durch den mindestens einen Sensor 8 hinsichtlich eines Drahtrisses überwacht.

Nach Beendigung des Drahtsägeprozesses muss nur das kleine Stück des Werkstückes 6 verworfen werden, welches unmittelbar vom Drahtriss betroffen war.




 
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