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Patent Searching and Data


Title:
METHOD FOR SAWING A WORKPIECE
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2012/031828
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a method for sawing a workpiece (10), in particular a silicone workpiece, in which a sawing tool (12) is moved along the workpiece (10), wherein the sawing tool (12) interacts with the abrasive grains (14) during the movement in such a manner that the abrasive grains (14) effect a chip-removing ablation of the workpiece (10), and wherein an electrical voltage is applied between the workpiece (10) and the sawing tool (12) for the voltage-based ablation of the workpiece (10). Using the method according the invention increases the ablation rate and decreases the process duration.

Inventors:
SCHOEPF MARTIN (DE)
Application Number:
PCT/EP2011/063009
Publication Date:
March 15, 2012
Filing Date:
July 28, 2011
Export Citation:
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Assignee:
BOSCH GMBH ROBERT (DE)
SCHOEPF MARTIN (DE)
International Classes:
B23H5/06; B28D5/04
Foreign References:
DE2825868A11979-01-11
DE10238593A12004-03-11
CH696389A52007-05-31
Attorney, Agent or Firm:
ROBERT BOSCH GMBH (DE)
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Claims:
Ansprüche

1. Verfahren zum Sägen eines Werkstücks (10), insbesondere eines

Siliziumwerkstücks, bei dem ein Sägewerkzeug (12) entlang des Werkstücks (10) verlagert wird, wobei das Sägewerkzeug (12) bei dem Verlagern mit Abrasivkörnern (14) zusammenwirkt derart, dass die Abrasivkörner (14) eine spanende Abtragung des Werkstücks (10) bewirken, und wobei zwischen dem Werkstück (10) und dem Sägewerkzeug (12) eine elektrische

Spannung zum spannungsbasierten Abtragen des Werkstücks (10) angelegt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Sägewerkzeug (12) und dem Werkstück (10) eine Flüssigkeit angeordnet wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass durch die Spannung zwischen dem Sägewerkzeug (12) und dem Werkstück (10) ein Entladungsbogen zum Abtragen des Werkstücks (10) erzeugt wird.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Sägewerkzeug (12) und dem Werkstück (10) ein Dielektrikum angeordnet wird, das insbesondere ausgewählt wird aus entionisiertem Wasser oder einem Öl.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Werkstück (10) als Anode und das Sägewerkzeug (12) als Kathode polarisiert wird, um einen Elektronenfluss zwischen dem Werkstück (10) und dem Sägewerkzeug (12) zu ermöglichen.

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Sägewerkzeug (12) und dem Werkstück (10) ein Elektrolyt angeordnet wird, der insbesondere ausgewählt ist aus einer wässrigen Natriumchloridlösung oder einer wässrigen Natriumnitratlösung.

7. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem

5 Sägewerkzeug (12) und dem Werkstück (10) eine Substanz angeordnet wird, die eine elektrische Leitfähigkeit von < 10mS/cm aufweist.

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Sägewerkzeug (12) mit Abstand zu dem Werkstück (10) entlang diesem l o verlagert wird, wobei der Abstand insbesondere durch die Anordnung

und/oder Dicke der Abrasivkörner (14) bestimmt wird.

9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Sägewerkzeug (12) ausgewählt wird aus einem Kupfer-, Messing-,

15 Graphit-, Wolfram- oder Stahl-Draht.

10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass eine Spannung von > 10V verwendet wird.

20 1 1. Vorrichtung zum Sägen eines Werkstücks (10), insbesondere eines

Siliziumwerkstücks, umfassend ein Sägewerkzeug (12), dadurch

gekennzeichnet, dass die Vorrichtung Mittel zur Durchführung des

Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 10 umfasst.

25

Description:
Beschreibung

Titel

Verfahren zum Sägen eines Werkstücks Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Sägen eines Werkstücks.

Die Erfindung betrifft insbesondere ein Verfahren zum Drahtsägen eines

Siliziumwerkstücks zum Herstellen eines Siliziumwafers.

Stand der Technik

Es ist oftmals erwünscht, Werkstücke, wie etwa Siliziumwerkstücke, zu sägen, um so eine gewünschte Größe beziehungsweise Struktur zu erzielen. Hierbei wird oftmals das sogenannte Drahtsägen verwendet. Dies ist ein mechanisches Trennverfahren, insbesondere für Silizium, das auch als Trennläppverfahren mit ungebundenem Schneidkorn und ungerichteter Schneide bezeichnet wird. Das Schneidkorn liegt dabei meist in einem Trägermedium vor, das zusammen mit dem Schneidkorn eine Suspension ausbildet, die auch als Slurry bezeichnet wird. Ein meist dünner Draht mit einem Durchmesser von 100μηι bis 180μηι dient oftmals als Werkzeug. Eine Abwickelspule wickelt dabei den Draht über

Drahtführungsrollen mit definierter Drahtgeschwindigkeit ab, bis dieser schließlich über eine Aufwickelspule wieder aufgewickelt wird. Der Draht taucht in die Suspension ein und zieht die an der Drahtoberfläche haftende Slurry in den Sägespalt des Werkstücks ein. Über eine Düse wird zusätzlich Slurry definiert auf das Drahtfeld aufgetragen. Die Schneidkörner werden so mit Hilfe des Drahtes und mit definierter Bearbeitungsgeschwindigkeit durch den Sägespalt gezogen und reißen kleine Partikel aus dem Festkörper. Dabei taucht das Werkstück mit entsprechender Vorschubgeschwindigkeit in das Drahtfeld ein, wodurch eine spanende Abtragung stattfindet. Der Draht schneidet dabei meist viele nah beieinander liegende dünne Wafer, die je nach industrieller Anwendung eine Dicke von zwischen 200μηι und 300μηι aufweisen können. Ein derartiges Verfahren ist beispielsweise bekannt aus CH 696389 A5.

Insbesondere bei der Herstellung von Siliziumwafern werden mittels Drahtsägen heutzutage bei einem Einsatz eines Drahtdurchmessers von 120μηι

Schnittbreiten von ungefähr 150μηι erzielt. Der erzielte Vorschub beträgt ca. 0,4mm/min, wodurch oftmals ein Parallelisieren des Verfahrens wirtschaftlich sinnvoll und notwendig ist. Heutzutage bearbeiten bis zu 2000 Drähte gleichzeitig beispielsweise einen als Ingot bezeichneten Silizium-Zylinder.

Des Weiteren ist eine Sonderform des Drahtsägens bekannt, die mit gebundenen Schneidkörnen operiert. In diesem Fall wird der herkömmliche Draht durch ein drahtförmiges Werkzeug mit Schneidkornbeschichtung ersetzt. Die

kinematischen Zusammenhänge sind identisch mit denen des klassischen Drahtsägens. Beim Drahtsägen mit gebundenem Korn wird keine Slurry benötigt, lediglich ein für den Schleifprozess notwendiges Kühlschmiermittel wird hier oftmals verwendet.

Offenbarung der Erfindung

Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zum Sägen eines Werkstücks, insbesondere eines Siliziumwerkstücks, bei dem ein Sägewerkzeug entlang des Werkstücks verlagert wird, wobei das Sägewerkzeug bei dem Verlagern mit Abrasivkörnern zusammenwirkt derart, dass die Abrasivkörner eine spanende Abtragung des Werkstücks bewirken, und wobei zwischen dem Werkstück und dem Sägewerkzeug eine elektrische Spannung zum

spannungsbasierten Abtragen des Werkstücks angelegt wird.

Dadurch, dass ein Sägewerkzeug entlang des Werkstücks verlagert wird, wobei das Sägewerkzeug bei dem Verlagern mit Abrasivkörnern zusammenwirkt derart, dass die Abrasivkörner eine spanende Abtragung des Werkstücks bewirken, wird das Material des Werkstücks zunächst durch ein abrasives Verfahren abgetragen und das Werkstück somit gesägt. Dieses mechanische Sägeverfahren ist für das Sägen eines Werkstücks auch in kleinen Dimensionen, wie sie etwa für die Herstellung von Leistungshalbleitern verwendet werden, gut geeignet.

Dabei sind die Abrasivkörner beispielsweise fest an dem Sägewerkzeug befestigt und können etwa als eine Abrasivkornbeschichtung vorliegen. Das

Zusammenwirken des Sägewerkzeugs mit den Abrasivkörnern kann daher durch eine Befestigung der Abrasivkörnern an dem Sägewerkzeug bewirkt werden.

Ein Verlagern bedeutet dabei insbesondere, dass das Sägewerkzeug entlang der gewollten Schnittkante des Werkstücks bewegt wird, wobei die Abrasivkörner auf der Oberfläche des Werkstücks entlangreiben, um ein spanendes Abtragen des Werkstücks zu bewirken. Ein spanendes Abtragen bedeutet hier insbesondere, dass das abgetragene Material in Form von Spänen beziehungsweise Partikeln anfällt.

Erfindungsgemäß ist dabei weiterhin vorgesehen, dass zwischen dem Werkstück und dem Sägewerkzeug eine elektrische Spannung zum spannungsbasierten Abtragen des Werkstücks angelegt wird. Das abrasive Abtragen des Werkstücks wird daher unterstützt durch ein spannungsbasiertes Abtragen, wodurch wenigstens zwei Abtrag prozesse parallel durchgeführt werden. Dadurch wird die

Abtragrate, also das Maß an abgetragenem Material des Werkstücks, erhöht.

Darüber hinaus kann die Vorschubgeschwindigkeit, also die Geschwindigkeit des Verlagerns des Sägewerkzeugs entlang der Oberfläche des Werkstücks, gesteigert werden. Im Detail können Vorschubgeschwindigkeiten von bis zu 1 ,5 mm/min erreicht werden. Derartige Vorschubgeschwindigkeiten sind sowohl für ein abrasives, als auch für ein spannungsbasiertes Abtragen des Werkstücks geeignet. Dabei ist die Vorschubgeschwindigkeit hoch genug, um wirtschaftlich sinnvoll zu arbeiten, und dabei gering genug, um auch kleinste Werkstücke mit einer hohen Genauigkeit zu bearbeiten.

Erfindungsgemäß wird daher eine Absenkung der bei einem Sägebeziehungsweise Bearbeitungsvorgang zu veranschlagenden Prozesszeit ermöglicht. Eine Produktion von zu formenden Werkstücken kann daher auch in Kleinserien ohne einen unverhältnismäßig hohen und daher unwirtschaftlichen

Kostenaufwand durchgeführt werden. Erfindungsgemäß dienen das Sägewerkzeug und das Werkstück als Elektroden. Es ist somit ersichtlich, dass das Sägewerkzeug und das Werkstück jeweils aus einem elektrisch leitenden Material ausgebildet sein sollten. Dies hat den Vorteil, dass das erfindungsgemäße Verfahren auf bereits bestehenden Sägemaschinen ohne einen großen Aufwand an baulichen Maßnahmen durchgeführt werden kann. Es werden lediglich eine Spannungsquelle und gegebenenfalls geeignete Isolatoren benötigt. Das Verfahren gemäß der Erfindung ist insbesondere für ein Sägen eines

Siliziumwerkstücks geeignet. Jedoch können auch andere, elektrisch leitende Werkstücke mit dem erfindungsgemäßen Verfahren gesägt werden,

insbesondere Halbleiterwerkstücke wie etwa Galliumarsenid oder

Indiumphosphid.

Unter einem Verfahren zum Sägen eines Werkstücks wird dabei insbesondere ein Verfahren zum Trennen oder Einkerben eines Werkstücks verstanden. Durch einen Sägevorgang können somit sowohl ein oder mehrere Teile des Werkstücks von dem Werkstück abgetrennt werden oder aber Einkerbungen

beziehungsweise Strukturen in dem Werkstück geschaffen werden.

Im Rahmen einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird zwischen dem Sägewerkzeug und dem Werkstück eine

Flüssigkeit angeordnet. Eine Flüssigkeit kann hier einerseits das Sägewerkzeug wie auch das Werkstück kühlen, was insbesondere bei einem spanenden

Abtragen bevorzugt ist. Darüber hinaus kann die Flüssigkeit eine Schmierwirkung erzielen, die den benötigten Kraftaufwand zum Verlagern des Sägewerkzeugs minimiert. Dadurch wird das Sägewerkzeug geschont. Folglich kann die

Flüssigkeit die Funktion eines Kühlschmiermittels aufweisen. Geeignete

Flüssigkeiten umfassen etwa Glykol oder Öl, wie etwa ein mineralisches oder synthetisches Öl.

Zusätzlich kann die Flüssigkeit als Trägermedium für Abrasivkörner dienen, wodurch auch ein Verfahren gemäß dem Prinzip des ungebundenen Korns, also mit Schneidkörnern in dem Trägermedium, möglich ist. In dieser

Ausführungsform bildet das Trägermedium mit den Abrasivkörnern eine Suspension beziehungsweise die Slurry aus, wobei die Abrasivkörner in diesem Fall von dem sich verlagernden Sägewerkzeug mitgerissen werden und so ein spanendes Abtragen des Werkstücks bewirken. Das Zusammenwirken des Sägewerkzeugs mit den Abrasivkörnern kann dabei durch ein Mitgerissenwerden 5 der Abrasivkörner durch das Verlagern des Sägewerkzeugs bewirkt werden.

Im Rahmen einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird durch die Spannung zwischen dem Sägewerkzeug und dem Werkstück ein Entladungsbogen zum Abtragen des Werkstücks erzeugt. In l o dieser Ausgestaltung wird somit im Wesentlichen auf das Funktionsprinzip des

Funkenerodierens (EDM) zurückgegriffen. Der Entladungsbogen

beziehungsweise Lichtbogen bewirkt, dass das Material des Werkstücks schmilzt und/oder verdampft und sich so aus dem Gefüge löst. Durch einen Spannungsbogen wird zusätzlich zu dem abrasiven Abtragen des Werkstücks

15 daher ein thermisches Abtragen des Werkstücks möglich.

Insbesondere ein derartiges thermisches Abtragen des Werkstücks ermöglicht neben einer deutlich vergrößerten Abtragungsrate das Sägen von Werkstücken mit sehr komplexen Formen und Konturen. Dabei ist eine hohe Maßhaltigkeit 20 möglich. Das erfindungsgemäße Verfahren ist so ferner auch bei sehr harten

Metallen möglich, da hier vorwiegend die Schmelz- beziehungsweise Verdampfungstemperatur von Bedeutung ist, jedoch weniger die Härte eine Grenze setzt.

25 Dabei ist es besonders vorteilhaft, wenn zwischen dem Sägewerkzeug und dem

Werkstück ein Dielektrikum angeordnet wird. Das Dielektrikum kann dabei durch die Flüssigkeit gebildet sein. Auf diese Weise kann die Ausbildung eines geeigneten Entladungsbogens sichergestellt werden, der nicht durch eine elektrisch leitende Komponente zwischen dem Sägewerkzeug und dem

30 Werkstück gestört oder gehindert wird. In besonders vorteilhafter Weise wird das

Dielektrikum insbesondere ausgewählt aus entionisiertem Wasser oder einem Öl, wie etwa einem synthetischen Öl.

Im Rahmen einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen

35 Verfahrens wird das Werkstück als Anode und das Sägewerkzeug als Kathode polarisiert, um einen Elektronenfluss zwischen dem Werkstück und dem Sägewerkzeug zu ermöglichen. In dieser Ausgestaltung wird daher im

Wesentlichen das Funktionsprinzip des elektrochemischen Abtragens (ECM) verwendet. Der durch die angelegte Spannung erzeugte fließende Strom bewirkt dabei, dass aus dem Material des Werkstücks Ionen sich von dem Werkstück lösen, wodurch das Werkstück abgetragen wird. Neben einer deutlich

vergrößerten Abtragungsrate verglichen mit einem reinen abrasiven Abtragen des Werkstücks wird durch das Verwenden eines elektrochemischen Abtragens das Erzeugen von kompliziertesten räumlichen Formen ermöglicht. Darüber hinaus sind mit einem derartigen Verfahren Bearbeitungen mit höchster Präzision im Mikrometerbereich möglich. Ferner werden nach dem Sägen Oberflächen mit einer höchsten Güte erhalten.

Dabei ist es besonders bevorzugt, dass zwischen dem Sägewerkzeug und dem Werkstück ein Elektrolyt angeordnet wird. Auch der Elektrolyt kann durch die Flüssigkeit gebildet sein. Auf diese Weise kann ein ausreichender Stromfluss zwischen dem Sägewerkzeug und dem Werkstück sichergestellt werden, wobei die aus dem Material des Werkstücks sich gelösten Ionen in den Elektrolyten wandern. Dabei ist es besonders bevorzugt, wenn der Elektrolyt eine

Leitfähigkeit in einem Bereich von > 5mS/cm bis < 75 mS/cm aufweist.

Besonders bevorzugte Elektrolyten, die im Rahmen der Erfindung verwendet werden können, sind insbesondere ausgewählt ist aus einer wässrigen

Natriumchloridlösung oder einer wässrigen Natriumnitratlösung.

In dem Fall, dass zusätzlich zu dem abrasiven Abtragen des Werkstücks ein gemeinsames thermisches und elektrochemisches Abtragen durchgeführt wird, findet im Wesentlichen ein sogenanntes ECDM-Verfahren statt. In diesem Fall sollte zwischen dem Werkstück und dem Sägewerkzeug eine Substanz, insbesondere eine Flüssigkeit, angeordnet sein, die eine elektrische Leitfähigkeit von < 10mS/cm aufweist. Auf diese Weise kann die Leitfähigkeit ausreichend hoch sein, um zumindest einen geringen elektrischen Strom zwischen dem

Werkstück und dem Sägewerkzeug zu ermöglich, der ein elektrochemisches Abtragen des Werkstücks erlaubt. Darüber hinaus ist die Leitfähigkeit gering genug, um das Ausbilden eines Entladungsbogens zu ermöglichen. Im Rahmen einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der vorliegenden

Erfindung wird das Sägewerkzeug mit Abstand zu dem Werkstück entlang diesem verlagert, wobei der Abstand insbesondere durch die Anordnung und/oder Dicke der Abrasivkörner bestimmt wird. Unter einem Abstand zwischen dem Werkzeug und dem Sägewerkstück wird im Rahmen der Erfindung verstanden, dass die Außenseite des Sägewerkzeugs nicht in direktem Kontakt mit dem Werkstück steht. Dies ist insbesondere bei spannungsbasierten beziehungsweise elektrischen Abtragungsverfahren zu bevorzugen, weil diese insbesondere mit einem Abstand zwischen dem Werkzeug und dem

Sägewerkstück wie gewünscht arbeiten. Der Abstand kann dabei durch die Anordnung und/oder Dicke der Abrasivkörner bestimmt sein. In dem Fall, dass die Abrasivkörner an dem Sägewerkzeug befestigt sind, bestimmt die Dicke der

Abrasivkörner direkt den Abstand zwischen dem Sägewerkzeug und dem Werkstück. In der Ausgestaltung, in der die Abrasivkörner sich in einem

Trägermedium befinden und von dem sich verlagernden Sägewerkzeug mitgerissen werden, muss der Abstand naturgemäß so gewählt werden, dass durch ein Einwirken des Sägewerkzeugs die mitgeschleiften Abrasivkörner ein spanendes Abtragen des Werkstücks ermöglichen. Daher wird der Abstand auch in diesem Fall durch die Anordnung, beziehungsweise Dicke der Abrasivkörner bestimmt. Im Rahmen einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen

Verfahrens wird das Sägewerkzeug ausgewählt aus einem Kupfer-, Messing-, Graphit-, Wolfram- oder Stahl-Draht. Auf diese Weise bietet das Sägewerkzeug eine ausreichend große Stabilität, Zugfestigkeit und ist dabei elektrisch leitend, so dass sowohl ein abrasives, als auch ein spannungsbasiertes

beziehungsweise elektrisches Abtragen es Werkstücks möglich ist.

Es ist weiterhin vorteilhaft, wenn eine Spannung von > 10V verwendet wird. Dabei ist die angelegte Spannung besonders bevorzugt in Abhängigkeit von der Art des spannungsbasierten Abtragens des Werkstücks zu wählen. Insbesondere werden bei einem EDM und einem ECDM-Verfahren Spannungen in einem

Bereich von > 100V bis < 500V gewählt, wohingegen bei einem ECM-Verfahren Spannungen in einem Bereich von > 10V bis < 80V besonders geeignet sind.

Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ferner eine Vorrichtung zum Sägen eines Werkstücks gemäß dem nebengeordneten Anspruch. Weitere Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Gegenstände werden durch die Zeichnungen veranschaulicht und in der nachfolgenden Beschreibung erläutert. Dabei ist zu beachten, dass die

Zeichnungen nur beschreibenden Charakter haben und nicht dazu gedacht sind, die Erfindung in irgendeiner Form einzuschränken. Es zeigen

Fig. 1 eine schematische Darstellung einer Ausführungsform des

erfindungsgemäßen Verfahrens;

Fig. 2 eine schematische Darstellung einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens.

In Figur 1 ist schematisch die Funktionsweise eines erfindungsgemäßen

Verfahrens zum Sägen eines Werkstücks 10 dargestellt. Das erfindungsgemäße Verfahren kann insbesondere Verwendung finden, um ein Drahtsägen bei einem Siliziumwerkstück durchzuführen, um so beispielsweise einen Siliziumwafer herzustellen.

Es ist ein Werkstück 10 gezeigt. Um das Werkstück 10 zu sägen, wird entlang des Werkstücks 10 ein Sägewerkzeug 12 verlagert beziehungsweise entlang diesem geführt. Das Sägewerkzeug 12 kann dabei insbesondere ein Metalldraht, wie etwa ein Kupfer-, Messing-, Graphit-, Wolfram- oder Stahl-Draht sein. Diese Metalle sind einerseits gut für ein Drahtsägen geeignet. Andererseits sind diese Drähte als Metalle elektrisch leitend, was insbesondere für ein

spannungsbasiertes Abtragen des Werkstücks 10 von Bedeutung ist. Das Sägwerkzeug 12 beziehungsweise der Metalldraht kann dabei eine Dicke in einem Bereich von > 100μηι bis < 180μηι aufweisen.

Bei einem Verlagern des Sägewerkzeugs 12 entlang der Oberfläche des

Werkstücks 10 wirken auf das Werkstück 10 Schneidkörner beziehungsweise Abrasivkörner 14 ein. Durch das Einwirken der Abrasivkörner 14 auf das

Werkstück 10 wird dieses mechanisch gesägt beziehungsweise abrasiv abgetragen.

Demzufolge sollten die Abrasivkörner 14 derart ausgestaltet sein, dass diese bei einem Einwirken auf das Werkstück 10 ein spanendes Abtragen des Werkstücks 10 beziehungsweise von Material des Werkstücks 10 bewirken können. Die Abrasivkörner 14 sind dazu insbesondere Partikel, die aus Siliciumcarbid bestehen oder dieses zumindest zu einem Großteil umfassen.

Siliciumcarbid ist ein dem Diamant sehr ähnlicher Werkstoff weist folglich eine sehr hohe Härte auf, die in einem Bereich von 9,6 (Mohs) und 2600 (Vickers, Knoop) liegen kann. Eine derart hohe Härte ist zu bevorzugen, damit das

Abrasivkorn 14 selbst bei einem Sägevorgang nicht beschädigt wird oder sich in einem zu hohen Maße abnutzt. Darüber hinaus ist Siliciumcarbid auch bei Temperaturen über 800 °C gegen Sauerstoff in einem hohen Maße

oxidationsbeständig, und ist ferner elektrisch nicht leitend, was insbesondere bei einer Kombination der spanenden Abtragung mit einer spannungsbasierten

Abtragung von Nutzen ist. Weitere bevorzugte Materialien, die die Abrasivkörner 14 umfassen können, sind etwa Diamant oder kubisches Bornitrid (CBN).

In der Ausführungsform gemäß Figur 1 sind die Abrasivkörner 14 fest an dem Sägewerkzeug 12 befestigt, man spricht hier auch von einem Sägen mit gebundenem Korn. Dadurch findet ein Sägevorgang automatisch dann statt, wenn das Sägewerkzeug 12 entlang der Oberfläche des Werkstücks 10 verlagert wird, da die Abrasivkörner 14 so auf das Werkstück 10 einwirken. Dabei wird das Sägewerkzeug 12 mit Abstand zu dem Werkstück 10 entlang diesem verlagert wobei der Abstand insbesondere durch die Dicke der Abrasivkörner 14 bestimmt wird. Es kann durch das Sägewerkzeug 12 ein Druck in Richtung des

Werkstücks 10 ausgeübt werden, was durch den Pfeil 16 verdeutlicht wird. Das Sägewerkzeug 12 beziehungsweise seine Oberfläche kann so immer genau den Abstand zu dem Werkstück 10 einhalten, der im Wesentlichen der Dicke, beziehungsweise dem Durchmesser der Abrasivkörner 14 entspricht, wobei eine Eindringtiefe der Abrasivkörner 14 in das Werkstück 10 zu berücksichtigen ist. Selbstverständlich kann in dieser Ausführungsform der Abstand zwischen dem Sägewerkzeug 12 und dem Werkstück 10 dabei eingestellt werden, indem bei der Befestigung der Abrasivkörner 14 auf dem Sägewerkzeug 12 der

Durchmesser der Abrasivkörner 14 gewählt wird beziehungswiese eine Mehrzahl von Schichten an Abrasivkörnern auf dem Sägewerkzeug 12 angeordnet wird.

Durch ein Verlagern des Sägewerkzeugs 12 entlang der Oberfläche des

Werkstücks 10 und dabei vorzugsweise durch das Ausüben eines Drucks des Sägewerkzeugs 12 in Richtung des Pfeils 16 beziehungsweise eines Druckes des Werkstücks 10 in entgegengesetzter Richtung kann dabei eine Einkerbung 18 erhalten werden, die den Sägeprozess verdeutlicht. Dabei ist vorzugsweise das Vorsehen einer Substanz 20, wie etwa einer Flüssigkeit, zwischen dem Sägewerkzeug 12 und dem Werkstück 10 von Vorteil, die als Kühlschmiermittel dienen kann und den Sägeprozess so vereinfacht.

Um den mechanischen abrasiven Abtragprozess zu unterstützen, ist es erfindungsgemäß vorgesehen, dass zwischen dem Sägewerkzeug 12 und dem Werkstück 10 eine Spannung angelegt wird, wie dies durch die Spannungsquelle 22 in Figur 1 verdeutlicht wird. Auf diese Weise kann das rein mechanische Abtragen des Werkstücks 10 durch ein spannungsbasiertes beziehungsweise elektrisches Abtragen unterstützt und die Abtragrate und die Prozessdauer so verbessert werden.

Beispielsweise kann durch die Spannung zwischen dem Sägewerkzeug 12 und dem Werkstück 10 ein Entladungsbogen zum Abtragen des Werkstücks 10 erzeugt werden. Durch den Entladungsbogen beziehungsweise

Spannungsbogen schmilzt beziehungsweise verdampft das Material des Werkstücks 10, wodurch eine thermische Unterstützung des mechanischen Sägevorgangs möglich ist.

In diesem Verfahren ist ein Abstand zwischen dem Sägewerkzeug 12 und dem Werkstück 10 vorzugsweise so zu wählen, dass ein Spalt in einer

Größenordnung von > 0,004mm bis < 0,5mm entsteht. Diese Spaltgröße ist wie bereits ausgeführt durch die Auswahl und Anordnung der Abrasivkörner 14 einstellbar. Ein Aufwändiges Einstellen und Überwachen der Spaltgröße beziehungsweise des Abstandes ist so nicht notwendig. Besonders bevorzugt wird bei einem EDM- und einem ECDM-Verfahren ein Spalt in einem Bereich von etwa > 5μηι bis < 100 μηι ausgebildet. Bei einem ECM-Verfahren weist der Spalt vorzugsweise eine Größe in einem Bereich von etwa > 5μηι bis < 1000 μηι auf. Die genau Spaltgröße wird dabei vorzugsweise in Abhängigkeit der angelegten Spannung gewählt.

Insbesondere sind die Abrasivkörner 14 dabei aus einem elektrisch isolierenden Material, wie etwa Siliciumcarbid, ausgebildet und sind daher an dem

spannungsbasierten Abtragungsprozess nicht beteiligt. Sie dienen vielmehr ausschließlich dem mechanischen Abtragen des Werkstücks 10. Darüber hinaus ist die Substanz 20 in diesem Fall vorzugsweise ebenfalls ein Dielektrikum. Dieses kann dann insbesondere ausgewählt werden aus entionisiertem Wasser oder einem Öl. Beide Substanzen dienen als guter Isolator, um einen

Spannungsbogen in geeigneter weise nicht zu behindern, und haben ferner für ein Kühlschmiermittel geeignete Eigenschaften.

Alternativ oder zusätzlich zu einem thermischen Abtragen des Werkstücks 10 kann erfindungsgemäß ein elektrochemisches beziehungsweise anodisches Abtragen des Werkstücks 10 erfolgen. Dazu kann das Werkstück 10 als Anode und das Sägewerkzeug 12 als Kathode polarisiert werden. Darüber hinaus kann, um einen ausreichenden Stromfluss zwischen dem Werkstück 10 und dem Sägewerkzeug 12 zu ermöglichen, als Substanz 20 ein Elektrolyt gewählt werden. Der Elektrolyt kann dabei insbesondere ausgewählt werden aus einer wässrigen Natriumchloridlösung oder einer wässrigen Natriumnitratlösung.

Ferner weist der Elektrolyt vorzugsweise eine elektrische Leitfähigkeit in einem Bereich von > 5mS/cm bis < 75mS/cm auf.

In dieser Ausgestaltung kann durch die angelegte Spannung zwischen dem Werkstück 10 und dem Sägewerkzeug 12 ein Strom fließen, der ein

elektrochemisches Abtragen des Werkstücks 10 ermöglicht. Im Detail gehen an der Anode, also dem Werkstück 10, Ionen in Lösung und wandern insbesondere durch den Elektrolyten zu dem Sägewerkzeug 14.

Dabei können das thermische und das elektrochemische Abtragverfahren gleichermaßen in Kombination zusätzlich zu dem abrasiven Verfahren eingesetzt werden. In diesem Fall ist somit die Steigerung der Abtragrate durch ein paralleles Verwenden eines mechanischen, thermischen und eines

elektrochemischen Abtragens möglich. Bei einem Hybridprozess, also einer Kombination von thermischen und elektrochemischen Abtragverfahren, agiert die anodische Auflösung des Materials des Werkstücks vorzugsweise während der Zündverzögerung des thermischen Verfahrens.

In Figur 2 ist eine weitere Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens gezeigt. Das Verfahren gemäß Figur 2 entspricht im Wesentlichen dem

Verfahren von Figur 1 , weshalb entsprechende Komponenten mit gleichen

Bezugszeichen versehen sind. Der Unterschied des Verfahrens gemäß Figur 2 liegt in der Anordnung des Abrasivkorns 14 beziehungsweise der Abrasivkörner 14. Während die Abrasivkörner 14 in Figur 1 an dem Sägewerkzeug 12 befestigt sind, liegen dieses gemäß Figur 2 lose in der Substanz 20, in diesem Fall einem Trägermedium, vor. Dieses Verfahren wird daher auch als Sägen mit losem Korn bezeichnet. In dieser Ausgestaltung werden die Abrasivkörner 14 von dem sich bewegenden Sägewerkzeug mitgerissen und wirken so auf das Werkstück 10 ein, um ein spanendes Abtragen zu bewirken.

Auch in diesem Fall ist eine genaue Abstandsregelung nicht erforderlich, da der Abstand zwischen dem Sägewerkzeug und dem Werkstück durch die Dicke, beziehungsweise den Durchmesser und die Anordnung der Abrasivkörner 14 bestimmt wird.