线材管理系统技术方案

本发明专利技术是有关于一种供线锯(8)所用的线材管理系统(7)，其具有经引导通过一切割区域(13)的一切割线材(3)，该线材管理系统(7)包含一用于供给切割线材(3)至该线锯(8)的切割区域(13)的线材供给单元(5)及用于自该线锯(8)的切割区域(13)接收切割线材(3)的一线材接收单元(6)，其中该线材供给单元(5)及该线材接收单元(6)的至少之一包含：在部分重叠绕组中用于承载该切割线材(3)的至少一可转动贮存滚动条(1)，用于在绕组中暂时地接收该切割线材(3)的至少一可转动储存滚动条(2)，其中该储存滚动条(2)的该可转动轴(2b)是与该贮存滚动条(1)的转动轴(1b)相一致，一线材引导构件(9)其当线材卷绕在该储存滚动条(2)上时用于引导该切割线材(3)，以致在该储存滚动条(2)上的该线材绕组不会彼此部分重叠及/或与在该贮存滚动条(1)上的绕组比较位在该储存滚动条上的绕组具有一较低的密度。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】线材管理系统
本专利技术是有关于用在具有经引导穿过一切割区域的一切割线材的一线锯的一种线材管理系统、一种线锯以及一种切割方法。本专利技术特别地是有关于固定磨料锯切技术。现今，用于半导体应用、太阳能电池或发光二极管的晶圆是越来越多使用固定磨料进行切割。不再是以由金属线材运送的悬浮于研磨浆液中的磨料进行切割。该磨料是直接地附装至该金属线材。该线材被称为固定磨料线材(例如，钻石线材)。
技术介绍
锯切技术是使用于半导体、电子组件、太阳能电池、光学组件及光子学的工业。典型的经锯切(脆性)材料是砷化镓(GaAs)、锗、多晶体或单晶体或单晶硅(mono-likesilicon)、磷化铟(InP)、石英、蓝宝石或其他陶瓷材料。线锯的线材导辊是经聚胺酯涂覆在该线材接收表面上具有用于导引所述切割线材的沟槽。在所述等沟槽中所述钻石线材是形成网状涵盖所述线材导辊。所述等沟槽的节距(亦即，所述沟槽样式本身重复所涵盖的距离)连同所使用线材的直径，将决定所述等锯切晶圆的厚度。假如所述固定磨料线材可在连续切割中连续地使用，即使线材卷的一部分已在先前的切割中使用在所使用线材的剩余锯切能力未降低太多的情况下，固定磨料晶圆锯切的制造的成本仍能够显著地降低。所述锯切能力能够由制造过程中线材挠曲(线材之弓状弯曲)加以测量。已丧失锯切潜在能力的线材与新的未使用线材相比其挠曲更大(具有较高的弯曲)。以钻石线材切割硅通过在两方向上移动所述切割线材是常见的。所述线材是如同一般的手锯前后地移动。通常向前切割线材从供给滚动条到接收(或可抛弃)滚动条与在相反方向上比较稍长。这被称作“朝圣者模式(pilgrimmode)”。该朝圣者模式导致间歇的增加新的未使用的线材。这似乎不令人惊讶，但因为针对浆液切割线材通常仅在一个方向上移动，所以使用朝圣者模式不是通常的切割方式。在开始切割过程之前，所述切割线材被放置在所述线锯中。图1中显示现有技术文件CH691292A5，具有线材管理系统的一种线锯，该线锯正准备切割。为了进行朝圣者模式，切割线材是从供给滚动条卸离，运行通过所述切割区域从而构成一线材卷，并接着缠绕在接收滚动条(可抛弃滚动条)上。通常，驱动该构成线材卷的供给滚动条、接收滚动条及线材导辊。所述线材在一个方向上运行，例如500-600米，也即与该开始点比较，附加的500-600米是从所述供给滚动条卸离以及卷绕在所述接收滚动条上，但仅有例如490至590米是从所述接收滚动条往回卷绕至所述供给滚动条。以此方式将新线材供给至所述线材卷。一旦一切割线材部分不再触及待切割的工作件(亦即，在此部分之后供给更多的切割线材，因此当该线材移动回来时，其不再触及该工作件)，该线材应会用尽：在该切割线材上的钻石会从所述线材磨碎掉下或分离。经研究发现位于所述供给滚动条及接收滚动条上所述切割线材的多重部分重叠卷绕导致损害线材。在离开所述滚动条或抵达所述滚动条的最上层线材部分以及布置在下方的线材部分之间产生摩擦，减少了线材的使用寿命并因而增加成本。当线材经卷绕覆盖本身时产生摩擦。JP2000158436揭示一种线材管理系统，其在所述供给滚动条之后设有一中间轮。切割线材是从该供给滚动条卸离，接着在运行至所述线材卷之前运行到一中间轮。当该线材离开所述线材卷时，其将在卷绕到所述接收滚动条上之前到运行至一个第二中间轮。无疑地，切割线材可经由线材卷供给，只要所述中间轮能供给切割线材而未从所述供给滚动条引进新的线材。此外，假若所述中间轮的直径是D，则可使用πD线材进行切割而不需转动所述供给滚动条及接收滚动条。然而，可暂时地储存在所述中间轮上的所述线材部分的长度极短。对于一个有效的朝圣者模式而言，所述切割线材必需在反向之前行进数百米，例如，500或600米。因此，JP2000158436中公开的所述系统并不适合用于同时地切割大于300个晶圆。再者，该线材在其必需减速及改变方向之前无法达到它的最大速度。因为切割效率也视线材的速度而定，这将导致该线材(以及实际上所有滑轮及辊)必需极频繁地加速的不想要的结果。如此将导致较低的平均线材速度，该速度将不利于切割且需大量能源。JP2000-024905公开了具有线材管理系统的线锯。使用中间绞盘卷筒以降低该切割线材中的张力，因此利用较少的张力将该线材缠绕在所述供给以及接收滚动条上。如此可防止滑轮及辊磨损太快。然而，因为线材中的张力无法降至零，所以当该线材缠绕在该贮存滚动条上及从所述贮存滚动条卸离时仍将会伤害线材本身。再者，每一个所述中间卷筒需要一个具有高度地动态控制的个别传动器。事实上此系统的问题在于所述线材必需全程在张力下加以固持。否则其将有无法预测的特性。此文件也无法解决彼此抓住卷绕的问题。在缠绕的过程中该线材会磨损。具有较大张力的锐利未使用的线材会与该线材卷绕下方产生摩擦。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服该等问题并提供一种防止所述切割线材损坏的线材管理系统。所述线材管理系统应特别地防止由于所述线材在所述等滚动条上的相对移动(线材对线材摩擦/刮擦)的线材断裂。所述切割线材的使用寿命应通过低磨损的线材管理而增加。与现有技术相比低磨损线材管理容许使用相同的线材部分更长。因此，通过本专利技术也可延伸增加新切割线材部分的寿命。最后，所述线材管理系统本身在构造、节省空间及成本有效性方面应为简单的。利用线材管理系统应能够在低空间要求下储存大数量线材。在供给新线材的贮存滚动条上具有更多的线材(大贮存器储存)的优势如下：所述线材的所述最后部分无法完全地使用完毕。在此部分达到该状态之前，该部分的一个前驱物应已完全磨损且导致线材断裂。该线材的最先及最后部分一点也不能被使用于切割作业因为其一点也不能到达所述线材卷︰其是附装至所述贮存滚动条且无法移动至/通过所述线材卷。总之，所述线材的第一及最后部分无法有效地使用。无疑地使得位于所述贮存滚动条上所述线材为长，将减少未被有效使用的所述部分的所述线材的百分比。此外，在一个贮存滚动条上的所述线材具有两个前述部分，而具有相同线材总量的两个滚动条具有四个前述部分，损失加倍。此目的通过用于具有经引导通过一个切割区域的切割线材的线锯的线材管理系统来完成，该线材管理系统包含用于供给切割线材至该线锯的切割区域的线材供给单元及用于从该线锯的切割区域接收切割线材的线材接收单元，其中该线材供给单元及线材接收单元的两者至少有一个包含：在部分重叠绕组中用于承载该切割线材的至少一个可转动贮存滚动条；用于在绕组中暂时地接收所述切割线材的至少一个可转动储存滚动条，其中所述储存滚动条的所述可转动轴是与所述贮存滚动条的转动轴相一致；一个线材引导构件用于当所述切割线卷绕在所述储存滚动条上时引导所述切割线材，以致在所述储存滚动条上的线材绕组不会彼此部分重叠及/或与在所述贮存滚动条上的绕组相比具有一较低的密度。本专利技术的线材管理系统有效地降低线材断裂的风险，增加所述切割线材的使用寿命，减少磨料粒子的不想要的损失诸如源自于线材的钻石。如此目的可在所述切割过程中通过降低所述切割线材的磨损而达到。所述储存滚动条容许在部分重叠卷绕中承载大量的切割线材。所述贮存滚动条容许在非部分重叠卷绕中承载所述切割线材。所述贮存滚动条暂时地承载在朝圣者循环期间所使用的线材部分，亦即在一第一方向移动切割本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种供线锯(8)所用的线材管理系统(7)，其具有经引导通过一切割区域(13)的一切割线材(3)，该线材管理系统(7)包含用于供给切割线材(3)至该线锯(8)的切割区域(13)的线材供给单元(5)以及用于自该线锯(8)的切割区域(13)接收切割线材(3)的线材接收单元(6)，其中该线材供给单元(5)或该线材接收单元(6)中的其一或其二包含：在部分重叠绕组中用于承载该至少一部分的切割线材(3)的至少一个可转动贮存滚动条(1)；用于在绕组中暂时地接收该切割线材(3)的一部分的至少一个可转动储存滚动条(2)，其中所述储存滚动条的可转动轴(2b)本质上与所述贮存滚动条(1)的转动轴(1b)相一致；一线材引导构件(9)，其顺应于用于引导该切割线材(3)朝向所述储存滚动条(2)，以致在所述储存滚动条(2)上的线材绕组不会彼此部分重叠及/或与在所述贮存滚动条(1)上的绕组相比，位于所述储存滚动条(2)上的绕组具有一较低的密度；以及优选地其中该线材引导构件(9)也是顺应于以引导该切割线材(3)朝向所述贮存滚动条(1)。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2012.12.04 EP 12195539.71.一种供线锯(8)所用的线材管理系统(7)，其具有经引导通过一切割区域(13)的一切割线材(3)，该线材管理系统(7)包含用于供给切割线材(3)至该线锯(8)的切割区域(13)的线材供给单元(5)以及用于自该线锯(8)的切割区域(13)接收切割线材(3)的线材接收单元(6)，其中该线材供给单元(5)或该线材接收单元(6)中的其一或其二包含：在部分重叠绕组中用于承载该至少一部分的切割线材(3)的至少一个可转动贮存滚动条(1)；用于在绕组中暂时地接收该切割线材(3)的一部分的至少一个可转动储存滚动条(2)，其中所述储存滚动条的可转动轴(2b)本质上与所述贮存滚动条(1)的转动轴(1b)相一致；一线材引导构件(9)，其顺应于用于引导该切割线材(3)朝向所述储存滚动条(2)，以致在所述储存滚动条(2)上的线材绕组不会彼此部分重叠及/或与在所述贮存滚动条(1)上的绕组相比，位于所述储存滚动条(2)上的绕组具有一较低的密度。2.根据权利要求1所述的线材管理系统，其中该线材引导构件(9)也是顺应于以引导该切割线材(3)朝向所述贮存滚动条(1)。3.根据权利要求1所述的线材管理系统，其中所述贮存滚动条(1)及所述储存滚动条(2)彼此相邻地安装。4.根据权利要求1至3任一项所述的线材管理系统，其中所述储存滚动条(2)的线材承载表面(2a)的直径是大于所述贮存滚动条(1)的线材承载表面(1a)的直径。5.根据权利要求1至3任一项所述的线材管理系统，其中所述储存滚动条(2)的线材承载表面(2a)的长度大于所述贮存滚动条(1)的线材承载表面(1a)的长度。6.根据权利要求1至3任一项所述的线材管理系统，其中所述储存滚动条(2)能够储存超过100米的切割线材(3)。7.根据权利要求6所述的线材管理系统，其中所述储存滚动条(2)以非部分重叠的方式储存超过100米的切割线材(3)。8.根据权利要求1至3任一项所述的线材管理系统，其中所述线材供给单元(5)及所述线材接收单元(6)中至少其中之一包含同步化构件，其能够将所述贮存滚动条(1)的转速与所述储存滚动条(2)的转速彼此同步。9.根据权利要求8所述的线材管理系统，其中所述同步化构件是介于所述储存滚动条(2)与所述贮存滚动条(1)之间的固定式连接头，所述储存滚动条(2)与所述贮存滚动条(1)具有共同的转动驱动装置，或是其中每一储存滚动条(2)及贮存滚动条(1)具有其自有的转动驱动装置(10，11)，其中所述同步化构件，将所述转动驱动装置(10，11)同步化。10.根据权利要求9所述的线材管理系统，其中，所述同步化构件是一与所述转动驱动装置(10，11)连接的控制装置的形式。11.根据权利要求1至3任一项所述的线材管理系统，其中所述线材引导构件(9)包含一滑动滑轮(4)它是可沿着所述储存滚动条(2)的所述转动轴(2b)移动涵盖所述储存滚动条(2)的长度。12.根据权利要求11所述的线材管理系统，其中，该滑动滑轮(4)也是可沿着所述贮存滚动条(1)的所述转动轴(1b)移动涵盖所述贮存滚动条(1)的长度，及/或其中所述线材引导构件(9)包含线材引导沟槽位于所述储存滚动条(2)的线材承载表面(2a)上。13.一种线锯(8)，用于切割一件材料，该线锯(8)具有一切割区域(13)，引导构件用于引导该切割线材(3)经过该切割区域(13)以及驱动构件用于在一第一方向及与该第一方向相反的一第二方向上驱动该切割线材(3)，其特征在于该线锯(8)包含一如上述权利要求中任一项所述的线材管理系统。14.根据权利要求13所述的线锯，其中，所述材料为半导体材料。15.根据权利要求13所述的线锯，其中，所述材料为锭、砖或芯材。16.根据权利要求13所述的线锯，其中，该线锯(8)包含至少两个由所述切割线材(3)构成一线材卷(17)的线材引导辊(14)。17.一种切割一件材料的切割方法，利用如权利要求13所述的线锯(8)，其中所述切割线材(3)通过所述切割区域(13)的移动方向是可交替地反向，其中在所述切割线材(3)在一第一方向上移动期间，切割线材(3)是自该线材供给单元(5)与该线材接收单元(6)中其中之一的该储存滚动条(2)退绕。18.根据权利要求17所述的切割方法，其中，所述材料为半导体材料。19.根据权利要求17所述的切割方法，其中，所述材料为锭、砖或芯材的形式。20.根据权利要求17所述的切割方法，其中，所述贮存滚动条(1)的转速实质上等于所述储存滚动条(2)的转速。21.根据权利要求17所述的切割方法，其中所述切割线材(3)在第一方向上移动期间，切割线材(3)是自该线材供给单元(5)的所述储存滚动条(2)退绕并经由线材卷(17)转移至所述线材接收单元(6)，在此处线材卷绕在该线材接收单元(6)的该储存滚动条(2)上，以及其中于该切割线材(3)在该第二方向上移动期间，切割线材(3)是自该线材接收单元(6)的该储存滚动条(2)退绕并经由该线材卷(17)转移至一线材供给单元(5)，在此处线材是卷绕在所述线材供给单元(5)的所述储存滚动条(2)上。22.根据权利要求17所述的切割方法，其中一部分的已使用过的切割线材(3)是由线材卷(17)转移至所述线材接收单元(6)，在此处线材是卷绕在所述线材接收单元(6)的所述贮存滚动条(1)上是为了最后储存在那里，同时其中一部分的切割线材(3)是自该线材供给单元(5)的所述储存滚动条(2)退绕并转移至所述线材卷(17)。23.根据权利要求22所述的切割方法，其中，同时地自该线材供给单元(5)的所述储存滚动条(2)退绕并转移至所述线材卷(17)的所述一部分的切割线材(3)的长度等于由所述线材卷(17)转移至所述线材接收单元(6)的所述一部分的已使用过的切割线材(3)的长度。24.根据权利要求17所述的切割方法，其中将一部分的新切割线材(3)从所述线材供给单元(5)的所述贮存滚动条(1)退绕并转移至所述线材卷(17)以便部分地更新所述线材卷(17)，以及其中同时地一部分的切割线材(3)是从所述线材卷(17)转移至所述线材接收单元(6)，在此处线材是卷绕在所述线材接收单元(6)的所述储存滚动条(2)上，及/或在将使用过切割线材(3)的一部分卷绕在所述线材接收单元(6)的所述贮存滚动条(1)上后，所述切割线材(3)保持在相同方向移动通过所述切割区域(13)，同时其是被所述线材引导构件(9)导引而后续地卷绕在所述线材接收单元(6)的所述储存滚动条(2)上...

【专利技术属性】
技术研发人员：斯特凡·胡根柏格，克里斯托夫·海尼格，
申请(专利权)人：梅耶博格公司，
类型：发明
国别省市：瑞士;CH