Nova Patents
EP2228186A2

Wire saw device

Abstract

Vorgeschlagen wird eine Drahtsäge-Vorrichtung zum Zerteilen eines kristallinen Barrens bzw. Ingots oder dergleichen. Die Drahtsäge-Vorrichtung kann z.B. als Squarer (100) ausgebildet sein, und weist einen über Drahtführungselemente (110) geführten und unter Zugspannung longitudinal bewegten Schneidedraht (140) auf, wobei die Drahtsäge-Vorrichtung (100) außerdem mindestens einen Sensor (135) aufweist, der in einem Umgebungsbereich (A) einer der Drahtführungselemente (110) angeordnet ist und der eine Änderung der aktuellen Position des Schneidedrahtes (140) bezogen auf eine als optimale Position vorgegebene Position (P0) quer zur longitudinalen Achse des Schneiddrahtes (140) erkennt. Damit kann z.B. das Auftreten eines Drahtsprungs des jeweiligen Schneidedrahtes (140) aus einer Rille heraus erkannt werden. Auch können andere Zustandsänderungen am Schneidedraht und/oder den Drahtführungselementen, wie z.B. Verschleiß, Änderung der Zugspannung usw. zuverlässig erkannt werden.

EP2228186A2, drawing sheet 1
Sheet 1 of 9

Term

Projected expiry 11 March 2030.

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  5. Projected expiry

22 claims: 9 independent, 13 dependent

  1. 1
    Drahtsäge-Vorrichtung zum Zerteilen von Körpern (200) aus kristallinem Material, wobei die Drahtsäge-Vorrichtung einen über ein oder mehrere Drahtführungselemente(110, 120, 121, 122, 124) geführten und unter Zugspannung longitudinal bewegten Schneidedraht (140) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Drahtsäge-Vorrichtung mindestens einen Sensor (135, 135*) aufweist, der in einem Umgebungsbereich (A) von mindestens einem der Drahtführungselemente (110, 120, 121, 121*, 122, 124) angeordnet ist und der eine Änderung der aktuellen Position des Schneidedrahtes (140) bezogen auf eine als optimale Position vorgegebene Position (P0) quer zur longitudinalen Achse des Schneiddrahtes (140) erkennt.
  2. 2
    Drahtsäge-Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der jeweilige Sensor (135) ein induktiver bzw. magnetischer und/oder optischer Sensor ist.
  3. 3
    Drahtsäge-Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der jeweilige Sensor (135) als ein Näherungsgeber mit integriertem Vorverstärker ausgebildet ist.
  4. 4
    Drahtsäge-Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Drahtführungselemente Umlenkrollen (120;121, 122;124) und/oder Drahtführungsscheiben (110) sind.
  5. 5
    Drahtsäge-Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der jeweilige Sensor (135;135*) beschaffen ist, eine ortsaufgelöste Änderung der aktuellen Position des Schneidedrahtes (140) zu detektieren, um eine damit verbundene Zustandsänderung des Schneidedrahtes (140) und/oder der Drahtführungselemente (120, 121, 122, 124), insbesondere Verschleiß, zu erkennen.
  6. 6
    Drahtsäge-Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der jeweilige Sensor (135;135*) beschaffen ist, eine zeitaufgelöste Änderung der aktuellen Position des Schneidedrahtes (140) zu detektieren, um eine damit verbundene Zustandsänderung des Schneidedrahtes (140), insbesondere Verschleiß und/oder Änderung der Zugspannung, zu erkennen.
  7. 7
    Drahtsäge-Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Drahtsäge-Vorrichtung als Squarer (100) ausgebildet ist, die blockartige Körper aus kristallinem Material, insbesondere Barren (200) aus Silizium, in mehrere Blöcke bzw. Bricks zerteilt, insbesondere durch Trennläppen zerschneidet.
  8. 8
    Drahtsäge-Vorrichtung als Squarer (100) ausgebildet nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Umgebungsbereich (A) einer jeden Drahtführungsscheibe (110) mindestens jeweils einer der Sensoren (135) so angeordnet ist, dass der Sensor (135) erfasst, ob der Schneidedraht (140) in derjenigen Rille (R5) verbleibt, in der der Schneidedraht (140) geführt ist oder in eine andere Rille gesprungen ist.
  9. 9
    Drahtsäge-Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Drahtsäge-Vorrichtung als Wafer-Säge ausgebildet ist, die blockartige Körper aus kristallinem Material, insbesondere Blöcke, Bricks oder Säulen aus Silizium, in mehrere Scheiben bzw. Wafer zerteilt, insbesondere durch Drahttrennläppen oder Drahttrennschleifen zerschneidet.
  10. 10
    Drahtsäge-Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Umgebungsbereich (A) den für den Schneidedraht (140) bestimmten Aufroll- und/oder Abrollbereich auf die bzw. von der Umlenkrolle (120;121, 122;124) und/oder Drahtführungsscheibe (110) umfasst.
  11. 11
    Drahtsäge-Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Umgebungsbereich (A) alle Rillen (R1, R5, R10) der jeweiligen Drahtführungsscheibe (110) umfasst.
  12. 12
    Drahtsäge-Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass der jeweilige Sensor (135) auf den in einer der Rillen (R5) geführten Schneidedraht (140) ausgerichtet ist.
  13. 13
    Drahtsäge-Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensoren (135) an einem Rahmen (130) der Drahtsäge-Vorrichtung (100) oder an einer daran befestigten Halterung montiert sind.
  14. 14
    Drahtsäge-Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Drahtsäge-Vorrichtung eine mit den Sensoren (135) verbundene Steuerungsschaltung (150) aufweist, die ein von dem Sensor (135) kommendes Sensorsignal (S) verarbeitet und ein Anhalten der sich longitudinal bewegenden Schneidedrähte (140) steuert, falls mindestens einer der Sensoren (135) das Ändern der Position des Schneidedrahtes (140) anzeigt, um eine damit verbundene Zustandsänderung des Schneidedrahtes (140) und/oder der Drahtführungselemente (110;120;121;122;124) zu erkennen.
  15. 15
    Drahtsäge-Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerungsschaltung (150) in eine Motorsteuerung für mindestens einen Elektromotor-Antrieb zum Bewegen der Schneidedrähte integriert ist.
  16. 16
    Drahtsäge-Vorrichtung nach Anspruch 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerungsschaltung (150;160) zumindest einen Vergleicher (151, 161) aufweist, der das Sensorsignal (S, S') mit einem vorgebbaren Schwellwert vergleicht.
  17. 17
    Drahtsäge-Vorrichtung nach einem der Ansprüche 14 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerungsschaltung (150) zumindest eine erste Schaltungsstufe (155) aufweist, die prüft, ob ein Masseschluss des jeweiligen Schneidedrahtes auftritt.
  18. 18
    Drahtsäge-Vorrichtung nach einem der Ansprüche 14 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerungsschaltung (150) zumindest eine zweite Schaltungsstufe (156) aufweist, die fortlaufend die Funktion des jeweiligen Sensors (135) überprüft.
  19. 19
    Drahtsäge-Vorrichtung nach einem der Ansprüche 14 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerungsschaltung (150, 160) zumindest eine Verknüpfungsstufe (153, 163) aufweist, die mehrere Sensorsignale miteinander verknüpft.
  20. 20
    Sensor-Einrichtung für eine Drahtsäge-Vorrichtung , die einen über ein oder mehrere Drahtführungselemente(110, 120, 121, 122, 124) geführten und unter Zugspannung longitudinal bewegten Schneidedraht (140) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensor-Einrichtung mindestens einen Sensor (135, 135*) aufweist, der in einem Umgebungsbereich (A) von mindestens einem der Drahtführungselemente(110, 120, 121, 121*, 122, 124) angeordnet ist und der eine Änderung der aktuellen Position des Schneidedrahtes (140) bezogen auf eine als optimale Position vorgegebene Position (P0) quer zur longitudinalen Achse des Schneiddrahtes (140) erkennt.
  21. 21
    Sensor-Einrichtung nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensor-Einrichtung eine mit dem mindestens einen Sensor (135) verbundene Steuerungsschaltung (150) aufweist, die ein von dem Sensor (135) kommendes Sensorsignal (S) verarbeitet und ein Anhalten der sich longitudinal bewegenden Schneidedrähte (140) steuert, falls der mindestens eine Sensor (135) das Ändern der Position des Schneidedrahtes (140) anzeigt, um eine damit verbundene Zustandsänderung des Schneidedrahtes (140) und/oder der Drahtführungselemente (120;122;124) zu erkennen.
  22. 22
    Verwendung einer Drahtsäge-Vorrichtung zum Zerteilen von Körpern (200) aus kristallinem Material, wobei die Drahtsäge-Vorrichtung einen über ein oder mehrere Drahtführungselemente(110, 120, 121, 122, 124) geführten und unter Zugspannung longitudinal bewegten Schneidedraht (140) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Drahtsäge-Vorrichtung mindestens einen Sensor (135, 135*) aufweist, der in einem Umgebungsbereich (A) von mindestens einem der Drahtführungselemente (110, 120, 121, 121*, 122, 124) angeordnet ist und der eine Änderung der aktuellen Position des Schneidedrahtes (140) bezogen auf eine als optimale Position vorgegebene Position (P0) quer zur longitudinalen Achse des Schneiddrahtes (140) erkennt.
Independent claims22