用于线网监测的监测装置和方法及和线锯的制作方法_2

文档序号:9331765阅读:来源:国知局
结合的组合的任何传感器。优选地,使用通过所用的切割液能够“看到”的传感器,如电容或电感传感器。如果使用传感器类型的结合,测量可能更抗差或更精确。可以通过传感器中/附近的参照点来限定到线段的距离。
[0030]优选地,偏离测量装置靠近线网,优选如果线网在线导辊之间自由延伸,则在测量方向上距线网不超过5mm,甚至更优选不超过4mm或甚至小于3mm。传感器或壳体的正面侧(面对线网)与所测量的线段之间限定该距离。原则上传感器应尽可能地靠近线段,以便实现最高精度,精度通常随距离下降。然而,为了不干扰切割流体的流动并且在撤回晶片通过网时使其不与线接触,应该保持一定的距离。测量方向是传感器“看”的方向,例如,传感器的光轴或者测量场或圆锥的中心线。因为通常偏离检测装置的测量范围是收敛的,所以这确保了偏离检测装置只“看到”少数线段。传感器可被放置在它所监测的线网的下方或上方。由于从线中撤回切割工件并且推动工件经过线可能会导致不同的要求,可以使用两个本发明的传感器的配置:一个在线网的上方并且一个在线网的下方。由于具有较小测量范围的传感器是更具成本效益,所以保持到网的距离较小是有利的。线网(线网上的参照,如线段)与至少一个传感器之间的距离可以被控制。此外,当线段在工件压力的影响下远离传感器移动时,传感器可以朝向线网移动。或者,例如当线段朝向传感器弯曲时,传感器距(虚拟的)松弛线网的距离可以保持不变。在后一种情况下,线段将时刻处于(具有大弯曲时,最明显的)传感器的检测范围内并且它只需(通过改变配方)防止传感器在线段弯曲时撞到线段。
[0031]由于线段可在工件的两侧以不同的角度延伸(夹杂物可以偏移到砖的一侧),也可以使用两个本发明的线网监测系统,其中在工件的每侧放置一个线网监测系统。
[0032]优选地,偏离测量装置沿平行于与其相关联的线导辊的顶线的直线移动,顶线与偏离测量装置的测量范围的中心之间的距离小于6cm,优选小于4cm或甚至更优选地在30mm和40mm之间,当偏离测量装置在线导辊之间自由延伸时,所测量的该距离平行于线段。偏离检测装置的测量范围是有限的。为了不必伸展更大的范围,甚至可以允许更大的精度,保持范围较小是有利的。这可以通过在线段偏离不太多的范围内执行测量来确保:接近线导辊(的顶线)。另一方面,压下线材将使它们遵循辊的轮廓。在这种情况下,压下超过给定量(辊所允许的)的所有线段将具有相同的偏离,使得测量毫无价值。当自由延伸的线网(无负荷)在水平方向上延伸时,线导辊的顶线定义为线网中的最高点。
[0033]优选地,偏离测量装置和用于移动偏离测量装置的移动装置一起位于壳体,优选防水壳体内部。通过将所有移动部件放置在壳体内部,磨损减少到最小。此外,偏离测量装置和控制器不暴露给浆液或切割液。该壳体还保护(断)线,特别是保护偏离测量装置。可高速移动的线可能接近甚至触摸偏离测量装置从而破坏它们。壳体可释放地安装在线锯中以易于进行维护或更换。偏离测量装置和用于移动偏离测量装置的装置可释放地安装在壳体中以易于使用。壳体具有用于保持后者的装置。壳体优选具有用于电力和信号的一个连接器,该壳体从而形成独立的单元或传感器。
[0034]为了不削弱偏离测量装置的检测能力,可以在壳体内为传感器提供透明的窗口,如为利用电场检测线的传感器提供聚合物或玻璃窗口。利用电磁辐射的传感器可以使用玻璃或透明聚合物窗口。优选壳体的不面对线/不削弱传感器的视野的一部分由坚固的材料(如钢)制成。壳体甚至可以具有易于更换的廉价的可更换部件。
[0035]由于壳体靠近线网,它可能会影响切割流体或浆液的流动。优选壳体在(所使用的)线网的整个宽度上至少在面向线的一侧具有不变的形状或横截面。以这种方式,对切割流体或浆液的分布的影响在整个切割范围内是恒定的。壳体甚至可适于以期望的方式影响流体流动。壳体还可以形成为使其远离线弯曲从而防止当从线网中撤回晶片时线切割壳体。壳体因此具有面向线网的凸部。
[0036]优选地,偏离测量装置的测量范围比两个相邻线段之间的距离宽,优选比该距离的10倍宽或甚至更优选比该距离的20倍宽。此外,为了降低成本,优选使用无法在线网中检测单线段的传感器。线传感器的移动与智能数据处理(无论以何种方式给出)一起使得能够检测单线。传感器数据由例如使用去卷积滤波器、维纳滤波器、移动估计滤波器、微分滤波器或其任意组合中的任意过滤器的数据处理单元进行处理。传感器的测量范围(在位置线预计或可能不同负荷下移动的范围)可以宽于1_,优选宽于5_,甚至更优选地宽于10mm。此处使用的测量范围是指检测线的区域或范围。当线距在0.2mm与0.4mm之间时,传感器因此“看到” 2至50根线。
[0037]优选地,线锯或线网监测系统还包括用于存储来自偏离测量装置的测量数据的存储器。该表现可以被看成图像(彼此相邻的“像素”的位置是已知的),也被称为弯曲轮廓和/或可以通过对如上所述的原始数据进行滤波被推导出。存储器可以用于存储(部分)时间序列或可被随后处理的图像。多个这样的图像也可被存储以评估线网的经时变化。用于校准传感器的查找表也可以被存储在这里。
[0038]线网(弯曲、断线等)的状况可以通过选自包括以下方面的组合的表现、原始数据或图像的特征推导出:最大距离(线段距参照平面的最大距离)、最小距离(线段距参照平面的最小距离)、平均距离(若干线段到参照平面的平均距离)、中位数、方差或标准偏差(对相对于参照平面的多个线段进行计算)、轴向上的偏差(两个相邻线段或间距之间的距离)、缺失线、线配对或其任意组合。结果发现,由于对线网施加了太多的负荷,在锯削时看向最慢的线段(切割最慢的一个)可以防止断线。
[0039]优选地,偏离测量装置优选以小于5/min,甚至更优选地小于2/min或者甚至小于Ι/min的扫描频率进行往复移动或运转。通过往复移动偏离测量装置经过线网,可以以足够高的速度监测整个网或至少其相关部分。例如切割硅锭以约l-5mm/min推进。每分钟移动传感器经过线网(半个运转)1-3次导致每分钟对每根线测量1-3次。在这一分钟,切割已经推进了 l_5mm。通常,线必须将其与其它线的相对位置(在进入锯切间隙处测量)改变3_以便造成问题,这意味着线段或线段组在无法接受的偏差发生之前将被“看到”至少2次。往复移动的速度可适应于给定操作或者网的状态或形状的需要。当确定了工件首次接触线网的时间时,进给台在靠近线网时比在切割期间移动得更快。在前一个情况下,往复移动可能需要更快。
[0040]每单位时间传感器移动经过整个线网(=所有相关线段)并返回到最初位置的次数指的是扫描频率。此外,运转是其移动的一个周期。运转只需要延伸经过有关线段,如实际参与切割的那些线段。
[0041]偏离测量装置在测量时可以保持静止。或者,偏离测量装置可以以连续的方式移动通过网。在移动经过网之后,传感器可等待或立即移回。在后一种情况下,传感器的移动实现期望的扫描速度。在前一种情况下,移动更快并且扫描速度由传感器的速度、等待时间和被监测的线网的宽度得出。
[0042]优选地,当偏离测量装置从一个线段移动到下一个相邻线段(也称为线网的间距)时,偏离测量装置进行至少两次、优选至少3次、甚至更优选至少4次测量。这确保线可以被单独检测。通常线的间距(从一个线移动到下一个线的距离)为80至400 μπι,这意味着每40至200 μ m进行一次测量。优选地,多次进行每个测量以提高测量的精度。传感器优选一次“看到”至少3根线,甚至更优选地一次看到至少10根线。这允许使用具成本效益的传感器。只要相邻线段的弯曲没有太大差别,快速的扫描速度(每间距进行多次测量)和数据处理使得能够单独地检测线。可以根据线的间距和材料使用感应传感器。
[0043]如果需要更高的检测速度,线网监测系统可包括优选与一个移动装置相关联的多个偏离测量装置。如果同样的移动装置和控制器用于移动多个偏离测量装置,仅需要附加的传感器。此外,传感器可具有不同的测量范围,使得可以在更大的范围内检测线段。此外,可以通过使用多个传感器来增大精度。
[0044]优选地,线锯包括用于控制线导辊和进给台的移动的控制器单元,此外,控制器单元优选能够任意设置警报器、控制进给台和/或线导辊的移动及其任意组合。控制器可以控制偏离测量装置以及测量。以这种方式,在已知的位置处进行测量测量,使得可以将数据看成图像。基于所测量的数据,控制器可以直接或间接地(通过在线锯中的其它控制器)影响供给台的移动、线的速度或切割期间的任何其它参数。此外,可以设置警报器,使得操作者可影响切割过程。
[0045]在本发明的另一个方面,本发明的线锯或传感器用于确定零点:该零点接近切割配方开始的位置。这可以通过形成线网,优选将工件安装到供给台,朝向线网移动进给台,使进给台或附接到进给台的工件推靠线网以及在进给台或工件接触线网时监测线网来完成。这种情况发生的时刻是零点。这些步骤可以以任何方便的顺序实施。例如线网可以在安装工件之前形成。测得的数据和位置信息可被存储在具有存储器的传感器控制器单元中。
[0046]通过查看被压下的线,可以识别一个或多个工件的长度并且它们所在的位置。该信息可以用于切割配方并且用于控制本发明的线网传感器。
[0047]当线网旋转时,可以开始正常切割同时监测切割过程。现在,推
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