DE102012007815A1 - Diamond coated saw wire for wire saw that is utilized for cutting hard-brittle materials into thin disks for manufacturing silicon wafers of semiconductor, has carbon fiber bundle embedded in hollow wire that is made of steel - Google Patents
Diamond coated saw wire for wire saw that is utilized for cutting hard-brittle materials into thin disks for manufacturing silicon wafers of semiconductor, has carbon fiber bundle embedded in hollow wire that is made of steel Download PDFInfo
- Publication number
- DE102012007815A1 DE102012007815A1 DE201210007815 DE102012007815A DE102012007815A1 DE 102012007815 A1 DE102012007815 A1 DE 102012007815A1 DE 201210007815 DE201210007815 DE 201210007815 DE 102012007815 A DE102012007815 A DE 102012007815A DE 102012007815 A1 DE102012007815 A1 DE 102012007815A1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- wire
- saw
- fiber bundle
- steel
- carbon fiber
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Withdrawn
Links
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23D—PLANING; SLOTTING; SHEARING; BROACHING; SAWING; FILING; SCRAPING; LIKE OPERATIONS FOR WORKING METAL BY REMOVING MATERIAL, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23D61/00—Tools for sawing machines or sawing devices; Clamping devices for these tools
- B23D61/18—Sawing tools of special type, e.g. wire saw strands, saw blades or saw wire equipped with diamonds or other abrasive particles in selected individual positions
- B23D61/185—Saw wires; Saw cables; Twisted saw strips
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Polishing Bodies And Polishing Tools (AREA)
- Finish Polishing, Edge Sharpening, And Grinding By Specific Grinding Devices (AREA)
Abstract
Description
Die Erfindung betrifft einen Sägedraht für eine Drahtsäge nach dem Oberbegriff von Patentanspruch 1 sowie ein Verfahren zum Herstellen eines solchen Sägedrahts.The invention relates to a saw wire for a wire saw according to the preamble of patent claim 1 and a method for producing such a saw wire.
Diamant beschichtete Sägedrähte werden insbesondere zum Trennen von hartspröden Werkstoffen in dünne Scheiben eingesetzt. Ein wichtiges Anwendungsgebiet ist insbesondere die Herstellung von Silizium-Wafer in der Halbleitertechnologie.Diamond-coated sawing wires are used in particular for cutting hard-brittle materials into thin slices. An important field of application is in particular the production of silicon wafers in semiconductor technology.
Aus dem Stand der Technik bekannte Drahtsägen weisen Sägedrähte aus Stahl auf, die mit feinem Diamantpulver beschichtet werden. Beispielsweise kann auf die Oberfläche des Stahldrahts eine metallische Schichtmatrix, die chemisch oder galvanisch abgeschieden werden kann und aus Nickel, Chrom, Eisen oder Nickel-Eisen bestehen kann, aufgebracht werden. Während des Beschichtungsprozesses werden Diamantpartikel in die Schicht eingebracht bzw. in die bereits gebildete Schichtmatrix eingebetet.Wire saws known in the art have steel saw wires which are coated with fine diamond powder. For example, on the surface of the steel wire, a metallic layer matrix, which can be chemically or galvanically deposited and can consist of nickel, chromium, iron or nickel-iron, are applied. During the coating process diamond particles are introduced into the layer or embedded in the already formed layer matrix.
Die Qualität und Haltbarkeit derartiger Sägedrähte ist stark abhängig von der Duktilität und Haftfestigkeit der angebrachten Schicht, sowie von der Homogenität der Verteilung der eingebetteten Diamantpartikel. Die maximal erreichbare Schnittgeschwindigkeit hängt darüber hinaus von der Zugfestigkeit des Drahtmaterials sowie von der Haft- und Scherfestigkeit des aufgebrachten Schichtsystems ab.The quality and durability of such saw wires is highly dependent on the ductility and adhesion of the applied layer, as well as the homogeneity of the distribution of the embedded diamond particles. The maximum achievable cutting speed also depends on the tensile strength of the wire material and on the adhesive and shear strength of the applied layer system.
Auf Grund dieser Erfordernisse ist die Herstellung von Diamantsägedrähten aufwendig und teuer. Ein weiteres Problem liegt in der oftmals uhrgeringen Haltbarkeit der Sägedrähte. Üblicherweise werden als Drahtwerkstoff wärmebehandelte Stähle eingesetzt, die in der Regel eine Zugfestigkeit von 2000 MPa und ein E-Modul von 210 GPa bei einem Drahtdurchmesser von 150 bis 800 μm aufweisen. Die Zugfestigkeit des Drahtes limitiert dabei insbesondere die Vorspannung des Drahtes während des Sägens. Je höher die Festigkeit liegt, desto schneller kann der Sägevorgang durchgeführt werden und desto geringer fällt der Dauerverschleiß des Sägegrads aus.Due to these requirements, the production of diamond saw wires is complicated and expensive. Another problem is the often untethered durability of the saw wires. Heat-treated steels are usually used as the wire material, which generally have a tensile strength of 2000 MPa and an E modulus of 210 GPa with a wire diameter of 150 to 800 μm. The tensile strength of the wire limits in particular the bias of the wire during sawing. The higher the strength, the faster the sawing process can be carried out and the less the continuous wear of the sawing grade.
Es ist somit Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Sägedraht nach dem Oberbegriff von Patentanspruch 1 sowie ein Verfahren zu dessen Herstellung bereit zu stellen, welche besonders kostengünstig sind und dabei gleichzeitig den Verschleiß beim Sägen reduzieren und eine höhere Sägegeschwindigkeit erlauben.It is therefore an object of the present invention to provide a saw wire according to the preamble of claim 1 and a method for its production, which are particularly cost-effective while reducing the wear during sawing and allow a higher sawing speed.
Diese Aufgabe wird durch einen Sägedraht mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 sowie durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 5 gelöst.This object is achieved by a sawing wire having the features of patent claim 1 and by a method having the features of patent claim 5.
Ein derartiger Sägedraht für eine Drahtsäge weist einen Kern aus einem Faserstrang, insbesondere aus Kohlefasern auf und ist auf seiner Außenumfangsfläche mit Hartstoffpartikeln, insbesondere aus Diamant besetzt. Erfindungsgemäß ist dabei vorgesehen, dass der Faserstrang in einem metallischen Mantel, insbesondere aus Stahl eingebetet ist. Die Kombination von hoch zugfesten Kohlefasern mit einem Stahlmantel erlaubt es, Zugfestigkeiten von ca. 5500 MPa und E-Module von ca. 400 GPa zu erreichen, welche deutlich über den Eigenschaften von reinen Stahldrähten liegen. Hierdurch ist eine besonders hohe Vorspannung während des Sägens ermöglicht, wobei gleichzeitig der Dauerverschleiß des Drahtes reduziert wird. Der Stahlmantel stützt dabei das Kohlefaserbündel, so dass verglichen mit reinen Kohlefaserdrähten ein besonders geringer Verschleiß gewährleistet werden kann. Insbesondere wird so vermieden, dass die Diamantpartikel während des Sägens das Kohlefaserbündel beschädigen und dessen Festigkeit reduzieren.Such a saw wire for a wire saw has a core of a fiber strand, in particular of carbon fibers and is on its outer peripheral surface with hard material particles, in particular made of diamond. According to the invention it is provided that the fiber strand is embedded in a metallic shell, in particular of steel. The combination of high-tensile carbon fibers with a steel jacket makes it possible to achieve tensile strengths of approx. 5500 MPa and E-modules of approx. 400 GPa, which are well above the properties of pure steel wires. This allows a particularly high bias during sawing, while the endurance of the wire is reduced. The steel jacket supports the carbon fiber bundle, so that compared to pure carbon fiber wires a particularly low wear can be guaranteed. In particular, it is avoided that the diamond particles during sawing damage the carbon fiber bundle and reduce its strength.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist der Faserstrang um einen metallischen Trägerdraht angeordnet, insbesondere um ihn herum geflochten. Hierdurch ergibt sich ein insgesamt 3-schichtiger Aufbau aus Trägerdraht, Kohlefasern und Deckmantel. Dies verleiht den Sägendraht eine besonders hohe Festigkeit.In a further embodiment of the invention, the fiber strand is arranged around a metallic carrier wire, in particular braided around it. This results in a total of 3-layer structure of carrier wire, carbon fibers and cover. This gives the saw wire a particularly high strength.
Durch die Einbettung des Faserstrangs in eine Harzmatrix kann die Haltbarkeit des Sägedrahts weiter erhöht werden.By embedding the fiber strand in a resin matrix, the durability of the saw wire can be further increased.
Um auch die Scherfestigkeit und damit die Haltbarkeit der Hartstoffpartikel am Draht zu erhöhen, ist es zweckmäßig, die Hartstoffpartikel formschlüssig in den metallischen Mantel aufzunehmen. Dies kann beispielsweise durch Einwalzen oder dergleichen geschehen. Neben der Festigkeit des Drahtes selber wird so die Haltbarkeit der eigentlichen schneidenden Element am Draht verbessert, so dass auch diese Verschleißquelle reduziert wird.In order to increase the shear strength and thus the durability of the hard particles on the wire, it is expedient to receive the hard particles positively in the metallic shell. This can be done for example by rolling or the like. In addition to the strength of the wire itself so the durability of the actual cutting element on the wire is improved, so that this source of wear is reduced.
Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zum Herstellen eines Sägedrahts für eine Drahtsäge, bei welchem ein Faserbündel, insbesondere aus Kohlefasern, in einen metallischen Mantel eingebettet wird, dessen Außenumfangsfläche anschließend durch Walzen mit Harzstoffpartikeln, insbesondere mit Diamantpartikel, versehen wird.The invention further relates to a method for producing a saw wire for a wire saw, in which a fiber bundle, in particular of carbon fibers, is embedded in a metallic shell, the outer peripheral surface is then provided by rolling with Harzstoffpartikeln, in particular with diamond particles.
Wie bereits anhand des erfindungsgemäßen Sägedrahts geschildert, kann so ein Draht geschaffen werden, der sowohl besonders zugfest und damit unter besonders hoher Spannung betreibbar ist, als auch eine besonders haltbare Beschichtung mit Hartstoffpartikeln aufweist. Insgesamt kann mit einem derart hergestellten Draht somit eine besonders hohe Schnittgeschwindigkeit beim Drahtsägen bei gleichzeitig geringen Drahtverschleiß erzielt werden.As already described with reference to the saw wire according to the invention, a wire can thus be created which is both particularly resistant to tension and thus operable under particularly high tension, as well as a particularly durable coating Has hard particles. Overall, a particularly high cutting speed during wire sawing with simultaneously low wire wear can thus be achieved with a wire produced in this way.
Vorzugsweise wird das Faserbündel vor dem Einbetten mit einem Harz imprägniert, um dessen Verbund mit dem Stahlmantel besonders stabil zu gestalten.Preferably, the fiber bundle is impregnated with a resin prior to embedding in order to make its bonding with the steel shell particularly stable.
Es ist ferner zweckmäßig, wenn vor dem Aufbringen der Hartstoffpartikel der metallische Mantel in einem ersten Walzschritt bei 1000 bis 1200°C unter Aktivierung des Harzes warm umgeformt wird. Hierdurch wird eine sehr festen Verbindung zwischen dem Trägerdraht, also dem Faserbündel, und dem Deckmantel geschaffen.It is also expedient if, before the application of the hard material particles, the metallic shell is hot-formed in a first rolling step at from 1000 to 1200 ° C. with the activation of the resin. As a result, a very strong connection between the carrier wire, so the fiber bundle, and the cover is created.
In einem zweiten Walzschritt wird zum Aufbringen der Hartstoffpartikel der Sägedraht bei 500 bis 700°C haltbar umgeformt. Hierdurch wird der Verbunddraht auf den gewünschten Enddurchmesser gebracht, während die Hartstoffpartikel gleichzeitig form- und reibschlüssig besonders stabil in den Draht eingebracht werden.In a second rolling step, the saw wire is thermoformed at 500 to 700 ° C for applying the hard material particles. As a result, the composite wire is brought to the desired final diameter, while the hard particles are introduced at the same time form and frictionally particularly stable in the wire.
Nach dem Aufbringen der Hartstoffpartikel ist es zweckmäßig, den Sägedraht noch in einem dritten Walzschritt bei 200 bis 300°C halbwarm umzuformen. Dadurch gewinnt der Verbunddraht eine höhere Duktilität, so dass seine Verschleißfestigkeit weiter verbessert wird.After application of the hard material particles, it is expedient to form the saw wire in a third rolling step at 200 to 300 ° C half-warm. As a result, the composite wire gains a higher ductility, so that its wear resistance is further improved.
Das Faserbündel wird ferner zweckmäßigerweise vor dem Einbetten in den Mantel um einen metallischen Trägerdraht angeordnet, insbesondere geflochten, um so eine besonders gute Haltbarkeit zu schaffen.The fiber bundle is expediently arranged before embedding in the shell to a metallic support wire, in particular braided, so as to provide a particularly good durability.
Im Folgenden wird die Erfindung und ihre Ausführungsformen anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:In the following the invention and its embodiments will be explained in more detail with reference to the drawing. Show it:
Zur Herstellung eines im Ganzen mit
Der Hohldraht
Vor der Einführung des Kohlfaserbündels
Der so hergestellte Verbund aus Hohldraht
In einer zweiten Walzstation wird der so erzeugte Verbunddraht
Unmittelbar nach dem zweiten Walzvorgang folgt die thermische Schrumpfung des Hohldrahtes
Insgesamt wird so ein besonders verschleißarmer, dehnungsstabiler und induktiver Sägedraht geschaffen, mit dem besonders hohe Sägegeschwindigkeiten bei besonders geringem Abrieb realisiert werden können.Overall, a particularly low-wear, strain-resistant and inductive sawing wire is thus created, with which particularly high sawing speeds can be realized with particularly low abrasion.
Claims (10)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE201210007815 DE102012007815A1 (en) | 2012-04-18 | 2012-04-18 | Diamond coated saw wire for wire saw that is utilized for cutting hard-brittle materials into thin disks for manufacturing silicon wafers of semiconductor, has carbon fiber bundle embedded in hollow wire that is made of steel |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE201210007815 DE102012007815A1 (en) | 2012-04-18 | 2012-04-18 | Diamond coated saw wire for wire saw that is utilized for cutting hard-brittle materials into thin disks for manufacturing silicon wafers of semiconductor, has carbon fiber bundle embedded in hollow wire that is made of steel |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE102012007815A1 true DE102012007815A1 (en) | 2013-10-24 |
Family
ID=49289934
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE201210007815 Withdrawn DE102012007815A1 (en) | 2012-04-18 | 2012-04-18 | Diamond coated saw wire for wire saw that is utilized for cutting hard-brittle materials into thin disks for manufacturing silicon wafers of semiconductor, has carbon fiber bundle embedded in hollow wire that is made of steel |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE102012007815A1 (en) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102015204275B3 (en) * | 2015-03-10 | 2016-05-12 | Siltronic Ag | Method for resuming a wire-cutting operation with structured saw wire after interruption |
DE102016224640A1 (en) | 2016-12-09 | 2018-06-14 | Siltronic Ag | Method for sawing a workpiece with a wire saw |
CN108315803A (en) * | 2018-05-11 | 2018-07-24 | 山东大学 | A kind of carbon fiber substrate electroplating diamond wire saw silk and preparation method thereof |
WO2022253578A1 (en) | 2021-05-31 | 2022-12-08 | Siltronic Ag | Method for simultaneously cutting a plurality of disks from a workpiece |
-
2012
- 2012-04-18 DE DE201210007815 patent/DE102012007815A1/en not_active Withdrawn
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102015204275B3 (en) * | 2015-03-10 | 2016-05-12 | Siltronic Ag | Method for resuming a wire-cutting operation with structured saw wire after interruption |
DE102016224640A1 (en) | 2016-12-09 | 2018-06-14 | Siltronic Ag | Method for sawing a workpiece with a wire saw |
DE102016224640B4 (en) | 2016-12-09 | 2024-03-28 | Siltronic Ag | Method for sawing a workpiece with a wire saw |
CN108315803A (en) * | 2018-05-11 | 2018-07-24 | 山东大学 | A kind of carbon fiber substrate electroplating diamond wire saw silk and preparation method thereof |
WO2022253578A1 (en) | 2021-05-31 | 2022-12-08 | Siltronic Ag | Method for simultaneously cutting a plurality of disks from a workpiece |
US11717930B2 (en) | 2021-05-31 | 2023-08-08 | Siltronic Corporation | Method for simultaneously cutting a plurality of disks from a workpiece |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE2014538C3 (en) | Endless timing belt and process for its manufacture | |
EP1745757A2 (en) | Root canal instrument with an abrasive coating and method for the manufacture thereof | |
EP0967422A3 (en) | Packing yarn of graphite and plastic sheet | |
DE2203629A1 (en) | Timing belt with teeth on both sides, as well as the method for its manufacture | |
DE102011011112A1 (en) | Method for producing a strand or a rope | |
DE2025016A1 (en) | Low friction fiber face bearing and method of making the same | |
DE3513267A1 (en) | HYDRAULIC BRAKE HOSE | |
DE2211991C3 (en) | Comb wire for scratching furniture | |
EP3265607B1 (en) | Rope and method for producing a rope | |
DE102010043322A1 (en) | Drive belt for transmitting a drive movement and method for producing a drive belt | |
EP0967423A3 (en) | Packing yarn of graphite and plastic sheet | |
DE102012007815A1 (en) | Diamond coated saw wire for wire saw that is utilized for cutting hard-brittle materials into thin disks for manufacturing silicon wafers of semiconductor, has carbon fiber bundle embedded in hollow wire that is made of steel | |
DE10213289A1 (en) | Elastomer and steel cord composite and process for making the same | |
DE112014007131T5 (en) | Reinforcing fabric for reinforcing an impact-resistant or structural composite part | |
DE202013011801U1 (en) | Jewelry ring | |
DE1807331A1 (en) | Polyurethane rubber covered roll | |
EP1293600A2 (en) | Reinforcing cord | |
DE10342209A1 (en) | Method for producing a wire rope and application of the method | |
DE102011114903A1 (en) | dental tool | |
DE3239804A1 (en) | METHOD FOR PRODUCING AN OBJECT BY FIBER WINDING | |
DE2319111A1 (en) | CIRCULAR ELEMENT AND METHOD FOR MANUFACTURING IT | |
DE3317773C2 (en) | Process for the production of package cores for beads of pneumatic tires and piece of tape for carrying out the process | |
DE2507571A1 (en) | FIBER REINFORCED COMPOSITE ARTICLE AND PROCESS FOR ITS MANUFACTURING | |
DE3726855A1 (en) | DRESSING ROLL | |
DE1222888B (en) | Brush |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
R081 | Change of applicant/patentee |
Owner name: DAIMLER AG, DE Free format text: FORMER OWNER: DAIMLER AG, 70327 STUTTGART, DE |
|
R081 | Change of applicant/patentee |
Owner name: DAIMLER AG, DE Free format text: FORMER OWNERS: DAIMLER AG, 70327 STUTTGART, DE; TECHNISCHE UNIVERSITAET CHEMNITZ, 09111 CHEMNITZ, DE |
|
R119 | Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee |