KR101230268B1 - Tension control system for wire saw machine - Google Patents

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조형호
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한국생산기술연구원
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    • B28D5/045—Fine working of gems, jewels, crystals, e.g. of semiconductor material; apparatus or devices therefor by tools other than rotary type, e.g. reciprocating tools by cutting with wires or closed-loop blades

Abstract

본 발명은 정교한 와이어의 장력 조절이 가능하여 와이어의 파단과 정밀한 잉곳의 슬라이싱이 가능한 와이어 소우 머신의 장력 조절 장치를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 공급된 잉곳을 절단하는 와이어; 상기 와이어에 슬러리를 공급하는 슬러리 공급기; 상기 와이어를 공급하는 공급 롤러; 상기 공급 롤러에서 출발하는 와이어를 권취하는 공급 덴서; 상기 공급 덴서에 권취된 와이어를 길이 방향으로 다수 회 권취하는 동일한 직경 및 길이를 갖는 다수의 가이드 롤러; 상기 다수의 가이드 롤러에 권치된 와이어를 권치하는 테이크업 가이드 롤러; 상기 테이크업 가이드 롤러에 권치된 와이어를 테이크업하는 테이크업 롤러; 상기 공급 덴서에 장착된 장력 조절 수단; 및 상기 공급 롤러와 테이크업 롤러의 회전수와 상기 장력 조절 수단을 제어하는 제어 장치를 포함한다.It is an object of the present invention to provide a tension control device of a wire saw machine capable of precise wire tension control, which enables wire breakage and precise ingot slicing.
The present invention to achieve the above object is a wire for cutting the ingot; A slurry feeder for supplying a slurry to the wire; A supply roller for supplying the wire; A supply capacitor for winding a wire starting from the supply roller; A plurality of guide rollers having the same diameter and length of winding the wire wound on the supply denser in the longitudinal direction a plurality of times; A take-up guide roller for winding a wire wound on the plurality of guide rollers; A take-up roller which takes up the wire wound around the take-up guide roller; Tension adjusting means mounted to the supply capacitor; And a control device for controlling the rotation speed of the feed roller and the take-up roller and the tension adjusting means.

Description

와이어 소우 머신의 장력 조절 장치{Tension control system for wire saw machine}Tension control system for wire saw machine

본 발명은 와이어 소우 머신의 장력 조절 장치에 관한 것으로 더욱 상세하게는, 와이어의 정밀한 장력의 조절이 가능하여 가공 정밀도가 높은 와이어 소우 머신의 장력 조절 장치에 관한 것이다.
The present invention relates to a tension control device of a wire saw machine, and more particularly, to a tension control device of a wire saw machine having high processing accuracy by enabling precise tension adjustment of a wire.

반도체 소자를 생산하기 위해서는 여러 공정이 적용되는데 그 중 웨이퍼링 기술은 고평탄, 무결점의 웨이퍼 생산에 있어 매우 중요한 부분을 차지한다. 특히 슬라이싱(slicing) 가공은 결정성장 공정을 통하여 만들어진 반도체 잉곳을 얇게 잘라서 웨이퍼 형태로 만드는 공정으로 웨이퍼의 수율 향상에 직접적인 영향을 미친다.Several processes are used to produce semiconductor devices, of which wafering technology is a very important part in the production of high flat and flawless wafers. In particular, the slicing process is a process of thinly cutting a semiconductor ingot made through a crystal growth process into a wafer shape, which directly affects the yield of a wafer.

한편, 상기 슬라이싱 공정은 대표적으로 와이어 소우 머신에 의해 수행되는 방식을 들 수 있다. 와이어 소우 머신에 의한 슬라이싱 공정은 와이어를 일정한 피치로 연속 배치하고, 이에 슬러리를 공급하면서 일반적으로 120~140μm 직경의 와이어를 반복적으로 잉곳의 종방향 축에 대하여 이동시키면서 슬러리를 매체로 사용하여 잉곳을 절단한다.On the other hand, the slicing process may be a method that is typically performed by a wire saw machine. The slicing process by a wire sawing machine uses a slurry as a medium while repeatedly placing wires at a constant pitch and feeding the slurry while repeatedly moving 120-140 μm diameter wires about the longitudinal axis of the ingot. Cut.

한편, 상기 와이어 소우 머신에서 원형의 잉곳 절단 시 와이어에 걸리는 장력을 항상 일정하게 유지되어야 웨이프의 휨 현상을 방지하여 두께 정밀도를 유지할 수 있으나, 실제 잉곳 슬라이싱 공정은 초기 절단 시 원형의 잉곳 표면에서 와이어의 위치 설정이 어렵고, 와이어를 향해 하강하는 잉곳의 이송속도를 가공 시작과 끝부분에서 높게 하고 잉곳의 직경이 큰 중간 부분에서 낮게하여 와이어의 선속도를 일정하게 유지할 수 있도록 제어해야 한다.On the other hand, in the wire sawing machine, the tension applied to the wire must be kept constant at all times when cutting the circular ingot to prevent warping of the wafer to maintain thickness precision, but the actual ingot slicing process is performed on the circular ingot surface during the initial cutting. The positioning of the wire is difficult, and the feed rate of the ingot descending toward the wire should be controlled at the beginning and end of the machining and lowered at the middle of the large ingot diameter so that the linear speed of the wire can be kept constant.

특히, 잉곳 절단 시 와이어의 장력 및 속도 변화는 슬라이싱 공정 후 연삭, 래핑, 에칭, 폴리싱 공정을 거친 후에도, 웨이퍼 표면의 요철인 나노포토그래프의 값이 높게 나오는 문제점이 야기되고, 웨이퍼의 수율이 저하되는 원인이 되므로, 와이어 소우 머신에서는 와이어의 장력을 유지하는 와이어 장력 조절 장치가 중요한 요소 중 하나이다.In particular, the tension and speed change of the wire during ingot cutting causes a problem that the value of the nanophotograph, which is the unevenness on the wafer surface, is high even after the grinding, lapping, etching, and polishing processes after the slicing process, and the yield of the wafer decreases. In the wire saw machine, the wire tension control device for maintaining the tension of the wire is one of the important factors.

한편, 종래 와이어 소우 머신의 구조를 살펴보면, 도 4에 도시된 바와 같이, 와이어(10), 공급 롤러(20), 테이크업 롤러(30), 제1가이드 롤러(40), 제2가이드 롤러(50), 제3가이드 롤러(60), 제4가이드 롤러(70), 이송 장치(80), 공급 덴서(90), 테이크업 덴서(100), 및 슬러리 공급기(200)를 포함한다.Meanwhile, referring to the structure of the conventional wire saw machine, as shown in FIG. 4, the wire 10, the supply roller 20, the take-up roller 30, the first guide roller 40, and the second guide roller ( 50, a third guide roller 60, a fourth guide roller 70, a conveying device 80, a supply denser 90, a take-up denser 100, and a slurry feeder 200.

상기 와이어(10)는 먼저 공급 롤러(20)에서 감겨진 상태에서 출발하여 공급 덴서(90), 제1가이드 롤러(40), 제2가이드 롤러(50), 제3가이드 롤러(60) 및 제4가이드 롤러(70) 순으로 권취되며(경우에 따라 제3가이드 롤러(60) 및 제4가이드 롤러(70)가 없는 경우도 있음), 이후 상기 4개의 가이드 롤러들(40, 50, 60, 70)에 일정한 폭으로 연속적으로 권취된다.The wire 10 starts from a state in which the wire 10 is first wound on the supply roller 20, and then the supply denser 90, the first guide roller 40, the second guide roller 50, the third guide roller 60, and the first Winding in the order of the four guide roller 70 (in some cases the third guide roller 60 and the fourth guide roller 70 may not be present), and then the four guide rollers (40, 50, 60, 70) continuously wound to a constant width.

이 후 상기 4개의 가이드 롤러(40, 50, 60, 70) 권취 후에는 테이크업 가이드 롤러(100)를 거쳐 테이크업 롤러(30)에 최종 권취된다.Thereafter, after winding the four guide rollers 40, 50, 60, 70, the take-up guide roller 100 is finally wound up to the take-up roller 30.

상기 와이어(10)는 일 회 사용 후에는 전체가 교체되어 다시 상기와 같은 권취형태를 가진다.The wire 10 is replaced after the whole use once again has the winding form as described above.

이때 가공용 잉곳(5)은 제1가이드 롤러(40)와 제2가이드 롤러(50) 사이에 권취된 와이어(20)의 상단에 위치하며, 상기 잉곳(5)의 상단을 이송 장치(80)가 가압하여 하방으로 이동하고 상기 와이어(20)에 슬러리 공급기(100)에서 공급되는 슬러리가 공급되어 상기 잉곳(5)이 권취된 와이어(20) 수만큼 절단된다.At this time, the processing ingot 5 is located at the upper end of the wire 20 wound between the first guide roller 40 and the second guide roller 50, the upper end of the ingot 5, the transfer device 80 Pressurized to move downward and the slurry supplied from the slurry feeder 100 is supplied to the wire 20 to cut the ingot 5 by the number of the wound wire 20.

상기 시스템에서 종래의 장력 조절 방식은 테이크업 롤러(30)에 부착된 모터에 의하여 수행된다. 상기 모터의 전류를 측정하는 홀 센서가 장착되어 상기 홀센서에서 측정되는 전류치를 기준으로 장력을 추정하여 제어 장치(120)에 의하여 와이어의 장력을 조절하는 구성이다. 상기와 같은 장력 조절 방식은 권취가 완료된 와이어(10)의 장력을 센싱하는 것으로 실제 절단이 발생하는 와이어(10)의 장력과는 차이를 나타내고, 또한 모터의 전류만을 측정하므로 장력으로 변환하는 것 자체의 에러도 포함하고 있어, 정교한 장력 조절이 되지 않는 문제점이 있어 종종 와이어(10)가 파단되기도 한다.In the system, the conventional tension adjusting method is performed by a motor attached to the take-up roller 30. The Hall sensor for measuring the current of the motor is mounted to estimate the tension based on the current value measured by the Hall sensor to control the tension of the wire by the control device 120. As described above, the tension control method senses the tension of the wound wire 10 and shows a difference from the tension of the wire 10 in which actual cutting occurs, and also measures only the current of the motor. In addition, since there is an error, there is a problem that fine tension adjustment is not performed, often the wire 10 is broken.

특히 상기 와이어(10)와 상기 잉곳(5)은 고가로 그 자체만으로도 많은 비용 손실이 발생하여 와이어(10)의 파단을 방지하고 정교한 슬라이싱이 가능한 새로운 방식의 장력 조절 장치가 필요한 실정이다.
In particular, the wire 10 and the ingot 5 are expensive, so that a lot of cost loss occurs by itself, a situation that requires a new type of tension control device to prevent the breakage of the wire 10 and enables precise slicing.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로 정교한 와이어의 장력 조절이 가능하여 와이어의 파단과 정밀한 잉곳의 슬라이싱이 가능한 와이어 소우 머신의 장력 조절 장치를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
An object of the present invention is to provide a tension control device of the wire saw machine capable of precisely adjusting the tension of the wire to be made in order to solve the problems as described above, which enables the breakage of the wire and the slicing of the precise ingot.

상기와 같은 과제를 해결하기 위하여 본 발명은 공급된 잉곳을 절단하는 와이어; 상기 와이어에 슬러리를 공급하는 슬러리 공급기; 상기 와이어를 공급하는 공급 롤러; 상기 공급 롤러에서 출발하는 와이어를 권취하는 공급 덴서; 상기 공급 덴서에 권취된 와이어를 길이 방향으로 다수 회 권취하는 동일한 직경 및 길이를 갖는 다수의 가이드 롤러; 상기 다수의 가이드 롤러에 권치된 와이어를 권치하는 테이크업 가이드 롤러; 상기 테이크업 가이드 롤러에 권치된 와이어를 테이크업하는 테이크업 롤러; 상기 공급 덴서에 장착된 장력 조절 수단; 및 상기 공급 롤러와 테이크업 롤러의 회전수와 상기 장력 조절 수단을 제어하는 제어 장치를 포함한다.The present invention to solve the above problems is a wire for cutting the ingot supplied; A slurry feeder for supplying a slurry to the wire; A supply roller for supplying the wire; A supply capacitor for winding a wire starting from the supply roller; A plurality of guide rollers having the same diameter and length of winding the wire wound on the supply denser in the longitudinal direction a plurality of times; A take-up guide roller for winding a wire wound on the plurality of guide rollers; A take-up roller which takes up the wire wound around the take-up guide roller; Tension adjusting means mounted to the supply capacitor; And a control device for controlling the rotation speed of the feed roller and the take-up roller and the tension adjusting means.

바람직하게는, 상기 잉곳은 이송 장치에 의하여 이송되어 가이드 롤러들 사이에 권취된 다수의 와이어와 접촉하여 절단이 진행되는 것을 특징으로 한다.Preferably, the ingot is conveyed by a conveying device is characterized in that the cutting proceeds in contact with a plurality of wires wound between the guide rollers.

더욱 바람직하게는, 상기 장력 조절 수단은 덴서 모터, 상기 덴서 모터에 연결된 회전축, 상기 회전축에 연결된 로드, 상기 로드에 회전 결합되는 회전체를 포함하고, 상기 와이어는 상기 회전체에 권취되고, 상기 덴서 모터의 회전에 의하여 상기 와이어의 장력이 조절되는 것을 특징으로 한다.More preferably, the tension adjusting means includes a denser motor, a rotating shaft connected to the denser motor, a rod connected to the rotating shaft, a rotating body rotatably coupled to the rod, and the wire is wound around the rotating body, The tension of the wire is controlled by the rotation of the motor.

더욱 바람직하게는, 상기 테이크업 롤러에는 테이크업 모터가 연결되어 상기 테이크업 롤러를 회전시키며, 상기 테이크업 모터에는 공급되는 전류를 감지하기 위한 홀센서를 포함하는 것을 특징으로 한다.More preferably, the take-up motor is connected to the take-up roller to rotate the take-up roller, the take-up motor is characterized in that it comprises a Hall sensor for sensing the current supplied.

더욱 바람직하게는, 상기 공급 롤러에는 공급 모터가 연결되어 상기 공급 롤러를 회전시키며, 상기 공급 모터에는 공급되는 전류를 감지하기 위한 홀센서를 포함하는 것을 특징으로 한다.More preferably, the supply roller is connected to the supply motor to rotate the supply roller, the supply motor is characterized in that it comprises a Hall sensor for sensing the current supplied.

더욱 바람직하게는, 상기 회전축에는 로드셀이 장착되어 상기 회전축에 가해지는 와이어의 장력을 감지하는 것을 특징으로 한다.More preferably, the load shaft is mounted on the rotating shaft to detect the tension of the wire applied to the rotating shaft.

더욱 바람직하게는, 상기 제어 장치는 상기 테이크업 모터의 홀센서에서 감지된 신호와, 상기 로드셀에서 감지된 신호를 이용하여 와이어에 장력을 계산하고, 기설정된 최적 장력을 비교하여 차이값을 이용하여 상기 덴서 모터를 제어하는 것을 특징으로 한다.More preferably, the control device calculates the tension on the wire using the signal detected by the hall sensor of the take-up motor and the signal detected by the load cell, and compares a predetermined optimal tension to use the difference value. It characterized in that for controlling the denser motor.

바람직하게는, 상기 제어 장치는 상기 테이크업 모터의 홀센서에서 감지된 신호와, 상기 공급 모터의 홀센서에서 감지된 신호와, 상기 로드셀에서 감지된 신호를 이용하여 와이어에 장력을 계산하고, 기설정된 최적 장력을 비교하여 차이값을 이용하여 상기 덴서 모터를 제어하는 것을 특징으로 한다.Preferably, the control device calculates the tension on the wire by using the signal detected by the Hall sensor of the take-up motor, the signal detected by the Hall sensor of the supply motor, and the signal detected by the load cell, The denser motor is controlled using a difference value by comparing the set optimum tension.

바람직하게는, 상기 제어 장치는 상기 이송 장치와 상기 슬러리 공급기를 제어하는 것을 특징으로 한다.Preferably, the control device is characterized in that for controlling the transfer device and the slurry feeder.

바람직하게는, 상기 제어 장치는 외부 입력을 입력받는 외부 입력 장치와 공정 조건을 외부로 출력하는 외부 출력 장치를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
Preferably, the control device further comprises an external input device for receiving an external input and an external output device for outputting the process conditions to the outside.

상기와 같은 과제 해결 수단을 통하여 본 발명은 정교한 장력 조절이 가능하여 잉곳 가공 중 와이어의 파단을 방지하고, 또한 장력 조절에 의하여 잉곳의 가공 정밀도를 높일 수 있으며, 더 나아가 생산성이 우수한 와이어 소우 머신을 제공하는 효과가 있다.
Through the above problem solving means, the present invention is capable of precise tension control to prevent the breakage of the wire during ingot processing, and also to increase the processing precision of the ingot by adjusting the tension, furthermore to improve the wire saw machine with excellent productivity It is effective to provide.

도 1은 본 발명에 따른 와이어 소우 머신의 장력 조절 장치를 설명하는 구성도이며,
도 2는 도 1의 공급 덴서의 구성을 설명하는 구성도이며,
도 3은 도 1의 제어 장치의 기능을 설명하는 설명도이며,
도 4는 종래 와이어 소우 머신의 장력 조절 장치를 설명하는 구성도이다.1 is a block diagram illustrating a tension control device of a wire saw machine according to the present invention,
FIG. 2 is a configuration diagram illustrating the configuration of the supply capacitor of FIG. 1,
3 is an explanatory diagram for explaining the function of the control device of FIG.
4 is a configuration diagram illustrating a tension control device of a conventional wire saw machine.

이하 본 발명을 도면을 참조하여 구체적으로 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

도 1은 본 발명에 따른 와이어 소우 머신(200)의 장력 조절 장치를 설명하는 구성도이며, 도 2는 도 1의 공급 덴서의 구성을 설명하는 구성도이며, 도 3은 도 1의 제어 장치의 기능을 설명하는 설명도이다.1 is a configuration diagram illustrating a tension adjusting device of the wire saw machine 200 according to the present invention, FIG. 2 is a configuration diagram illustrating a configuration of the supply denser of FIG. 1, and FIG. 3 is a diagram of the control device of FIG. 1. It is explanatory drawing explaining a function.

본 발명에 따른 와이어 소우 머신(200)은 종래 기술과 동일한 부분은 동일한 참조번호를 사용한다.The wire saw machine 200 according to the present invention uses the same reference numerals as in the prior art.

먼저 본 발명에 따른 와이어 소우 머신(200)은 도 1에 도시된 바와 같이, 와이어(10), 공급 롤러(20), 테이크업 롤러(30), 제1가이드 롤러(40), 제2가이드 롤러(50), 제3가이드 롤러(60), 제4가이드 롤러(70), 이송 장치(80), 공급 덴서(90), 테이크업 덴서(100), 슬러리 공급기(110) 및 제어 장치(120)를 포함한다.First, the wire sawing machine 200 according to the present invention has a wire 10, a supply roller 20, a take-up roller 30, a first guide roller 40, and a second guide roller as shown in FIG. 1. 50, the third guide roller 60, the fourth guide roller 70, the conveying device 80, the supply denser 90, take-up denser 100, slurry feeder 110 and the control device 120 It includes.

상기 와이어(10)는 먼저 공급 롤러(20)에서 감겨진 상태에서 출발하여 공급 덴서(90), 제1가이드 롤러(40), 제2가이드 롤러(50), 제3가이드 롤러(60) 및 제4가이드 롤러(70) 순으로 권취되며, 이후 상기 4개의 가이드 롤러들(40, 50, 60, 70)에 일정한 폭으로 연속적으로 권취된다.The wire 10 starts from a state in which the wire 10 is first wound on the supply roller 20, and then the supply denser 90, the first guide roller 40, the second guide roller 50, the third guide roller 60, and the first The four guide rollers 70 are wound in order, and then the four guide rollers 40, 50, 60, and 70 are continuously wound in a constant width.

한편, 필요한 경우 상기 제3가이드 롤러(60) 및 제4가이드 롤러(70)는 생략될 수도 있다.Meanwhile, if necessary, the third guide roller 60 and the fourth guide roller 70 may be omitted.

이 후 상기 4개의 가이드 롤러(40, 50, 60, 70) 권취 후에는 테이크업 가이드 롤러(100)를 거쳐 테이크업 롤러(30)에 최종 권취된다.Thereafter, after winding the four guide rollers 40, 50, 60, 70, the take-up guide roller 100 is finally wound up to the take-up roller 30.

상기 와이어(10)는 일 회 사용 후에는 전체가 교체되어 다시 상기와 같은 권취형태를 가진다.The wire 10 is replaced after the whole use once again has the winding form as described above.

이때 가공용 잉곳(5)은 제1가이드 롤러(40)과 제2가이드 롤러(50) 사이에 권취된 와이어(10) 상단에 위치하며, 상기 잉곳(5)의 상단을 이송 장치(80)가 가압하여 하방으로 이동하고 상기 와이어(10)에 슬러리 공급기(100)에서 공급되는 슬러리가 공급되어 상기 잉곳(5)이 권취된 와이어(10) 수만큼 절단된다.In this case, the processing ingot 5 is located at the upper end of the wire 10 wound between the first guide roller 40 and the second guide roller 50, and the transfer device 80 presses the upper end of the ingot 5. By moving downward and the slurry supplied from the slurry feeder 100 to the wire 10 is supplied, the ingot 5 is cut by the number of the wound wire (10).

또한 본 발명에 따른 와이어 소우 머신(200)은 공급 롤러(20)에 공급 모터(22)가 연결되어 공급 롤러(20)를 회전시키며, 같은 방식으로 테이크업 롤러(30)에도 테이크업 모터(32)가 연결되어 상기 공급 모터(22)와 연동하여 테이크업 모터(32)가 회전한다. 즉, 공급 모터(22)의 회전수와 동일하게 테이크업 모터(32)를 회전시켜 와이어(10)가 일정하게 공급 및 테이크업되게 하는 역할을 한다.In addition, the wire sawing machine 200 according to the present invention is connected to the supply motor 20 to the supply motor 22 to rotate the supply roller 20, in the same way take-up motor 30 to take-up motor 32 ) Is connected and the take-up motor 32 rotates in conjunction with the supply motor 22. That is, by rotating the take-up motor 32 in the same manner as the rotational speed of the supply motor 22 serves to make the wire 10 is constantly supplied and taken up.

또한, 상기 공급 모터(22) 및 테이크업 모터(32) 내부에는 공급 홀센서(24)와 테이크업 홀센서(34)를 각각 포함하여, 상기 모터들(22, 32)로 공급되는 전류를 감지한다.In addition, the supply motor 22 and the take-up motor 32 include a supply hall sensor 24 and a take-up hall sensor 34, respectively, to sense current supplied to the motors 22 and 32. do.

상기 홀센서(24, 34)에 의하여 감지되는 전류 신호는 각 모터(32)에 작용되는 토크와 연동되어 와이어(10)에 작용되는 장력을 산출할 수 있다.The current signals sensed by the Hall sensors 24 and 34 may be linked with the torque applied to each motor 32 to calculate the tension applied to the wire 10.

물론, 상기 모터들(22, 32)은 구동 제어를 위한 제어기들을 포함하는 것으로 이해되어야 하며, 상기 모터들(22, 32)은 제어 장치(120)에 의하여 제어된다.Of course, the motors 22, 32 should be understood to include controllers for drive control, the motors 22, 32 being controlled by the control device 120.

한편, 상기 공급 덴서(90)에는 도 2에 도시된 바와 같이 회전축(91)을 기준으로 회전로드(92), 회전체(93)와 상기 회전체(93) 축 상에 설치된 로드셀(94)을 포함한다.Meanwhile, as shown in FIG. 2, the supply denser 90 includes a load rod 94 installed on the rotating rod 92, the rotating body 93, and the rotating body 93 shaft based on the rotating shaft 91. Include.

또한 상기 회전축(91)은 덴서 모터(96)에 의하여 구동되며, 상기 덴서 모터(96) 역시 모터 제어기를 포함하는 서보 모터이며, 상기 덴서 모터(96) 역시 상기 제어 장치(120)에 의하여 제어된다.In addition, the rotary shaft 91 is driven by the denser motor 96, the denser motor 96 is also a servo motor including a motor controller, the denser motor 96 is also controlled by the control device 120. .

따라서 상기 덴서 모터(96)는 공급 덴서(90)의 회전로드(92)를 회동시켜 와이어(10)의 장력을 조절한다.Therefore, the denser motor 96 rotates the rotating rod 92 of the supply denser 90 to adjust the tension of the wire 10.

그리고, 상기 로드셀(92)은 상기 공급 덴서(90)에 귄취된 와이어(10)의 장력을 감지하는 역할을 한다. 특히 와이어(10) 장력이 시간에 따른 변화를 연속적으로 측정 가능한 특징이 있다.
In addition, the load cell 92 serves to sense the tension of the wire 10 wound on the supply denser 90. In particular, the tension of the wire 10 is characterized by being able to continuously measure the change over time.

이상에서와 같이 본 발명에 따른 와이어 소우 머신(200)의 장력 조절은 공급 홀센서(24), 테이크업 홀센서(34) 그리고 로드셀(92)에 의하여 감지된 신호, 즉 3개의 신호를 이용하여 와이어(10)의 장력을 계산하는 것부터 출발한다.As described above, the tension control of the wire saw machine 200 according to the present invention uses a signal sensed by the supply hall sensor 24, the take-up hall sensor 34, and the load cell 92, that is, three signals. We begin by calculating the tension of the wire 10.

상기 센서들의 신호를 이용한 와이어(10)의 장력은 다수의 롤러들과 운전 상태, 그리고 모터 용량에 따라 달라지므로 사전에 많은 가동을 통하여 시험식으로 연동하여 테이블화할 수 있다.Since the tension of the wire 10 using the signals of the sensors depends on the number of rollers, the driving state, and the motor capacity, the table 10 may be interlocked in a test manner through many operations in advance.

상기 테이블은 3개의 센서값을 기준으로 설정할 수 있으나, 필요한 경우 2개의 센서인, 인테이크 홀센서(34)와 덴서 로드셀(94)의 정보만으로 와이어(10) 장력값을 추정한다. 공급 롤러(20)와 공급 덴서(90) 사이에는 별다른 권치 롤이 존재하지 않으므로, 2개의 정보만으로도 적절한 정확도를 확보할 수 있다.The table may be set based on three sensor values, but if necessary, the tension value of the wire 10 may be estimated using only information of two sensors, the intake hall sensor 34 and the denser load cell 94. Since there is no other winding roll between the supply roller 20 and the supply capacitor 90, only two pieces of information can ensure proper accuracy.

실제 제어 시에 와이어(10)의 장력은 상기 3개의 센서 출력값을 선 정의된 테이블에 대입하여 바로 실제 장력값(Trel)을 추정한다.In the actual control, the tension of the wire 10 directly estimates the actual tension value T rel by substituting the three sensor output values into a predefined table.

그리고, 와이어 소우 머신(200)의 최적 상태를 나타내는 최적 장력값(Topt)도 사전에 많은 가동을 통하여 선정할 수 있다.The optimum tension value T opt representing the optimal state of the wire saw machine 200 can also be selected in advance through many operations.

본 발명의 제어 장치(120)는 상기와 같은 테이블과 최적 장력값(Topt)을 내부 메모리에 저장하고 있으며, 각 센서에서 출력되는 신호를 이용하여 실제 장력값(Trel)을 계산한다.The control device 120 of the present invention stores the above table and the optimum tension value T opt in the internal memory, and calculates the actual tension value T rel using the signals output from each sensor.

또한, 상기 제어 장치(120)는 공급 모터(22)와 테이크업 모터(32)가 정해진 회전수가 유지되도록 상기 모터(22, 32)를 제어한다.In addition, the control device 120 controls the motors 22 and 32 such that the supply motor 22 and the take-up motor 32 maintain predetermined rotation speeds.

상기 모터(22, 32)의 회전수는 잉곳(5)의 경도에 따라 달리 선택될 수 있다.The rotation speed of the motors 22 and 32 may be differently selected depending on the hardness of the ingot 5.

이때, 실제 장력값이 상기 최적 장력값과 차이를 나타낼 때, 상기 장력 차이값을 기준으로 상기 덴서 모터(96)를 제어한다. 상기 덴서 모터(96)가 회전하는 경우 상기 회전체(93)의 중심이 도 2의 점선 방향으로 이송되므로 상기 와이어(10)에 작용하는 장력을 조절할 수 있다.At this time, when the actual tension value is different from the optimum tension value, the denser motor 96 is controlled based on the tension difference value. When the denser motor 96 rotates, the center of the rotating body 93 is transferred in the dotted line direction of FIG. 2, so that the tension acting on the wire 10 may be adjusted.

특히 상기 공급 덴서(90)는 와이어(10)의 경로를 직접 변경하는 구성이므로 장력의 변화를 신속히 조절할 수 있는 특징이 있다.In particular, since the supply denser 90 is configured to directly change the path of the wire 10, the supply denser 90 may adjust the change in tension quickly.

또한 상기 제어 장치(120)는 상기 슬러리 공급기(110)의 슬러리 배출 유무도 제어한다. 상기 모터(22, 23)가 가동될 때 동시에 상기 슬러리 공급기(110)을 제어하여 슬러리가 와이어(10)에 공급될 수 있도록 제어하며, 또한, 테이크업 롤러(30)에 와이어(10)가 모두 권치된 경우 가공이 끝난 상태이므로 이때는 슬러리의 공급을 중단하도록 제어한다.In addition, the control device 120 also controls whether the slurry is discharged from the slurry feeder 110. When the motors 22 and 23 are operated, the slurry feeder 110 is controlled at the same time so that the slurry can be supplied to the wire 10, and the wires 10 are all disposed on the take-up roller 30. In case of winding up, the processing is finished. At this time, the supply of slurry is stopped.

또한, 상기 제어 장치(120)는 이송 장치(80)의 하방향 이송을 제어한다. 상기 이송 장치(80)는 잉곳(5)의 절단 진행을 조절하는 것으로 비교적 균일한 속도로 하방으로 이송해야 와이어(10)의 장력 변화를 줄일 수 있으며, 또한, 슬라이싱 공정에서 웨이퍼의 절단 품질을 균일하게 유지할 수 있다.In addition, the control device 120 controls the downward movement of the transfer device (80). The transfer device 80 is to control the cutting progress of the ingot 5 to be lowered at a relatively uniform speed to reduce the tension change of the wire 10, and also to uniform the cutting quality of the wafer in the slicing process I can keep it.

상기 제어 장치(120)가 제어하는 요소들은 도 3에 도시되어 있다.Elements controlled by the control device 120 are shown in FIG. 3.

3개의 모터(22, 32, 96)들을 제어하여 장력과 와이어(10)의 권취를 조절하고, 이송 장치(80)의 제어하여 잉곳(5)의 하방향 절단 속도를 조절하며, 또한 슬러러 공급기(100)를 제어하여 슬러리의 공급을 조절한다.Three motors 22, 32, 96 are controlled to adjust tension and winding of wire 10, and control of feeder 80 to adjust downward cutting speed of ingot 5, and also a slur feeder Control (100) to regulate the supply of slurry.

또한, 필요한 경우 잉곳(5)의 가공을 위한 기본 정보들을 외부 입력 장치를 통하여 입력받고, 가공에 따른 가공 상태 등을 외부 출력 장치를 통하여 출력한다.
In addition, if necessary, basic information for processing the ingot 5 is input through an external input device, and a processing state according to the processing is output through an external output device.

이상에서는 본 발명을 특정의 바람직한 실시 예에 대하여 도시하고 설명하였으나, 본 발명은 이러한 실시 예에 한정되지 않으며, 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 특허청구범위에서 청구하는 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위에서 실시할 수 있는 다양한 형태의 실시 예들을 모두 포함한다.
While the invention has been shown and described with respect to certain preferred embodiments, the invention is not limited to these embodiments, and those of ordinary skill in the art claim the invention as claimed in the appended claims. It includes all embodiments of the various forms that can be carried out without departing from the spirit.

5: 잉곳 10: 와이어
20: 공급 롤러 22: 공급 모터
24: 공급 홀센서 30: 테이크업 롤러
32: 테이크업 모터 34: 테이크업 홀센서
40: 제1가이드 롤러 50: 제2가이드 롤러
60: 제3가이드 롤러 70: 제4가이드 롤러
80: 이송 장치 90: 공급 덴서
91: 회전축 92: 회전 로드
93: 회전체 94: 로드셀
96: 덴서 모터 100: 테이크업 가이드 롤러
110: 슬러리 공급기 120: 제어 장치5: ingot 10: wire
20: feed roller 22: feed motor
24: supply hall sensor 30: take-up roller
32: take-up motor 34: take-up hall sensor
40: first guide roller 50: second guide roller
60: third guide roller 70: fourth guide roller
80: transfer device 90: supply denser
91: rotating shaft 92: rotating rod
93: rotating body 94: load cell
96: denser motor 100: take-up guide roller
110: slurry feeder 120: control device

Claims (10)

공급된 잉곳을 절단하는 와이어;
상기 와이어에 슬러리를 공급하는 슬러리 공급기;
상기 와이어를 공급하는 공급 롤러;
상기 공급 롤러에서 출발하는 와이어를 권취하는 공급 덴서;
상기 공급 덴서에 권취된 와이어를 길이 방향으로 다수 회 권취하는 동일한 직경 및 길이를 갖는 다수의 가이드 롤러;
상기 다수의 가이드 롤러에 권치된 와이어를 권치하는 테이크업 가이드 롤러;
상기 테이크업 테이크업 가이드 롤러에 권치된 와이어를 테이크업하는 테이크업 롤러;
상기 공급 덴서에 장착된 장력 조절 수단; 및
상기 공급 롤러와 테이크업 롤러의 회전수와 상기 장력 조절 수단을 제어하는 제어 장치를 포함하고,
상기 장력 조절 수단은 덴서 모터, 상기 덴서 모터에 연결된 회전축, 상기 회전축에 연결된 로드, 상기 로드에 회전 결합되는 회전체를 포함하고, 상기 와이어는 상기 회전체에 권취되고, 상기 덴서 모터의 회전에 의하여 상기 와이어의 장력이 조절되며,
상기 테이크업 롤러와 공급 롤러에는 테이크업 모터와 공급 모터가 각각 연결되어 상기 테이크업 롤러와 공급 롤러를 각각 회전시키며, 상기 테이크업 모터와 공급 모터에는 공급되는 전류를 감지하기 위한 홀센서가 구비되며,
상기 회전축에는 로드셀이 장착되어 상기 회전축에 가해지는 와이어의 장력을 감지하며,
상기 제어 장치는 상기 테이크업 모터의 홀센서에서 감지된 신호와, 상기 공급 모터의 홀센서에서 감지된 신호와, 상기 로드셀에서 감지된 신호를 이용하여 와이어의 장력을 계산하고, 계산된 와이어의 장력을 기설정된 최적 장력과 비교한 차이값을 이용하여 상기 덴서 모터를 제어하는 것을 특징으로 하는 와이어 소우 머신의 장력 조절 장치.
A wire for cutting the supplied ingot;
A slurry feeder for supplying a slurry to the wire;
A supply roller for supplying the wire;
A supply capacitor for winding a wire starting from the supply roller;
A plurality of guide rollers having the same diameter and length of winding the wire wound on the supply denser in the longitudinal direction a plurality of times;
A take-up guide roller for winding a wire wound on the plurality of guide rollers;
A take-up roller for taking up a wire wound by the take-up take-up guide roller;
Tension adjusting means mounted to the supply capacitor; And
A control device for controlling the rotational speed of the feed roller and the take-up roller and the tension adjusting means,
The tension adjusting means includes a denser motor, a rotating shaft connected to the denser motor, a rod connected to the rotating shaft, and a rotating body rotatably coupled to the rod, wherein the wire is wound around the rotating body and is rotated by the denser motor. The tension of the wire is adjusted,
The take-up motor and the supply motor are connected to the take-up roller and the supply roller, respectively, to rotate the take-up roller and the supply roller, respectively, and the take-up motor and the supply motor are provided with a hall sensor for sensing a supplied current. ,
A load cell is mounted on the rotating shaft to sense a tension of a wire applied to the rotating shaft.
The control device calculates the tension of the wire by using the signal detected by the hall sensor of the take-up motor, the signal detected by the hall sensor of the supply motor, and the signal detected by the load cell, and calculates the calculated tension of the wire. The tension control device of the wire saw machine, characterized in that for controlling the denser motor using a difference value compared with a predetermined optimum tension.
청구항 1에 있어서, 상기 잉곳은 이송 장치에 의하여 이송되어 상기 가이드 롤러들 사이에 권취된 다수의 와이어와 접촉하여 절단이 진행되는 것을 특징으로 하는 와이어 소우 머신의 장력 조절 장치.
The tension adjusting device of a wire saw machine according to claim 1, wherein the ingot is conveyed by a conveying device and is cut in contact with a plurality of wires wound between the guide rollers.
삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 청구항 2에 있어서, 상기 제어 장치는 상기 이송 장치와 상기 슬러리 공급기를 제어하는 것을 특징으로 하는 와이어 소우 머신의 장력 조절 장치.
The tension control device of a wire saw machine according to claim 2, wherein the control device controls the transfer device and the slurry feeder.
청구항 1에 있어서, 상기 제어 장치는 외부 입력을 입력받는 외부 입력 장치와 공정 조건을 외부로 출력하는 외부 출력 장치를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 와이어 소우 머신의 장력 조절 장치.
The apparatus of claim 1, wherein the control device further comprises an external input device for receiving an external input and an external output device for outputting process conditions to the outside.
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