用于絲鋸裝置的馬達(dá)單元、絲鋸裝置和馬達(dá)單元的使用
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明的實(shí)施方式涉及用于絲鋸的馬達(dá)單元，且涉及使用馬達(dá)單元的絲鋸裝置。本發(fā)明尤其涉及用于光生伏打和/或半導(dǎo)體應(yīng)用，或其他電子設(shè)備應(yīng)用(諸如用于顯示器生產(chǎn)的藍(lán)寶石晶體)的馬達(dá)單元和使用馬達(dá)單元的絲鋸裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]絲鋸裝置用于光生伏打和/或半導(dǎo)體工業(yè)中，其中對(duì)于所述兩個(gè)應(yīng)用，半導(dǎo)體或半導(dǎo)體材料使用絲鋸裝置切割。舉例來說，絲鋸將半導(dǎo)體工件切割成順應(yīng)于進(jìn)一步處理的形狀，例如，將硅鑄錠切割成晶片、磚狀物或正方形。
[0003]對(duì)于許多應(yīng)用，晶片或切片有著相對(duì)于鑄錠的橫截面或直徑極小的厚度。晶片因此實(shí)質(zhì)上是柔性的且可撓曲和彎曲以與相鄰的切片進(jìn)行接觸。這一撓曲對(duì)于切割的精確度和平坦度是不期望的，且可引起鋸切的片的表面上的起伏、條紋和不期望的不規(guī)則。對(duì)于某些應(yīng)用，諸如對(duì)于許多太陽能和半導(dǎo)體應(yīng)用，這些不規(guī)則(即便是幾微米的不規(guī)則)足以使得切片不能使用。切片的變形甚至可能導(dǎo)致微小的破裂和破損，尤其是接近耦合點(diǎn)，在耦合點(diǎn)處切片連接至切片的支撐件。
[0004]晶片加工半導(dǎo)體鑄錠的所屬技術(shù)領(lǐng)域中的問題是如何在沒有不規(guī)則的情況下維持均勻的薄切片。這一問題轉(zhuǎn)化為提供切割元件(也就是，絲線和/或絲線導(dǎo)向元件)的位置和移動(dòng)兩者的穩(wěn)定性。具體來說，絲線移動(dòng)的均勻性和穩(wěn)定性隨著時(shí)間受到驅(qū)動(dòng)絲線的馬達(dá)和從馬達(dá)至絲線圓筒的機(jī)械鏈中的軸承的影響，這將影響作為切割元件的絲線的位置和移動(dòng)的穩(wěn)定性和精確度。
[0005]絲鋸裝置的機(jī)械部件要遭受網(wǎng)中的大量絲線纏繞產(chǎn)生的高的力和扭矩的影響，每一纏繞對(duì)馬達(dá)、軸承及其他部件上的負(fù)載產(chǎn)生一定量的力。同時(shí)，機(jī)械負(fù)載傾向于引起摩擦且產(chǎn)生熱量，例如，在滾動(dòng)的軸承中，所述摩擦和熱量與驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的相當(dāng)高的轉(zhuǎn)速一起可導(dǎo)致機(jī)械零件的疲勞和最后故障。疲勞和機(jī)械應(yīng)力也可削弱金屬零件和金屬零件的表面且可因此導(dǎo)致生產(chǎn)工藝中精確度的損失。
[0006]鑒于以上內(nèi)容，存在對(duì)具有增強(qiáng)的持久性和長(zhǎng)期穩(wěn)定性的絲鋸裝置和絲鋸裝置部件的需要，確保具有高精確度和可靠性的長(zhǎng)期操作，同時(shí)具有低的擁有總成本。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]實(shí)施方式提供用于絲鋸裝置的馬達(dá)單元，所述馬達(dá)單元包括外殼、可旋轉(zhuǎn)地提供于外殼中的軸、具有定子和轉(zhuǎn)子的馬達(dá)，所述定子固定至所述外殼，其中所述轉(zhuǎn)子安裝至所述軸且具有與所述軸相同的旋轉(zhuǎn)軸，且其中所述軸和所述馬達(dá)位于所述外殼中。
[0008]另一實(shí)施方式提供絲鋸裝置，所述絲鋸裝置包括馬達(dá)單元，所述馬達(dá)單元包含外殼、可旋轉(zhuǎn)地提供于外殼中的軸、具有定子和轉(zhuǎn)子的馬達(dá)，所述定子固定至所述外殼，其中所述轉(zhuǎn)子安裝至所述軸且具有與所述軸相同的旋轉(zhuǎn)軸，且其中所述軸和所述馬達(dá)位于所述外殼中。
[0009]在又一實(shí)施方式中，提供在絲鋸裝置中使用馬達(dá)單元，其中所述馬達(dá)單元包括外殼、可旋轉(zhuǎn)地提供于外殼中的軸、具有定子和轉(zhuǎn)子的馬達(dá)，所述定子固定至所述外殼，其中所述轉(zhuǎn)子安裝至所述軸且具有與所述軸相同的旋轉(zhuǎn)軸，且其中所述軸和所述馬達(dá)位于所述外殼中。
[0010]進(jìn)一步的優(yōu)點(diǎn)、特征、方面和細(xì)節(jié)從從屬權(quán)利要求、說明書和附圖中顯而易見。
[0011]實(shí)施方式也針對(duì)用于執(zhí)行所公開的方法的設(shè)備且包括用于執(zhí)行每一描述的方法步驟的設(shè)備零件。這些方法步驟可由各種硬件部件、適當(dāng)軟件程序化的計(jì)算機(jī)、以上兩者的任何組合或以任何其他方式執(zhí)行。此外，根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式也針對(duì)描述的設(shè)備所操作的方法。所述方法包括用于執(zhí)行設(shè)備的每個(gè)功能的方法步驟。
【附圖說明】
[0012]以可詳細(xì)理解本發(fā)明的上述特征的方式，通過參考實(shí)施例獲得上文簡(jiǎn)要概述的更具體的描述。附圖涉及實(shí)施方式，如以下描述的:
[0013]圖1圖示根據(jù)本文描述的實(shí)施方式的馬達(dá)單元；
[0014]圖2圖示根據(jù)本文描述的進(jìn)一步實(shí)施方式的馬達(dá)單元；
[0015]圖3圖示根據(jù)本文描述的進(jìn)一步實(shí)施方式的馬達(dá)單元；
[0016]圖4圖示根據(jù)本文描述的實(shí)施方式的絲鋸裝置的透視側(cè)視圖；
[0017]圖5圖示根據(jù)本文描述的實(shí)施方式的絲鋸裝置的頂視圖。
【具體實(shí)施方式】
[0018]現(xiàn)在將詳細(xì)參閱各種實(shí)施方式，各種實(shí)施方式中的一個(gè)或多個(gè)示例圖示在圖中。每一示例以解釋說明的方式提供且不意味著限制。進(jìn)一步來說，被圖示或描述為一個(gè)實(shí)施方式的部分的特征可用于其他實(shí)施方式上或連同其他實(shí)施方式一起使用以產(chǎn)生又一實(shí)施方式。描述旨在包括這類修改和改變。
[0019]本文中，“絲鋸”、“絲鋸裝置”、“絲線鋸切裝置”和“絲線切割裝置”可交換使用。本文中，術(shù)語“鋸切”和“切割”可交換使用；且“晶片切割絲鋸”和“壓片機(jī)”可交換使用。本文中，“鑄錠”可包含一個(gè)或多個(gè)分離的半導(dǎo)體件，例如，多個(gè)半導(dǎo)體件。本文中，“鑄錠”廣泛地用于表示在晶片鋸切中待鋸切的至少一個(gè)較大的工件或未切割的元件。“鑄錠”可與“塊”交換使用。本文中，“半導(dǎo)體”是指半導(dǎo)體材料，諸如(例如)光生伏打工業(yè)中使用的那些半導(dǎo)體材料。進(jìn)一步來說，鑄錠也可包含其他類型的材料，尤其是晶體，諸如(例如)用于顯示器生產(chǎn)中的藍(lán)寶石晶體，或類似的材料。
[0020]本文中，“絲線導(dǎo)向器圓筒”、“絲線導(dǎo)向器”、“導(dǎo)向器圓筒”和“圓柱形絲線導(dǎo)向器”可交換使用。絲線導(dǎo)向器(所述絲線導(dǎo)向器一般為圓柱形且圍繞圓柱軸旋轉(zhuǎn))有時(shí)稱為輥、圓筒和絲線導(dǎo)向器圓筒。
[0021]本文中，絲鋸可用于從較大的工件(諸如鑄錠、晶錠或塊)形成不同類型的基板或晶片，諸如太陽能電池基板、半導(dǎo)體基板、藍(lán)寶石或其他有用的基板。
[0022]本文中，“外殼”用于意指機(jī)殼或機(jī)匣，所述外殼包圍或圍繞一些東西。機(jī)器零件或馬達(dá)通常封入在外殼中。外殼可(例如)用于保護(hù)內(nèi)部的物件免受圍繞物的影響，用作與外部框架或機(jī)架的機(jī)械界面，和/或可提供供應(yīng)線路，如功率線路、流體導(dǎo)管等等。
[0023]本文中，“軸承”用于意指支撐另一零件的機(jī)器、部件或結(jié)構(gòu)零件。替代地或附加地，“軸承”為用于旋轉(zhuǎn)(或往復(fù)移動(dòng))機(jī)械零件的支撐件、導(dǎo)向器或定位件。在又一方面中，“軸承”為機(jī)械元件，所述機(jī)械元件允許一個(gè)零件承受(支撐)另一個(gè)零件。本文中，“軸承”和“連接器”可同義使用。
[0024]本文中，滾動(dòng)元件軸承(也稱為“滾動(dòng)軸承”)用于這樣的軸承，所述軸承以在兩個(gè)軸承環(huán)之間或在一個(gè)外環(huán)和滾動(dòng)軸承支撐的可移動(dòng)物件之間放置滾動(dòng)元件(諸如球狀物或輥)的方式來運(yùn)送負(fù)載。工件的相對(duì)運(yùn)動(dòng)引起圓形元件以微乎其微的滾動(dòng)阻力滾動(dòng)。如果采用球狀物作為滾動(dòng)元件，那么使用術(shù)語“球狀軸承”。如果采用圓柱形、圓形圓柱(球形)或錐形滾動(dòng)元件，那么術(shù)語“輥軸承”用作描述不使用球狀物而是使用其他不同形狀的適當(dāng)滾動(dòng)元件的滾動(dòng)軸承的通用術(shù)語。
[0025]本文中，“馬達(dá)單元”用于組件，所述組件包含電馬達(dá)、連接至電馬達(dá)且由電馬達(dá)驅(qū)動(dòng)的可旋轉(zhuǎn)的軸和軸承，所述軸承支撐可旋轉(zhuǎn)的軸且允許軸的轉(zhuǎn)彎移動(dòng)。前述物件由外殼封閉。
[0026]本文中，“轉(zhuǎn)子”用于描述旋轉(zhuǎn)電馬達(dá)的移動(dòng)零件，因?yàn)轳R達(dá)的絲線與磁場(chǎng)經(jīng)布置以便扭矩圍繞轉(zhuǎn)子的軸產(chǎn)生，所以所述移動(dòng)零件旋轉(zhuǎn)。
[0027]本文中，“定子”用于描述旋轉(zhuǎn)電馬達(dá)的固定零件，所述固定零件與轉(zhuǎn)子一起工作。
[0028]本文中，“外部”和“內(nèi)部”可用于表達(dá)軸向，且在本文上下文中，“內(nèi)部”是指朝向部件中心的方向而“外部”是指遠(yuǎn)離部件中心。
[0029]本文中偏轉(zhuǎn)(runnout或run-out) ”用于描述旋轉(zhuǎn)機(jī)械系統(tǒng)的不準(zhǔn)確度,具體描述軸、輪軸等等沒有正好對(duì)齊主要旋轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)。在滾動(dòng)軸承的上下文中，偏轉(zhuǎn)將引起振動(dòng)以及增加軸承自身上的負(fù)載，且可導(dǎo)致增強(qiáng)的疲勞和技術(shù)故障的機(jī)會(huì)。
[0030]在示例性上下文中，當(dāng)指代不同連接器時(shí)，諸如互補(bǔ)的“內(nèi)部”和“外部”連接器(例如，絲線導(dǎo)向器側(cè)面和軸側(cè)面連接器)，使用“內(nèi)部”和“外部”，所述“內(nèi)部”和“外部”是關(guān)于絲線導(dǎo)向器的中心的內(nèi)部和外部。
[0031]在本文使用的另一上下文中，“內(nèi)部”和“外部”可用于表達(dá)徑向，尤其是垂直于圓柱形絲線導(dǎo)向器軸的軸向的方向。在示例性上下文中，當(dāng)指代連接器的不同表面時(shí)，諸如連接器的內(nèi)部圓錐形表面(或軸和外部表面之間的圓錐形表面)和連接器的外部表面(例如，位于內(nèi)部圓錐形表面和徑向外邊緣之間的表面)，使用“內(nèi)部”和“外部”表面。
[0032]一般來說，本文描述的實(shí)施方式涉及用于切割硬質(zhì)材料的絲鋸裝置。其中，絲線經(jīng)擠壓抵靠待切割的硬質(zhì)材料，且絲線以高速沿著絲線的軸向移動(dòng)，也就是，在絲線的縱軸方向上移動(dòng)。許多平行絲線部分以絲線網(wǎng)形式使用，用于同時(shí)進(jìn)行多個(gè)切割，例如，用于同時(shí)將硅鑄錠切割成多個(gè)薄片(例如，用于半導(dǎo)體工業(yè)的晶片)。鋸切工藝為絲線或絲線網(wǎng)抵靠待鋸切的物體的壓力和