用于絲鋸裝置的馬達單元、絲鋸裝置和馬達單元的使用
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明的實施方式涉及用于絲鋸的馬達單元，且涉及使用馬達單元的絲鋸裝置。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)的藍寶石晶體)的馬達單元和使用馬達單元的絲鋸裝置。
【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，其中對于所述兩個應(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]對于許多應(yīng)用，晶片或切片有著相對于鑄錠的橫截面或直徑極小的厚度。晶片因此實質(zhì)上是柔性的且可撓曲和彎曲以與相鄰的切片進行接觸。這一撓曲對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。對于某些應(yīng)用，諸如對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，在耦合點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)的位置和移動兩者的穩(wěn)定性。具體來說，絲線移動的均勻性和穩(wěn)定性隨著時間受到驅(qū)動絲線的馬達和從馬達至絲線圓筒的機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的穩(wěn)定性和精確度。
[0005]絲鋸裝置的機械部件要遭受網(wǎng)中的大量絲線纏繞產(chǎn)生的高的力和扭矩的影響，每一纏繞對馬達、軸承及其他部件上的負載產(chǎn)生一定量的力。同時，機械負載傾向于引起摩擦且產(chǎn)生熱量，例如，在滾動的軸承中，所述摩擦和熱量與驅(qū)動系統(tǒng)的相當(dāng)高的轉(zhuǎn)速一起可導(dǎo)致機械零件的疲勞和最后故障。疲勞和機械應(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，存在對具有增強的持久性和長期穩(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期操作，同時具有低的擁有總成本。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]實施方式提供用于絲鋸裝置的馬達單元，所述馬達單元包括外殼、可旋轉(zhuǎn)地提供于外殼中的軸、具有定子和轉(zhuǎn)子的馬達，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位于所述外殼中。
[0008]另一實施方式提供絲鋸裝置，所述絲鋸裝置包括馬達單元，所述馬達單元包含外殼、可旋轉(zhuǎn)地提供于外殼中的軸、具有定子和轉(zhuǎn)子的馬達，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位于所述外殼中。
[0009]在又一實施方式中，提供在絲鋸裝置中使用馬達單元，其中所述馬達單元包括外殼、可旋轉(zhuǎn)地提供于外殼中的軸、具有定子和轉(zhuǎn)子的馬達，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位于所述外殼中。
[0010]進一步的優(yōu)點、特征、方面和細節(jié)從從屬權(quán)利要求、說明書和附圖中顯而易見。
[0011]實施方式也針對用于執(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)軟件程序化的計算機、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)明的實施方式也針對描述的設(shè)備所操作的方法。所述方法包括用于執(zhí)行設(shè)備的每個功能的方法步驟。
【附圖說明】
[0012]以可詳細理解本發(fā)明的上述特征的方式，通過參考實施例獲得上文簡要概述的更具體的描述。附圖涉及實施方式，如以下描述的:
[0013]圖1圖示根據(jù)本文描述的實施方式的馬達單元；
[0014]圖2圖示根據(jù)本文描述的進一步實施方式的馬達單元；
[0015]圖3圖示根據(jù)本文描述的進一步實施方式的馬達單元；
[0016]圖4圖示根據(jù)本文描述的實施方式的絲鋸裝置的透視側(cè)視圖；
[0017]圖5圖示根據(jù)本文描述的實施方式的絲鋸裝置的頂視圖。
【具體實施方式】
[0018]現(xiàn)在將詳細參閱各種實施方式，各種實施方式中的一個或多個示例圖示在圖中。每一示例以解釋說明的方式提供且不意味著限制。進一步來說，被圖示或描述為一個實施方式的部分的特征可用于其他實施方式上或連同其他實施方式一起使用以產(chǎn)生又一實施方式。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”可交換使用。本文中，“鑄錠”可包含一個或多個分離的半導(dǎo)體件，例如，多個半導(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、藍寶石或其他有用的基板。
[0022]本文中，“外殼”用于意指機殼或機匣，所述外殼包圍或圍繞一些東西。機器零件或馬達通常封入在外殼中。外殼可(例如)用于保護內(nèi)部的物件免受圍繞物的影響，用作與外部框架或機架的機械界面，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)機械零件的支撐件、導(dǎo)向器或定位件。在又一方面中，“軸承”為機械元件，所述機械元件允許一個零件承受(支撐)另一個零件。本文中，“軸承”和“連接器”可同義使用。
[0024]本文中，滾動元件軸承(也稱為“滾動軸承”)用于這樣的軸承，所述軸承以在兩個軸承環(huán)之間或在一個外環(huán)和滾動軸承支撐的可移動物件之間放置滾動元件(諸如球狀物或輥)的方式來運送負載。工件的相對運動引起圓形元件以微乎其微的滾動阻力滾動。如果采用球狀物作為滾動元件，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)滾動元件的滾動軸承的通用術(shù)語。
[0025]本文中，“馬達單元”用于組件，所述組件包含電馬達、連接至電馬達且由電馬達驅(qū)動的可旋轉(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。前述物件由外殼封閉。
[0026]本文中，“轉(zhuǎn)子”用于描述旋轉(zhuǎn)電馬達的移動零件，因為馬達的絲線與磁場經(jīng)布置以便扭矩圍繞轉(zhuǎn)子的軸產(chǎn)生，所以所述移動零件旋轉(zhuǎn)。
[0027]本文中，“定子”用于描述旋轉(zhuǎn)電馬達的固定零件，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”是指遠離部件中心。
[0029]本文中偏轉(zhuǎn)(runnout或run-out) ”用于描述旋轉(zhuǎn)機械系統(tǒng)的不準確度,具體描述軸、輪軸等等沒有正好對齊主要旋轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)。在滾動軸承的上下文中，偏轉(zhuǎn)將引起振動以及增加軸承自身上的負載，且可導(dǎo)致增強的疲勞和技術(shù)故障的機會。
[0030]在示例性上下文中，當(dāng)指代不同連接器時，諸如互補的“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，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，也就是，在絲線的縱軸方向上移動。許多平行絲線部分以絲線網(wǎng)形式使用，用于同時進行多個切割，例如，用于同時將硅鑄錠切割成多個薄片(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