CN203204380U - 线弯曲监控系统和线锯装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种用于半导体线锯装置的线弯曲监控系统。线弯曲监控系统包括传感器布置，所述传感器布置经配置以邻近于线锯装置的线定位，其中传感器布置适合检测线的弯曲，其中传感器布置包括感应传感器、电容传感器和接触传感器中的至少一个。

Description

线弯曲监控系统和线锯装置

技术领域

本公开案的实施例涉及线弯曲监控系统和线锯装置。具体来说，本公开案的实施例涉及线弯曲监控系统和用于锯切用于太阳能电池的半导体材料的线锯装置。 

背景技术

本文的半导体线锯或又叫“线锯”、“线锯装置”或“半导体线锯装置”，用以切割由硬质材料（例如，硅）制成的工件。使用用于修剪、切成方形或切片的线锯切割工件或结晶块或将工件或结晶块制成晶圆。 

在这些装置中，从线轴馈送线，并且由线导向圆筒引导和张紧线。不同类型的线可用于线锯，所述不同类型的线例如与浆料中的碳化硅颗粒组合使用的那些线和通常与冷却剂组合使用的金刚石线。大体来说，硬质材料（诸如，碳化硅或金刚石）磨蚀工件以进行切割。 

在切割期间，线沿着所述线的长度迅速地移动，所述方向在本文也称为“水平地”，并且工件通过工件供应板或工件供应台沿切割方向相对缓慢地移动，所述切割方向大致上垂直于线的方向（本文也称为“垂直地”）。由此沿着切割方向施加线对工件的垂直力，并且工件对线的反应力使线沿与切割方向相反的方向变形或弯曲。如果线弯曲增加，那么在弯曲的某一值处，所述线弯曲可能导致线断裂，所述线断裂需要操作耗时地更换线。线断裂和后续的线更换降低线锯的整体效率。另一方面，为了由操作员测量弯曲而间歇停止切割工艺是耗费时间和成本的。 

因此，需要降低线断裂的发生率或完全避免线断裂的发生，以实现线锯的较高效率。 

实用新型内容

鉴于上文所述，提供一种用于线锯装置的线弯曲监控系统、一种线锯装置、一种用于监控线锯装置中线弯曲的方法和一种用于操作线锯装置的方法。 

根据一个方面，提供一种用于半导体线锯装置的线弯曲监控系统。所述线弯曲监控系统包括传感器布置，所述传感器布置经配置以邻近于线锯装置的线定位，其中所述传感器布置适合检测线的弯曲，其中所述传感器布置包括感应传感器、电容传感器和接触传感器中的至少一个。 

根据另一方面，所述线弯曲监控系统可进一步包括适合旋转所述传感器的致动器。 

根据又一方面，提供了一种线锯装置。所述线锯装置包括用于半导体线锯装置的线弯曲监控系统。所述线弯曲监控系统包括传感器布置，所述传感器布置经配置以邻近于所述线锯装置的线定位，其中所述传感器布置适合检测所述线的弯曲，其中所述传感器布置包括感应传感器、电容传感器和接触传感器中的至少一个。 

根据另一方面，所述线锯装置还可包括至少两个用于引导所述线的线导向装置。 

根据另一方面，提供一种用于监控半导体线锯装置中线弯曲的方法。所述用于监控线弯曲的方法包括：执行线的感应测量、电容测量和接触测量中的至少一个；检测线的弯曲。 

另外描述一种用于操作半导体线锯装置的方法。所述方法包括：设置至少一个线锯装置参数和借助于所述线切割工件。所述方法另外包括：如本文所描述的监控线的线弯曲，和在线弯曲超过阈值时调整至少一个线锯装置参数。 

实施例还针对用于执行所公开方法的设备，并且实施例包括用于执行所描述的每一方法步骤的设备部分。可通过硬件组件、由适当软件编程的电脑、由上述两者的任何组合或以任何其它方式执行这些方法步骤。 

通过监控线弯曲提供的关于弯曲的信息对调整台速度和/或切割速度特别有用，从而最小化线的磨损和断裂并最大化产量和切割成品率。 

由从属权利要求、说明书和附图显而易见可与上文实施例组合的其它优点、特征、方面和细节。 

附图说明

因此，可详细理解本实用新型的上述特征结构的方式，即上文简要概述的本实用新型的更具体描述可参照实施例进行。附图涉及本实用新型的实施例，并在下文中描述附图： 

图1示出根据本文描述的实施例的用于线锯装置的线弯曲监控系统的示意性横截面图； 

图2示出根据本文描述的实施例的用于线锯装置的线弯曲监控系统的示意性横截面图； 

图3示出根据本文描述的实施例的线锯装置中的线弯曲监控系统的示意性横截面图； 

图4示出线锯装置中的线弯曲监控系统的示意性横截面图，其中线锯装置的线是弯曲的； 

图5示出根据本文描述的实施例的线弯曲监控系统的传感器板的示意图； 

图6示出根据本文描述的实施例的线锯装置中的线弯曲监控系统的示意性横截面图； 

图7示出根据本文描述的实施例的线锯装置中的线弯曲监控系统的示意性横截面图； 

图8示出根据本文描述的实施例的线锯装置中的线弯曲监控系统的示意性横截面图； 

图9示出根据本文描述的实施例的线锯装置中的线弯曲监控系统的示意性横截面图； 

图10示出根据本文描述的实施例的线锯装置中的线弯曲监控系统的示意性横截面图； 

图11示出根据本文描述的实施例的线锯装置中的线弯曲监控系统的示意性横截面图； 

图12示出根据本文描述的实施例的用于线锯装置的线弯曲监控系统的示意性横截面图； 

图13示出出于说明性目的的用于监控线锯装置中线弯曲的方法的流程图；和 

图14示出出于说明性目的的用于监控线锯装置中线弯曲的方法的流程图。 

具体实施方式

现将详细参照本实用新型的各个实施例，所述各个实施例的一个或多个实例图示于附图中。通过解释提供每一个实例，并且每一个实例并不意味为限制。此外，可使用或结合其它实施例使用说明或描述作为一个实施例的一部分的特征，以产生另一实施例。描述旨在包括这些修改和变化。 

本文可互换地使用线锯、线锯装置、线锯切装置和线切割装置。本文可互换地使用工件支撑板和工件供应板。本文中，可互换地使用术语锯切和切割；并且可互换地使用晶圆切割线锯和晶圆切片机。本文中，工件可包括一个或多个单独的块，例如，多个半导体块或半导体结晶块。本文中，线锯适合通过使用单根线、多根线、一根或多根线的一个或多个行或一根或多根线的一个或多个网来执行切割。术语“线”可能是指多根线。 

本文中，可互换地使用工件供应板、工件支撑板、供应板和支撑板。本文中，可互换地使用用语“工件内的线部分”和“工件内的线”。 

根据实施例，提供用于线锯装置的线弯曲监控系统。所述线弯曲监控系统包括传感器布置，所述传感器布置经配置以邻近于线锯装置的线定位。所述传感器布置适合检测线的弯曲。所述传感器布置包括感应传感器、电容传感器和接触传感器中的至少一个。 

因此，通过获得根据本公开案的线弯曲信息，线弯曲监控系统和线锯装置允许实时自动调整切割工艺。此外，线弯曲测量为切割效率的极佳指标。 

图1示出根据实施例的用于线锯装置的线弯曲监控系统10。所述线弯曲监控系统包括传感器布置20。传感器布置20适合邻近于线锯装置的线定位并适合检测线的弯曲。 

所述传感器布置包括感应传感器、电容传感器和接触传感器中的至少一个。标号22应指传感器，而与传感器为感应传感器、电容传感器还是接触传感器无关。 

感应传感器和电容传感器通常适合在线为基于铁的线的情况下感测所述线的接近程度。一个或多个传感器可为数字传感器或模拟传感器。至少一个感应传感器或电容传感器的在本文也称为“测量结果”或“测量”的测量结果输出可为连续的（在模拟传感器的情况下）或数字的（在数字传感器的情况下）。如果结果输出是连续的，那么所述结果输出通常为对于传感器与线之间绝对距离的指示，例如，在m表示测量结果输出，并且x表示传感器与线之间的距离的情况下，x可表示为m的函数，即，x=f(m)。根据典型实施例，这一函数为线性的。 

在结果输出为数字的那些实施例中，传感器可在传感器与线之间的距离低于阈值距离时以（例如）0响应，并且传感器可在所述距离高于阈值时以1响应。可在切割工艺期间或在切割工艺之前（例如）由操作员预先设置在本文也称为“阈值”的阈值距离，或所述阈值距离可对应于传感器的感测距离，即，传感器能够检测到仅最高达 感测距离的线的存在。例如，阈值可介于0.1mm与1.0mm之间，特别地介于0.2mm与0.6mm之间。 

术语“数字传感器”由此应理解为任何布置，所述任何布置包括提供数字测量结果输出的传感器。电子装置是数字的还是模拟的通常没有关系。提供数字传感器在以下情况下特别有利：提供众多传感器，而通常联合评估这些传感器的测量结果输出。 

根据另一方面，线弯曲监控系统可进一步包括适合旋转传感器的致动器。 

根据又一方面，提供了一种线锯装置。线锯装置包括用于半导体线锯装置的线弯曲监控系统。线弯曲监控系统包括传感器布置，传感器布置经配置以邻近于线锯装置的线定位，其中传感器布置适合检测线的弯曲，其中传感器布置包括感应传感器、电容传感器和接触传感器中的至少一个。 

根据另一方面，线锯装置还可包括至少两个用于引导线的线导向装置。 

根据实施例，传感器布置包括多个传感器。通常，所述多个传感器中的所有传感器为相同的传感器类型。例如，传感器布置可设置有多个感应传感器或者多个电容传感器或者多个接触传感器。不限于本文描述的任何实施例，本公开案的一个或多个传感器通常与控制单元（诸如，图2中的控制单元50）通信。通信可具体为数据通信，具体来说，从传感器到控制单元的数据通信，其中一个或多个传感器为控制单元提供测量结果。 

控制单元可评估一个或多个测量结果。控制单元可附加或替代地触发反应。为了这样做，在典型的实施例中，控制单元适合与线锯装置通信，以启动线锯装置的反应作为对弯曲测量结果的响应。根据实施例，控制单元（诸如，图2的控制单元50）为线锯装置的控制装置。然而，也有可能线弯曲监控系统设置有单独的控制单元，所述单独的控制单元与线锯装置的控制单元进行数据通信。 

在图2（图2中图示四个传感器22）中所示的传感器布置上提供若干传感器可特别有利于不仅测量线中弯曲的存在而且测量对应于弯曲尺寸的值。例如，全部传感器可为感应传感器或者电容传感器。对应于所述尺寸的值可具体为与线的无应力情形下线定向相比较的线的角度，这将在下文更详细地举例说明。 

图3示出根据实施例的用于线锯装置100的线弯曲监控系统10。线锯装置100示例性地示出为包括线30，线30由两个线导向装置130（也称为“导向圆筒”或“滑轮”）沿着线30的长度引导。如图5中明显看出地，线可平行布置，从而形成线行或线网。所提供的线具体来说在线锯的切割区域中形成线网。从而，术语“线网”一般涉及由 两个导向圆筒之间的线形成的网。应理解，线可形成多于一个的线网，所述线网定义为执行锯切工艺的区域。因此，根据本文描述的一些实施例，一根或多根线可形成多个线网，例如，两个线网都适合切割工件。工件或结晶块120安装至台110，台110经配置以抵靠线30移动以切割所述结晶块。 

线导向装置通常适合旋转以传输线。线导向装置一般配置成以至少5m/s或甚至10m/s的圆周速度（即，外圆周的速度）旋转。通常在标准操作期间以10m/s与15m/s之间的速度操作线锯，而在启动和停止期间速度可较小。而且，如果线往返移动，那么线不时地减速以使所述线沿相反方向加速。 

在切割期间，线基本上沿着所述线的纵向长度移动。术语“基本上”应具体包含振动等。与工件（诸如，半导体结晶块）的典型垂直运动相比，所述移动通常相对快速。线运动可或者以往复方式进行，在此方式中线沿着所述线的长度的运动周期反向。操作中，使线与工件120接触，以将工件切割成（例如）多个晶圆。 

根据不同实施，线或形成线网的线可相对于工件移动，工件可相对于线或线网移动，或线和工件两者都可相对于彼此移动。 

当工件和线（诸如，线网）抵靠彼此相对施压时，由工件对线施加的合力使线变得弯曲。线弯曲的定向与切割方向一致。当线弯曲增加过多时，这种状况可能导致线断裂。为避免发生这种情况，本文描述的实施例允许在弯曲变得过大之前检测所述弯曲，并且还允许触发足够的反应以避免线断裂。这种反应可为（例如）减小抵靠线的工件的速度和/或增加线的速度。其它的反应可涵盖对所提供的浆料或浆料成分等的量的修改。 

根据本文描述的若干实施例（诸如，图3中所示的实施例），线锯监控系统10包括传感器布置20和控制单元50。传感器布置20经配置以邻近于线30定位，并且传感器布置20可包括传感器板24，传感器板24具有安装至传感器板24的若干传感器22。传感器的数目可为至少2个、至少4个或甚至至少8个、10个或甚至16个。传感器22经配置以检测线弯曲。由传感器测量并收集的数据通常转送至控制单元50，在控制单元50处进一步处理（如评估）所述数据。例如，每一个传感器的逻辑电平（即，0或1的结果输出）可用以监控线弯曲的进展。 

图4示出相同的实施例，其中线（网）由于工件被沿切割方向施压而经历弯曲。如图3和图4中所示，根据具有若干数字传感器的实施例，如果不存在线弯曲或仅存 在小的线弯曲，那么所有传感器的逻辑状态通常相同。在这种情境中的“小的”意味着线弯曲不超过线与传感器距离的阈值。 

然而，在切割工艺期间，当台110沿切割方向（由图4中箭头121指示）移动时，线弯曲可能增加，并且传感器中的一个或多个的逻辑状态也可能改变。例如，较接近工件的两个传感器（即，在参考图3和图4所示的实施例中，向右的两个传感器）可指示以下结果：这些传感器与线之间的距离高于阈值，而离工件较远的两个传感器（即，图3和图4中向左的两个传感器）仍可感测到低于阈值的线与传感器之间的距离。从这些结果有可能获得关于线的弯曲尺寸的信息，具体来说，关于在实际弯曲位置处的线与非弯曲线之间的角度α（图示于图4中）或将在下文更详细地论述的绝对弯曲长度L的信息。 

例如，如果传感器布置如图3和图4中所示沿纵向线方向包括四个传感器（不管如将关于鉴于图5图示的实施例论述地沿垂直方向的传感器数目），并且如果传感器为数字传感器，那么传感器的阈值可经选择以使得可获得以下信息： 

如表中所示，如果所有传感器显示0响应，那么不存在线弯曲或仅存在小的线弯曲（诸如，低于2°）。如果最接近工件的传感器测量到产生测量结果1的高于阈值的距离，而其它传感器与线之间的距离仍低于阈值，即为0，那么这一结果可解释为角度α大于2°但低于4°。类似的考虑适用于描绘于所示表的其它行中的其他测量结果。一旦所有传感器以1响应，那么所有传感器与线之间的距离高于阈值，所述阈值在表的所示非限制性实例中必须解释为弯曲角度大于8°。明显地，至少这种信息应触发反应，诸如，对至少一个线锯装置操作参数的修改。 

应理解，沿线的纵向长度具有四个传感器并且所述四个传感器的阈值设置产生表中所示的角度α分布的这一实施例，仅出于说明性目的。技术人员可显见任何其它群和值可同等地适合。 

尽管上文的实例使用角度α作为对于线弯曲尺寸的指示，也可能由测量结果推导出绝对弯曲长度L。绝对弯曲长度L是指在切割方向上线到线的静止位置的最大偏差。绝对弯曲长度L示例性地图示于图4中并用标号140表示。 

例如，如果传感器布置如图3和图4中所示沿纵向线方向包括四个传感器（不管沿垂直方向的传感器数目），并且如果传感器为数字传感器，那么传感器的阈值可经选择以使得可获得以下信息： 

此外，本文描述的传感器布置或线锯可经配置以触发反应，诸如，根据测量结果对线锯的操作状态（诸如，至少一个操作参数）的修改。参照关于上文的表说明的实例，只要弯曲角度α低于6°或绝对弯曲长度低于9mm，就可能不触发任何反应。一旦角度超过6°或绝对弯曲长度L超过9mm，线的速度就可能增加（诸如，增加10%）和/或切割速度（即，工件沿切割方向的移动速度）就可能减小（诸如，减小10%）。一旦角度超过8°或绝对弯曲长度L超过12mm，线的速度就可能增加甚至更多（诸如，增加至少20%）和/或切割速度就可能减小甚至更多（诸如，减小至少20%）。或者，一旦测量到最大弯曲角度（诸如，在本实例中至少8°或至少12mm的绝对弯曲长度，但不限于本实例），那么线锯装置可停止和/或可警告操作员。 

还应提及的是，任何其它测量结果，诸如，所有传感器将所述所有传感器与线之间的距离测量为低于阈值，而一个中间传感器或与其它传感器中的至少部分传感器相比离工件更远的传感器指示高于阈值的距离，这必须解释为系统失败。这种状况是因 为弯曲始终沿切割方向的方向。换句话说，不仅负角度α不表示实际发生的情形，而且与传感器的离工件更远的相邻传感器相比，所述传感器也不可能感测到更小的距离。 

通过使用关于传感器的逻辑状态的信息，控制单元50确定线弯曲的值并控制线锯装置以避免线断裂。 

根据实施例，控制单元50经配置以视线弯曲的情况而调整线的速度和/或台的速度。控制装置可为反馈回路控制装置。 

根据实施例，传感器布置进一步包括至少一个传感器板，其中传感器以至少两行安装至传感器板。关于图5图示这种布置，其中图示沿垂直于线的定向的四行传感器，并且图示沿与线定向基本平行的定向的四行传感器。 

如本文所使用的，术语“传感器行”具体指不同行的传感器彼此间隔开（诸如，沿与线定向基本垂直的方向和/或与线定向基本平行的定向）的布置。在这种情境中的“基本上”通常包括20°的偏差，更通常为10°的偏差。 

根据本文描述的实施例，不管沿线方向的传感器数目，但至少两个传感器，通常至少四个传感器提供为沿垂直于线方向的方向布置成行。换句话说，每一个传感器提供关于不同线的信息。从而有可能定位（例如）被结晶块中的污垢包含物阻挡的仅一根线的局部弯曲。这种包含物通常十分坚硬，且因此难以割断。因此，对所有其它线的切割继续进行而没有任何问题，而所述这根线仍卡在所述包含物处，使得当沿切割方向推动结晶块时，这根线的弯曲尺寸增加。根据这个实施例，如所描述地，可测量到这种灾难性的弯曲发展，并且控制装置可触发反应。 

图5示出传感器板24的示意图，传感器板24具有安装至传感器板24的4×4个传感器22。大体来说，且不限于任何实施例，传感器的整体数目通常计算为n的k倍，其中k和n两者都为正整数，其中（例如）k表示沿与线定向基本平行的定向的传感器数目，并且n表示沿与线定向基本垂直的定向的传感器数目。例如，基本上垂直于线定向布置的传感器数目可为至少两个、至少四个或至少六个。附加或替代地，基本上平行于线定向布置的传感器数目可为至少两个、至少四个或至少六个。传感器的整体数目可高达20个甚至30个。附加或替代地，传感器的整体数目可为至少9个或至少16个。 

如图5中举例说明地，传感器可以对角线图案定位在板上。对角线图案需要以平行四边形的方式布置的至少四个传感器。具体来说，且不限于本文描述的任何实施例， 每一个传感器的中心高于或低于线，所述线不同于所有其它传感器的中心高于或低于的线。 

根据实施例，众多传感器可具体为感应传感器或电容传感器。感应传感器特别有益，因为所述感应传感器对水、油、污垢、非金属颗粒、目标颜色、耐受高震动和振动环境的能力不敏感。 

通常，结构化线或金刚石线用于本公开案的线锯装置。线可为单丝钢线。根据一些实施例，线为从近似80微米到350微米（例如，120微米）的钢号线。根据一些实施例，结构化线为卷曲的线，其中（例如）由金属线制成的锯线设置有多个皱褶。金刚石线为具有涂层的线，其中金刚石颗粒嵌入所述涂层中。 

根据本文描述的实施例，可借助于计算机程序、软件、计算机软件产品和相关控制器执行操作和/或控制线弯曲监控系统和线锯装置的方法，所述相关控制器通常可具有CPU、存储器、用户接口和与线锯装置的相应组件通信的输入和输出装置。这些组件可为将在下文更详细地描述的以下组件中的一个或多个：发动机、线断裂检测单元、线跟踪装置等。 

对于如修剪器、方形形成器（squarer）、切片系统或多线锯的现代线锯，希望以高速切割硬质材料（诸如，半导体材料（例如，硅、石英等））。线的速度，即线移动穿过线锯的速度，可为（例如）10m/s或甚至更高。通常，线的速度可处于10m/s至15m/s的范围内。然而，（诸如）20m/s、25m/s或30m/s的更高线的速度也可以是理想的。为以所需要线的速度卷开线，具有未使用线的送料线轴通常以高达每分钟数千转数的旋转速度旋转。举例来说，可提供用于卷开线的1000rpm到2000rpm转速。 

有可能在上部线网和下部线网（如果有）处同时进行锯切。线网可水平地布置，如本文各图中所示。线锯可进一步包括两个垂直布置的网。根据一些实施例，垂直布置的网用于在水平定向的工作区域之间传输线。在工作区域之间传输期间，线可冷却。根据其它实施例，工作区域垂直定向。 

根据典型实施例，使用多线锯。多线锯允许半导体行业和光电行业的硅晶圆的高生产率和高质量切片。多线锯通常包括高强度钢线，所述高强度钢线可单向（即，仅沿向前方向）移动或双向（即，向后和向前）移动，以执行切割动作。线可在所述线的表面上设置有金刚石。通过使用根据本公开案的金刚石线，与常规钢线相比，产量可增加2倍或甚至更多。待锯切材料相对于移动的线移动的速度可称为送料速率。本 文描述的实施例中的送料速率可对于晶圆切割线锯来说处于2μm/s到15μm/s的范围内，通常处于约6μm/s到10μm/s的范围内。 

根据实施例，可移动地布置用于测量线弯曲的至少一个传感器。通过移动至少一个传感器，有可能跟随线并由此维持高的感测准确度。这是因为与传感器更远处相比，测量结果在传感器附近具有更高的质量。 

作为本文描述的实施例的控制操作，例如，当不存在工件切割并且线处于非弯曲位置时，有可能将一个或多个传感器定位在距线可选择的距离处。一旦切割开始并且线弯曲，那么根据传感器信号，控制装置可移动至少一个传感器中的一个或多个以跟随弯曲。例如，控制装置可适合通过使一个或多个传感器到线的距离保持恒定的方式来引导所述一个或多个传感器。有可能由一个或多个传感器移动以保持距离恒定的距离推导出弯曲的尺寸。 

根据实施例，并非所有传感器，而是所述传感器中的仅一些传感器可移动地布置。 

如已经提及地，根据实施例，线弯曲监控系统包括控制单元，所述控制单元适合视从传感器布置接收的数据的情况而控制传感器布置和/或线锯装置。根据实施例，线弯曲监控系统进一步包括致动器，所述致动器适合改变传感器布置与线之间的距离。 

根据实施例，传感器布置进一步包括至少一个棒，其中传感器（例如）成行安装至所述棒或多个传感器（例如）成行安装至所述棒。棒可为可移动的。 

图6示出根据实施例的用于线锯装置的线弯曲监控系统的示意图。传感器布置包括可移动棒40，可移动棒40具有安装至可移动棒40的传感器22。传感器可为接触传感器、感应传感器或电容传感器。如图所示，而不限于图6的实施例，传感器成行安装至棒。可不限于图6的实施例大体提供线性致动器60，以允许棒40可沿切割方向移动，如图6中的箭头105所指示，反之亦然。致动器通常与线弯曲监控系统或线锯装置的控制单元进行数据通信。 

由于使用线性致动器，自动地检测零位置。根据实施例，线性致动器为驱动螺丝球的步进器。由于使用线性致动器，可以高准确度测量线弯曲距离。不限于这一实施例，可保存线弯曲测量结果，以提供关于线弯曲依赖时间的函数信息。这种信息可能对于学会（具体来说）考虑到其它切割参数（诸如，线的速度、线张力、所提供的浆料量和台速度）来更好地理解切割工艺（特别是弯曲产生）有用。 

也有可能将根据本文描述的实施例的线弯曲系统与线断裂检测系统耦接。例如，现有线断裂检测系统可能已经包括传感器，所述传感器也可有利地用于本文描述的线弯曲检测。 

根据实施例，传感器为接触传感器。接触传感器可靠近线定位，例如，定位在位置X处。位置X的解释可为如下：如果线的弯曲增加而使得所述线到达位置X处，那么应触发线锯装置的反应。 

当在切割工艺期间线弯曲增加时，线在接触传感器上方与棒40进行接触（参见图7）。作为响应，控制单元驱动线性致动器，以沿着棒向下远离线移动一个增量，直到在棒与线之间不存在接触为止（参见图8）。致动器的位置和棒的位置由控制单元评估并可能由控制单元保存。由于线性致动器，可以很好的准确度测量作为时间的函数的线弯曲。例如，棒可电子连接至线弯曲监控系统的控制单元和/或线锯装置的控制单元。使用关于线弯曲的信息，控制单元可调整线锯操作参数（诸如，线的速度或台速度），以减小线弯曲和避免线断裂。 

参考图7和图8图示的实施例也举例说明：根据本文描述的一般实施例，可在工件的每一侧上提供至少一个传感器。从而有可能检测到在工件的两侧处积累的弯曲。在标准情形可能为工件中心周围的对称弯曲的情况下，可通过这些实施例检测到不对称的弯曲产生。不仅弯曲尺寸可用以触发线锯装置的反应，而且弯曲不对称的水平也可用以触发反应。 

参考图9至图11图示本公开案的另一实例。所述附图示出由台110向线30网推动的待切割的工件120。两个传感器22（即，工件每一侧一个传感器）定位于棒40上。此外，示意性地图示为60的致动器可链接至棒40，以沿切割方向移动棒，或反之亦然。 

在没有线弯曲的情况下，传感器（例如，感应传感器）检测线的存在（参见图9）。当在切割工艺期间线弯曲增加并且线远离传感器移动时，至少一个传感器22感测所述传感器与线之间距离的增加。当传感器信号超过或低于可选择的阈值时，这种状况可能发生。在模拟传感器的情况下，稳定地测量距离的增加。因此，随着线的距离增加，传感器的输出改变（参见图10）。作为响应，致动器沿弯曲方向（即，用图10中的箭头70表示的切割方向）移动。例如，致动器可将棒移动一个增量，以使棒40和传感器再次靠近线。从传感器获得的信息和必要的移动距离可用以推导出线弯曲的扩展并 且因此可用以通过在超过阈值的线弯曲扩展之后触发如所论述的适当反应，从而避免线断裂。可由线弯曲监控系统保存致动器的当前位置。 

根据本文描述的可与所有其它实施例组合的实施例，一个或多个传感器可枢转地定位。一个或多个传感器的旋转轴通常垂直于线定向。如果存在线网，那么旋转轴通常与线网所形成的平面平行。一个或多个传感器可通过使安装所述一个或多个传感器的棒枢转而枢转。 

这样的实施例示例性地图示于图11中，其中棒40可绕棒40的轴旋转。用箭头45图示旋转。传感器的所示旋转方向（即，左侧传感器的顺时针方向旋转和右侧传感器的逆时针方向旋转）对应于其中弯曲增加的情形，并且传感器通过增加所述传感器的旋转角度跟随这种增加。大体来说，枢转地布置的传感器适合被控制或被分别控制，以使得尽管修改了弯曲，但传感器表面关于线的对准可保持基本上恒定。在这种情境中的“基本上”包括不多于5°的偏差，通常不多于2°。 

通常，传感器具有平行于线定向的表面，以获取最佳的测量结果。如果线开始弯曲，并且传感器定向保持不变，那么线将不再平行于传感器表面，结果是取决于传感器上的位置，线具有到传感器的不同距离。在一些实施例中，这种状况可能降低感测质量。通过调适传感器的定向，感测质量可保持在高质量。 

根据实施例，控制单元适合根据线的位置使传感器枢转。这个操作可与平移（即，沿各图的示例性实施例的定向上下移动）移动传感器同步执行，以（诸如）通过上下移动棒来跟随线弯曲。由于最佳的传感器定向可对于每个弯曲尺寸为已知的，并且由于这种信息可存储于线锯装置的线弯曲监控系统的控制单元中（诸如，存储于控制单元的存储器单元中），所以控制单元可根据弯曲尺寸调适传感器的旋转角度。传感器的典型旋转角度对应于弯曲角度α。所述典型旋转角度通常高达20°，或仅高达15°。 

如图11的实施例中所示，当线性致动器和棒向下移动一个增量时，棒可旋转一个角度增量，以最佳化传感器与线之间的感测距离以及传感器相对于线的定向两者。 

图12描绘图10和图11的实施例的横截面侧视图。具体来说，显而易见，所有传感器可同步地枢转。例如，传感器22可布置在作为整体旋转的一个板40上。 

根据进一步实施例，提供线锯装置，包括根据上文描述的实施例的线弯曲监控系统。具体来说，线锯可适合同步切割一个、两个、三个或甚至四个工件（诸如，结晶块）。此外，本文描述的典型线锯设置有用于引导线的四个导向圆筒，其中两个网形成 并用作切割区域。因此，根据实施例，可为两个网中的每一个网提供本文描述的至少一个传感器布置，所述两个网适合用于切割工件。 

根据已经详细描述的实施例，提供用于监控线锯装置中线弯曲的方法。用于监控线弯曲的方法包括执行线的感应测量、电容测量和接触测量中的至少一个。所述方法还包括检测线的弯曲。具体来说，检测可包括（具体来说）借助于控制单元来评估测量结果。 

根据实施例，控制单元根据从传感器布置接收的数据而控制传感器布置和/或线锯装置。 

图13和图14将图示本文出于说明性目的描述的方法。图13示出根据本文描述的实施例的用于监控线锯装置中线弯曲的方法的流程图。所述方法包括：执行线的感应测量、电容测量和接触测量中的至少一个（方块101）；和检测或确定线的弯曲（方块102）。图14描绘类似的方法，其中添加了以下步骤：使用从传感器布置接收的数据控制传感器布置和/或线锯装置（方块103）。 

尽管上文针对本实用新型的实施例，但可在不脱离本实用新型的基本范围的情况下设计本实用新型的其它和进一步实施例，并且由以下权利要求书来确定本实用新型的范围。 

Claims (15)

1.一种线弯曲监控系统(10)，所述线弯曲监控系统(10)包含： 

传感器布置(20)，所述传感器布置(20)经配置以邻近于所述线锯装置(100)的线(30)定位，其中所述传感器布置(20)适合检测所述线(30)的弯曲，其中所述传感器布置(20)包括感应传感器(22)、电容传感器(22)和接触传感器(22)中的至少一个。 

2.如权利要求1所述的线弯曲监控系统，其特征在于，所述传感器布置(20)包括多个传感器(22)。 

3.如权利要求1所述的线弯曲监控系统，其特征在于，所述传感器布置(20)包括多个感应传感器、多个电容传感器和多个接触传感器中的至少一个。 

4.如权利要求1所述的线弯曲监控系统，其特征在于，所述传感器布置(20)进一步包括至少一个传感器板(24)，其中所述传感器(22)以至少两行安装至所述传感器板(24)。 

5.如权利要求4所述的线弯曲监控系统，其特征在于，所述传感器(22)以对角线图案定位在所述传感器板上。 

6.如权利要求1所述的线弯曲监控系统，其特征在于，所述传感器布置(20)包括多个感应传感器、多个电容传感器和多个接触传感器中的至少一个，且其中所述传感器布置(20)进一步包括至少一个传感器板(24)，其中所述传感器(22)以对角线图案以至少两行安装至所述传感器板(24)。 

7.如权利要求1所述的线弯曲监控系统，其特征在于，至少一个传感器可移动地布置。 

8.如权利要求1所述的线弯曲监控系统，其特征在于，至少一个传感器枢转地布置。

9.如权利要求2所述的线弯曲监控系统，其特征在于，所述传感器布置进一步包括至少一个可移动棒(40)，其中所述传感器(22)成行安装至所述棒。 

10.如权利要求1所述的线弯曲监控系统，其特征在于，所述至少一个传感器为数字传感器或者模拟传感器。 

11.如权利要求1所述的线弯曲监控系统，其特征在于，所述线弯曲监控系统进一步包括： 

控制单元(50)，所述控制单元(50)适合根据从所述传感器布置接收的数据而控制所述传感器布置(20)和所述线锯装置中的至少一个。 

12.如权利要求1所述的线弯曲监控系统，其特征在于，所述线弯曲监控系统进一步包括： 

适合改变所述传感器布置与所述线之间的距离的致动器。 

13.如权利要求1所述的线弯曲监控系统，其特征在于，所述线弯曲监控系统进一步包括： 

适合旋转所述传感器的致动器。 

14.一种线锯装置，所述线锯装置包括如前述权利要求中任一权利要求所述的线弯曲监控系统。 

15.如权利要求14所述的线锯装置，其特征在于，所述线锯装置还包括至少两个用于引导所述线的线导向装置（130）。 

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