CN102548699A - 线放电加工装置、线放电加工方法、薄板制造方法及半导体晶片制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明的线放电加工装置包括：电极丝，其具有多个切割线部，该多个切割线部以相互分开的方式并列设置且分别与被加工物相对；加工用电源，其用于产生脉冲状的加工用电压；多个导电模单元，其与上述多个切割线部电连接，用于向上述多个切割线部与上述被加工物之间施加上述加工用电压；喷嘴，其以使加工液沿着上述多个切割线部并朝向极间的方式自喷出口喷出上述加工液。

Description

线放电加工装置、线放电加工方法、薄板制造方法及半导体晶片制造方法

技术领域

本发明涉及一种线放电加工装置：通过使电极丝在多个导辊间卷绕而使电极丝并列，通过使并列的电极丝与被加工物之间发生放电，从被加工物一次性切出多张板状构件。

背景技术

在通过线放电加工从柱状的被加工物切片(slice)加工薄板的情况下，使一根电极丝在多个导辊间卷绕而并列，由此形成许多切割线部分，对各切割线部分分别供电，使各切割线部分与被加工物之间同时发生放电，从而提高对被加工物进行上述切片加工的生产率，该方式例如在专利文献1中被提出。

在上述那样的结构的放电式钢丝锯中，当加工进行且形成于被加工物的加工槽变深时，加工屑向加工槽外的排出逐渐变得困难，而滞留在加工槽内。若加工屑滞留在加工槽内，则从切割线对加工屑放电的频率变高，由此导致向加工方向的放电减少、加工速度降低。另外，由于槽宽方向的放电增大，加工槽宽度变大，难以缩小切片间距。另外，还容易引起切割线断线，也容易发生切割线断线所引起的加工面的损伤。另外，即使能够在断线点使线贯通而重新进行加工，由于在该线断线部分处去除量大，因此，完成了切片的构件也必须通过磨削加工到断线部分的损伤区域来进行应对，存在产生多余的加工时间和构件的损失这样的问题。因此，通过使用喷嘴向加工部分喷吹加工液，来使加工中产生的加工屑向加工槽外排出，以使加工屑不滞留在极间，该技术例如被专利文献2公开。另外，作为向加工槽供给加工液的技术，例如，还具有专利文献3所公开的技术。

专利文献1：日本特开2000-94221号公报

专利文献2：日本特开昭54-20485号公报

专利文献3：日本特开平5-96461号公报

但是，根据专利文献2所公开的技术，随着加工工序的进行并且加工槽变深，存在难以将加工液供给至狭缝的顶端且加工屑的排出能力降低的问题。另外，若为了将加工液供给至加工槽的顶端而增强加工液的喷出压力，加工液压力会局部地作用于切割线，因此存在切割线发生挠曲、加工精度下降这样的问题。另外，由于切割线挠曲，存在被按压于切割线加工面而电极丝变得容易短路这样的问题。另外，专利文献3所公开的技术为向加工槽供给包含磨粒的加工液的技术，不是用来解决加工屑的排出问题的技术。

发明内容

本发明是鉴于上述问题而做出的，其目的在于得到能够抑制加工精度降低、加工速度降低的线放电加工装置、线放电加工方法、薄板制造方法及半导体晶片制造方法。

为了解决上述的课题并达成目的，与本发明的一个方面相关的线放电加工装置的特征在于，包括：电极丝，其具有多个切割线部，该多个切割线部以相互分开的方式并列设置且分别与被加工物相对；加工用电源，其用于产生脉冲状的加工用电压；多个导电模单元，其与上述多个切割线部电连接，用于向上述多个切割线部与上述被加工物之间施加上述加工用电压；喷嘴，其以加工液沿着上述多个切割线部并朝向极间的方式从喷出口喷出上述加工液。

根据本发明，能够容易地使施加于并列的多个切割线部的加工液压力均等，抑制电极丝的挠曲。并且，能够稳定地向极间供给加工液，因此，能够容易地从与被加工物之间的极间排出加工屑。由此，能够抑制加工精度降低、加工速度降低。

附图说明

图1是表示实施方式1的线放电加工装置的立体图。

图2是表示喷嘴的概略结构的立体图。

图3是喷嘴的侧面剖视图。

图4是喷嘴的从喷出口侧观察到的主视图。

图5是喷嘴的俯视剖视图。

图6是切割被加工物的过程中的喷嘴部分的主视剖视图。

图7是实施方式2的线放电加工装置所具有的喷嘴的局部放大立体图。

图8是图7所示的喷嘴的侧面剖视图。

图9是实施方式3的线放电加工装置所具有的喷嘴的局部放大立体图。

图10是图9所示的喷嘴的侧面剖视图。

图11是实施方式3的变形例的喷嘴的局部放大立体图。

图12是图11所示的喷嘴的侧面剖视图。

图13是表示实施方式4的喷嘴的构造的说明图。

图14是表示实施方式4的线分离部、分离狭缝及线的位置关系的详细说明图。

图15是表示实施方式4的加工液排放口的说明图。

图16是实施方式1～4的变形例的加工液喷嘴的剖面构造的说明图。

图17是实施方式1～4的变形例的加工液喷嘴的剖面构造的说明图。

具体实施方式

以下，根据附图详细地说明本发明的线放电加工装置的实施方式。另外，本发明并不限定于该实施方式。

实施方式1

以下，说明本发明的实施方式的结构及动作。图1是表示实施方式1的线放电加工装置的立体图。在本实施方式1的线放电加工装置中，从绕线管1引出的一根电极丝2依次在多个导辊3a～3d间多次且相互隔开微小的间隔地卷绕，从而形成多个切割线部2a。即，电极丝2具有多个切割线部2a。卷绕该电极丝2而形成的切割线部2a的间隔成为被加工物8的加工宽度(厚度)。即，在相对于各切割线部2a使加工物8离开规定间隔地相对配置的状态下，向各切割线部2a与被加工物8之间施加电压，同时相对于各切割线部2a进行被加工物8的切割输送，由此，利用各切割线部2a对被加工物8进行放电切割。由此，将被加工物8加工成多个薄板。另外，被加工物8是要将原材料切片成多个薄板的构件，例如有如下材料：成为溅射靶材的钨或钼等金属、作为各种构造构件使用的多晶碳化硅等陶瓷、成为半导体器件晶片的单晶硅及/或单晶碳化硅等半导体材料、成为太阳能电池晶片的单晶及多晶硅等太阳能电池材料等。半导体材料也可以利用以硅及碳化硅中的至少一方为主成分的材料形成。另外，在图1的例中，例示了将一根电极丝2卷绕于多个导辊的例子，但并不限于该情况，只要通过使一根电极丝2折回而形成多个切割线部即可，其具体的结构并不特别限定。

在本实施方式1中，多个导辊3a～3d在轴线方向上相互平行地分开配置。在最高位置设置导辊3a、3b，在导辊3b下方的最低位置设置导辊3c，在导辊3a的下方以与导辊3c并列的方式设置导辊3d。

电极丝2在卷绕规定次数之后，通过线排出辊5排出。在电极丝2中，导辊3a与导辊3b之间的部分成为能够与被加工物8相对且对被加工物8进行加工的切割线部2a，如图1所示，以相对于该切割线部2a隔有微小间隔的方式相对地配置被加工物8，从而进行放电加工处理。另外，电极丝2的导辊3b与导辊3c之间的部分为供给用于进行放电加工的电压(加工用电压)的馈线部2b。

从加工电源6经由导电模7A、7B向电极丝2的馈线部2b供给用于进行放电加工的电压(加工用电压)，从而在馈线部2b与被加工物8之间施加电压。加工电源6由能够相互独立地施加电压的多个加工电源单元61构成。导电模7A、7B也分别由相互绝缘的多个导电模单元71、72构成，成为能够独立地向各切割线部2a施加电压的结构。这样，能够独立地对并列电极丝施加电压的多个加工电源单元61与线放电加工装置的控制装置(未图示)连接。

另外，当然，电压施加极性与以往的线放电加工同样地能够根据需要适当地颠倒。被加工物8被未图示的位置控制装置控制在与卷绕在导辊3a～3d间的电极丝2隔有微小间隙的位置，因此能够维持适当的放电空隙长度。另外，加工液没有进行图示，但与通常的线放电加工相同，通过喷吹或浸渍向被加工物8与电极丝2之间供给。

图2是表示喷嘴80的概略结构的立体图。图3是喷嘴80的侧面剖视图。图4是喷嘴80的从喷出口82侧观察到的主视图。喷嘴80喷出加工液，向被加工物8与电极丝2之间供给加工液。在喷嘴80上形成有使切割线部2a贯通的贯通孔96。喷嘴80以使切割线部2a贯通贯通孔96的状态配置在被加工物8的两侧。

喷嘴80包括主体84、喷出口构成板91、排放口构成板92。在主体84上形成有用于供给加工液的配管连接用孔81。配管连接用孔81以贯通主体84的方式形成，其一侧由栓85堵塞。以贯通主体84的方式形成的配管连接用孔81的另一侧与用于供给加工液的供给配管93连接。另外，利用栓85堵塞的一侧和与供给配管93连接的一侧也可以相反地构成。

在主体84上，在喷出加工液的方向侧和其相反方向侧形成有凹部80a。在凹部80a内分别安装有喷出口构成板91和排放口构成板92。在主体84上形成有线通过孔94，该线通过孔94使形成有凹部80a的面彼此连结且使切割线部2a通过。线通过孔94与配管连接用孔81在主体84的内部交叉。因此，从供给配管93供给到配管连接用孔81的加工液流向线通过孔94的两端。

在凹部80a中，以围绕线通过孔94的方式形成有槽80b。在槽80b内嵌入有O型圈95，防止加工液从喷出口构成板91及排放口构成板92与主体84的间隙泄漏。

喷出口构成板91安装于形成在主体84的面向被加工物8的一侧的凹部80a。喷出口构成板91由两张板构件构成，在安装于凹部80a时相互对接的部分上形成有切口91a。形成于喷出口构成板91的切口91a在两张板构件相对接的状态下作为用于喷出加工液的喷出口82发挥作用。喷出口82以与形成于主体84的线通过孔94重叠的方式形成。

排放口构成板92安装于与安装有喷出口构成板91的一侧相反的一侧的凹部80a。喷出口构成板91由两张板构件构成，在安装于凹部80a时相互对接的部分上形成有切口92a。形成于排放口构成板92的切口92a在两张板构件对接的状态下作为用于排出加工液的排放口83发挥作用。排放口83以与形成于主体84的线通过孔94重叠的方式形成。

这样，在主体84上安装喷出口构成板91和排放口构成板92，以喷出口82作为一端侧的开口的贯通孔96由喷出口82、线通过孔94及排放口83构成。另外，与线通过孔94的端部的开口面积相比，喷出口82及排放口83的开口面积小。另外，与喷出口82的开口面积相比，排放口83的开口面积小。

喷出口82用于向极间供给加工液，排放口83用于使切割线部2a通过喷嘴80内。在线通过孔94与配管连接用孔81交叉的部分，在主体84内形成有一些空间。从配管连接用孔81流入主体84的加工液由该空间储存，流动方向改变90度而从喷出口82喷出。

喷嘴80以喷出口82靠近被加工物8的两侧的方式配置。配置在被加工物8两侧的喷嘴80的喷出口82与被加工物8的端面的间隙在能够进行靠紧加工时设定为0.1mm～0.3mm。另外，根据被加工物8的构件种类、所期望的切片厚度，为了减轻加工液的喷出压所导致的损伤，有时也以喷出口82距被加工物8为50mm左右的方式配置喷嘴80。另外，为了高效地排出加工屑，优选喷出口82与被加工物8之间的距离为50mm以下。

另外，具有多个切割线部2a的电极丝2从上述的排放口83插入喷嘴80内，并且从喷出口82向喷嘴80外部伸出。之后，从与上述喷嘴80相对的另一喷嘴80的喷出口82插入喷嘴80内，并且通过喷嘴内部从排放口83伸出。之后，与导电模7A接触，卷绕于导辊3a～3d。通过反复进行该操作，能够使电极丝2具有在喷嘴80间并列的多个切割线部2a。

在该状态下，在向喷嘴80供给加工液时，加工液经由供给配管93流入喷嘴80内部。流入喷嘴80内部的加工液从喷出口82喷出，从排放口83排出。在此，希望流入喷嘴80内部的加工液仅从喷出口82喷出并供给向被加工物8的极间，但该加工液也从为了使电极丝2通过而形成的排放口83排出。但是，如上述那样，与喷出口82的开口面积相比，排放口83的开口面积小，因此几乎全部的加工液都从流动阻力较小的喷出口82喷出。排放口83的大小只要能够使Φ0.1mm的电极丝2通过即可，希望形成得尽可能小。另一方面，若将排放口83形成得过小，则使电极丝2通过的操作的操作性变差。因此，优选排放口83的高度尺寸为例如0.5mm左右。相对于此，喷出口82的高度尺寸例如为5mm左右。另外，喷出口82及排放口83的宽度尺寸只要形成为能够收纳并列的多个切割线部2a整体的宽度即可。

图5是表示喷嘴80的俯视剖视图。图6是切割被加工物8的过程中的喷嘴80部分的主视剖视图。在将加工液供给向两个喷嘴80时，加工液从喷出口82沿着各切割线部2a向与切割线部2a相同的轴线上喷出，并被喷出到被加工物8上。在使电极丝2行进的同时施加电压，并使台部97上升，此时，固定于台部97的被加工物8上升。在被加工物8靠近电极丝2时，通过与电极丝2之间发生的放电来加工被加工物8。通过放电加工产生的加工屑通过从喷嘴80喷出的加工液从极间排出。

如图6所示，根据这样的结构，即使随着加工的进行而加工槽变深，喷嘴80的喷出口82也始终在与各切割线部2a相同的轴线上，并以使加工液沿着各切割线部2a并朝向极间的方式喷出加工液，因此，容易使并列的多个切割线部2a所受到的加工液压力均等，能够抑制电极丝的挠曲。另外，由于以使加工液沿着各切割线部2a并朝向极间的方式喷出加工液，因此，在加工过程中的任意时点都能从喷嘴80向加工槽的顶端喷出加工液，能够稳定地向极间供给加工液。由此，无论加工槽的深度如何，都能稳定且容易地将加工屑从加工槽排出。结果，加工方向的放电变多，能够抑制加工速度的降低。而且，利用并列的多个切割线部2a一次性切割的被加工物8的加工槽也容易变细且均匀，因此能够抑制加工精度的降低。另外，多个切割线部2a贯通以喷出口82为一端侧的开口的贯通孔96，因此，从喷出口82喷出的加工液容易沿着多个切割线部2a喷出，能够进一步可靠地向加工槽的顶端喷出加工液。

另外，在利用上述的线放电加工方法加工结晶硅及/或单晶碳化硅等半导体材料、单晶或多晶硅等太阳能电池材料、多晶碳化硅等陶瓷、钨或钼等溅射靶材料时，能够加快加工速度，缩小加工槽宽度，因此，能够从一个晶锭(ingot)得到更多的构件。另外，能够一次性高尺寸精度地切割出多张薄板。

另外，不能使开口面积过大的喷出口82和排放口83分别由喷出口构成板91和排放口构成板92形成，因此，能够使形成于主体84的线通过孔94形成得比喷出口82和排放口83大。由此，能够提高电极丝2相对于线通过孔94的贯穿操作的操作性。另外，喷出口构成板91和排放口构成板92由两张板构件的对接部分形成，因此，在使电极丝2通过主体84后，只要使构成喷出口构成板91及排放口构成板92的两张板构件以夹持电极丝2的方式安装，便能容易地形成喷出口82和排放口83。

实施方式2

图7是实施方式2的线放电加工装置所具有的喷嘴180的局部放大立体图。图8是图7所示的喷嘴180的侧面剖视图。对与实施方式1相同的结构标注相同的附图标记，并省略详细的说明。在本实施方式2中，为了使电极丝2(多个切割线部2a)的贯穿操作更加容易而进行了喷嘴结构的变更。

在本实施方式2中，主体184为如下构造：夹着贯通孔96(喷出口82、线通过孔94、排放口83)并能够在与电极丝2的贯通方向及并列方向大致垂直的方向上分割。更具体而言，如图7、图8所示，主体184构成为：包括与供给配管93连接的基部185和相对于基部185能够上下分割的盖部186。即，基部185和盖部186构成为：能够夹着贯通孔96相互分割。在将盖部186安装于基部185的状态下，形成在基部185与盖部186之间的空间成为线通过孔94。在基部185与盖部186的相对面185a、186a上设有台阶。由此，与喷出口82的开口面积相比，能够使排放口83的开口面积减小。

如以上那样，主体184能够夹着线通过孔94上下分割，因此，只要卸下盖部186，便能够使基部185的用于使切割线部2a通过(配置)的部分(贯通孔96)开放。因此，在将基部185设置于加工机的状态下，只要使电极丝2(多个切割线部2a)以并列的方式贯穿(配置)，然后将盖部186安装(组合)于基部185，便完成贯穿操作，因此，多个切割线部2a的贯穿操作变得更加容易。对于用于防止液体从基部185与盖部186之间的间隙泄漏的密封手段，只要在与电极丝2的贯穿方向平行地进行槽加工而成的槽185b内嵌入棒状的密封橡胶(未图示)即可。另外，即使线通过孔94的截面积小，但只要卸下盖部186，就能够容易地进行多个切割线部2a的贯穿操作，因此，能够不利用喷出口构成板91、排放口构成板92地实现贯穿操作的容易化。由此，能够实现零件件数的削减、工时的削减。另外，也可以与实施方式1同样地利用喷出口构成板91、排放口构成板92。

另外，由于多个切割线部2a的贯穿操作容易化，因此，容易增加卷绕电极丝2的次数并且容易增多切割线部2a的并列数量。另外，即使增多切割线部2a的并列数量，也不需要一根一根地使电极丝2(多个切割线部2a)贯穿于线通过孔94，因此，能够抑制花费于准备操作的劳力和时间。

另外，在利用上述的线放电加工方法加工结晶硅及/或单晶碳化硅等半导体材料、单晶或多晶硅等太阳能电池材料、多晶碳化硅等陶瓷、钨或钼等溅射靶材料时，能够加快加工速度，缩小加工槽宽度，因此能够从一个锭块得到更多的构件，另外，能够一次性高尺寸精度地切割出多张薄板。

实施方式3

图9是实施方式3的线放电加工装置所具有的喷嘴180的局部放大立体图。图10是图9所示的喷嘴180的侧面剖视图。另外，对与上述实施方式相同的结构标注相同的附图标记，并省略详细的说明。

在上述的实施方式1中，配管连接用孔81为一个，加工液从该配管连接用孔81流入主体184内部。配管连接用孔81被加工在主体184的中心，并列的切割线部2a通过该配管连接用孔81的正上方。在切割线部2a的并列数量增多或者并列间隔缩小时，在切割线部2a中，在从配管连接用孔81喷起的加工液的压力的作用下，有时一部分切割线部2a会发生挠曲。在该状态下，在对被加工物8的端面进行切入加工时，例如，在具有20根切割线部2a时，首先从两端的切割线部2a开始放电，然后渐渐地内侧的切割线部2a发生放电。因此，根据被加工物8的位置的不同，加工工序的进度不同，被加工物8的切掉时点参差不齐。由于切掉时点参差不齐，因此加工变得不稳定，断线的可能性变高。即，在切割线部2a的并列数量较多时，为了实现被加工物8的稳定的切割加工，抑制由被加工物8的位置而产生的加工进度的参差不齐变得重要。

在实施方式3中，为了使并列的切割线部2a不会由于加工液发生挠曲，采用如下结构：使加工液流入喷嘴180内时的压力分散。

在本实施方式3中，配管连接用孔81在中途分支而形成两条流路。配管连接用孔81分支成两条流路，由此，与配管连接用孔81的入口81a的面积相比，出口81b的面积变大。即，在喷嘴180中，与加工液经由供给配管93流入喷嘴180的流路的截面积相比，流入喷嘴180的加工液通过喷嘴180内流入喷嘴180内的贯通孔96的流路的截面积大。由此，能够使加工液向主体184内部的流入速度减速。通过使加工液的流入速度减速，能够降低切割线部2a所受到的加工液压力。由此，能够抑制切割线部2a的挠曲，抑制加工进度的参差不齐。另外，通过抑制加工进度的参差不齐，能够减小电极丝2断线的危险性，稳定地加工被加工物8。

图11是本实施方式3的变形例的喷嘴180的局部放大立体图。图12是图11所示的喷嘴180的侧面剖视图。在本变形例中，通过将配管连接用孔81的出口81b的孔形状形成为宽度尺寸与切割线部的并列宽度大致相等的长方形，使加工液压力作用于切割线部2a的并列方向整体，使切割线部2a的挠曲大致均等。由此，能够抑制被加工物8的加工进度的参差不齐，减小电极丝2断线的危险性，稳定地加工被加工物8。

另外，在利用上述的线放电加工方法加工结晶硅及/或单晶碳化硅等半导体材料、单晶或多晶硅等太阳能电池材料、多晶碳化硅等陶瓷、钨或钼等溅射靶材料时，在放电加工中作用于线之间的电磁力相抵消或减轻，能够防止电极丝的挠曲，因此能够一次性高尺寸精度地切割出多张薄板。

实施方式4

在上述的实施方式1或2中，从设置在被加工物附近的喷嘴将加工液喷出到加工部分，因此，通过喷嘴喷出的加工液向加工槽内流入，由此，在加工槽内产生加工液的流动，即使加工槽变深也能够向加工槽外排出加工屑，所以，能够维持良好的加工状态。像这样，利用喷嘴向加工槽内喷出加工液适合于良好地维持加工状态，但电极丝以卷绕于多个导辊间的状态沿长度方向行进，因此电极丝需要在喷嘴内通过。因此，在喷嘴中，不仅在设于与被加工物相对的面上的加工液的喷出口中，而且还需要在与设置喷出口的面相反的一侧设置使线通过的通过口(排放口)。即，在夹着被加工物将喷嘴设置在两侧的情况下，电极丝从一个喷嘴的通过口导入喷嘴内，之后从喷出口向喷嘴外被导出并被导入加工槽内，进而从加工槽内被导出并从另一喷嘴的喷出口被导入到喷嘴内，之后从通过口向喷嘴外被导出。

在这样的结构中，在为了向加工槽喷出加工液而将高压的加工液导入喷嘴内时，加工液不仅从喷出口喷出而且还从通过口喷出，因此，不能有效地利用泵的动力。为了避免这样的情况，在实施方式1中提出了将通过口的大小设定得尽可能小的方法。但是，在采用以提高生产率为目的、同时加工多个加工槽的结构的情况下，电极丝的卷绕次数变多，因此不但需要增大喷出口而且还不得不增大通过口(排放口)，由于大量的加工液也从通过口(排放口)喷出，因此需要巨大的加工液泵。因此，从提高同时并列地进行多个切片加工时的处理效率方面而言，上述的实施方式1或2具有改善的余地。

另外，从喷出口喷出的加工液的压力越高，加工液越能流入加工槽深处，加工状态越稳定，但在提高加工液压力时，高压的加工液也从通过口喷出。喷嘴的通过口大多与用于向电极丝供电的导电模、用于引导电极丝行进的导辊相对。导电模、导辊大多在形成于其表面的槽内保持电极丝而进行供电或电极丝位置的固定，但在与从通过口以高压状态喷出的加工液流发生碰撞时，电极丝发生振动，有可能发生供电不良或电极丝错位。因此，从抑制加工槽的形状精度的下降、抑制薄板特别是半导体晶片等硬脆材料的薄板破裂的方面而言，上述的实施方式1或2也具有改善的余地。

实施方式4的目的在于改善上述的课题。实施方式4的线放电加工装置包括：电极丝，其具有多个切割线部，该多个切割线部相互分开地并列设置，且分别与被加工物相对；加工用电源，其用于产生脉冲状的加工用电压；多个导电模单元，其与上述多个切割线部电连接，用于向上述多个切割线部与上述被加工物之间施加上述加工用电压；喷嘴，其用于以使加工液沿着上述多个切割线部并朝向极间的方式喷出上述加工液，在该线放电加工装置中，在上述喷嘴上设有用于喷出上述加工液的喷出口和设置在与上述喷出口相反的一侧的多个狭缝，上述多根切割线经由上述喷出口和上述多个狭缝贯通上述喷嘴，上述喷嘴具有形成上述多个狭缝的切割线分离部，上述多个狭缝用于使上述多个切割线部通过。另外，上述切割线分离部以堵塞用于使上述多个切割线部通过的多个狭缝之间的部分(例如，全部)的方式构成。上述切割线分离部由可加工陶瓷等易切削材料形成。上述喷嘴除设有上述喷出口和上述多个狭缝以外，还设有用于排出多余的加工液的加工液排放口。

以下，说明实施方式4的结构及动作。实施方式4的线放电加工装置的结构与实施方式1同样地利用图1的立体图表示。4根导辊3a～3d在轴线方向上相互平行地分开配置。从绕线管1引出的电极丝2依次在导辊3a～3d间多次且相互隔开微小的间隔地卷绕，之后，利用线排出辊5排出。在此，在电极丝2中，平行架设于导辊3a与导辊3b之间的部分成为切割线部2a。

被加工物8利用未图示的位置控制装置保持为以隔有微小距离的状态与切割线部2a相对配置的状态。加工电源6经由导电模7A、7B与切割线部2a连接，用于在切割线部2a与同切割线部2a隔有微小距离的被加工物8之间施加电压而使它们发生放电。

在此，切割线部2a如上述那样由平行架设于导辊3a、3b间的线构成，加工电源6也由相互绝缘的多个加工电源单元61构成，此外，导电模7A、7B也由相互绝缘的多个导电模单元71构成，在各切割线上，能够从与其相对应的各加工电源单元61经由各个导电模单元71供电，成为能够独立地向各切割线施加电压的状态。

另外，当然，加工电源6施加电压的极性与以往的线放电加工机同样地能够根据需要适当地颠倒。

如上述那样，被加工物8被未图示的位置控制装置控制在始终与切割线部2a隔有微小间隙的位置，以维持与切割线部2a的适当的放电空隙，因此，随着通过放电形成加工槽，被加工物8渐渐被送入切割线部2a的方向，加工槽变深，最终将被加工物8被切割加工成薄板状。

在此，被加工物8为需要切割成多张薄板的切片加工的构件，例如有：为溅射靶材的钨或钼等金属、作为各种构造构件使用的多晶碳化硅等陶瓷、成为半导体器件晶片的单晶硅及/或单晶碳化硅等半导体材料、成为太阳能电池晶片的单晶及多晶硅等太阳能电池材料等。半导体材料也可以利用以硅及碳化硅中的至少一方为主成分的材料形成。

另外，在图1的例子中，例示了将一根电极丝2卷绕于4根导辊的例子，但并不限于该情况，只要由一根电极丝2形成多个切割线部即可，其具体的结构并不特别限定。另外，导电模可以如导电模7A那样以经由导辊3b稍微离开切割线部2a的状态设置，也可以如导电模7B那样在被加工物8与导辊3a之间设置在被加工物附近。

喷嘴280用于向加工槽喷出加工液，因此，成为靠近被加工物8设置的结构，是本实施方式的中心部分，因此，利用图13及图14详细地说明。图13是表示实施方式4的喷嘴280的构造的说明图。图13(a)是表示通过口282侧的喷嘴280的外观的立体图，图13(b)是表示喷出口281侧的喷嘴280的外观的立体图，图13(c)是表示盖部287从基部288及线分离部283分割的状态的图。图14是表示实施方式4的线分离部283、分离狭缝284及线2的位置关系的详细说明图，图15是表示实施方式4中的加工液排放口286的说明图。

喷嘴280以夹着被加工物的方式设置在两侧，具有如下构造：具有多个切割线部2a的电极丝2贯通其内部。即，在喷嘴280的与被加工物相对的面上设有加工液的喷出口281，在与喷出口281相反的一侧设有通过口282。通过口282具有多个分离狭缝284。因此，成为如下结构：切割线部2a从一个喷嘴280的通过口282(多个分离狭缝284)被导入喷嘴280内，并从喷出口281向喷嘴280外被导出，并且被导入加工槽内，进而从加工槽内被导出并从另一喷嘴280的喷出口281被导入喷嘴280内，并从通过口282(多个分离狭缝284)向喷嘴280外被导出。

此外，如图13所示，在设置于与喷出口281相反的一侧的通过口282(多个分离狭缝284)，设有切割线分离部283。在切割线分离部283，以与切割线部2a的电极丝2的设置间隔大致相同的间隔刻有多个分离狭缝284，如图14所示，多个切割线部2a分别通过对应的分离狭缝284。因此，切割线部2a穿过一个喷嘴280的刻于线分离部283的分离狭缝284并被导入喷嘴280内，从喷出口281向喷嘴280外被导出并被导入加工槽内，进而从加工槽内被导出并从另一喷嘴280的喷出口281被导入喷嘴280内，通过刻于线分离部283的分离狭缝284向喷嘴280外被导出。

具有多个切割线部2a的电极丝2在线分离部283处通过分别相对应的各个分离狭缝284，所以，喷嘴280的、并列设置的多个切割线部2a之间的部分为被堵塞的结构，因此，通过口282(多个分离狭缝284)的开口面积与以往相比大幅度缩小。

加工液被未图示的泵加压，进而经由未图示的配管及设置于喷嘴280的配管连接用孔285被导入喷嘴280内，并从喷出口281朝向被加工物8及加工槽喷出，并且经由分离狭缝284向外部喷出，该分离狭缝284刻于设置在通过口282上的线分离部283。

另外，在喷出口281，与实施方式1相同，未设置线分离部283，在一个喷出口281内贯穿多个切割线部2a。因此，即使在多个切割线部2a靠近配置的情况下也能够降低喷出口侧的压力损失，确保足够的压力和流量。

如以上那样，根据本实施方式4的结构，在与喷出口281相反的一侧设置切割线分离部283，另外，在切割线分离部283上，以与大致平行地设置的多个切割线部2a的设置间隔大致相同的间隔刻有多个分离狭缝284，各切割线部2a通过与其分别对应的分离狭缝284。由此，能够大幅度减小通过口282(多个分离狭缝284)的开口面积，在将导入喷嘴280内的加工液从喷出口281向加工槽喷出时，能够抑制从喷出口281的相反侧(通过口282侧)喷出的加工液的量。因此，能够有效地利用加工液加压泵的动力，而且能够减少从通过口282以高压状态喷出、与导电模和导辊碰撞的加工液流，因此能够降低切割线部的振动，能够防止起因于线振动的供电不良、线错位。结果，能够提高加工槽的加工精度，另外，能够得到如下效果：能够防止薄板、特别是半导体晶片等硬脆材料的薄板的破损。

另外，在上述实施方式中预先在线分离部283上形成分离狭缝284并使切割线部2a通过，但也可以利用可加工陶瓷等易切削材料并以不形成分离狭缝284的状态设置线分离部283，通过与线放电加工装置的运转相伴随的切割线部2a的行进，线分离部被切削，由此，自动地形成分离狭缝284。在该情况下，产生省去了预先形成分离狭缝284的麻烦的效果。

另外，在上述实施方式中，为了抑制从通过口282喷出的加工液，线分离部283构成为将喷嘴280的分离狭缝284之间的部分全部堵塞，优选构成为通过喷出口281的相反侧(通过口282侧)的加工液全部通过分离狭缝284。另一方面，在这样的结构中，在喷出口281与被加工物成为靠紧状态时，存在压力变得过高的危险等，在该情况等下，也可以根据需要将用于使多余的加工液在喷出口281的相反侧(通过口282侧)漏出的开口设为开设于线分离部283的一部分的状态，使该多余的加工液的一部分不通过分离狭缝284，而是通过该漏出用开口排出。

另外，如果像图15所示那样，在喷嘴280上还设置有加工液排放口286，来自喷出口281以外的多余的加工液的排出主要不是由通过口282进行而是由加工液排放口286进行，则能够避免加工液压力不必要地增大的危险，且还能降低高压的加工液与导电模和导辊碰撞而使线振动的可能性。

根据本实施方式4，能够使加工液高效地从喷出口喷出，利用小容量的泵发挥所需要的充分的加工屑排出作用，而且不会发生供电不良、线错位，能够实现多个并列切片加工。另外，具有能够有效地利用加工液加压泵的动力的效果。并且，具有省去了预先在线分离部形成狭缝的麻烦的效果。并且，具有能够避免加工液压力不必要地增大的危险以及防止高压的加工液与导电模和导辊碰撞而使线振动的效果。

另外，也可以代替实施方式1～4所述的喷嘴，而利用图16或图17所示的喷嘴。图16、图17是表示实施方式1～4的变形例的喷嘴的剖面构造的剖视图。

例如，在实施方式2中的图8所示的剖面形状的喷嘴180的情况下，在加工液从供给配管93经由配管连接用孔81流入喷嘴180内部时，流入的加工液与喷嘴180内部的相对面186a碰撞而分散。因此，加工液不仅容易流入喷出口82而且容易流入排放口83。实施方式1～4的喷嘴的目的在于向线放电加工中的极间压入加工液，若加工液从排放口83排出，则加工液的液压下降，因此，有可能使来自原本想要供给加工液的一侧即喷出口82的加工液的量减少。

相对于此，如图16或图17所示，配管连接用孔381、481的朝向喷嘴380、480内部的贯通孔96的出口孔朝向与加工液的排放口83存在的方向相反的方向，而且朝向喷出口82存在的方向。即，在图16、17所示的喷嘴380、480中，经由供给配管93流入喷嘴380、480的加工液经由喷嘴380、480内(的配管连接用孔381、481)流入喷嘴380、480内的贯通孔96的部分的流路朝向喷出口82侧。

更具体而言，在图16所示的喷嘴380中，流入贯通孔96的部分的流路以随着靠近贯通孔96而靠近喷出口82的方式倾斜并延伸。换而言之，配管连接用孔381的流入贯通孔96的部分的中心轴以随着靠近贯通孔96而靠近喷出口82的方式倾斜并延伸。

另外，在图17所示的两个喷嘴480的每一个中，流入贯通孔96的部分的流路在从贯通孔96的中心轴偏移的位置向沿着贯通孔96的中心轴的方向(例如，与贯通孔96的中心轴线大致平行的方向)延伸。换而言之，两个配管连接用孔481各自的流入贯通孔96的部分的中心轴线均偏离贯通孔96的中心轴线，且向沿着贯通孔96的中心轴线的方向(例如，与贯通孔96的中心轴线大致平行的方向)延伸。而且，两个配管连接用孔481的流入贯通孔96的部分的两条中心轴配置在相对于贯通孔96的中心轴对称的位置。由此，更容易使并列的多个切割线部2a所受到的加工液压均等。

由此，流入喷嘴380、480内部的加工液积极地流向喷出口82侧，能够大幅度减少向排放口83侧逆流的加工液流量。这样，利用变更了向喷嘴380、480内部的贯通孔96供给加工液的供给路径的喷嘴，能够高效地向放电加工中的极间供给加工液。

通过本变形例，能够使来自喷出口的加工液排出量增大，使来自排放口的加工液排出量减小，即使利用小容量的泵也能够发挥所需要的充分的加工屑排出作用，而且不会发生供电不良、线错位，能够实现多个并列切割加工。另外，得到能够有效地利用加工液加压泵的动力的效果。并且，得到防止高压的加工液与导电模和导辊碰撞而使线振动的效果。

产业上的可利用性

如以上那样，本发明的线放电加工装置适用于薄板的制造，特别是适用于要求高尺寸精度的半导体材料、太阳能电池材料的制造。

附图标记说明

1    绕线管

2    电极丝

2a   切割线部

2b   馈线部

3a、3b、3c、3d   导辊

5    线排出辊(卷管)

6    加工电源

7A、7B  导电模

8    被加工物

61   加工电源单元

71、72  导电模单元

80   喷嘴

80a  凹部

80b  槽

81   配管连接用孔

81a  入口

81b  出口

82   喷出口

83   排放口

84   主体

85    栓

91    喷出口构成板

91a   切口

92    排放口构成板

92a   切口

93    供给配管

94    线通过孔

95    O型圈

96    贯通孔

97    台部

180   喷嘴

184   主体

185   基部

185a  相对面

185b  槽

186   盖部

186a  相对面

280   喷嘴

281   喷出口

282   通过口

283   线分离部

284   分离狭缝

285   配管用连接孔

286   加工液排放口

380   喷嘴

381   配管连接用孔

480   喷嘴

481   配管连接用孔

Claims (15)

1.一种线放电加工装置，其特征在于，具有：

电极丝，上述电极丝具有多个切割线部，该多个切割线部相互分开地并列设置且分别与被加工物相对；

加工用电源，上述加工用电源产生脉冲状的加工用电压；

多个导电模单元，上述多个导电模单元与上述多个切割线部电连接，向上述多个切割线部与上述被加工物之间施加上述加工用电压；

喷嘴，上述喷嘴以加工液沿着上述多个切割线部并朝向极间的方式从喷出口喷出上述加工液。

2.根据权利要求1所述的线放电加工装置，其特征在于，

在上述喷嘴中，上述喷出口形成在上述极间的一侧，

上述多个切割线部通过上述喷出口并向上述极间延伸。

3.根据权利要求1所述的线放电加工装置，其特征在于，

在上述喷嘴中，形成有以上述喷出口为一端侧的开口的贯通孔，

上述多个切割线部经由上述贯通孔贯通上述喷嘴并向上述极间延伸。

4.根据权利要求3所述的线放电加工装置，其特征在于，

与上述喷出口的开口面积相比，上述贯通孔的另一端侧的开口面积较小。

5.根据权利要求3所述的线放电加工装置，其特征在于，

上述喷嘴具有如下结构：能够以打开上述贯通孔的方式分割成多个构件，并能够在上述多个切割线部贯穿于上述贯通孔之后使上述多个构件组合。

6.根据权利要求3所述的线放电加工装置，其特征在于，

在上述喷嘴中，与上述加工液通过供给配管流入上述喷嘴的部分的流路的截面积相比，流入上述喷嘴的上述加工液通过上述喷嘴内部而流入上述喷嘴内的上述贯通孔的部分的流路的截面积大。

7.根据权利要求3所述的线放电加工装置，其特征在于，

在上述喷嘴中，通过供给配管流入上述喷嘴的上述加工液通过上述喷嘴内部流入上述喷嘴内的上述贯通孔的部分的流路朝向上述喷出口侧。

8.根据权利要求1所述的线放电加工装置，其特征在于，

在上述喷嘴中，

使上述多个切割线部以相互分开的状态通过的多个狭缝设在上述喷出口的相反侧，

上述多个切割线部经由上述喷出口和上述多个狭缝贯通上述喷嘴。

9.根据权利要求8所述的线放电加工装置，其特征在于，

上述喷嘴具有切割线分离部，

上述切割线分离部形成上述多个狭缝，并且以堵塞上述多个狭缝之间的部分的方式构成。

10.根据权利要求9所述的线放电加工装置，其特征在于，

上述切割线分离部由易切削的材料形成，

上述多个狭缝通过与上述线放电加工装置的运转相伴随的上述多个切割线部的行进而自动地形成于上述切割线分离部。

11.根据权利要求8所述的线放电加工装置，其特征在于，

在上述喷嘴中还设有排出多余的加工液的加工液排放口。

12.一种线放电加工方法，其特征在于，

利用权利要求1所述的线放电加工装置对被加工物进行切片加工。

13.一种薄板制造方法，其特征在于，

利用权利要求1所述的线放电加工装置将被加工物加工成多张薄板。

14.一种半导体晶片制造方法，其特征在于，

利用权利要求1所述的线放电加工装置将半导体材料加工成多张半导体晶片。

15.根据权利要求14所述的半导体晶片制造方法，其特征在于，

上述半导体材料由以硅及碳化硅中的至少一方为主成分的材料形成。

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