JP2000005999A - ワイヤソーのグルーブローラ - Google Patents

ワイヤソーのグルーブローラ

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JP2000005999A
JP2000005999A JP17719198A JP17719198A JP2000005999A JP 2000005999 A JP2000005999 A JP 2000005999A JP 17719198 A JP17719198 A JP 17719198A JP 17719198 A JP17719198 A JP 17719198A JP 2000005999 A JP2000005999 A JP 2000005999A
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JP
Japan
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wire
groove
roller
tension
grooves
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JP17719198A
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English (en)
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Seiji Yamamoto
清二 山本
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Tokyo Seimitsu Co Ltd
Original Assignee
Tokyo Seimitsu Co Ltd
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23DPLANING; SLOTTING; SHEARING; BROACHING; SAWING; FILING; SCRAPING; LIKE OPERATIONS FOR WORKING METAL BY REMOVING MATERIAL, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23D57/00Sawing machines or sawing devices not covered by one of the preceding groups B23D45/00 - B23D55/00
    • B23D57/003Sawing machines or sawing devices working with saw wires, characterised only by constructional features of particular parts
    • B23D57/0053Sawing machines or sawing devices working with saw wires, characterised only by constructional features of particular parts of drives for saw wires; of wheel mountings; of wheels

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  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Processing Of Stones Or Stones Resemblance Materials (AREA)
  • Finish Polishing, Edge Sharpening, And Grinding By Specific Grinding Devices (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】ダンサローラによるテンション変動を抑えるこ
とができ、且つ、グルーブローラ外のワイヤを低張力に
することができるワイヤソーのグルーブローラを提供す
ること。 【解決手段】グルーブローラ18A〜18Cの外周面に
は、溝46と溝48とからなる多数の溝が一定ピッチで
形成される。これらの溝のうち、中央部に形成された溝
46は、両端部の溝48より大きい直径Dで形成され、
この溝46に巻きかけられたワイヤ14が切断部を形成
する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明はワイヤソーのグルー
ブローラに係り、特にシリコン、ガラス、セラミックス
等の脆性材料を切断するワイヤソーのグルーブローラに
関する。
【0002】
【従来の技術】ワイヤソーは、複数個のグルーブローラ
にワイヤを巻きかけてワイヤ列を形成し、このワイヤを
走行させると共に前記ワイヤ列に被加工物を押し当てて
ウェーハに切断する装置である。従って、ワイヤ列を走
行するワイヤには、被加工物を切断するのに必要な一定
の張力を付与する必要がある。
【0003】従来のワイヤソーでは、グルーブローラ
外、即ち、グルーブローラとリールとの間にダンサロー
ラを設けて、ワイヤに一定の張力を付与していた。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、ダンサ
ローラは、走行するワイヤにテンション変動を発生させ
ることがあり、従来のワイヤソーでは、このテンション
変動によって、グルーブローラの溝(特に、ワイヤを巻
きかけている両側の最初の溝)が深溝を生じやすいとい
う欠点があった。深溝を生じると、切断したウェーハの
精度が悪化するため、前記ダンサローラに定トルク装置
を設置して前記テンション変動を抑える必要があった。
【0005】また、従来のワイヤソーでは、グルーブロ
ーラ外で張力を付与するため、グルーブローラ外のワイ
ヤの張力も大きくなり、リールやワイヤに大きな負荷が
かかるという欠点があった。この結果、ダンサローラが
急激な位置変動をした際に断線するという欠点があっ
た。また、キャプスタン等の特別な機構を設けることな
く、低テンションリールを用いることができないという
欠点があった。
【0006】本発明はこのような事情に鑑みてなされた
もので、ダンサローラによるテンション変動を抑えるこ
とができ、且つ、グルーブローラ外のワイヤを低張力に
することができるワイヤソーのグルーブローラを提供す
ることを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明は前記目的を達成
するために、ワイヤを複数個のグルーブローラに巻き掛
けてワイヤ列を形成し、前記ワイヤを走行させると共に
前記ワイヤ列の切断部に被加工物を押し当てることによ
り、多数枚のウェーハを同時に切断するワイヤソーにお
いて、前記グルーブローラは、外周面にワイヤを巻きか
ける多数の溝が形成され、該多数の溝のうち前記切断部
を形成するワイヤが巻きかけられた中央部の溝の直径
は、端部の溝の直径よりも大きな径で形成されることを
特徴とする。
【0008】また、本発明は前記目的を達成するため
に、ワイヤを複数個のグルーブローラに巻き掛けてワイ
ヤ列を形成し、前記ワイヤを走行させると共に前記ワイ
ヤ列の切断部に被加工物を押し当てることにより、多数
枚のウェーハを同時に切断するワイヤソーにおいて、前
記グルーブローラは、外周面に形成された溝の直径が前
記ワイヤの供給側から抜け側にかけて徐々に大きく形成
されることを特徴とする。
【0009】本発明によれば、グルーブローラ内を走行
するワイヤは、グルーブローラの溝の直径が増大するこ
とによって周速が増大し、被加工物の切断に必要な張力
が付与される。このように、グルーブローラ内でワイヤ
に張力を付与するので、グルーブローラ外に設置された
ダンサローラは、ワイヤが弛まない程度の張力を付与す
れば良いことになる。従って、リールにかかる負荷が小
さくなり、キャプスタン等を用いなくても低テンション
リールを用いることができる。また、ダンサローラの位
置を走行するワイヤの負荷も小さくなるので、ダンサロ
ーラが激しく位置変動した際に、ワイヤの断線が発生し
にくくなる。
【0010】また、ダンサローラによって生じたワイヤ
のテンション変動は、グルーブローラの端部で吸収され
る。従って、定トルク装置等を用いなくても、切断部を
走行するワイヤの張力は安定し、精度良く被加工物を切
断することができる。
【0011】
【発明の実施の形態】以下添付図面に従って本発明に係
るワイヤソーのグルーブローラの好ましい実施の形態に
ついて詳説する。まず、本発明の第1の実施の形態のグ
ルーブローラが適用されるワイヤソーについて説明す
る。
【0012】図1は、ワイヤソー10の全体構成を示す
斜視図である。同図に示すように、ワイヤリール12に
巻かれたワイヤ14は、多数のガイドローラ16、1
6、…で形成されるワイヤ走行路を経て、3本のグルー
ブローラ18A、18B、18Cに巻きかけられ、平行
なワイヤ列20を形成する。ワイヤ列20を形成したワ
イヤ14は、ワイヤ列20を挟んで左右対称に形成され
た他方側のワイヤ走行路を経て図示しないワイヤリール
に巻き取られる。なお、3本のグルーブローラ18A〜
18Cの具体的な構成については、後に詳説する。
【0013】前記ワイヤ列20の両側に形成されるワイ
ヤ走行路には、それぞれワイヤ案内装置22、ダンサロ
ーラ24及びワイヤ洗浄装置26が配設されており(一
方側のみ図示)、ワイヤ案内装置22は、ワイヤリール
12からワイヤ14を一定ピッチでガイドする。また、
ワイヤ洗浄装置26は、走行するワイヤ14に洗浄液を
噴射してワイヤ14に付着したスラリをワイヤ14から
除去する。ダンサローラ24は、所定重量のウェイト
(図示せず)が架設されていて、走行するワイヤ14に
このウェイトで一定の張力を付与し、前記ワイヤリール
12とグルーブローラ18A〜18Cとの間のワイヤ1
4の弛みを防止している。
【0014】前記一対のワイヤリール12及びグルーブ
ローラ18Cには、それぞれ正逆回転可能なモータ(図
示せず)が連結されており、前記ワイヤ14は、このモ
ータを駆動することにより、一対のワイヤリール12間
を高速で往復走行する。前記ワイヤ列20の上方には、
ワイヤ列20に対して垂直に昇降移動するワークフィー
ドテーブル28が設置されている。ワークフィードテー
ブル28にはチルチングユニット30が備えられてお
り、インゴット32は、このチルチングユニット30の
下部に保持される。チルチングユニット30は、インゴ
ット32を水平方向及び垂直方向に傾斜自在に保持し、
これにより、インゴット32の結晶方位合わせがなされ
る。
【0015】図2は、グルーブローラ18Aの正面図で
ある。なお、グルーブローラ18B、18Cも同様の構
成であり、説明を省略する。グルーブローラ18Aは、
軸芯42とローラ44で形成されている。軸芯42は、
円筒状又は円柱状に形成され、ワイヤソーの本体フレー
ム(図示せず)に固定された一対のスピンドルブラケッ
トに回動自在に支持されている。
【0016】一方、ローラ44は、円筒状に形成され、
前記軸芯42の外周面に固着される。ローラ44の外周
面には、溝46と溝48から成る多数の溝が一定ピッチ
で形成され、これらの溝にワイヤ14が巻きかけられて
前記ワイヤ列20が形成される。これらの溝のうち溝4
8は、直径dで形成され、グルーブローラの両端部に設
けられる。また、溝46は、溝48より大径の直径Dで
形成され、この溝46に巻きかけられたワイヤ14がイ
ンゴット32を切断する切断部を形成する。
【0017】なお、本実施の形態では、溝48をグルー
ブローラ18A〜18Cの両端に3本ずつ設けたが、こ
れに限定するものではなく、何本であってもよい。ま
た、溝48、48…のピッチは、溝46、46…のピッ
チと異なってもよい。次に、前記の如く構成された本発
明に係るグルーブローラの第1の実施の形態の作用につ
いて説明する。
【0018】上述したワイヤソー10では、ワイヤリー
ル12及びグルーブローラ18Cを高速回転させること
によりワイヤ14を高速走行させ、ワイヤ列20の切断
部にインゴット32を押し当てて切断する。このとき、
切断部を高速走行するワイヤ14には、グルーブローラ
18A〜18C内で、切断に必要な張力が付与される。
即ち、ワイヤ14は、グルーブローラ18A〜18Cの
溝48から溝46の位置に移行する際に、溝の直径の増
大に伴って、ワイヤ14の周速が増大し、所定の張力が
付与される。また、切断部を走行したワイヤ14は、溝
46から溝48の位置を走行する際に、溝の直径の縮小
に伴って周速が低下し、張力が減少する。
【0019】このように、本実施の形態では、グルーブ
ローラ18A〜18C内でワイヤ14に張力を付与する
と共にグルーブローラ18A〜18C内で張力を減少さ
せるので、グルーブローラ18A〜18C外では、ワイ
ヤ14は低張力となる。従って、ワイヤリール12にか
かる負荷は小さくなり、キャプスタン等の特別な機構を
設けなくても低テンションリールを用いることができ
る。また、ダンサローラ24には、弛まない程度の張力
を付与する軽量の錘が吊設すればよいので、ダンサロー
ラ24が急激な位置変動をしても、ワイヤ14の断線は
生じにくくなる。
【0020】また、ダンサローラ24によって発生する
ワイヤ14のテンション変動は、溝48にワイヤ14を
巻きかけることにより、切断部には伝わらなくなる。従
って、定トルク装置をダンサローラに取り付けなくて
も、インゴット32を精度良く切断することができる。
なお、グルーブローラ18A〜18Cは、図3に示すよ
うに、溝の深さが等しくなるようにローラ44を形成し
てもよい。更に、図4に示すように、ローラ44を分割
して形成し、一方に溝46を形成し、他方に溝48を形
成してもよい。
【0021】次に、本発明のグルーブローラの第2の実
施の形態について説明する。図5は、第2の実施の形態
のグルーブローラの側面図である。なお、図2で示した
第1の実施の形態と同一若しくは類似の部材について
は、同一の符号を付してその説明を省略する。第2の実
施の形態のグルーブローラ50は、ワイヤ14を一方向
に走行させる方式のワイヤソー、例えば固定砥粒付エン
ドレスワイヤソーにおいて用いられる。このワイヤソー
では、複数のグルーブローラ50、50、…にワイヤ1
4を巻きかけることにより、インゴット32を切断する
ワイヤ列20が形成される。
【0022】図5に示すように、グルーブローラ50
は、軸芯42と、軸芯42の外周に固着されたローラ5
2で形成される。ローラ52は、ワイヤ14の供給側か
ら抜け側にかけて直径が増大するようなテーパ状に形成
され、外周面に多数の溝54、54、…が、一定ピッチ
で且つ同じ深さで形成されている。即ち、多数の溝5
4、54、…は、ワイヤ14の供給側から抜け側にかけ
て直径が徐々に大きくなるように形成されている。
【0023】上記の如く構成された第2の実施の形態で
は、グルーブローラ50内を走行するワイヤ14は、溝
54の直径の増大に伴って周速が増大し、徐々に張力が
付与される。このように、第2の実施の形態では、グル
ーブローラ50内でワイヤ14に張力が付与されるの
で、第1の実施の形態と同様の効果を得られる。
【0024】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
グルーブローラ内で張力を付与するので、グルーブロー
ラ外のワイヤを低張力にすることができる。また、ワイ
ヤをグルーブローラ端部の溝に巻きかけた後に中央部の
溝に巻きかけるので、ワイヤのテンション変動を端部で
吸収し、中央部に伝わるのを阻止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】ワイヤソーの全体構成を示す斜視図
【図2】本発明の第1の実施の形態のグルーブローラの
側面図
【図3】図2の別形状のグルーブローラの側面図
【図4】図2の別形状のグルーブローラの側面図
【図5】本発明の第2の実施の形態のグルーブローラの
側面図
【符号の説明】
10…ワイヤソー 12…ワイヤリール 14…ワイヤ 18A〜18C…グルーブローラ 20…ワイヤ列 32…インゴット 42…軸芯 44…ローラ 46、48…溝

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ワイヤを複数個のグルーブローラに巻き
    掛けてワイヤ列を形成し、前記ワイヤを走行させると共
    に前記ワイヤ列の切断部に被加工物を押し当てることに
    より、多数枚のウェーハを同時に切断するワイヤソーに
    おいて、 前記グルーブローラは、外周面にワイヤを巻きかける多
    数の溝が形成され、該多数の溝のうち前記切断部を形成
    するワイヤを巻きかける中央部の溝の直径は、端部の溝
    の直径よりも大きな径で形成されることを特徴とするワ
    イヤソーのグルーブローラ。
  2. 【請求項2】 ワイヤを複数個のグルーブローラに巻き
    掛けてワイヤ列を形成し、前記ワイヤを走行させると共
    に前記ワイヤ列の切断部に被加工物を押し当てることに
    より、多数枚のウェーハを同時に切断するワイヤソーに
    おいて、 前記グルーブローラは、外周面に形成された溝の直径が
    前記ワイヤの供給側から抜け側にかけて徐々に大きく形
    成されることを特徴とするワイヤソーのグルーブロー
    ラ。
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