JP2000052226A - ワイヤーソー及びその製造方法 - Google Patents
ワイヤーソー及びその製造方法Info
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- 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】 シリコンウエハーのスライシング加工などの
できるワイヤーソーを提供する。 【解決手段】 銅メッキを施した高強度の芯線の外周面
上に、砥粒とフィラーを混入した樹脂溶液を塗布した
後、加熱して、該砥粒を芯線外周上にレジンボンドによ
り隆起、固着させることを特徴とする。
できるワイヤーソーを提供する。 【解決手段】 銅メッキを施した高強度の芯線の外周面
上に、砥粒とフィラーを混入した樹脂溶液を塗布した
後、加熱して、該砥粒を芯線外周上にレジンボンドによ
り隆起、固着させることを特徴とする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は主として大口径シリ
コンインゴットからのシリコンウエハーのスライシング
のような電子材料の加工や、ネオジウム系磁石、ガラス
レンズの切断のような磁性材料や光学材料の加工などに
使用されるワイヤーソー並びにその製造方法に関する。
コンインゴットからのシリコンウエハーのスライシング
のような電子材料の加工や、ネオジウム系磁石、ガラス
レンズの切断のような磁性材料や光学材料の加工などに
使用されるワイヤーソー並びにその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、シリコンインゴットからのシリコ
ンウエハーのスライシング加工には、主としてダイヤモ
ンド内周刃が使用されてきたが、シリコンインゴットの
大口径化に伴い、収率、生産性、加工変質層、寸法的な
制約などにより、最近は遊離砥粒とワイヤーソーによる
加工が多く用いられるようになってきた。しかし、遊離
砥粒を用いる加工は、砥粒の油状スラリーを使用するた
め、環境衛生上の問題があると共に、洗浄を要するなど
作業工程が長くなり、加工能率、加工精度共不充分で、
砥粒を固定させたワイヤーをつかったワイヤーソーによ
る加工が強く望まれている。
ンウエハーのスライシング加工には、主としてダイヤモ
ンド内周刃が使用されてきたが、シリコンインゴットの
大口径化に伴い、収率、生産性、加工変質層、寸法的な
制約などにより、最近は遊離砥粒とワイヤーソーによる
加工が多く用いられるようになってきた。しかし、遊離
砥粒を用いる加工は、砥粒の油状スラリーを使用するた
め、環境衛生上の問題があると共に、洗浄を要するなど
作業工程が長くなり、加工能率、加工精度共不充分で、
砥粒を固定させたワイヤーをつかったワイヤーソーによ
る加工が強く望まれている。
【０００３】このような固定砥粒式ワイヤーソーとして
は、特開昭５０−１０２９９３号公報に芯線材に砥粒を
結合して、その外面にドレッシングを施したものが提案
され、特開平８−１２６９５３号公報には、シリコンウ
エハーの切り出し加工におけるワイヤーソーの特徴が詳
細に並べられ、この加工には芯線材としてポリエチレ
ン、ナイロン等の素材を用いることが良いと提案されて
いる。また特開平９−１５５６３１号公報には、芯線材
にダイヤモンド砥粒を電解メッキ又は合成樹脂バインダ
ー溶液を用いて固着することが提案されている。
は、特開昭５０−１０２９９３号公報に芯線材に砥粒を
結合して、その外面にドレッシングを施したものが提案
され、特開平８−１２６９５３号公報には、シリコンウ
エハーの切り出し加工におけるワイヤーソーの特徴が詳
細に並べられ、この加工には芯線材としてポリエチレ
ン、ナイロン等の素材を用いることが良いと提案されて
いる。また特開平９−１５５６３１号公報には、芯線材
にダイヤモンド砥粒を電解メッキ又は合成樹脂バインダ
ー溶液を用いて固着することが提案されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】上記それぞれは優れた
提案である。しかしながら、これらを工業的に製造し充
分な実用の域に達せしめるには、ＳｉＣ、Ａｌ2 Ｏ3 な
どの一般砥粒から超砥粒と称せられるダイヤモンドやＣ
ＢＮを含む硬質砥粒を固着したワイヤーソー自体の構成
を明らかにした上で、その製造方法について開発すべき
と考える。本発明者らはこの課題を解決するためさきに
国際出願ＰＣＴ／ＪＰ９８／００５３２を提案したが、
本願発明はこの先の提案のうち、特定条件において顕著
な効果のあることを確認し、その確認したものを限定し
て出願したものである。
提案である。しかしながら、これらを工業的に製造し充
分な実用の域に達せしめるには、ＳｉＣ、Ａｌ2 Ｏ3 な
どの一般砥粒から超砥粒と称せられるダイヤモンドやＣ
ＢＮを含む硬質砥粒を固着したワイヤーソー自体の構成
を明らかにした上で、その製造方法について開発すべき
と考える。本発明者らはこの課題を解決するためさきに
国際出願ＰＣＴ／ＪＰ９８／００５３２を提案したが、
本願発明はこの先の提案のうち、特定条件において顕著
な効果のあることを確認し、その確認したものを限定し
て出願したものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】即ち先の提案における特
徴の第１は、高強度の芯線の外周面にレジンボンド層に
よって固着される砥粒としては、レジンボンド層厚の２
／３以上芯線径の１／２以下の粒径のものを用い、レジ
ンボンドは弾性率が１００kg／mm２以上で軟化温度が２
００℃以上の樹脂で、かつ該樹脂に粒径がレジンボンド
層厚の２／３未満のフィラーを含有したものを用いるこ
とである。上記砥粒径が層厚の２／３未満であると、レ
ジンボンド層表面に少なくともその一部が存在するこ
と、更には該表面より隆起突出することが難しくなるの
で、それ以上とする必要がある。そして、芯線径の１／
２を越えるとレジンボンドによる砥粒の保持は困難とな
り、切断性が低下する。さらに切断加工精度を良好に保
つためには芯線径の１／３程度までが好ましい。
徴の第１は、高強度の芯線の外周面にレジンボンド層に
よって固着される砥粒としては、レジンボンド層厚の２
／３以上芯線径の１／２以下の粒径のものを用い、レジ
ンボンドは弾性率が１００kg／mm２以上で軟化温度が２
００℃以上の樹脂で、かつ該樹脂に粒径がレジンボンド
層厚の２／３未満のフィラーを含有したものを用いるこ
とである。上記砥粒径が層厚の２／３未満であると、レ
ジンボンド層表面に少なくともその一部が存在するこ
と、更には該表面より隆起突出することが難しくなるの
で、それ以上とする必要がある。そして、芯線径の１／
２を越えるとレジンボンドによる砥粒の保持は困難とな
り、切断性が低下する。さらに切断加工精度を良好に保
つためには芯線径の１／３程度までが好ましい。
【０００６】フィラーは、レジンボンド層中に埋没され
て該ボンドの補強効果を発揮するものであるから、レジ
ンボンド層厚の２／３以下であればよい。また、ボンド
として使用する樹脂としては、弾性率が１００kg／mm2
以上で軟化温度が２００℃以上である樹脂はいずれでも
使用できるが、成形性や物性の見地からアルキッド樹
脂、フェノール樹脂、ホルマリン樹脂、ポリウレタン樹
脂、ポリエステル樹脂、ポリイミド樹脂、エポキシ樹
脂、メラミン樹脂、ユリア樹脂、不飽和ポリエステル樹
脂、アリル樹脂、ポリエステルイミド樹脂、ポリアミド
イミド樹脂、ポリエステルウレタン樹脂、ビスマレイミ
ド樹脂、ビスマレイミドトリアジン樹脂、シアネートエ
ステル樹脂、ポリエーテルイミド、ポリパラベン酸、芳
香族ポリアミドなどが好ましい。高強度の芯線として
は、金属材料、金属酸化物、金属炭化物、金属窒化物、
有機材料、炭素材料からなる線状体を用いることができ
るが、容易に極細線に仕上げられ、均質で強度も高いピ
アノ線が最も好ましい。
て該ボンドの補強効果を発揮するものであるから、レジ
ンボンド層厚の２／３以下であればよい。また、ボンド
として使用する樹脂としては、弾性率が１００kg／mm2
以上で軟化温度が２００℃以上である樹脂はいずれでも
使用できるが、成形性や物性の見地からアルキッド樹
脂、フェノール樹脂、ホルマリン樹脂、ポリウレタン樹
脂、ポリエステル樹脂、ポリイミド樹脂、エポキシ樹
脂、メラミン樹脂、ユリア樹脂、不飽和ポリエステル樹
脂、アリル樹脂、ポリエステルイミド樹脂、ポリアミド
イミド樹脂、ポリエステルウレタン樹脂、ビスマレイミ
ド樹脂、ビスマレイミドトリアジン樹脂、シアネートエ
ステル樹脂、ポリエーテルイミド、ポリパラベン酸、芳
香族ポリアミドなどが好ましい。高強度の芯線として
は、金属材料、金属酸化物、金属炭化物、金属窒化物、
有機材料、炭素材料からなる線状体を用いることができ
るが、容易に極細線に仕上げられ、均質で強度も高いピ
アノ線が最も好ましい。
【０００７】特徴の第２は、砥粒の一部がレジンボンド
層外表面より隆起していることにある。レジンボンド層
表面より砥粒の一部が隆起して突出していれば、その突
出端が切断加工開始より切れ刃となり、チップポケット
の効果も伴うので、披加工物を高速で切断できる。ただ
し、砥粒がレジンボンド層表面と略同一で、該表面から
隆起していない場合でも、切断時は砥粒端が被加工物に
当たり、切断加工を行うことができる。そして、そのま
ま加工を継続すれば、レジンボンド層は研削摩耗により
次第に後退し砥粒が突出して来るので切れ味が良くなっ
て来る。
層外表面より隆起していることにある。レジンボンド層
表面より砥粒の一部が隆起して突出していれば、その突
出端が切断加工開始より切れ刃となり、チップポケット
の効果も伴うので、披加工物を高速で切断できる。ただ
し、砥粒がレジンボンド層表面と略同一で、該表面から
隆起していない場合でも、切断時は砥粒端が被加工物に
当たり、切断加工を行うことができる。そして、そのま
ま加工を継続すれば、レジンボンド層は研削摩耗により
次第に後退し砥粒が突出して来るので切れ味が良くなっ
て来る。
【０００８】特徴の第３は、高強度の芯線が表面処理を
施したピアノ線であることにある。ピアノ線はそのまま
でも使用できるが、レジンボンドとの密着性を高め、砥
粒の保持強度を高めるため、表面処理を施したものを使
用することが好ましい。
施したピアノ線であることにある。ピアノ線はそのまま
でも使用できるが、レジンボンドとの密着性を高め、砥
粒の保持強度を高めるため、表面処理を施したものを使
用することが好ましい。
【０００９】特徴の第４は、上記構成のワイヤーを製造
する方法を提供するもので、前記樹脂を溶剤に溶かした
溶液中に、上記砥粒とフィラーを混合した塗料を、上記
芯線に塗布焼付けして行う方法が、砥粒も隆起、突出し
やすく有利である。塗布焼付は、該芯線を塗料槽中を通
過させた後、乾燥部に導入して加熱固化することによっ
て容易にできる。この乾燥部への導入部分も、乾燥部分
も、砥粒の均一な分散と、レジンボンドの厚みの均一性
を保持するためには堅型とすることが好ましい。また導
入部には浮きダイスを使用して樹脂溶液の付着状態を制
御することが好ましい。
する方法を提供するもので、前記樹脂を溶剤に溶かした
溶液中に、上記砥粒とフィラーを混合した塗料を、上記
芯線に塗布焼付けして行う方法が、砥粒も隆起、突出し
やすく有利である。塗布焼付は、該芯線を塗料槽中を通
過させた後、乾燥部に導入して加熱固化することによっ
て容易にできる。この乾燥部への導入部分も、乾燥部分
も、砥粒の均一な分散と、レジンボンドの厚みの均一性
を保持するためには堅型とすることが好ましい。また導
入部には浮きダイスを使用して樹脂溶液の付着状態を制
御することが好ましい。
【００１０】なお、ボンドとして使用する樹脂を加熱溶
融し、その溶融液中に砥粒とフィラーを混合し、この混
合溶融液を押出機に充填し、芯線を通過させて該混合溶
融液を芯線外周上に押出被覆することも可能である。こ
の場合、砥粒の隆起、突出は少なくなり、第２図に示す
ような構成のワイヤーソーとなるが、前述のように加工
を継続すれば、レジンボンド層は研削摩耗により次第に
後退し砥粒が突出して来るのでワイヤーソーとして使用
可能である。
融し、その溶融液中に砥粒とフィラーを混合し、この混
合溶融液を押出機に充填し、芯線を通過させて該混合溶
融液を芯線外周上に押出被覆することも可能である。こ
の場合、砥粒の隆起、突出は少なくなり、第２図に示す
ような構成のワイヤーソーとなるが、前述のように加工
を継続すれば、レジンボンド層は研削摩耗により次第に
後退し砥粒が突出して来るのでワイヤーソーとして使用
可能である。
【００１１】特徴の第５は、塗料中の溶剤量が容量比で
塗料全体の２５％乃至７５％であることにある。塗布な
らびに乾操固着による砥粒の隆起には２５％以上である
ことが必要であるが、７５％を越えると乾燥速度が遅く
なるとか、乾燥時の溶剤揮発が急激に起こり、レジンボ
ンド層に発泡が生じ、砥粒の保持強度、耐摩耗性を損な
うという問題が発生する。粘度などによる作業性、及び
砥粒隆起などの構成面から、４０％以上６０％以下が特
に好ましい。溶剤は前記樹脂を溶解できるものであれば
いかなるものでもよいが、使用する樹脂の種類によりキ
シレン、トルエン、ベンゼン、エチルベンゼン等のアル
キルベンゼン類、クレゾール、フェノール、キシレノー
ル等のクレゾール類、エタノール、ブタノール等のアル
コール類、アセトン、メチルエチルケトン、シクロヘキ
サノン等のケトン類、テトラヒドロフラン、ジオキサン
等のエーテル類、ＮＭ2 Ｐ、ＤＭＦ、ＤＭＡｃ、ＤＭＳ
Ｏ等の非プロトン系溶剤などを使い分ける。
塗料全体の２５％乃至７５％であることにある。塗布な
らびに乾操固着による砥粒の隆起には２５％以上である
ことが必要であるが、７５％を越えると乾燥速度が遅く
なるとか、乾燥時の溶剤揮発が急激に起こり、レジンボ
ンド層に発泡が生じ、砥粒の保持強度、耐摩耗性を損な
うという問題が発生する。粘度などによる作業性、及び
砥粒隆起などの構成面から、４０％以上６０％以下が特
に好ましい。溶剤は前記樹脂を溶解できるものであれば
いかなるものでもよいが、使用する樹脂の種類によりキ
シレン、トルエン、ベンゼン、エチルベンゼン等のアル
キルベンゼン類、クレゾール、フェノール、キシレノー
ル等のクレゾール類、エタノール、ブタノール等のアル
コール類、アセトン、メチルエチルケトン、シクロヘキ
サノン等のケトン類、テトラヒドロフラン、ジオキサン
等のエーテル類、ＮＭ2 Ｐ、ＤＭＦ、ＤＭＡｃ、ＤＭＳ
Ｏ等の非プロトン系溶剤などを使い分ける。
【００１２】用いる砥粒としてはダイヤモンドのような
超砥粒が切れ味、寿命の点で最も好ましい。砥粒は適当
な粒度のものをそのまま使用すればよいが、ダイヤモン
ドなどの超砥粒においてはＮｉやＣｕを披覆したものを
用いることができる。このようなコーティング砥粒を用
いることで砥粒とレジンボンドとの結合力が向上して砥
粒保持力が増大し、加工熱からの樹脂の保護ができ、ワ
イヤーソーの寿命の向上が得られる場合もある。
超砥粒が切れ味、寿命の点で最も好ましい。砥粒は適当
な粒度のものをそのまま使用すればよいが、ダイヤモン
ドなどの超砥粒においてはＮｉやＣｕを披覆したものを
用いることができる。このようなコーティング砥粒を用
いることで砥粒とレジンボンドとの結合力が向上して砥
粒保持力が増大し、加工熱からの樹脂の保護ができ、ワ
イヤーソーの寿命の向上が得られる場合もある。
【００１３】また、フィラーとして微粒ダイヤモンド、
Ａｌ2Ｏ3、ＳｉＣ，ＳｉＯ2、ＢＮ、マイカ、タルク、
炭酸カルシウム、カオリン、クレー、酸化チタン、硫酸
バリウム、酸化亜鉛、水酸化マグネシウム、チタン酸カ
リウム、硫酸マグネシウム、などを含有せしめることに
より、レジンボンド層の強度や耐摩耗性を向上させる必
要があるが、微粒ダイヤモンドがその効果が高く熱伝導
性も向上するので、ワイヤーソーの寿命、切断精度上も
最も好ましい。ダイヤモンドに次いで、ＳｉＣ、Ａｌ2
Ｏ3等の硬質のものが好ましい。
Ａｌ2Ｏ3、ＳｉＣ，ＳｉＯ2、ＢＮ、マイカ、タルク、
炭酸カルシウム、カオリン、クレー、酸化チタン、硫酸
バリウム、酸化亜鉛、水酸化マグネシウム、チタン酸カ
リウム、硫酸マグネシウム、などを含有せしめることに
より、レジンボンド層の強度や耐摩耗性を向上させる必
要があるが、微粒ダイヤモンドがその効果が高く熱伝導
性も向上するので、ワイヤーソーの寿命、切断精度上も
最も好ましい。ダイヤモンドに次いで、ＳｉＣ、Ａｌ2
Ｏ3等の硬質のものが好ましい。
【００１４】砥粒、並びにフィラーのレジンボンド中の
含有量としては、砥粒で１以上３０容積％以下、フィラ
ーで１以上５０容積％以下であることが好ましい。砥粒
の場合、１％未満では砥粒当たりの切断抵抗が大きすぎ
るため切断速度の低下が著しく、３０％を超える場合
は、切断により発生する切断くずの排除が不十分になる
ため、同様に切断速度が低下する。従ってより好ましい
のは、５％以上４０％以下である。フィラーの場合、１
％以上にすることにより、砥粒の保持強度、耐摩耗性、
熱伝導度を向上させることが可能であるが、５０％を超
えると、レジンボンド層の可とう性が低下し、逆に保持
強度や耐摩耗性が低下する。従ってより好ましいのは、
５％以上４０％以下である。フィラーの大きさは、レジ
ンボンド層厚の２／３未満であるが、扁平状、針状等の
フィラーについては、その厚みまたは径がレジンボンド
層厚の２／３未満であれば使用可能である。
含有量としては、砥粒で１以上３０容積％以下、フィラ
ーで１以上５０容積％以下であることが好ましい。砥粒
の場合、１％未満では砥粒当たりの切断抵抗が大きすぎ
るため切断速度の低下が著しく、３０％を超える場合
は、切断により発生する切断くずの排除が不十分になる
ため、同様に切断速度が低下する。従ってより好ましい
のは、５％以上４０％以下である。フィラーの場合、１
％以上にすることにより、砥粒の保持強度、耐摩耗性、
熱伝導度を向上させることが可能であるが、５０％を超
えると、レジンボンド層の可とう性が低下し、逆に保持
強度や耐摩耗性が低下する。従ってより好ましいのは、
５％以上４０％以下である。フィラーの大きさは、レジ
ンボンド層厚の２／３未満であるが、扁平状、針状等の
フィラーについては、その厚みまたは径がレジンボンド
層厚の２／３未満であれば使用可能である。
【００１５】以上５つの特徴が先の提案の要旨とすると
ころであるが、本願の発明は、上記５つの特徴中第３の
特徴にあたる高強度の芯線に施す表面処理を銅メッキに
特定したことである。この特定により芯線とレジンボン
ド層との固着力が向上し、可とう性も高く、ワイヤーソ
ーによるシリコンウエハー，ネオジウム磁石，ガラス等
のスライシング加工には好適である。
ころであるが、本願の発明は、上記５つの特徴中第３の
特徴にあたる高強度の芯線に施す表面処理を銅メッキに
特定したことである。この特定により芯線とレジンボン
ド層との固着力が向上し、可とう性も高く、ワイヤーソ
ーによるシリコンウエハー，ネオジウム磁石，ガラス等
のスライシング加工には好適である。
【００１６】
【発明の実施の形態】具体的な実施の形態を実施例の項
において述べる。
において述べる。
【００１７】
【実施例】（実施例１）フェノール樹脂塗料（昭和高分
子製 ＢＲＰ−５９８０をクレゾールにて溶解した塗
料）、平均粒径２．６μｍのダイヤモンドフィラー（東
名ダイヤモンド製ＩＲＭ−ＮＰ２−４）、平均粒径３０
μｍのＮｉメッキしたダイヤモンド砥粒（東名ダイヤモ
ンド製 ＩＲＭ−ＮＰ３０−４０）をそれぞれの固形分
比が６３．９容量％、２１．３容量％、１４．８容量％
となるように混合し、さらに溶剤のクレゾールを加え塗
料中の溶剤量を５０容量％とした。外径０．１８ｍｍの
銅メッキピアノ線に前記塗料を塗布し、径０．２８ｍｍ
のダイスを通した後、炉温３００℃の焼付炉で焼付硬化
してワイヤーソーを作製した。
子製 ＢＲＰ−５９８０をクレゾールにて溶解した塗
料）、平均粒径２．６μｍのダイヤモンドフィラー（東
名ダイヤモンド製ＩＲＭ−ＮＰ２−４）、平均粒径３０
μｍのＮｉメッキしたダイヤモンド砥粒（東名ダイヤモ
ンド製 ＩＲＭ−ＮＰ３０−４０）をそれぞれの固形分
比が６３．９容量％、２１．３容量％、１４．８容量％
となるように混合し、さらに溶剤のクレゾールを加え塗
料中の溶剤量を５０容量％とした。外径０．１８ｍｍの
銅メッキピアノ線に前記塗料を塗布し、径０．２８ｍｍ
のダイスを通した後、炉温３００℃の焼付炉で焼付硬化
してワイヤーソーを作製した。
【００１８】得られたワイヤーソーの外径は、０．２３
９ｍｍで焼付硬化により形成されたレジンボンドの層厚
は約２０μmであった。図３は該ワイヤーソーの外表面
を観察した２００倍の電子顕微鏡写真で、多数の隆起１
はダイヤモンド砥粒を示す。表１は上記平均粒径２．６
μmのダイヤモンドフィラーと平均粒径３０μmのダイヤ
モンド砥粒の実際の粒子径分布をレーザー回折式粒度分
布測定装置（島津製 ＳＡＬＤ−２０００Ａ）で測定し
た結果を示す。
９ｍｍで焼付硬化により形成されたレジンボンドの層厚
は約２０μmであった。図３は該ワイヤーソーの外表面
を観察した２００倍の電子顕微鏡写真で、多数の隆起１
はダイヤモンド砥粒を示す。表１は上記平均粒径２．６
μmのダイヤモンドフィラーと平均粒径３０μmのダイヤ
モンド砥粒の実際の粒子径分布をレーザー回折式粒度分
布測定装置（島津製 ＳＡＬＤ−２０００Ａ）で測定し
た結果を示す。
【００１９】
【表１】
【００２０】上記フェノール樹脂をアルミ箔に塗布し２
００℃の恒温層で２時間焼付硬化し、約３０μmのフェ
ノール樹脂フィルムを作製した。作製したフィルムの弾
性率を引張試験機（島津製作所製ＡＧ−１０００Ｅ）で
測定したところ１７０kg／mm2であった。また上記ワイ
ヤーソーのレジンボンドの軟化温度をＪＩＳＣ−３００
３エナメル線の評価方法に従い測定したところ３３０℃
であった。
００℃の恒温層で２時間焼付硬化し、約３０μmのフェ
ノール樹脂フィルムを作製した。作製したフィルムの弾
性率を引張試験機（島津製作所製ＡＧ−１０００Ｅ）で
測定したところ１７０kg／mm2であった。また上記ワイ
ヤーソーのレジンボンドの軟化温度をＪＩＳＣ−３００
３エナメル線の評価方法に従い測定したところ３３０℃
であった。
【００２１】以上の構成を備えた実施例１のワイヤーソ
ーを使用し、長さ１００mmの単結晶シリコンをワイヤー
速度４００ｍ／分、押付圧２．５ｋｇｆで冷却水を流し
ながら切断試験を実施したところ、切断開始直後で９．
４ｍｍ／分、１時間後で４．９ｍ／分の速度で切断加工
が出来た。
ーを使用し、長さ１００mmの単結晶シリコンをワイヤー
速度４００ｍ／分、押付圧２．５ｋｇｆで冷却水を流し
ながら切断試験を実施したところ、切断開始直後で９．
４ｍｍ／分、１時間後で４．９ｍ／分の速度で切断加工
が出来た。
【００２２】次に、可とう性試験として、このワイヤー
ソーを１ｍｍ径の丸棒に１０回巻き付け、表面を実体顕
微鏡で観察したところレジンボンド層の割れはあるもの
の剥離は全く発生していなかった。また、ワイヤーソー
を荷重２ｋｇ、チャック間距離２００ｍｍ、回転速度６
０ｒｐｍの条件で４０回捻った後、５本並べて任意の３
箇所（５ｍｍ長）を実体顕微鏡で観察した結果、１箇所
のみレジンボンド層の剥離が認められた。
ソーを１ｍｍ径の丸棒に１０回巻き付け、表面を実体顕
微鏡で観察したところレジンボンド層の割れはあるもの
の剥離は全く発生していなかった。また、ワイヤーソー
を荷重２ｋｇ、チャック間距離２００ｍｍ、回転速度６
０ｒｐｍの条件で４０回捻った後、５本並べて任意の３
箇所（５ｍｍ長）を実体顕微鏡で観察した結果、１箇所
のみレジンボンド層の剥離が認められた。
【００２３】さらに、耐摩耗性試験として、図４の概略
図に示すように３０ｍｍ径の樹脂性プーリー６を２個、
アルミ製プーリー７を１個経由してワイヤーソー１を、
荷重Wが１．８ｋｇ、ストロークが２７０ｍｍ、の条件
下で、６０往復／分の間隔で５時間往復運動させた。そ
の結果、アルミ製プーリー７で摩耗を受けたワイヤーソ
ー１のレジンボンド層は全く剥離していなかった。なお
図中８はクランクシャフト、９はクランク軸、１０はワ
イヤーソー端のクランクシャフトへの固定部を示す。
図に示すように３０ｍｍ径の樹脂性プーリー６を２個、
アルミ製プーリー７を１個経由してワイヤーソー１を、
荷重Wが１．８ｋｇ、ストロークが２７０ｍｍ、の条件
下で、６０往復／分の間隔で５時間往復運動させた。そ
の結果、アルミ製プーリー７で摩耗を受けたワイヤーソ
ー１のレジンボンド層は全く剥離していなかった。なお
図中８はクランクシャフト、９はクランク軸、１０はワ
イヤーソー端のクランクシャフトへの固定部を示す。
【００２４】（実施例２，３）フェノール樹脂塗料の代
わりに、ポリエステルイミド塗料（日本触媒製Ｉｓｏｍ
ｉｄ ４０実施例２）、ポリアミドイミド塗料（日立化
成製 ＨＩ−４０６実施例３）、とした他は実施例１と
同様にして、ワイヤーソーを作製し、単結晶シリコンの
切断試験、及び可とう性試験、捻回剥離試験を実施した
結果を表２に示す。
わりに、ポリエステルイミド塗料（日本触媒製Ｉｓｏｍ
ｉｄ ４０実施例２）、ポリアミドイミド塗料（日立化
成製 ＨＩ−４０６実施例３）、とした他は実施例１と
同様にして、ワイヤーソーを作製し、単結晶シリコンの
切断試験、及び可とう性試験、捻回剥離試験を実施した
結果を表２に示す。
【００２５】
【表２】
【００２６】（比較例１〜３）銅メッキピアノ線の代わ
りに黄銅メッキピアノ線を用いること以外は実施例１〜
３と同様にしてワイヤーソーを作製した。これらのワイ
ヤーソーを用い単結晶シリコンの切断試験、及び可とう
性試験、捻回剥離試験、耐摩耗試験を実施した結果を同
じく表２に示す。
りに黄銅メッキピアノ線を用いること以外は実施例１〜
３と同様にしてワイヤーソーを作製した。これらのワイ
ヤーソーを用い単結晶シリコンの切断試験、及び可とう
性試験、捻回剥離試験、耐摩耗試験を実施した結果を同
じく表２に示す。
【００２７】（実施例４〜７）平均粒径２．６μｍのダ
イヤモンドフィラーの代わりに平均粒径２．６μmのＳ
ｉＣフィラー（ＦＵＪＩＭＩ研磨材料 グリーンＳｉＣ
＃６０００、実施例４）、平均粒径１．２μｍのＳｉＣ
フィラー（ＦＵＪＩＭＩ研磨材料 グリーンＳｉＣ＃８
０００、実施例５）、平均粒径３．３μｍの銅フィラー
（三井金属 １２００Ｙ、実施例６）、平均粒径１．０
μｍの銅フィラー（三井金属 １１００Ｙ、実施例
７）、とした以外は実施例１と同様にしてワイヤーソー
を作製した。得られたワイヤーソーの単結晶シリコンの
切断試験、及び可とう性試験、捻回剥離試験を実施した
結果を表３に示す。
イヤモンドフィラーの代わりに平均粒径２．６μmのＳ
ｉＣフィラー（ＦＵＪＩＭＩ研磨材料 グリーンＳｉＣ
＃６０００、実施例４）、平均粒径１．２μｍのＳｉＣ
フィラー（ＦＵＪＩＭＩ研磨材料 グリーンＳｉＣ＃８
０００、実施例５）、平均粒径３．３μｍの銅フィラー
（三井金属 １２００Ｙ、実施例６）、平均粒径１．０
μｍの銅フィラー（三井金属 １１００Ｙ、実施例
７）、とした以外は実施例１と同様にしてワイヤーソー
を作製した。得られたワイヤーソーの単結晶シリコンの
切断試験、及び可とう性試験、捻回剥離試験を実施した
結果を表３に示す。
【００２８】
【表３】
【００２９】（実施例８）平均粒径３０μｍのＮｉメッ
キダイヤモンド砥粒の代わりに平均粒径３０μmの銅メ
ッキダイヤモンド砥粒（東名ダイヤモンド製 ＩＤＳ−
ＣＰＭ ３０−４０）、とした以外は実施例１と同様に
してワイヤーソーを作製した。
キダイヤモンド砥粒の代わりに平均粒径３０μmの銅メ
ッキダイヤモンド砥粒（東名ダイヤモンド製 ＩＤＳ−
ＣＰＭ ３０−４０）、とした以外は実施例１と同様に
してワイヤーソーを作製した。
【００３０】（比較例４）銅メッキピアノ線の代わりに
黄銅メッキピアノ線を用いること以外は実施例８と同様
にしてワイヤーソーを作製した。これら実施例８、比較
例４で作製したワイヤーソーを用い単結晶シリコンの切
断試験、及び可とう性試験、捻回剥離試験、を実施した
結果を同じく表３に示す。
黄銅メッキピアノ線を用いること以外は実施例８と同様
にしてワイヤーソーを作製した。これら実施例８、比較
例４で作製したワイヤーソーを用い単結晶シリコンの切
断試験、及び可とう性試験、捻回剥離試験、を実施した
結果を同じく表３に示す。
【００３１】（実施例９）平均粒径３０μｍのＮｉメッ
キダイヤモンド砥粒の代わりに平均粒径４０μｍのもの
を用いた以外は実施例１と同様にしてワイヤーソーを作
製した。
キダイヤモンド砥粒の代わりに平均粒径４０μｍのもの
を用いた以外は実施例１と同様にしてワイヤーソーを作
製した。
【００３２】（比較例５）平均粒径３０μｍのＮｉメッ
キダイヤモンド砥粒の代わりに平均粒径４０μｍのもの
を用いた以外は比較例１と同様にしてワイヤーソーを作
製した。
キダイヤモンド砥粒の代わりに平均粒径４０μｍのもの
を用いた以外は比較例１と同様にしてワイヤーソーを作
製した。
【００３３】上記実施例９、比較例５並びに前記実施例
１、比較例１のワイヤーソーを使用し、長さ４０ｍｍ□
×２０ｍｍ厚さで、２０ｍｍ×４０ｍｍの切断面積を有
するＮｄ系磁石をワイヤー速度４００ｍ／分、押付圧
２．５ｋｇｆで切削油（パレス化学製、ＰＳ−Ｌ−３
０）を流しながら切断試験を実施した。実施例１のワイ
ヤーソーを使用した場合を実施例１０、比較例１のワイ
ヤーソーを使用した場合を比較例６と表示した。さら
に、可とう性試験、捻回剥離試験、耐摩耗試験を実施し
た結果をあわせて表４に示す。
１、比較例１のワイヤーソーを使用し、長さ４０ｍｍ□
×２０ｍｍ厚さで、２０ｍｍ×４０ｍｍの切断面積を有
するＮｄ系磁石をワイヤー速度４００ｍ／分、押付圧
２．５ｋｇｆで切削油（パレス化学製、ＰＳ−Ｌ−３
０）を流しながら切断試験を実施した。実施例１のワイ
ヤーソーを使用した場合を実施例１０、比較例１のワイ
ヤーソーを使用した場合を比較例６と表示した。さら
に、可とう性試験、捻回剥離試験、耐摩耗試験を実施し
た結果をあわせて表４に示す。
【００３４】
【表４】
【００３５】上記各実施例並びに比較例における切断試
験及び可とう性試験、捻回剥離性試験の結果により了解
できるように、実施例のワイヤーソーは比較例のワイヤ
ーソーに比し、切断開始１時間後の切断速度も同等乃至
それ以上であると共に、可とう性、耐捻回剥離性や耐摩
耗性が秀れており、これはワイヤーソーをシリコンイン
ゴットに巻き付けて行うスライシングなど、実際の加工
作業における作業性、品質上極めて有効なものである。
験及び可とう性試験、捻回剥離性試験の結果により了解
できるように、実施例のワイヤーソーは比較例のワイヤ
ーソーに比し、切断開始１時間後の切断速度も同等乃至
それ以上であると共に、可とう性、耐捻回剥離性や耐摩
耗性が秀れており、これはワイヤーソーをシリコンイン
ゴットに巻き付けて行うスライシングなど、実際の加工
作業における作業性、品質上極めて有効なものである。
【００３６】なお表１に示した様にフィラーの平均粒径
が２．６μmと言っても、また砥粒の平均粒径が３０μm
と言っても、実際の粒子径には相当なバラツキがある。
従って、例えばレジンボンド層厚を２０μmとすると、
砥粒の粒径は ２０×２／３＝１３ で１３μm以上、フィラーの粒径は１３μm未満であるか
ら、塗料の配合としてはフィラーとして混合したもので
も砥粒として働くものも、逆に砥粒として混入したもの
でもフィラーとして働くものも存在する。
が２．６μmと言っても、また砥粒の平均粒径が３０μm
と言っても、実際の粒子径には相当なバラツキがある。
従って、例えばレジンボンド層厚を２０μmとすると、
砥粒の粒径は ２０×２／３＝１３ で１３μm以上、フィラーの粒径は１３μm未満であるか
ら、塗料の配合としてはフィラーとして混合したもので
も砥粒として働くものも、逆に砥粒として混入したもの
でもフィラーとして働くものも存在する。
【００３７】即ち上記レジンボンド層厚２０μmとした
場合は、ＩＲＭ２−４は約１％の砥粒を含むフィラーと
なり、ＩＲＭ３０−４０は約４％のフィラーを含む砥粒
となり、ＩＲＭ２０−３０は約１２％のフィラーを含む
砥粒となる。従って、芯線の直径並びに樹脂、砥粒、フ
ィラーの種類、量、粒度、砥粒の隆起突出度は切断対
象、切断条件に応じて、前記特許請求の範囲に記載され
た範囲内において、最適なものを選択実施する必要があ
ることは言うまでもない。
場合は、ＩＲＭ２−４は約１％の砥粒を含むフィラーと
なり、ＩＲＭ３０−４０は約４％のフィラーを含む砥粒
となり、ＩＲＭ２０−３０は約１２％のフィラーを含む
砥粒となる。従って、芯線の直径並びに樹脂、砥粒、フ
ィラーの種類、量、粒度、砥粒の隆起突出度は切断対
象、切断条件に応じて、前記特許請求の範囲に記載され
た範囲内において、最適なものを選択実施する必要があ
ることは言うまでもない。
【００３８】
【発明の効果】以上各項で述べたように、本発明によれ
ば、従来の遊離砥粒によるシリコンウエハーのスライシ
ング加工に換え、ワイヤーソーによるスライシング加工
のできる砥粒ワイヤーソーを容易に経済的に提供するこ
とが出来る。しかも提供されたワイヤーソーの切断能力
は、遊離方式に比し１０倍以上も高く、加工性能、加工
精度も充分なものである。
ば、従来の遊離砥粒によるシリコンウエハーのスライシ
ング加工に換え、ワイヤーソーによるスライシング加工
のできる砥粒ワイヤーソーを容易に経済的に提供するこ
とが出来る。しかも提供されたワイヤーソーの切断能力
は、遊離方式に比し１０倍以上も高く、加工性能、加工
精度も充分なものである。
【図１】本発明の実施例の構成を説明するワイヤーソー
断面の概略図である。
断面の概略図である。
【図２】別の実施例の構成を説明するワイヤーソー断面
の概略図である。
の概略図である。
【図３】図１の実施例のワイヤーソーの外表面を観察し
た２００倍の電子顕微鏡写真である。
た２００倍の電子顕微鏡写真である。
【図４】本発明のワイヤーソーの耐摩耗性試験を実施す
るのに使用する試験装置の概略図である。
るのに使用する試験装置の概略図である。
１ ワイヤーソー ２ 芯線 ３ 砥粒 ４ フィラー ５ レジンボンド ６ 樹脂製プーリー ７ アルミ製プーリー ８ クランクシャフト ９ クランク軸 10 ワイヤーソー端のクランクシャフトへの固定部 W 荷重
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｂ２８Ｄ 5/04 Ｂ２８Ｄ 5/04 Ｃ (72)発明者 菅原 潤 大阪市此花区島屋一丁目１番３号 住友電 気工業株式会社大阪製作所内 (72)発明者 山中 正明 大阪府堺市鳳北町２丁80番地 大阪ダイヤ モンド工業株式会社内 (72)発明者 小川 秀樹 大阪府堺市鳳北町２丁80番地 大阪ダイヤ モンド工業株式会社内 (72)発明者 浦川 信夫 大阪府堺市鳳北町２丁80番地 大阪ダイヤ モンド工業株式会社内 Ｆターム(参考） 3C058 AA05 CB10 DA03 3C063 AA08 AB09 BA16 BA37 BB02 BB07 BB15 BC01 3C069 AA01 BA06 BB02 CA05
Claims (6)
- 【請求項１】 銅メッキを施した高強度の芯線の外周面
を、粒子径がレジンボンド層厚の２／３以上でかつ芯線
径の１／２以下である砥粒と、粒子径がレジンボンド層
厚の２／３未満のフィラーとを、弾性率が１００ｋｇ／
ｍｍ2 以上で軟化温度が２００℃以上である樹脂中に含
有してなるレジンボンド層によって被覆してなることを
特徴とするワイヤーソー。 - 【請求項２】 砥粒は超砥粒であり、かつ砥粒の一部が
レジンボンド層外表面より隆起していることを特徴とす
る請求項１記載のワイヤーソー。 - 【請求項３】 高強度の芯線がピアノ線であることを特
徴とする請求項１または２記載のワイヤーソー。 - 【請求項４】 銅メッキを施した高強度の芯線の外周面
上に、粒子径がレジンボンド層厚の２／３以上でかつ芯
線径の１／２以下である砥粒と、粒子径がレジンボンド
層厚の２／３未満のフィラーとを、弾性率が１００ｋｇ
／ｍｍ2 以上で軟化温度が２００℃以上である樹脂を溶
剤に溶かした液中に混合した塗料を塗布して加熱し、前
記芯線外周面をレジンボンド層で被覆せしめることを特
徴とするワイヤーソーの製造方法。 - 【請求項５】 塗料中の溶剤量は、容量比で塗料全体の
２５乃至７５％であることを特徴とする請求項４記載の
ワイヤーソーの製造方法。 - 【請求項６】 砥粒は超砥粒であり、高強度の芯線はピ
アノ線であることを特徴とする請求項４または５記載の
ワイヤーソーの製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23954898A JP4024934B2 (ja) | 1998-08-10 | 1998-08-10 | ワイヤーソー及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23954898A JP4024934B2 (ja) | 1998-08-10 | 1998-08-10 | ワイヤーソー及びその製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000052226A true JP2000052226A (ja) | 2000-02-22 |
| JP4024934B2 JP4024934B2 (ja) | 2007-12-19 |
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ID=17046456
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP23954898A Expired - Fee Related JP4024934B2 (ja) | 1998-08-10 | 1998-08-10 | ワイヤーソー及びその製造方法 |
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| JP (1) | JP4024934B2 (ja) |
Cited By (16)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002331466A (ja) * | 2001-05-02 | 2002-11-19 | Noritake Super Abrasive:Kk | レジンボンドワイヤソーおよびその製造方法 |
| WO2011145858A2 (ko) * | 2010-05-17 | 2011-11-24 | 일진다이아몬드(주) | 와이어 공구 |
| WO2011145856A2 (ko) * | 2010-05-17 | 2011-11-24 | 일진다이아몬드(주) | 와이어 공구 |
| JP2012152830A (ja) * | 2011-01-21 | 2012-08-16 | Noritake Co Ltd | 固定砥粒ワイヤおよびその製造方法 |
| US8425640B2 (en) | 2009-08-14 | 2013-04-23 | Saint-Gobain Abrasives, Inc. | Abrasive articles including abrasive particles bonded to an elongated body |
| US9028948B2 (en) | 2009-08-14 | 2015-05-12 | Saint-Gobain Abrasives, Inc. | Abrasive articles including abrasive particles bonded to an elongated body, and methods of forming thereof |
| US9186816B2 (en) | 2010-12-30 | 2015-11-17 | Saint-Gobain Abrasives, Inc. | Abrasive article and method of forming |
| US9211634B2 (en) | 2011-09-29 | 2015-12-15 | Saint-Gobain Abrasives, Inc. | Abrasive articles including abrasive particles bonded to an elongated substrate body having a barrier layer, and methods of forming thereof |
| KR20160002683A (ko) | 2013-04-26 | 2016-01-08 | 가부시키가이샤 티케이엑스 | 태양전지용 실리콘 웨이퍼 및 그 제조 방법 |
| US9254552B2 (en) | 2012-06-29 | 2016-02-09 | Saint-Gobain Abrasives, Inc. | Abrasive article and method of forming |
| US9278429B2 (en) | 2012-06-29 | 2016-03-08 | Saint-Gobain Abrasives, Inc. | Abrasive article for abrading and sawing through workpieces and method of forming |
| US9375826B2 (en) | 2011-09-16 | 2016-06-28 | Saint-Gobain Abrasives, Inc. | Abrasive article and method of forming |
| US9409243B2 (en) | 2013-04-19 | 2016-08-09 | Saint-Gobain Abrasives, Inc. | Abrasive article and method of forming |
| US9533397B2 (en) | 2012-06-29 | 2017-01-03 | Saint-Gobain Abrasives, Inc. | Abrasive article and method of forming |
| US9878382B2 (en) | 2015-06-29 | 2018-01-30 | Saint-Gobain Abrasives, Inc. | Abrasive article and method of forming |
| US9902044B2 (en) | 2012-06-29 | 2018-02-27 | Saint-Gobain Abrasives, Inc. | Abrasive article and method of forming |
-
1998
- 1998-08-10 JP JP23954898A patent/JP4024934B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (28)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002331466A (ja) * | 2001-05-02 | 2002-11-19 | Noritake Super Abrasive:Kk | レジンボンドワイヤソーおよびその製造方法 |
| US8425640B2 (en) | 2009-08-14 | 2013-04-23 | Saint-Gobain Abrasives, Inc. | Abrasive articles including abrasive particles bonded to an elongated body |
| US9862041B2 (en) | 2009-08-14 | 2018-01-09 | Saint-Gobain Abrasives, Inc. | Abrasive articles including abrasive particles bonded to an elongated body |
| US9067268B2 (en) | 2009-08-14 | 2015-06-30 | Saint-Gobain Abrasives, Inc. | Abrasive articles including abrasive particles bonded to an elongated body |
| US9028948B2 (en) | 2009-08-14 | 2015-05-12 | Saint-Gobain Abrasives, Inc. | Abrasive articles including abrasive particles bonded to an elongated body, and methods of forming thereof |
| WO2011145858A3 (ko) * | 2010-05-17 | 2012-04-19 | 일진다이아몬드(주) | 와이어 공구 |
| KR101186634B1 (ko) | 2010-05-17 | 2012-09-27 | 일진다이아몬드(주) | 와이어 공구 |
| KR101186633B1 (ko) | 2010-05-17 | 2012-09-27 | 일진다이아몬드(주) | 와이어 공구 |
| JP2013526422A (ja) * | 2010-05-17 | 2013-06-24 | 日進ダイヤモンド株式会社 | ワイヤ工具 |
| WO2011145856A3 (ko) * | 2010-05-17 | 2012-03-08 | 일진다이아몬드(주) | 와이어 공구 |
| WO2011145856A2 (ko) * | 2010-05-17 | 2011-11-24 | 일진다이아몬드(주) | 와이어 공구 |
| WO2011145858A2 (ko) * | 2010-05-17 | 2011-11-24 | 일진다이아몬드(주) | 와이어 공구 |
| US9186816B2 (en) | 2010-12-30 | 2015-11-17 | Saint-Gobain Abrasives, Inc. | Abrasive article and method of forming |
| US9248583B2 (en) | 2010-12-30 | 2016-02-02 | Saint-Gobain Abrasives, Inc. | Abrasive article and method of forming |
| JP2012152830A (ja) * | 2011-01-21 | 2012-08-16 | Noritake Co Ltd | 固定砥粒ワイヤおよびその製造方法 |
| US9375826B2 (en) | 2011-09-16 | 2016-06-28 | Saint-Gobain Abrasives, Inc. | Abrasive article and method of forming |
| US9211634B2 (en) | 2011-09-29 | 2015-12-15 | Saint-Gobain Abrasives, Inc. | Abrasive articles including abrasive particles bonded to an elongated substrate body having a barrier layer, and methods of forming thereof |
| US9687962B2 (en) | 2012-06-29 | 2017-06-27 | Saint-Gobain Abrasives, Inc. | Abrasive article and method of forming |
| US9278429B2 (en) | 2012-06-29 | 2016-03-08 | Saint-Gobain Abrasives, Inc. | Abrasive article for abrading and sawing through workpieces and method of forming |
| US9533397B2 (en) | 2012-06-29 | 2017-01-03 | Saint-Gobain Abrasives, Inc. | Abrasive article and method of forming |
| US9254552B2 (en) | 2012-06-29 | 2016-02-09 | Saint-Gobain Abrasives, Inc. | Abrasive article and method of forming |
| US9902044B2 (en) | 2012-06-29 | 2018-02-27 | Saint-Gobain Abrasives, Inc. | Abrasive article and method of forming |
| US10596681B2 (en) | 2012-06-29 | 2020-03-24 | Saint-Gobain Abrasives, Inc. | Abrasive article and method of forming |
| US9409243B2 (en) | 2013-04-19 | 2016-08-09 | Saint-Gobain Abrasives, Inc. | Abrasive article and method of forming |
| KR20160002683A (ko) | 2013-04-26 | 2016-01-08 | 가부시키가이샤 티케이엑스 | 태양전지용 실리콘 웨이퍼 및 그 제조 방법 |
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