JP2000141221A - ワイヤソーの加工液供給装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】清掃が容易で、噴射性能の優れた加工液供給装
置を提供する。 【解決手段】加工液供給装置４２は、中空棒状の外筒４
６の内部を長手方向に沿って分割し、加工液５２の供給
流路６４と前記加工液５２の整流流路６８の２つの流路
に仕切るとともに前記外筒４６から脱着可能な平板形状
の仕切板４８を備え、流入口から供給された前記加工液
５２が前記供給流路６４から前記仕切板４８に形成され
た流出口６２と整流流路６８を通ってノズル４４から噴
出するようにしたので、加工液を均一に安定してワイヤ
列に噴射することができるとともに、前記加工液供給装
置４２の内部に堆積する加工液５２中に含まれる砥粒な
どの沈降物の清掃を容易に行うことができる。

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加工液
供給装置に係り、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時に用いる加工液を噴出させる
ための、ワイヤソーの加工液供給装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】ワイヤソーは、一対のワイヤリール間の
ワイヤを複数のグルーブローラに巻き掛けてワイヤ列を
形成し、ワイヤを高速で往復走行させるとともに前記ワ
イヤ列に加工液供給装置から加工液を供給しながら被加
工物を押し付けて、被加工物を一度に多数枚のウェーハ
に切断する装置である。

【０００３】ワイヤ列の各ワイヤに加工液を噴射するた
めの加工液供給装置は、特開平７−１９５３５８の公報
に示されているような構造が知られている。図１０に従
来の加工液供給装置の構造を示す。同図の加工液供給装
置９０は、内筒９２と、外筒９４とから構成されてお
り、加工液５２は内筒９２の内部を圧送されていて、流
出口９６、９６…から噴出した加工液５２は内筒９２の
外壁と外筒９４の内壁との隙間をノズル９８の方向に向
かって流れた後に、開口部となっているノズル９８から
加工液供給装置９０の外部へ加工液５２を噴出して図示
しないワイヤ列に向かって加工液５２を噴射する。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
加工液供給装置では加工液供給装置の内筒内部の圧力損
失のために、加工液流入口から遠くなるほど加工液の噴
出量が減少するので、ワイヤ列の各ワイヤに対して加工
液を均一に噴射できなかった。また、加工液供給装置管
内の整流流路の内部における加工液流の乱れによって加
工液の噴射方向も乱れて定まらないという不具合があっ
た。

【０００５】更に、加工液の中に遊離砥粒を含む加工液
を用いて被加工物を切断する遊離砥粒式のワイヤソーの
場合には、加工液の中に含まれる遊離砥粒や被加工物の
切断粉等が加工液供給装置の内筒９２の内部に沈降した
場合に、前記内筒９２の内部は構造上閉塞されているの
で加工液供給装置の清掃が非常に困難であるという不具
合があった。

【０００６】本発明はこのような事情に鑑みてなされた
もので、加工液を均一に安定してワイヤ列に噴射すると
ともに、前記加工液供給装置内部に堆積する加工液中に
含まれる砥粒などの沈降物の清掃を容易に行うことが可
能な、ワイヤソーの加工液供給装置を提供することを目
的としている。

【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とも
に加工液を加工液供給装置から前記ワイヤ列に噴出しな
がら被加工物を前記ワイヤ列に押しつけることにより、
多数のウェーハに切断するワイヤソーの加工液供給装置
において、前記加工液供給装置は中空棒状の外筒と、前
記加工液を流入する流入口と、前記中空棒状の前記外筒
の内部を長手方向に沿って分割し前記外筒の内部を前記
加工液の供給流路と前記加工液の整流流路の２つの流路
に仕切るとともに、前記外筒から脱着可能な平板形状の
仕切板と、前記仕切板に形成され前記流入口から供給さ
れた前記加工液が前記供給流路から前記整流流路に流出
させるための前記流出口と、前記流出口から前記整流流
路に流れ出た前記加工液を、前記整流流路から前記加工
液供給装置の外部へ噴出させるための開口部であるノズ
ルと、を備えたことを特徴としている。

【０００８】本発明によれば、前記加工液供給装置は中
空棒状の外筒の内部を長手方向に沿って分割し、前記加
工液の供給流路と前記加工液の整流流路の２つの流路に
仕切るとともに前記外筒から脱着可能な平板形状の仕切
板を備え、前記流入口から供給された前記加工液が前記
供給流路から前記仕切板に形成された流出口と整流流路
を通ってノズルから噴出するようにしたので、加工液を
均一に安定してワイヤ列に噴射することができるととも
に、前記加工液供給装置内部に堆積する加工液中に含ま
れる砥粒などの沈降物の清掃を容易に行うことができ
る。

【０００９】また前記目的を達成するために請求項２に
記載の発明は、前記流出口の大きさ又は前記流出口の間
隔を、前記加工液の供給流路内を流れる前記加工液の圧
力損失に応じて異なるように配置したことを特徴として
いる。本発明によれば、前記流出口の大きさ又は前記流
出口の間隔を、前記加工液の供給流路内を流れる前記加
工液の圧力損失に応じて異なるように配置したので、加
工液を均一に安定してワイヤ列に噴射することができ
る。

【００１０】また前記目的を達成するために請求項３に
記載の発明は、前記加工液の供給流路内を流れる前記加
工液の圧力損失に応じて、前記流出口の大きさを調節可
能な調整部材を設けたことを特徴としている。本発明に
よれば、前記加工液の供給流路内を流れる前記加工液の
圧力損失に応じて、前記流出口の大きさを調節可能な調
整部材を設けたので、ノズルの位置によらず噴出する加
工液の量を自在に調節できるとともに、加工液の噴射を
安定させることができる。

【００１１】また前記目的を達成するために請求項４に
記載の発明は、前記整流流路内部に、前記ノズルの方向
に向かって整流板を備えたことを特徴としている。本発
明によれば、前記整流流路内部に、前記ノズルの方向に
向かって整流板を備えたので、ノズルから噴出する加工
液の乱れや暴れを防ぎ、加工液の安定した供給を行うこ
とができる。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下添付図面に従って本発明に係
るワイヤソーの加工液供給装置の実施の形態について詳
説する。図１は、本発明に係る加工液供給装置を適用し
たワイヤソーの全体構成を示す斜視図である。

【００１３】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、１６、
…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に巻き掛けられ、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１
４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。

【００１４】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、
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する。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
た加工液５２をワイヤ１４から除去する。

【００１５】前記一対のワイヤリール１２及びグルーブ
ローラ１８Ｃには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、これらモータを駆
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
には保持部３０が備えられており、インゴット３２は、
この保持部３０の下部に結晶方位合わせして保持され
る。

【００１６】ワイヤソー１０の下部には、加工液タンク
３４が設置され、内部に加工液５２が貯留されている。
加工液タンク３４内の加工液５２は、図示しないポンプ
で汲み上げられて、ワイヤ列２０の上方に設置した加工
液供給装置４２（図２参照）に供給され、該加工液供給
装置４２からワイヤ列２０に噴射される。また、ワイヤ
列２０の下方には、オイルパン３６が設置されており、
前記ワイヤ列２０に噴射した加工液５２を回収して前記
加工液タンク３４に送液する。

【００１７】インゴット３２を切断した際には、切断加
工による加工熱が発生し、加工液５２の温度は上昇す
る。そのためワイヤソー１０には加工液５２の熱交換器
３８が設置されていて、加工液５２の温度を安定させて
いる。前記加工液タンク３４内の加工液５２は、この熱
交換器３８に循環供給されて熱交換される。上記の如く
構成されたワイヤソー１０は、図示しないモータを駆動
してワイヤリール１２及びグルーブローラ１８Ｃを高速
回転させ、ワイヤ１４を高速で往復走行させる。そし
て、ワイヤ１４の走行が安定したところで、走行するワ
イヤ列２０に加工液供給装置４２（図２参照）のノズル
４４から加工液５２を噴射しながら、ワークフィードテ
ーブル２８を下降させてワイヤ列２０にインゴット３２
を押し付ける。このとき、加工液５２は走行するワイヤ
１４に十分に付着し、インゴット３２は、この加工液中
に含有されている砥粒のラッピング作用で多数枚のウェ
ーハに切断される。

【００１８】図２は、本発明に係る加工液供給装置の実
施の形態を示す斜視図である。同図に示すように、ワイ
ヤ列２０の上方には、一対の加工液供給装置４２、４２
が設置されている。一対の加工液供給装置４２、４２は
それぞれ、グルーブローラ１８Ａ、１８Ｂの近傍で且つ
グルーブローラ１８Ａ、１８Ｂと同軸方向に設置され
る。加工液供給装置４２、４２の一端は、図示しないポ
ンプから接続されているチューブ６０、６０を介して加
工液タンク３４に連結され、前記ポンプを駆動すること
により加工液タンク３４内の加工液５２がチューブ６
０、６０を介して加工液供給装置４２、４２に供給され
る。また、前記加工液供給装置４２、４２には、ノズル
４４、４４が形成されていて、加工液供給装置４２、４
２に供給された加工液５２をワイヤ列２０の幅全体にわ
たって噴出する。また、加工液供給装置４２と加工液タ
ンク３４とを連結するチューブ６０には、加工液５２の
流量を調節する流量調節器（図示せず）が設けられ、加
工液供給装置４２に供給される加工液５２の流量が一定
になるように調節される。

【００１９】図３は本発明に係る加工液供給装置の実施
の形態による加工液供給装置４２の構成を示す斜視図
で、一部断面を取って内部の構造を説明してある。図３
に示すように、前記加工液供給装置４２には外筒４６が
仕切板４８に対して取り外し可能に外嵌されている。外
筒４６には仕切板４８を固定するためのボルト５４、５
４が取り付き、外筒４６にはこのボルト５４、５４が螺
合するためのタップ穴が２か所設けられている。図３に
よれば、前記仕切板４８を固定するためのボルト５４を
２箇所設けてあるが、１箇所以上あれば本発明の目的は
達成される。外筒４６と仕切板４８とのかん合部にはパ
ッキン５０が備えられており、外筒４６と仕切板４８の
隙間から加工液５２が漏れ出さないように構成されてい
る。仕切板４８には継手５６が取付けられていて、継手
５６には加工液５２を供給するためのチューブ６０が接
続されている。

【００２０】図４（Ａ）は前記図３に示す加工液供給装
置の正面の断面を示している。図４（Ｂ）は前記図４
（Ａ）に示す加工液供給装置のＢ−Ｂ断面を示してい
る。図４（Ｃ）は前記図４（Ｂ）に示す整流板６６の他
の実施の形態を示す断面図である。

【００２１】図４（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）に示すよう
に、チューブ６０から供給される加工液５２は、継手５
６、仕切板４８の片端にある流路を通って供給流路６４
に達する。供給流路６４の内部では圧力損失のため場所
によって加工液５２の圧力が異なるので、仕切板４８に
流出口６２、６２…を多数設けてノズル４４の位置によ
らず加工液５２が均一な流量となるようにしている。流
出口６２、６２を通過した加工液５２は、整流流路６８
に入り、整流板６６の作用によってノズル４４から加工
液５２が噴出する方向を定められた後にノズル４４から
噴出され、ワイヤ列２０や被加工物であるインゴット３
２の切断部に向けて確実に噴射する。

【００２２】図５（Ａ）は前記図４に示す加工液供給装
置の他の実施の形態の正面の断面を示している。図５
（Ｂ）は前記図５（Ａ）に示す加工液供給装置のＢ−Ｂ
断面を示している。上述の図３、図４（Ａ）、（Ｂ）、
（Ｃ）に示す加工液供給装置は、整流板６６を設けてノ
ズル４４から噴出する加工液５２の乱れや暴れを防ぐ構
造になっているが、加工液５２の種類や、加工液５２の
噴出量や、要求されるウェーハの精度によっては図５
（Ａ）、（Ｂ）に示すように整流板６６が無い構造であ
ってもよい。

【００２３】図３に示す仕切板４８の形状は、加工液５
２をノズル４４の全面にわたって均一に噴出させるため
に、重要な役割を果している。以下に本発明に係る仕切
板４８の実施の形態について説明する。図６（Ａ）は、
図３に示した仕切板４８の部材の形状を説明した正面図
を示しており、図６（Ｂ）は、側面図を示している。図
６（Ａ）、（Ｂ）によれば、流出口６２…を仕切板４８
側面の両側一面に設けたのでノズル４４から均一に加工
液５２を噴出させることができる。また、加工液供給装
置４２の加工液５２の流入口である継手５６の方向か
ら、図６（Ａ）のＺ方向に加工液５２が流れるにしたが
って加工液５２の粘性により加工液５２の圧力が低下す
るので、図６（Ａ）のＺ方向に向かうにしたがいノズル
４４から噴出する加工液５２の噴出量が少なくなる。こ
の、Ｚ方向の加工液５２の噴出むらを解消するために、
本発明は流出口６２…の間隔Ｐ１…ＰｎをＺ方向に向か
うにしたがって変化させている。この間隔をＰ１＞Ｐｎ
とすることによって、加工液５２が図中Ｚ方向に流れる
にしたがい加工液５２の圧力が低下しても、ノズル４４
から噴出する加工液５２の量を図中Ｚ方向に関して一定
とすることができる。また、前記間隔を図中Ｚ方向に向
かうにしたがって変化させる代わりに、流出口６２の半
径をＲ１＜Ｒｎとすることによっても前述の効果と同等
の効果が得られるし、流出口６２の深さＤ１＜Ｄｎとす
ることによっても同等の効果が得られる。

【００２４】図７（Ａ）は、図３に示した仕切板４８の
部材の形状に対する他の実施の形態を説明した正面図を
示しており、図７（Ｂ）は、側面図を示している。図６
（Ａ）、（Ｂ）によれば流出口６２…は、図６のＸ列と
Ｙ列で同じ位置に加工してあるが、図７（Ａ）ではＸ列
とＹ列で千鳥に流出口６２…を加工することによりノズ
ル４４からの加工液５２の噴出を安定させることができ
る。また、図６（Ａ）に示した方法と同様に図中Ｚの方
向に向かうにしたがって、流出口６２…の間隔Ｐｎを変
化させたり、流出口６２…の半径Ｒｎを変化させたり、
流出口６２の加工深さＤｎを変化させてノズル４４から
噴出する加工液５２の量を安定させることができる。

【００２５】図８（Ａ）は、図３に示した仕切板４８の
部材の形状に対する他の実施の形態を説明した正面図を
示しており、図８（Ｂ）は、側面図を示している。図６
（Ａ）、（Ｂ）によれば流出口６２…は半円形状の溝が
多数加工してあるが、図８（Ａ）では一対の台形形状の
切りかきとしている。この切りかきを流出口６２とする
ことにより加工が容易になるとともに、図中の切りかき
深さをＤ１＜Ｄｎとすることで図中Ｚの方向にかかわら
ずノズル４４から噴出する加工液５２の量を安定させる
ことができる。

【００２６】図９（Ａ）、（Ｂ）は、図８（Ａ）、
（Ｂ）に示した仕切板４８の部材の形状に対する他の実
施の形態を説明した正面図を示しており、図８（Ｂ）
は、側面図を示している。図９（Ａ）、（Ｂ）によれば
流出口６２、６２の切りかき深さＤ１、Ｄｎを加工液５
２の物性や、加工液５２の噴出量に応じて可変すること
ができる構造となっている。同図において流量調節板７
０、７０は、該流量調節板７０、７０に開けられた長穴
に固定ボルト７２、７２…を通して仕切板４８と固定す
ることにより、仕切板４８に対して取付け位置を調節可
能に固定される。このような構造にすることによって図
中Ｚの方向にかかわらずノズル４４から噴出する加工液
５２の量を自在に調節するとともに、安定させることが
できる。

【００２７】上述の説明では、ノズル４４の形状を溝状
のスリットとした例を示したが、本発明はこれに限定さ
れるものではなく、ワイヤ列２０のワイヤ間隔に応じて
円形の穴を複数配置した構成としても、本発明の目的は
達成される。なお、図６（Ａ）及び図７（Ａ）では、流
出口６２の形状を半円形状で示してるが、本発明はこれ
に限定されるものではなく、矩形形状の流出口を多数設
けても本発明の目的は達成される。

【００２８】また、図３において、継手５６は加工液供
給装置４２の片端にのみ設けた例で示してあるが、本発
明はこれに限定されるものではなく、継手５６を加工液
供給装置の両端に設けてもよいし、外筒４６に複数設け
ても本発明の目的は達成される。

【００２９】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、前
記加工液供給装置は中空棒状の外筒の内部を長手方向に
沿って分割し、前記加工液の供給流路と前記加工液の整
流流路の２つの流路に仕切るとともに前記外筒から脱着
可能な平板形状の仕切板を備え、前記流入口から供給さ
れた前記加工液が前記供給流路から前記仕切板に形成さ
れた流出口と整流流路を通ってノズルから噴出するよう
にしたので、加工液を均一に安定してワイヤ列に噴射す
ることができるとともに、前記加工液供給装置内部に堆
積する加工液中に含まれる砥粒などの沈降物の清掃を容
易に行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る加工液供給装置を適用したワイヤ
ソーの全体構成を示す斜視図

【図２】本発明に係る加工液供給装置の斜視図

【図３】本発明に係る加工液供給装置の構成を示す一部
断面を取った斜視図

【図４】（Ａ）は図３に示す加工液供給装置の正面の断
面を示す図 （Ｂ）は図４（Ａ）に示す加工液供給装置のＢ−Ｂ断面
を示す図 （Ｃ）は図４（Ｂ）の整流板の他の実施の形態を示す断
面図

【図５】（Ａ）は図４に示す加工液供給装置の他の実施
の形態の正面の断面を示す図 （Ｂ）は図５（Ａ）に示す加工液供給装置のＢ−Ｂ断面
を示す図

【図６】（Ａ）は本発明に係る図３に示した仕切板の部
材の形状を説明した正面図 （Ｂ）は図６（Ａ）の側面図

【図７】（Ａ）は本発明に係る図３に示した仕切板の部
材の他の実施の形態による形状を説明した正面図 （Ｂ）は図７（Ａ）の側面図

【図８】（Ａ）は本発明に係る図３に示した仕切板の部
材の他の実施の形態による形状を説明した正面図 （Ｂ）は図８（Ａ）の側面図

【図９】（Ａ）は本発明に係る図３に示した仕切板の部
材の他の実施の形態による形状を説明した正面図 （Ｂ）は図９（Ａ）の側面図

【図１０】従来の加工液供給装置の構造を示す斜視図

【符号の説明】

１０…ワイヤソー 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…加工液供給装置 ４４…ノズル ４６…外筒 ４８…仕切板 ５２…加工液 ６２…流出口 ６４…供給流路 ６６…整流板 ６８…整流流路 ７０…流量調節板

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 3C047 FF06 FF09 GG03 3C058 AA05 AA18 AC01 AC04 AC05 CA04 CA05 CA06 CB04 DA03 3C069 AA01 BA06 BB04 CA04 DA06 EA02

Claims (4)

【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と
   もに加工液を加工液供給装置から前記ワイヤ列に噴出し
   ながら被加工物を前記ワイヤ列に押しつけることによ
   り、多数のウェーハに切断するワイヤソーの加工液供給
   装置において、 前記加工液供給装置は中空棒状の外筒と、 前記加工液を流入する流入口と、 前記中空棒状の前記外筒の内部を長手方向に沿って分割
   し、前記外筒の内部を前記加工液の供給流路と前記加工
   液の整流流路の２つの流路に仕切り、前記外筒から脱着
   可能な平板形状の仕切板と、 前記仕切板に形成され、前記流入口から供給された前記
   加工液が、前記供給流路から前記整流流路に流出させる
   ための前記流出口と、 前記流出口から前記整流流路に流れ出た前記加工液を、
   前記整流流路から前記加工液供給装置の外部へ噴出させ
   るための開口部であるノズルと、 を備えたことを特徴とするワイヤソーの加工供給装置。
2. 【請求項２】 前記流出口の大きさ、又は前記流出口の
   間隔は、前記加工液の供給流路内を流れる前記加工液の
   圧力損失に応じて異なっていることを特徴とする請求項
   １のワイヤソーの加工液供給装置。
3. 【請求項３】 前記加工液の供給流路内を流れる前記加
   工液の圧力損失に応じて、前記流出口の大きさを調節可
   能な調整部材を設けたことを特徴とする請求項１のワイ
   ヤソーの加工液供給装置。
4. 【請求項４】 前記整流流路内部に、前記ノズルの方向
   に向かって整流板を備えたことを特徴とする請求項１の
   ワイヤソーの加工液供給装置。