JP2000317804A - ワイヤソー加工用ワイヤ及びワイヤ処理装置 - Google Patents
ワイヤソー加工用ワイヤ及びワイヤ処理装置Info
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- JP2000317804A JP2000317804A JP11129794A JP12979499A JP2000317804A JP 2000317804 A JP2000317804 A JP 2000317804A JP 11129794 A JP11129794 A JP 11129794A JP 12979499 A JP12979499 A JP 12979499A JP 2000317804 A JP2000317804 A JP 2000317804A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】ワイヤ強度の低下を抑えつつワイヤ表面の砥粒
溜めの形成効率が高いワイヤソー加工用ワイヤ及びワイ
ヤ処理装置を提供する。 【解決手段】 ワイヤソー加工機においてモータ９によ
ってローラ１，２，３，５，６，７，８を用いてワイヤ
４が案内されつつ所定負荷が掛かった状態で移動する。
加工テーブル１０の上動により被加工材１１がワイヤ４
にて加工される。上下に配置されたプーリ７，８の間に
はワイヤの処理装置１２が設けられている。この処理装
置１２において、放電電極をワイヤ４が通過するとき、
ワイヤ４と放電電極との間に電流を流すことで、ワイヤ
表面を粗し、ワイヤ４の一部が除去され、微小な窪みが
形成される。このように表面加工されたワイヤが加工に
供される。
溜めの形成効率が高いワイヤソー加工用ワイヤ及びワイ
ヤ処理装置を提供する。 【解決手段】 ワイヤソー加工機においてモータ９によ
ってローラ１，２，３，５，６，７，８を用いてワイヤ
４が案内されつつ所定負荷が掛かった状態で移動する。
加工テーブル１０の上動により被加工材１１がワイヤ４
にて加工される。上下に配置されたプーリ７，８の間に
はワイヤの処理装置１２が設けられている。この処理装
置１２において、放電電極をワイヤ４が通過するとき、
ワイヤ４と放電電極との間に電流を流すことで、ワイヤ
表面を粗し、ワイヤ４の一部が除去され、微小な窪みが
形成される。このように表面加工されたワイヤが加工に
供される。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、シリコン、水晶
等の半導体材料、脆性材料、炭化珪素、サファイア等の
高硬度材料等の切断・溝入れに用いるワイヤソー加工用
ワイヤ及びワイヤ処理装置に関するものである。
等の半導体材料、脆性材料、炭化珪素、サファイア等の
高硬度材料等の切断・溝入れに用いるワイヤソー加工用
ワイヤ及びワイヤ処理装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来技術として、シリコンインゴット、
水晶等の脆性材、炭化珪素、サファイア等の高硬度材の
切断及び溝入れにワイヤソー加工機が用いられている。
水晶等の脆性材、炭化珪素、サファイア等の高硬度材の
切断及び溝入れにワイヤソー加工機が用いられている。
【０００３】ワイヤソー加工機は、ダイヤモンド等の砥
粒を電着したワイヤを用いる固定砥粒方式と、ピアノ線
等のワイヤにスラリ（砥粒を混ぜた加工液）をかけなが
ら加工する遊離砥粒方式がある。どちらも細いワイヤを
一方向又は往復走行させながら被削材に押しつけて切断
するもので、外周刃切断、内周刃切断等のブレードを用
いる加工に比べ、小さな切り代で切断できるという特長
がある。
粒を電着したワイヤを用いる固定砥粒方式と、ピアノ線
等のワイヤにスラリ（砥粒を混ぜた加工液）をかけなが
ら加工する遊離砥粒方式がある。どちらも細いワイヤを
一方向又は往復走行させながら被削材に押しつけて切断
するもので、外周刃切断、内周刃切断等のブレードを用
いる加工に比べ、小さな切り代で切断できるという特長
がある。
【０００４】しかし、欠点として固定砥粒方式では、ワ
イヤのコストが高いという問題があり、現在は遊離砥粒
方式が多く用いられている。また、遊離方式において
も、切断メカニズムがラップ加工の原理に近いので加工
時間が非常に長いという欠点があり、特に、炭化珪素、
サファイア等の高硬度材料の切断ではシリコンに比べ数
倍から１０倍以上の時間を要するという問題がある。
イヤのコストが高いという問題があり、現在は遊離砥粒
方式が多く用いられている。また、遊離方式において
も、切断メカニズムがラップ加工の原理に近いので加工
時間が非常に長いという欠点があり、特に、炭化珪素、
サファイア等の高硬度材料の切断ではシリコンに比べ数
倍から１０倍以上の時間を要するという問題がある。
【０００５】このために、特開平６−１５５２７７号公
報においては、図１０に示すように、ワイヤ８０の周面
に砥粒溜めとなる溝８１を形成して切断速度を向上させ
る技術が開示されている。
報においては、図１０に示すように、ワイヤ８０の周面
に砥粒溜めとなる溝８１を形成して切断速度を向上させ
る技術が開示されている。
【０００６】しかし、この場合、次の（i)，（ii) の問
題がある。（i)ワイヤ８０に溝８１を形成するのに時間
を要する。つまり、ワイヤ８０に研削円盤を押しあて溝
８１を形成するためには、ワイヤ８０の送り速度を相当
低速にする必要がある。通常マルチワイヤソー加工機に
は、１０もしくは２０Ｋｇ巻きのボビンを用いるが、仮
に１０Ｋｇ巻きのボビンには、径が０．２ｍｍ（φ０．
２）程度のワイヤの場合、６００００ｍ以上の長さのワ
イヤが巻かれている。このワイヤに溝８１を形成しよう
とした場合、膨大な時間を要することとなる。
題がある。（i)ワイヤ８０に溝８１を形成するのに時間
を要する。つまり、ワイヤ８０に研削円盤を押しあて溝
８１を形成するためには、ワイヤ８０の送り速度を相当
低速にする必要がある。通常マルチワイヤソー加工機に
は、１０もしくは２０Ｋｇ巻きのボビンを用いるが、仮
に１０Ｋｇ巻きのボビンには、径が０．２ｍｍ（φ０．
２）程度のワイヤの場合、６００００ｍ以上の長さのワ
イヤが巻かれている。このワイヤに溝８１を形成しよう
とした場合、膨大な時間を要することとなる。
【０００７】また、（ii) ワイヤ外周に溝を形成するこ
とで、ワイヤ強度が低下してしまう。このワイヤ強度の
低下を補おうとすると、ワイヤ径を大きくする必要性が
生じ、これにより切り代が増大しワイヤソー加工機の利
点を損なうことになる。
とで、ワイヤ強度が低下してしまう。このワイヤ強度の
低下を補おうとすると、ワイヤ径を大きくする必要性が
生じ、これにより切り代が増大しワイヤソー加工機の利
点を損なうことになる。
【０００８】特に、高硬度材料切断ではワイヤにかかる
負担も非常に大きく、ワイヤ強度の低下はマイナス要因
であり、かつ、炭化珪素、サファイアなど半導体に用い
られる素材は非常に高額なため、ワイヤの細線化が強く
求められている。
負担も非常に大きく、ワイヤ強度の低下はマイナス要因
であり、かつ、炭化珪素、サファイアなど半導体に用い
られる素材は非常に高額なため、ワイヤの細線化が強く
求められている。
【０００９】この点を考慮して、ワイヤ強度が低下する
のを抑えるべく、ワイヤに形成する溝の深さを浅くする
と、ワイヤ表面が被加工材の加工中に摩耗して溝がなく
なってしまう、という問題が生じる。
のを抑えるべく、ワイヤに形成する溝の深さを浅くする
と、ワイヤ表面が被加工材の加工中に摩耗して溝がなく
なってしまう、という問題が生じる。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】そこで、この発明の目
的は、ワイヤ強度の低下を抑えつつワイヤ表面の砥粒溜
めの形成効率が高いワイヤソー加工用ワイヤ及びワイヤ
処理装置を提供することにある。
的は、ワイヤ強度の低下を抑えつつワイヤ表面の砥粒溜
めの形成効率が高いワイヤソー加工用ワイヤ及びワイヤ
処理装置を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】伸線したワイヤの表面
は、非常に表面粗さが良好である。この平滑な面では、
砥粒を引っかけるための砥粒溜めの効果は無い。しか
し、ワイヤソー加工機に用いる砥粒の大きさは、数１０
μｍ程度である。この微細な砥粒を引っかけるために必
要な窪みの大きさは、数μｍから数１０μｍあればよ
い。
は、非常に表面粗さが良好である。この平滑な面では、
砥粒を引っかけるための砥粒溜めの効果は無い。しか
し、ワイヤソー加工機に用いる砥粒の大きさは、数１０
μｍ程度である。この微細な砥粒を引っかけるために必
要な窪みの大きさは、数μｍから数１０μｍあればよ
い。
【００１２】であれば、請求項１，１１に記載のよう
に、表面の粗さを粗らして微小な窪みを設けることで、
砥粒溜めの効果が発揮される。このようにして、ワイヤ
ソー加工用のワイヤ表面の表面粗さを粗くすることでワ
イヤ表面の砥粒溜めの形成効率を高めることができる。
また、表面を粗す程度であれば、ワイヤの強度低下が無
いか、極わずかに抑えることが可能である。
に、表面の粗さを粗らして微小な窪みを設けることで、
砥粒溜めの効果が発揮される。このようにして、ワイヤ
ソー加工用のワイヤ表面の表面粗さを粗くすることでワ
イヤ表面の砥粒溜めの形成効率を高めることができる。
また、表面を粗す程度であれば、ワイヤの強度低下が無
いか、極わずかに抑えることが可能である。
【００１３】この窪みが形成されたワイヤ及びそのため
の処理装置は、請求項２，１２に記載の放電作用による
ものや請求項３，４，１３，１４に記載のエネルギービ
ーム加工によるものや請求項５，６，７，１５，１６，
１７に記載の研削加工によるものや請求項８，１８に記
載の薬液によるものや請求項９，１９に記載のように工
具を押し当てるものを用いることで可能になる。
の処理装置は、請求項２，１２に記載の放電作用による
ものや請求項３，４，１３，１４に記載のエネルギービ
ーム加工によるものや請求項５，６，７，１５，１６，
１７に記載の研削加工によるものや請求項８，１８に記
載の薬液によるものや請求項９，１９に記載のように工
具を押し当てるものを用いることで可能になる。
【００１４】また、請求項１０に記載のように、ワイヤ
放電加工機による放電作用によりワイヤ表面を粗くした
後、ワイヤソー加工用として用いることで、ワイヤ放電
加工後は廃棄していたワイヤの有効活用が可能となる。
放電加工機による放電作用によりワイヤ表面を粗くした
後、ワイヤソー加工用として用いることで、ワイヤ放電
加工後は廃棄していたワイヤの有効活用が可能となる。
【００１５】しかし、この粗れた表面は、加工している
うちに摩耗して無くなってしまう。この効果を持続する
ためには、新たに表面を処理する必要があるが、ワイヤ
をワイヤソー加工機から外して機外で形成するのは、非
常に効率が悪い。
うちに摩耗して無くなってしまう。この効果を持続する
ためには、新たに表面を処理する必要があるが、ワイヤ
をワイヤソー加工機から外して機外で形成するのは、非
常に効率が悪い。
【００１６】このため、請求項２０に記載のように、張
設したワイヤを移動させつつ被加工材を加工するための
ワイヤソー加工機における、ワイヤの走行路途中に配置
すると、ワイヤソー加工機の機上で、しかも加工をしな
がら表面の処理をすることで、効率は圧倒的に良くな
る。
設したワイヤを移動させつつ被加工材を加工するための
ワイヤソー加工機における、ワイヤの走行路途中に配置
すると、ワイヤソー加工機の機上で、しかも加工をしな
がら表面の処理をすることで、効率は圧倒的に良くな
る。
【００１７】
【発明の実施の形態】（第１の実施の形態）以下、この
発明を具体化した第１の実施の形態を図面に従って説明
する。
発明を具体化した第１の実施の形態を図面に従って説明
する。
【００１８】図１には、本実施形態におけるマルチワイ
ヤソー加工機の加工部の概要図を示す。本加工機は、ワ
イヤにスラリをかけながら加工する遊離砥粒方式が採用
されている。
ヤソー加工機の加工部の概要図を示す。本加工機は、ワ
イヤにスラリをかけながら加工する遊離砥粒方式が採用
されている。
【００１９】棒状のローラ１，２，３が回転可能に支持
され、このローラ１，２，３の間には１本のワイヤ４が
多数平行に張設されている。また、ワイヤ４の両端側が
ガイドプーリ５，６，７，８にて案内されながら移動す
ることができるようになっている。ローラ１はモータ９
の出力軸と連結され、モータ９の駆動によりワイヤ４が
移動する。詳しくは、ワイヤ４はその移動方向が反転し
ながら往復走行するようになっている。また、図示はし
ていないがワイヤ走行路の途中にワイヤ４にスラリ（砥
粒を混ぜた加工液）をかける箇所が設けられている。
され、このローラ１，２，３の間には１本のワイヤ４が
多数平行に張設されている。また、ワイヤ４の両端側が
ガイドプーリ５，６，７，８にて案内されながら移動す
ることができるようになっている。ローラ１はモータ９
の出力軸と連結され、モータ９の駆動によりワイヤ４が
移動する。詳しくは、ワイヤ４はその移動方向が反転し
ながら往復走行するようになっている。また、図示はし
ていないがワイヤ走行路の途中にワイヤ４にスラリ（砥
粒を混ぜた加工液）をかける箇所が設けられている。
【００２０】なお、図１ではワイヤ４を往復走行させた
が、一方向にのみワイヤ４を移動させるワイヤソー加工
機に適用してもよい。一方、加工テーブル１０には被加
工材（被削材）１１がセットされ、加工テーブル１０が
ワイヤ４に対し接近・離間する上下方向に移動できるよ
うになっている。よって、加工テーブル１０の上動によ
り被加工材１１がワイヤ４に押しつけられ切断等の加工
が行われる。
が、一方向にのみワイヤ４を移動させるワイヤソー加工
機に適用してもよい。一方、加工テーブル１０には被加
工材（被削材）１１がセットされ、加工テーブル１０が
ワイヤ４に対し接近・離間する上下方向に移動できるよ
うになっている。よって、加工テーブル１０の上動によ
り被加工材１１がワイヤ４に押しつけられ切断等の加工
が行われる。
【００２１】また、上下に配置されたガイドプーリ７，
８の間にはワイヤソー加工用ワイヤの処理装置１２が設
けられている。この処理装置１２により、ワイヤに対し
表面処理が施されてワイヤ表面の粗さが粗くされる。こ
のように表面加工されたワイヤ４が加工に供される。
８の間にはワイヤソー加工用ワイヤの処理装置１２が設
けられている。この処理装置１２により、ワイヤに対し
表面処理が施されてワイヤ表面の粗さが粗くされる。こ
のように表面加工されたワイヤ４が加工に供される。
【００２２】処理装置１２の詳細を図２に示す。図２に
おいて、ワイヤガイド１３，１４が上下に所定の間隔を
おいて配置され、ワイヤガイド１３，１４によりワイヤ
４が案内されつつ上下に移動する。ワイヤガイド１３，
１４の間には、円筒状の放電電極１５が配置され、この
放電電極１５において上下に貫通するワイヤ通過孔１６
をワイヤ４が通過する。放電電極１５とワイヤ４との間
には電圧が印加される。
おいて、ワイヤガイド１３，１４が上下に所定の間隔を
おいて配置され、ワイヤガイド１３，１４によりワイヤ
４が案内されつつ上下に移動する。ワイヤガイド１３，
１４の間には、円筒状の放電電極１５が配置され、この
放電電極１５において上下に貫通するワイヤ通過孔１６
をワイヤ４が通過する。放電電極１５とワイヤ４との間
には電圧が印加される。
【００２３】ワイヤ４の走行路における放電電極１５を
挟んだ部位に、ブローノズル１７，１８が配置されてい
る。ブローノズル１７，１８からワイヤ４に向けて空気
が噴射され、ワイヤ表面の付着物を除去する。ブローノ
ズル１７，１８にて付着物除去手段が構成されている。
挟んだ部位に、ブローノズル１７，１８が配置されてい
る。ブローノズル１７，１８からワイヤ４に向けて空気
が噴射され、ワイヤ表面の付着物を除去する。ブローノ
ズル１７，１８にて付着物除去手段が構成されている。
【００２４】次に、このように構成した処理装置１２の
作用を説明する。放電電極１５とワイヤ４との間に電圧
が印加された状態でワイヤ通過孔１６をワイヤ４が通過
するときに、ワイヤ４と放電電極１５との間に電流が流
れる。これにより、ワイヤ表面が粗され、ワイヤ４の一
部が除去され、図３（ｂ）に示すような微小な窪み２１
が多数形成される。つまり、図３（ａ）に示すごとく、
伸線したワイヤ２０に対し、図３（ｂ）に示すように、
表面の粗さが粗くされて多数の微小な窪み２１が形成さ
れる。窪み２１のサイズ（径および深さ）は、数μｍ〜
数１０μｍであり、この窪み２１にワイヤ加工に用いる
砥粒を溜めることができる。
作用を説明する。放電電極１５とワイヤ４との間に電圧
が印加された状態でワイヤ通過孔１６をワイヤ４が通過
するときに、ワイヤ４と放電電極１５との間に電流が流
れる。これにより、ワイヤ表面が粗され、ワイヤ４の一
部が除去され、図３（ｂ）に示すような微小な窪み２１
が多数形成される。つまり、図３（ａ）に示すごとく、
伸線したワイヤ２０に対し、図３（ｂ）に示すように、
表面の粗さが粗くされて多数の微小な窪み２１が形成さ
れる。窪み２１のサイズ（径および深さ）は、数μｍ〜
数１０μｍであり、この窪み２１にワイヤ加工に用いる
砥粒を溜めることができる。
【００２５】また、図２の放電電極１５の通過孔１６を
ワイヤ４が通過する際に、ワイヤガイド１３，１４によ
りワイヤ４の揺れが防止され、確実に処理を行うことが
できる。
ワイヤ４が通過する際に、ワイヤガイド１３，１４によ
りワイヤ４の揺れが防止され、確実に処理を行うことが
できる。
【００２６】一方、図２においてワイヤ４の走行路にお
ける放電電極１５を挟んだ部位に配置したブローノズル
１７，１８により、ワイヤ４に付着したスラリ、オイ
ル、ごみなどが除去される。このように、ワイヤ４の走
行路におけるワイヤ移動の際の表面処理部（ワイヤ連通
孔１６）の下流側に、ワイヤ表面の付着物を除去する付
着物除去手段としてのブローノズル１７，１８を配置し
たので、実用上好ましいものとなっている。
ける放電電極１５を挟んだ部位に配置したブローノズル
１７，１８により、ワイヤ４に付着したスラリ、オイ
ル、ごみなどが除去される。このように、ワイヤ４の走
行路におけるワイヤ移動の際の表面処理部（ワイヤ連通
孔１６）の下流側に、ワイヤ表面の付着物を除去する付
着物除去手段としてのブローノズル１７，１８を配置し
たので、実用上好ましいものとなっている。
【００２７】このワイヤ表面の付着物を除去する付着物
除去手段としてのブローノズル１７，１８に関し、ワイ
ヤが一方向にのみ移動するワイヤソー加工機の場合に
は、ワイヤの走行路におけるワイヤ移動の際の表面処理
部（１６）の下流側に、ブローノズル１７，１８を配置
し、また、ワイヤが往復動するワイヤソー加工機の場合
には、ワイヤの走行路における表面処理部（１６）を挟
んだ部位に、ブローノズル１７，１８を配置すればよ
い。
除去手段としてのブローノズル１７，１８に関し、ワイ
ヤが一方向にのみ移動するワイヤソー加工機の場合に
は、ワイヤの走行路におけるワイヤ移動の際の表面処理
部（１６）の下流側に、ブローノズル１７，１８を配置
し、また、ワイヤが往復動するワイヤソー加工機の場合
には、ワイヤの走行路における表面処理部（１６）を挟
んだ部位に、ブローノズル１７，１８を配置すればよ
い。
【００２８】このように表面に多数の微小な窪み２１が
形成されたワイヤ４を用いてワイヤソー加工が行われ
る。つまり、ワイヤソー加工機において、ワイヤ４を往
復走行させながら被加工材１１が押しつけられ切断や溝
入れ加工が行われる。このワイヤソー加工の際に、窪み
２１に、ワイヤー加工に用いる砥粒（スラリに含まれる
砥粒）が引っ掛かり、加工の効率を向上させることがで
きる。つまり、伸線したワイヤ２０はその表面が平滑で
あり、ワイヤ加工に用いる砥粒を引っかけることができ
ないが、図３（ｂ）のワイヤでは砥粒の大きさは数１０
μｍ程度であり、数μｍ〜数１０μｍの窪み２１には砥
粒を引っかけることができる。
形成されたワイヤ４を用いてワイヤソー加工が行われ
る。つまり、ワイヤソー加工機において、ワイヤ４を往
復走行させながら被加工材１１が押しつけられ切断や溝
入れ加工が行われる。このワイヤソー加工の際に、窪み
２１に、ワイヤー加工に用いる砥粒（スラリに含まれる
砥粒）が引っ掛かり、加工の効率を向上させることがで
きる。つまり、伸線したワイヤ２０はその表面が平滑で
あり、ワイヤ加工に用いる砥粒を引っかけることができ
ないが、図３（ｂ）のワイヤでは砥粒の大きさは数１０
μｍ程度であり、数μｍ〜数１０μｍの窪み２１には砥
粒を引っかけることができる。
【００２９】このワイヤ表面の砥粒溜めの形成効率は従
来方式に比べ高く、かつ、この時の処理はワイヤ表面を
粗らす程度なので、ワイヤの強度低下が無いか、あるい
は極めてわずかに抑えることができる。
来方式に比べ高く、かつ、この時の処理はワイヤ表面を
粗らす程度なので、ワイヤの強度低下が無いか、あるい
は極めてわずかに抑えることができる。
【００３０】ここで、ワイヤ表面の微小な窪み２１に関
し、窪み２１はワイヤ表面の全周にあることが望ましい
が、部分的に形成してもよい。この場合には、微小な窪
み２１を形成した側に、被加工材の加工部がくるように
調整する。
し、窪み２１はワイヤ表面の全周にあることが望ましい
が、部分的に形成してもよい。この場合には、微小な窪
み２１を形成した側に、被加工材の加工部がくるように
調整する。
【００３１】また、ワイヤ表面処理条件を最適化すべ
く、ワイヤの送り速度や加工負荷に合わせて自動的にワ
イヤ表面処理条件をコントロールすることで、さらに安
定した加工条件が得られ、加工品質を向上することが可
能となる。これは、以下に述べる各実施形態においても
同様のことが言える。
く、ワイヤの送り速度や加工負荷に合わせて自動的にワ
イヤ表面処理条件をコントロールすることで、さらに安
定した加工条件が得られ、加工品質を向上することが可
能となる。これは、以下に述べる各実施形態においても
同様のことが言える。
【００３２】なお、図２のワイヤガイド１３，１４及び
ブローノズル１７，１８は必ずしも必要ではないが、備
えた方が好ましい。このように、本実施の形態は下記の
特徴を有する。 （イ）ワイヤソー加工に用いるワイヤとして、伸線した
ワイヤ２０に対し放電作用により表面の粗さを粗くした
ものを用い、微小な窪み２１によって砥粒溜めの効果を
発揮させるようにした。これにより、ワイヤ強度の低下
を抑えつつワイヤ表面の砥粒溜めの形成効率を高めるこ
とができる。
ブローノズル１７，１８は必ずしも必要ではないが、備
えた方が好ましい。このように、本実施の形態は下記の
特徴を有する。 （イ）ワイヤソー加工に用いるワイヤとして、伸線した
ワイヤ２０に対し放電作用により表面の粗さを粗くした
ものを用い、微小な窪み２１によって砥粒溜めの効果を
発揮させるようにした。これにより、ワイヤ強度の低下
を抑えつつワイヤ表面の砥粒溜めの形成効率を高めるこ
とができる。
【００３３】詳しくは、図１０に示すように、ワイヤ８
０の外周に砥粒溜めとなる溝８１を形成して切断速度を
向上させようとすると、ワイヤ８０に溝８１を形成する
のに時間を要したり、ワイヤ外周に溝８１を形成するこ
とでワイヤ強度が低下してしまうことになるが、本実施
形態においては、ワイヤ表面での砥粒溜め形成は放電作
用による表面処理にて浅い窪み２１を形成していること
から、砥粒溜め形成を容易に行うことができ形成時間は
短く、かつ、ワイヤ強度を極力抑えることができる。 （ロ）特に、図１に示すように、ワイヤソー加工用ワイ
ヤの処理装置１２を、張設したワイヤを移動させつつ被
加工材を加工するためのワイヤソー加工機における、ワ
イヤ４の走行路途中に配置したので、機上でワイヤ表面
に窪み２１を付けるための加工を行うことができ、実用
上好ましいものである。つまり、粗れたワイヤ表面は、
加工しているうちに摩耗して無くなってしまうので、効
果を持続するために新たにワイヤ表面を処理する必要が
あるが、ワイヤをワイヤソー加工機から外して機外で形
成するのは非常に効率が悪いが、ワイヤソー加工機の機
上で、しかも加工をしながら表面の処理をすることで、
効率は圧倒的に良くなる。
０の外周に砥粒溜めとなる溝８１を形成して切断速度を
向上させようとすると、ワイヤ８０に溝８１を形成する
のに時間を要したり、ワイヤ外周に溝８１を形成するこ
とでワイヤ強度が低下してしまうことになるが、本実施
形態においては、ワイヤ表面での砥粒溜め形成は放電作
用による表面処理にて浅い窪み２１を形成していること
から、砥粒溜め形成を容易に行うことができ形成時間は
短く、かつ、ワイヤ強度を極力抑えることができる。 （ロ）特に、図１に示すように、ワイヤソー加工用ワイ
ヤの処理装置１２を、張設したワイヤを移動させつつ被
加工材を加工するためのワイヤソー加工機における、ワ
イヤ４の走行路途中に配置したので、機上でワイヤ表面
に窪み２１を付けるための加工を行うことができ、実用
上好ましいものである。つまり、粗れたワイヤ表面は、
加工しているうちに摩耗して無くなってしまうので、効
果を持続するために新たにワイヤ表面を処理する必要が
あるが、ワイヤをワイヤソー加工機から外して機外で形
成するのは非常に効率が悪いが、ワイヤソー加工機の機
上で、しかも加工をしながら表面の処理をすることで、
効率は圧倒的に良くなる。
【００３４】以上のように、ワイヤの強度低下を抑えな
がら、砥粒の引っ掛かりを良くし、その効果を持続すべ
く機上で形成することが可能になり、切り代を小さく維
持しながらの効率的な加工（切断・溝入れ）が達成でき
る。 （第２の実施の形態）次に、第２の実施の形態を、第１
の実施の形態との相違点を中心に説明する。
がら、砥粒の引っ掛かりを良くし、その効果を持続すべ
く機上で形成することが可能になり、切り代を小さく維
持しながらの効率的な加工（切断・溝入れ）が達成でき
る。 （第２の実施の形態）次に、第２の実施の形態を、第１
の実施の形態との相違点を中心に説明する。
【００３５】図４には、図２に代わる本実施形態の処理
装置１２を示す。本例では、ワイヤ表面処理として放電
の代わりに、図４に示すように、エネルギービーム３０
を照射している。エネルギービーム３０としてレーザビ
ームを挙げることができる。
装置１２を示す。本例では、ワイヤ表面処理として放電
の代わりに、図４に示すように、エネルギービーム３０
を照射している。エネルギービーム３０としてレーザビ
ームを挙げることができる。
【００３６】詳しくは、レンズ３１によりエネルギービ
ーム３０を集光してワイヤ４に照射している。これによ
っても、ワイヤ表面に微小な窪み２１を形成することが
できる。
ーム３０を集光してワイヤ４に照射している。これによ
っても、ワイヤ表面に微小な窪み２１を形成することが
できる。
【００３７】ここで、ワイヤ４に対する熱影響を最小限
にするという観点から、エネルギービームとしてレーザ
ビームを用いる場合、ＹＡＧレーザ、第二高調波ＹＡ
Ｇ、第三高調波ＹＡＧなどを用いるのが望ましい。 （第３の実施の形態）次に、第３の実施の形態を、第１
の実施の形態との相違点を中心に説明する。
にするという観点から、エネルギービームとしてレーザ
ビームを用いる場合、ＹＡＧレーザ、第二高調波ＹＡ
Ｇ、第三高調波ＹＡＧなどを用いるのが望ましい。 （第３の実施の形態）次に、第３の実施の形態を、第１
の実施の形態との相違点を中心に説明する。
【００３８】図５には、図２に代わる本実施形態の処理
装置１２を示す。本例では、ワイヤ表面処理として、研
削加工により表面処理を行っている。この研削加工によ
り、微小な窪み２１が形成される。詳しくは、図５に示
すように、円筒状の砥石４０が配置され、この砥石４０
は図５に示すように軸線４０ａに沿った方向４２に移動
できるとともに、図６に示すように軸線４０ａを中心に
して符号４３で示すごとく回転できるようになってい
る。そして、張設したワイヤ４を図５の符号４１に示す
方向に移動させながら、砥石４０をワイヤ４の移動方向
４１とは異なる図５の方向４２に移動、もしくは、図６
の方向４３に回転させつつ、ワイヤ４に接触させる。こ
れにより、ワイヤ表面に微小な窪み２１が形成される。
装置１２を示す。本例では、ワイヤ表面処理として、研
削加工により表面処理を行っている。この研削加工によ
り、微小な窪み２１が形成される。詳しくは、図５に示
すように、円筒状の砥石４０が配置され、この砥石４０
は図５に示すように軸線４０ａに沿った方向４２に移動
できるとともに、図６に示すように軸線４０ａを中心に
して符号４３で示すごとく回転できるようになってい
る。そして、張設したワイヤ４を図５の符号４１に示す
方向に移動させながら、砥石４０をワイヤ４の移動方向
４１とは異なる図５の方向４２に移動、もしくは、図６
の方向４３に回転させつつ、ワイヤ４に接触させる。こ
れにより、ワイヤ表面に微小な窪み２１が形成される。
【００３９】つまり、砥石４０の回転・移動方向がワイ
ヤ４の送り方向と同じ場合、窪み２１の方向がワイヤ４
の延設方向に連続して形成されるため、砥粒を引っかけ
る効果が薄い。このため、砥石４０をワイヤ４の送り方
向とは異なる方向に回転もしくは移動させている。 （第４の実施の形態）次に、第４の実施の形態を、第３
の実施の形態との相違点を中心に説明する。
ヤ４の送り方向と同じ場合、窪み２１の方向がワイヤ４
の延設方向に連続して形成されるため、砥粒を引っかけ
る効果が薄い。このため、砥石４０をワイヤ４の送り方
向とは異なる方向に回転もしくは移動させている。 （第４の実施の形態）次に、第４の実施の形態を、第３
の実施の形態との相違点を中心に説明する。
【００４０】図７には、図５に代わる本実施形態の処理
装置１２を示す。本例では、第３の実施の形態とは別の
研削手法を採用している。図７に示すように、ショット
ブラストのように砥粒を噴射ノズル（ブラスト噴射ノズ
ル）５０からワイヤ４に向かって噴射し、砥粒をワイヤ
４に吹き付けてワイヤ表面での研削加工を行っている。
ブラストの種類としては乾式でも湿式でもよい。また、
ブラストに用いる砥粒が、切断に用いる砥粒と混じらな
いようにブローノズル１７，１８を用いて分離してい
る。 （第５の実施の形態）次に、第５の実施の形態を、第１
の実施の形態との相違点を中心に説明する。
装置１２を示す。本例では、第３の実施の形態とは別の
研削手法を採用している。図７に示すように、ショット
ブラストのように砥粒を噴射ノズル（ブラスト噴射ノズ
ル）５０からワイヤ４に向かって噴射し、砥粒をワイヤ
４に吹き付けてワイヤ表面での研削加工を行っている。
ブラストの種類としては乾式でも湿式でもよい。また、
ブラストに用いる砥粒が、切断に用いる砥粒と混じらな
いようにブローノズル１７，１８を用いて分離してい
る。 （第５の実施の形態）次に、第５の実施の形態を、第１
の実施の形態との相違点を中心に説明する。
【００４１】図８には、図１に代わる本実施形態の処理
装置を示す。本例では、薬液タンク６０が設けられ、こ
の薬液タンク６０の内部には薬液６１が満たされてい
る。薬液６１としては強度の酸を挙げることができる。
そして、タンク６０内の薬液６１にワイヤ４を浸すこと
によりワイヤ表面が粗される。このように、薬液を用い
ることでも、微小な窪み２１を形成することができる。
装置を示す。本例では、薬液タンク６０が設けられ、こ
の薬液タンク６０の内部には薬液６１が満たされてい
る。薬液６１としては強度の酸を挙げることができる。
そして、タンク６０内の薬液６１にワイヤ４を浸すこと
によりワイヤ表面が粗される。このように、薬液を用い
ることでも、微小な窪み２１を形成することができる。
【００４２】なお、切断に用いるスラリと薬液が混じら
ないように、ワイヤ走行路の途中に洗浄エリア（図示
略）が設けられている。 （第６の実施の形態）次に、第６の実施の形態を、第１
の実施の形態との相違点を中心に説明する。
ないように、ワイヤ走行路の途中に洗浄エリア（図示
略）が設けられている。 （第６の実施の形態）次に、第６の実施の形態を、第１
の実施の形態との相違点を中心に説明する。
【００４３】図９には、図２に代わる本実施形態の処理
装置１２を示す。本例では、ワイヤ表面処理として、押
し当て工具７０，７１を用いている。詳しくは、一対の
工具７０，７１は円盤状をなし、その外周面が接近して
いる。工具７０，７１は比較的硬い材料よりなり、その
外周面には微小な突起もしくは溝が形成されている。こ
の工具７０，７１の間をワイヤ４が通過していく。この
際、工具７０，７１がワイヤ４に押し当てられ、ローレ
ットを形成する時のように、ワイヤ表面に工具７０，７
１に形成した突起もしくは溝の形状が転写され、ワイヤ
表面に多数の微小な窪み２１が形成される。
装置１２を示す。本例では、ワイヤ表面処理として、押
し当て工具７０，７１を用いている。詳しくは、一対の
工具７０，７１は円盤状をなし、その外周面が接近して
いる。工具７０，７１は比較的硬い材料よりなり、その
外周面には微小な突起もしくは溝が形成されている。こ
の工具７０，７１の間をワイヤ４が通過していく。この
際、工具７０，７１がワイヤ４に押し当てられ、ローレ
ットを形成する時のように、ワイヤ表面に工具７０，７
１に形成した突起もしくは溝の形状が転写され、ワイヤ
表面に多数の微小な窪み２１が形成される。
【００４４】これまで説明してきたものの他にも、下記
のようにしてもよい。ワイヤソー加工機の機上にワイヤ
表面処理装置を備えた場合を説明したが、ワイヤソー加
工機に表面処理装置を備えずとも、短時間で切断可能な
試料については、放電作用、エネルギービーム加工、研
削加工、薬液処理、微小な突起を形成した工具を押し当
てる装置のいずれかを用いて機外で表面処理を施し、こ
のワイヤをワイヤソー加工機に用いてもよい。こうする
ことで、充分な効果を得ることが可能である。また、摩
耗する前に新しいワイヤを供給する方式を採用してもよ
い。
のようにしてもよい。ワイヤソー加工機の機上にワイヤ
表面処理装置を備えた場合を説明したが、ワイヤソー加
工機に表面処理装置を備えずとも、短時間で切断可能な
試料については、放電作用、エネルギービーム加工、研
削加工、薬液処理、微小な突起を形成した工具を押し当
てる装置のいずれかを用いて機外で表面処理を施し、こ
のワイヤをワイヤソー加工機に用いてもよい。こうする
ことで、充分な効果を得ることが可能である。また、摩
耗する前に新しいワイヤを供給する方式を採用してもよ
い。
【００４５】機外で表面処理を施したワイヤを得るため
に、ワイヤ伸線（ワイヤ製作）時に同時に微小な窪み２
１を形成してもよい。あるいは、ワイヤ伸線（ワイヤ製
作）のための装置に、図２等で示した装置１２を表面処
理専用機として組み付けて微小な窪み２１を形成しても
よい。
に、ワイヤ伸線（ワイヤ製作）時に同時に微小な窪み２
１を形成してもよい。あるいは、ワイヤ伸線（ワイヤ製
作）のための装置に、図２等で示した装置１２を表面処
理専用機として組み付けて微小な窪み２１を形成しても
よい。
【００４６】このように、短時間で切断可能な試料につ
いては、ワイヤソー加工機の機外で表面処理を施したワ
イヤを得ることで充分な効果を得ることが可能であり、
また、摩耗する前に新しいワイヤを供給することでもよ
く、この時は機上で表面処理を施す装置は不要となる。
いては、ワイヤソー加工機の機外で表面処理を施したワ
イヤを得ることで充分な効果を得ることが可能であり、
また、摩耗する前に新しいワイヤを供給することでもよ
く、この時は機上で表面処理を施す装置は不要となる。
【００４７】また、ワイヤ放電加工機において製品切断
等に用いたワイヤを、ワイヤソー加工用ワイヤとして用
いてもよい。つまり、放電作用により表面の粗さを粗く
したワイヤとして、ワイヤ放電加工機による放電作用に
よりワイヤ表面を粗くしたものを用いてもよい。これに
より、廃材として処理されるワイヤの有効活用が可能で
ある。このように、ワイヤ放電加工機による放電作用に
よりワイヤ表面を粗くした後、ワイヤソー加工用として
用いることで、ワイヤ放電加工後は廃棄していたワイヤ
の有効活用が図られる。
等に用いたワイヤを、ワイヤソー加工用ワイヤとして用
いてもよい。つまり、放電作用により表面の粗さを粗く
したワイヤとして、ワイヤ放電加工機による放電作用に
よりワイヤ表面を粗くしたものを用いてもよい。これに
より、廃材として処理されるワイヤの有効活用が可能で
ある。このように、ワイヤ放電加工機による放電作用に
よりワイヤ表面を粗くした後、ワイヤソー加工用として
用いることで、ワイヤ放電加工後は廃棄していたワイヤ
の有効活用が図られる。
【００４８】尚、以上説明した各実施形態における被加
工材はシリコンインゴットなどの半導体材料が好まし
く、さらには、より高硬度なＳｉＣやサファイアなどの
材料が好ましい。つまり、より高硬度な材料を加工する
上でワイヤの表面を粗くしたことで砥粒の溜めを形成で
き、加工性を向上させることができるためである。ま
た、硬度材料の基準としては、シリコンがビッカース硬
点が１０００（Ｈｖ）であり、ＳｉＣが２５００（Ｈ
ｖ）、サファイアが２３００（Ｈｖ）である。従って、
本ワイヤにて加工する材料としては、ビッカース硬度が
１０００（Ｈｖ）以上のものが好ましいと言え、さらに
は、ビッカース硬度が２０００（Ｈｖ）以上の高硬度材
料が好ましいと言える。
工材はシリコンインゴットなどの半導体材料が好まし
く、さらには、より高硬度なＳｉＣやサファイアなどの
材料が好ましい。つまり、より高硬度な材料を加工する
上でワイヤの表面を粗くしたことで砥粒の溜めを形成で
き、加工性を向上させることができるためである。ま
た、硬度材料の基準としては、シリコンがビッカース硬
点が１０００（Ｈｖ）であり、ＳｉＣが２５００（Ｈ
ｖ）、サファイアが２３００（Ｈｖ）である。従って、
本ワイヤにて加工する材料としては、ビッカース硬度が
１０００（Ｈｖ）以上のものが好ましいと言え、さらに
は、ビッカース硬度が２０００（Ｈｖ）以上の高硬度材
料が好ましいと言える。
【図１】 実施形態のワイヤソー加工機の概略図。
【図２】 ワイヤ処理装置の概略図。
【図３】 実施形態におけるワイヤの概略図。
【図４】 第２の実施形態のワイヤ処理装置の概略図。
【図５】 第３の実施形態のワイヤ処理装置の概略図。
【図６】 第３の実施形態のワイヤ処理装置の概略図。
【図７】 第４の実施形態のワイヤ処理装置の概略図。
【図８】 第５の実施形態のワイヤ処理装置の概略図。
【図９】 第６の実施形態のワイヤ処理装置の概略図。
【図１０】 従来技術によるワイヤソー用ワイヤの概略
図。
図。
４…ワイヤ、１１…被加工材、１２…処理装置、１５…
放電電極、１６…ワイヤ通過孔、１７，１８…ブローノ
ズル、２０…ワイヤ、２１…窪み、３０…エネルギービ
ーム、４０…砥石、５０…噴射ノズル、６０…薬液タン
ク、６１…薬液、７０，７１…押し当て工具。
放電電極、１６…ワイヤ通過孔、１７，１８…ブローノ
ズル、２０…ワイヤ、２１…窪み、３０…エネルギービ
ーム、４０…砥石、５０…噴射ノズル、６０…薬液タン
ク、６１…薬液、７０，７１…押し当て工具。
───────────────────────────────────────────────────── 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） Ｃ２３Ｆ 4/00 Ｃ２３Ｆ 4/00 Ｃ // Ｂ２３Ｋ 101:32 (72)発明者 山崎 誠治 愛知県刈谷市昭和町１丁目１番地 株式会 社デンソー内 (72)発明者 栗山 春宣 愛知県刈谷市昭和町１丁目１番地 株式会 社デンソー内 (72)発明者 森田 浩充 愛知県刈谷市昭和町１丁目１番地 株式会 社デンソー内 (72)発明者 神谷 哲章 愛知県刈谷市昭和町１丁目１番地 株式会 社デンソー内 Ｆターム(参考） 3C058 AA05 AA09 AC01 CA01 CA04 CA05 DA03 3C059 AA01 AB05 HA04 3C069 AA01 BA06 BB01 BB03 BC02 CA02 CA04 DA04 EA01 EA03 4E068 AF00 AH00 DA16 4K057 DA11 DB06 DD02 DD06 DN01 WA11 WB06 WE01 WG07 WK02 WM06 WN01
Claims (23)
- 【請求項１】 ワイヤソー加工に用いるワイヤであっ
て、伸線したワイヤに対し表面処理により表面の粗さを
粗くしたことを特徴とするワイヤソー加工用ワイヤ。 - 【請求項２】 前記表面処理は、放電作用によるもので
ある請求項１に記載のワイヤソー加工用ワイヤ。 - 【請求項３】 前記表面処理は、エネルギービームの照
射により行ったものである請求項１に記載のワイヤソー
加工用ワイヤ。 - 【請求項４】 前記エネルギービームとはレーザビーム
である請求項３に記載のワイヤソー加工用ワイヤ。 - 【請求項５】 前記表面処理は、研削加工により行った
ものである請求項１に記載のワイヤソー加工用ワイヤ。 - 【請求項６】 前記研削加工は、張設したワイヤを移動
させながら、砥石をワイヤの移動方向とは異なる方向に
回転もしくは移動させつつワイヤに接触させることによ
り行ったものである請求項５に記載のワイヤソー加工用
ワイヤ。 - 【請求項７】 前記研削加工は、砥粒をワイヤに吹き付
けることにより行ったものである請求項５に記載のワイ
ヤソー加工用ワイヤ。 - 【請求項８】 前記表面処理は、薬液処理である請求項
１に記載のワイヤソー加工用ワイヤ。 - 【請求項９】 前記表面処理は、ワイヤに工具を押し当
てることにより行ったものである請求項１に記載のワイ
ヤソー加工用ワイヤ。 - 【請求項１０】 前記放電作用により表面の粗さを粗く
したワイヤとは、ワイヤ放電加工機による放電作用によ
りワイヤ表面を粗くしたものである請求項２に記載のワ
イヤソー加工用ワイヤ。 - 【請求項１１】 ワイヤソー加工に用いるワイヤの処理
装置であって、ワイヤに対し表面処理を施してワイヤ表
面の粗さを粗くするようにしたことを特徴とするワイヤ
ソー加工用ワイヤの処理装置。 - 【請求項１２】 前記表面処理は、放電作用によるもの
である請求項１１に記載のワイヤソー加工用ワイヤの処
理装置。 - 【請求項１３】 前記表面処理は、エネルギービームの
照射により行うものである請求項１１に記載のワイヤソ
ー加工用ワイヤの処理装置。 - 【請求項１４】 前記エネルギービームとはレーザビー
ムである請求項１３に記載のワイヤソー加工用ワイヤの
処理装置。 - 【請求項１５】 前記表面処理は、研削加工により行う
ものである請求項１１に記載のワイヤソー加工用ワイヤ
の処理装置。 - 【請求項１６】 前記研削加工は、張設したワイヤを移
動させながら、砥石をワイヤの移動方向とは異なる方向
に回転もしくは移動させつつワイヤに接触させることに
より行うものである請求項１５に記載のワイヤソー加工
用ワイヤの処理装置。 - 【請求項１７】 前記研削加工は、砥粒をワイヤに吹き
付けることにより行うものである請求項１５に記載のワ
イヤソー加工用ワイヤの処理装置。 - 【請求項１８】 前記表面処理は、薬液処理である請求
項１１に記載のワイヤソー加工用ワイヤの処理装置。 - 【請求項１９】 前記表面処理は、ワイヤに工具を押し
当てることにより行うものである請求項１１に記載のワ
イヤソー加工用ワイヤの処理装置。 - 【請求項２０】 張設したワイヤを移動させつつ被加工
材を加工するためのワイヤソー加工機における、ワイヤ
の走行路途中に配置したことを特徴とする請求項１１に
記載のワイヤソー加工用ワイヤの処理装置。 - 【請求項２１】 ワイヤの走行路におけるワイヤ移動の
際の前記表面処理部の下流側に、ワイヤ表面の付着物を
除去する付着物除去手段を配置したことを特徴とする請
求項２０に記載のワイヤソー加工用ワイヤの処理装置。 - 【請求項２２】 ワイヤが一方向にのみ移動するワイヤ
ソー加工機での、ワイヤの走行路におけるワイヤ移動の
際の前記表面処理部の下流側に、ワイヤ表面の付着物を
除去する付着物除去手段を配置したことを特徴とする請
求項２０に記載のワイヤソー加工用ワイヤの処理装置。 - 【請求項２３】 ワイヤが往復動するワイヤソー加工機
での、ワイヤの走行路における前記表面処理部を挟んだ
部位に、ワイヤ表面の付着物を除去する付着物除去手段
を配置したことを特徴とする請求項２０に記載のワイヤ
ソー加工用ワイヤの処理装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11129794A JP2000317804A (ja) | 1999-05-11 | 1999-05-11 | ワイヤソー加工用ワイヤ及びワイヤ処理装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11129794A JP2000317804A (ja) | 1999-05-11 | 1999-05-11 | ワイヤソー加工用ワイヤ及びワイヤ処理装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000317804A true JP2000317804A (ja) | 2000-11-21 |
Family
ID=15018404
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11129794A Pending JP2000317804A (ja) | 1999-05-11 | 1999-05-11 | ワイヤソー加工用ワイヤ及びワイヤ処理装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000317804A (ja) |
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007196312A (ja) * | 2006-01-25 | 2007-08-09 | Japan Fine Steel Co Ltd | ソーワイヤ及びその製造方法 |
| JP2008168432A (ja) * | 2008-03-27 | 2008-07-24 | Hitachi Metals Ltd | 固定砥粒ワイヤソーを用いた高硬度材料の切断方法 |
| JP2009023066A (ja) * | 2007-07-23 | 2009-02-05 | Hitoshi Suwabe | ソーワイヤ及びそのソーワイヤを用いたワイヤソーによる切断方法 |
| JP2009061528A (ja) * | 2007-09-05 | 2009-03-26 | Denso Corp | ワイヤーによる炭化珪素基板の製造方法および炭化珪素基板製造用ワイヤーソー装置 |
| JP2009090387A (ja) * | 2007-10-04 | 2009-04-30 | Denso Corp | 炭化珪素基板製造用ワイヤーソー装置 |
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-
1999
- 1999-05-11 JP JP11129794A patent/JP2000317804A/ja active Pending
Cited By (12)
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Legal Events
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Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20080624 |
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| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20081021 |