JP2001025975A

JP2001025975A - ワイヤ工具およびその製造方法

Info

Publication number: JP2001025975A
Application number: JP20222499A
Authority: JP
Inventors: Toshiyuki Enomoto; 俊之榎本; Yasuhiro Tani; 泰弘谷
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 1999-07-15
Filing date: 1999-07-15
Publication date: 2001-01-30

Abstract

(57)【要約】【課題】ワイヤ上に砥粒を固定する結合材として電子
線硬化性樹脂を用い、高寿命で切断加工の高精度化・高
能率化が可能であって、かつ長尺で安価なワイヤ工具お
よびその製造方法を提供する。【解決手段】ワイヤ１１表面に化学的プライマ処理を
施した後、さらに電子線硬化性樹脂と砥粒および添加粉
末との混合溶液２２を塗布する。そして、樹脂塗布槽２
１ｂの出口に設けられた線径ジグ２３ｂで未硬化の混合
被覆を所定の厚みに整え、あるいは、その混合被覆が形
成されたワイヤ外径を所定の直径に整えた後、電子線照
射装置２４ｂで電子線硬化する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えばシリコンイ
ンゴット、水晶、石英、等の硬脆材料や金属材料を切断
加工するための、樹脂を主な材料としたワイヤ工具に関
し、特に切断加工の高精度化・高効率化を行うことがで
きるワイヤ工具および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、水晶、石
英、等の硬脆材料や金属材料の切断工具としてワイヤ工
具が用いられているが、特に近年のシリコンウエハーの
大口径化にともない、シリコンウエハーのインゴットか
らの切断手段として注目されている。

【０００３】シリコンインゴットの切断加工には、従来
は内周刃による切断方式が適用されてきた。そして近
年、半導体デバイスの生産コストの低減、適正化を図る
ために、シリコンウエハーは大口径化の一途をたどって
いるが、そうしたウエハーの大口径化に対しては、内周
刃の大径化で対応してきた。しかし、特に８インチ以上
のシリコンインゴットに対しては、スループットの向上
に限界がある、切断ロス（Kerf-loss）が大きい、切断
ジグへの内周刃のセッティングが困難である、等の理由
により、切断方法は内周刃切断方式からマルチワイヤ切
断方式に変わりつつある。

【０００４】ところで、従来行われてきたワイヤによる
シリコンインゴットの切断加工は、図3（「電子材料」V
ol.35，No.7，１９９６年７月号、第２９頁）に記載さ
れているように、ピアノ線等のワイヤ１の新線リール２
から巻き取りローラ５までの所定経路中に、ダンサロー
ラ３および複数のメインローラ４等を設けて、インゴッ
ト６に近接する所定のピッチのワイヤ列を形成するもの
で、スラリーノズル７から高粘度の研磨剤スラリーを供
給するとともに、インゴット６をそのワイヤ列に押し付
けることにより、インゴット６の切断を行う、という遊
離砥粒加工であった。しかしながら、遊離砥粒加工法ゆ
えに、多量の産業廃棄物（廃液）を生じる、ランニング
コストが高い、切断後のウエハー洗浄が難しい、加工能
率の向上が望めない、さらには切断精度が悪い、等の欠
点があった。

【０００５】これらの問題を解決するものとして、ワイ
ヤに砥粒を固着させたワイヤ工具、すなわち固定砥粒ワ
イヤ工具があり、すでに電着ワイヤ工具（特開昭６３−
２２２７５、特公平４−４１０５、特開平７−２２７７
６７、特開平９−１５０３１４、等に記載）やピアノ線
自体に砥粒を機械的に埋め込む製造法によるもの（商品
名ワイヤモンド、住友電気報昭和６３年３月第１３２
号、ｐ．１１８−１２２）が開発されている。これら
は、いずれも砥粒を固着する結合材として金属を用いて
いる。

【０００６】ところが、金属を結合材として用いたワイ
ヤ工具では、結合剤層が硬いため、ワイヤ工具の破断ね
じり強度や曲げ強度が低く、加工時に断線しやすい、ま
た電着ワイヤ工具においては、電着に長時間要するため
に製造コストが高い、さらにマルチワイヤ切断方式に必
要なワイヤ工具自体の長尺化が困難である、等の品質上
かつ経済上の問題があった。また、ワイヤの製造コスト
が高く、長尺化が困難であるという問題を回避するため
に、短尺ワイヤ工具の両端を接合したエンドレスタイプ
のワイヤ工具も試作されているが、接合部の破断ねじり
強度や曲げ強度が極めて低いという問題がある。

【０００７】そこで、これらの問題を解決するために、
最近、樹脂を結合材に用いたワイヤ工具が開発されるに
至っている。こうしたワイヤに砥粒を固着する結合材に
樹脂を用いたワイヤ工具およびその製造方法としては、
大阪ダイヤモンド工業が開発した固定砥粒ダイヤモンド
ワイヤソー（１９９７年度砥粒加工学会学術講演会講演
論文集、ｐ．３６９−３７０）、特開平８−１２６９５
３号公報、特開平９−１５５６３１号公報、特開平１０
−１３８１１４号公報、特開平１０−１５１５６０号公
報、特開平１０−３１５０４９号公報、特開平１０−３
２８９３２号公報、特開平１０−３３７６１２号公報に
記載のものが知られている。これらのワイヤ工具では、
樹脂の種類については特に限定していないが、発表内
容、実施例、等からわかるように、実際には研削砥石に
おいて従来使用されてきたフェノール樹脂等の熱硬化性
樹脂が用いられている。また、特開平１１−４８０３５
号公報に記載されているように、砥粒保持強度を高める
ために、セラミックを結合材に用いたワイヤ工具が提案
されている。

【０００８】しかし、このように改善されたワイヤ工具
においても、熱硬化性樹脂を結合材に用いることから、
溶媒を除去するための乾燥工程と硬化させるための焼成
工程を必要とし、また焼成に要する時間も全てのワイヤ
工具箇所において数分ずつ要してしまう。また、セラミ
ックを結合材に用いると、焼成温度が高くなるのみなら
ず、焼成にも数十分以上の時間を要する。したがって、
ワイヤ工具の高速な製造、例えば毎分数百メートル〜数
キロメートルの速度での製造は難しく、マルチ切断方式
に必要な１０キロメートル以上の長尺なワイヤ工具を安
価に製造することは極めて困難である。さらに、熱硬化
性樹脂を結合材としたワイヤ工具は、金属を結合材とし
て用いたワイヤ工具に比較して、結合材の耐摩耗性、機
械的強度、耐熱性が低く、切断能率が劣るという問題が
ある。

【０００９】そこで、製造速度向上という観点から、光
ファイバの被覆等に用いられる光硬化性樹脂を熱硬化性
樹脂に替えて結合材とし、さらに結合材の耐摩耗性、機
械的強度、耐熱性を向上させるために光硬化性樹脂に金
属粒子や金属ファイバ等を添加する技術（特願平１１−
０２７８５７号）が提案されている。この方法によれ
ば、毎分百メートル以上の速度でワイヤ工具を製造する
ことが可能である。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】しかし、光硬化性樹脂
を光硬化させるために照射する紫外線等の光は、例えば
電子線に比べるとエネルギーが小さく、物体透過性に劣
るので、切断特性向上のために結合材に添加する粉末の
種類、形状、あるいは添加量等によっては、硬化時間が
著しく増大したり、未硬化部が残ってしまうという問題
が生じる。例えば、現存する大出力の光照射装置を用い
ても、ワイヤ工具製造における結合材の光硬化速度を現
状の十倍以上に高めることは難しく、ワイヤ工具の製造
速度を大幅に向上させることは望めない。また、光硬化
性樹脂の硬化反応を起こすためには、光重合開始剤や増
感剤が必要であるが、これらは極めて高価であり、ワイ
ヤ工具製造コストをより低減することが難しいという問
題がある。

【００１１】一方、電子線硬化性樹脂は、電子線が照射
されると化学反応を起こし、１秒以下という短時間で重
合硬化する。そこで、さらなる製造速度向上という観点
から、電子線硬化性樹脂を光硬化性樹脂に替えて結合材
とすることが考えられる。また、電子線はエネルギーが
高いので、硬化特性が結合材中への粉末添加の影響を受
けにくく、重合開始剤や増感剤が不要である。

【００１２】本発明の目的は、これらに着目してなされ
たもので、ワイヤ上に砥粒を固定する結合材として電子
線硬化性樹脂を用い、高寿命で切断加工の高精度化・高
能率化が可能であって、かつ長尺で安価なワイヤ工具お
よびその製造方法を提供することにある。

【００１３】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に、請求項１の発明は、ワイヤ上に電子線硬化性樹脂を
主成分とする結合材で砥粒を固定したことに特徴があ
る。

【００１４】電子線硬化性樹脂は、電子線が照射される
と化学反応をおこし、１秒以下という短時間で重合硬化
する。したがって、電子線硬化性樹脂を結合材として用
いた場合は、光硬化性樹脂を用いた場合に比べ、十倍以
上の速度、すなわち毎分１キロメートル以上でワイヤ工
具を製造することが可能であり、安価で長尺なワイヤ工
具を提供できる。また、電子線は光に比べ、高いエネル
ギーをもっているので、硬化に際して重合開始剤や増感
剤は不要であり、電子線照射装置の設備コストは高くな
るものの、ワイヤ工具製造コストを大幅に低減すること
ができる。さらに、硬化に要するエネルギーも紫外線硬
化の場合の３分の１〜４分の１に抑制できる。また、電
子線照射装置は光（紫外線）照射装置に比べ、一般に設
備床面積が少なくて済むという長所もある。

【００１５】請求項２記載の発明は、表面に化学的プラ
イマ処理が施されたワイヤ上に、電子線硬化性樹脂を主
成分とする結合材で砥粒を固定したことに特徴がある。

【００１６】ワイヤ工具の寿命は、工具の消耗、あるい
は断線によって決まる。工具の消耗原因としては、砥粒
の脱落、埋没、砥粒自体の摩耗、さらに結合材被膜のワ
イヤからの剥離が考えられる。そこで、ワイヤ表面に化
学的プライマ処理を施すことにより、結合材被膜とワイ
ヤ面との密着力を高めることができ、結合材被膜剥離に
よる工具の消耗を低減できる。

【００１７】請求項３記載の発明は、請求項１又は２に
おいて前記電子線硬化性樹脂中に、平均粒径が０．１〜
１５μｍの金属粒子および／または平均粒径が０．１〜
１５μｍの無機粉末を５〜９０ｗｔ％添加したことに特
徴がある。

【００１８】請求項４記載の発明は、請求項１又は２に
おいて前記電子線硬化性樹脂中に、短径が０．１〜１５
μｍ、長径が１〜２００μｍの金属ファイバおよび／ま
たは無機ファイバを５〜９０ｗｔ％添加したことに特徴
がある。

【００１９】ワイヤ工具において、熱硬化性樹脂よりも
一般に耐熱性や機械的強度が劣ると考えられる、電子線
硬化性樹脂で結合材を構成した場合は、切断時に結合材
被膜の摩耗・破断、砥粒の脱落が考えられるが、金属粒
子や無機粉末、金属ファイバや無機ファイバを樹脂中に
添加することにより、工具の機械的強度、耐熱性を向上
させることができる。また、電子線の透過力は紫外線等
の光に比べて強いので（少なくとも３倍以上強いの
で）、結合材の主成分に電子線硬化性樹脂を用いた場合
には、添加粉末等の影響を殆ど受けずに済み、緻密な結
合材を形成することができる。これに対し、結合材の主
成分に光硬化性樹脂を用いた場合は、添加した粒子部、
ファイバ部での光の透過、吸収、反射により、硬化速度
が低下あるいは未硬化状態に陥ることが考えられるた
め、添加粒子の種類、大きさ、添加量を規定することが
必要となる。

【００２０】請求項５記載の発明は、ワイヤ上に電子線
硬化性樹脂を主成分とする結合材で砥粒を固定したワイ
ヤ工具の製造方法であって、ワイヤをその軸線方向に走
行させながら、ワイヤ上に電子線硬化性樹脂、砥粒、お
よび添加粉末の混合溶液を塗布する混合溶液塗布工程を
有することに特徴がある。

【００２１】請求項６記載の発明は、請求項５において
前記混合溶液塗布工程の前に、ワイヤをその軸線方向に
走行させながら、ワイヤ表面に化学的プライマ液を塗布
するプライマ液塗布工程を有することに特徴がある。

【００２２】請求項７記載のの発明は、請求項５又は６
において前記混合溶液の塗布されたワイヤを所定の径に
するか、あるいはワイヤ上に塗布された前記混合溶液を
所定の膜厚にして、電子線硬化する電子線硬化工程を有
することに特徴がある。

【００２３】請求項８記載の発明は、請求項７において
前記混合溶液塗布工程では、ワイヤ上に、平均粒径が
０．１〜１５μｍの金属粒子および／または平均粒径が
０．１〜１５μｍの無機粉末を５〜９０ｗｔ％含有する
電子線硬化性樹脂と砥粒との混合溶液を塗布することに
特徴がある。

【００２４】請求項９記載の発明は、請求項７において
前記混合溶液塗布工程では、ワイヤ上に、短径が０．１
〜１５μｍ、長径が１〜２００μｍの金属ファイバおよ
び／または無機ファイバを５〜９０ｗｔ％含有する電子
線硬化性樹脂と砥粒との混合溶液を塗布することに特徴
がある。

【００２５】請求項１０記載の発明は、請求項７〜９の
いずれかにおいて電子線硬化後に混合溶液の形成された
ワイヤの外径寸法を計測する計測工程と、計測された外
径寸法を基にして、前記混合被膜の形成されたワイヤの
外径寸法が所定の値になるように前記混合溶液塗布工程
および／または電子線硬化工程を調節する調節工程と、
を有することに特徴がある。

【００２６】こうすることによって、線径ばらつきを最
小限に抑えることができ、切断ロス、切断品の反りが小
さく、安定した切断面品位を有するシリコンウエハーを
高精度に切断するワイヤ工具を製造することが可能であ
る。

【００２７】請求項１１記載の発明は、請求項７〜１０
のいずれかにおいて前記電子線硬化工程を、窒素雰囲気
中で行うことに特徴がある。

【００２８】こうすることよって、酸素による重合阻害
を防止することができ、重合硬化反応を安定かつ確実に
実現することができる。

【００２９】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の一形態を図
面を用いて説明するが、本発明はこれに限定されるもの
ではなく、電子線硬化性樹脂に種々の金属粒子や無機粉
末、金属ファイバ、無機ファイバを含む結合材を主成分
に用いて砥粒をワイヤに固着するワイヤ工具とその製造
方法の広範囲な応用をも含むものである。

【００３０】図１に本発明の実施の一形態に係るワイヤ
工具の製造装置の概略構成を示し、図２には製造された
ワイヤ工具の横断面を示す。

【００３１】まず、図１において、送り出しロール１０
に巻かれたワイヤ１１は、複数の送りローラ１２、１
３、１４およびダンサローラ１５により搬送され、巻き
取りロール２０に引張られて巻き取られる構成になって
いる。ワイヤ１１の素材は特に限定されるものではな
く、ピアノ線、黄銅被覆ピアノ線、ステンレス鋼線とい
った金属線やガラス繊維といった無機化合物による線、
ナイロンといった有機化合物による線、またはそれらの
撚線、等が挙げられる。

【００３２】このワイヤ１１を巻き取る際、張力変動に
よる断線等を防止するために、張力制御機構としてダン
サローラ１５を設けているが、他にはシーソー方式やキ
ャプスタンプ方式による張力制御法が挙げられる。図１
に示す構成においては、制御系１６によって送り出しロ
ール１０の送り出しの速度と巻き取りロール２０の巻き
取り速度が制御されるとともに、ダンサローラ１５の位
置が制御され、ワイヤ１１の張力が所定値に制御され
る。

【００３３】また、送り出しロール１０から引き出され
たワイヤ１１は、混合被覆１１ｄとの密着性を向上させ
るために溶剤蒸気脱脂槽で脱脂処理された後、プライマ
処理槽２１ａに導かれ、化学的プライマ処理が施され
る。これによって、プライマ層１１ｂが形成される。

【００３４】ワイヤ表面を予めプライマ処理しておくこ
とにより、ワイヤ表面での混合被覆１１ｃの硬化を促進
するとともに、ワイヤ１１と混合被膜１１ｄとの密着性
を高めることができる。この化学的プライマ処理として
は、重合促進剤やカップリング剤（例えば、シランカッ
プリング剤）の表面塗布が挙げられる。

【００３５】なお、特開平１０−３２８９３２号公報に
記載されているように、ワイヤ表面に微小な凹凸を設
け、ワイヤと混合被覆との密着性を高める方法も考案さ
れているが、この方法ではワイヤの機械的強度を損なう
恐れがある。

【００３６】ローラ１２を通過し、前述のようなプライ
マ処理によって、ワイヤ本体１１ａの表面にプライマ層
１１ｂが形成されたワイヤ１１は、次いで、ロート状の
樹脂塗布槽２１ｂに収容された混合溶液２２中を通過す
る。このとき、ワイヤ１１のプライマ層上に混合液２２
が層状に付着して未硬化の混合被覆１１ｃが形成され
る。

【００３７】ここで、樹脂塗布槽２１ｂに収容された混
合溶液２２は、電子線硬化性樹脂２２ａに所定の添加物
２２ｂを添加、混合した液状樹脂に、所定の砥粒２２ｃ
を混合した流動性混合物である。具体的には、混合溶液
２２は、液状樹脂すなわち電子線硬化性樹脂２２ａに、
平均粒径が０．１〜１５μｍの金属粒子および／または
平均粒径が０．１〜１５μｍの無機粉末を、あるいは短
径が０．１〜１５μｍ、長径が１〜２００μｍの金属フ
ァイバおよび／または無機ファイバ５〜９０ｗｔ％を、
添加物２２ｂとして添加、混合した添加物混合液状樹脂
を作製し、その添加物混合液状樹脂と所定粒径の砥粒２
２ｃとを均一に混和した混合溶液となっている。砥粒２
２ｃは、特に限定されるものではなく、ダイヤモンド、
ＣＢＮ（立方晶窒化ホウ素）、アルミナ、炭化珪素、等
の硬質砥粒等でもよい。但し、その中でも加工能力に優
れるダイヤモンド砥粒が通常望ましい。なお、結合材が
ワイヤ１１の半径方向に形成された複数層からなる場
合、その結合材への砥粒および粉末の添加については、
所望の切断特性を得ることができれば、いずれの層に添
加してもよい。

【００３８】一方、樹脂塗布槽２１ｂの出口には、線径
ジグ２３ｂが移動可能に設けられており、ワイヤ１１に
付着している余分な混合液２２をこの線径ジグ２３ｂに
より掻き落として、未硬化の混合被覆１１ｃを所定の厚
みに整え、あるいは、その混合被覆１１ｃが形成された
ワイヤ外径を所定の直径に整えるように構成されてい
る。

【００３９】線径ジグ２３ｂを通過したワイヤ１１は、
次いで、電子線照射装置（電子線加速器）２４ｂによっ
て所定の電子線を照射される。これにより、混合被覆１
１ｃが硬化した硬化層（混合被膜１１ｄ）が形成され
る。

【００４０】こうして、所望の複数層からなる結合材で
砥粒を固定したワイヤ工具１１Ｔが順次できあがる。

【００４１】なお、線径測定器１７は、電子線照射装置
２４ｂより下流側でワイヤ工具１１Ｔの外径寸法を測定
するもので、その測定情報を制御系１６にフィードバッ
クすることができる。この線径測定器１７は、例えばワ
イヤ搬送方向の所定位置で、ワイヤ工具１１Ｔを取り囲
んで等角度間隔に離間する３個の非接触の変位センサを
有しており、ワイヤ１１の線径測定のみならず、ワイヤ
本体１１ａに対する混合被膜１１ｄの芯ずれ（周方向三
位置での混合被膜１１ｄの膜厚のばらつき）をも検出可
能に構成されている。制御系１６は、その測定情報を基
にワイヤ１１と線径ジグ２３ｂとの芯ずれを検出し、常
にワイヤ１１が線径ジグ２３ｂの中心を走行し、混合被
膜１１ｄがワイヤ１１の長さ方向においても周方向にお
いても一定の厚さとなるように、ワイヤ１１と線径ジグ
２３ｂの相対位置の制御を行う。その位置制御は、線径
ジグ２３ｂを変位させることにより、あるいは、図示し
ないワイヤ位置調整用のローラを変位させることによ
り、可能である。

【００４２】そして、その外周面に混合被膜１１ｄが形
成されたワイヤ工具１１は、ローラ１４、１５を通過し
た後、巻き取りロール２０に巻き取られる。

【００４３】本実施形態に係るワイヤ工具は、前述のよ
うに、ワイヤ本体１１ａ上に電子線硬化性樹脂を主成分
とする結合材で砥粒２２ｃを固定したものである。この
電子線硬化性樹脂は、電子線が照射されると化学反応を
起こし、数秒単位あるいはそれ以下で重合硬化するた
め、十分な製造速度を保ちながら安価で長尺なワイヤ工
具を提供することができる。

【００４４】また、その電子線硬化性樹脂中に、平均粒
径０．１〜１５μｍを有する、金属粒子と無機粉末のう
ち少なくとも一方を添加物として、あるいは、短径が
０．１〜１５μｍで、長径が１〜２００μｍである、金
属ファイバと無機ファイバのうち少なくとも一方を添加
物として、その添加物を５〜９０ｗｔ％添加しているの
で、ワイヤ工具の機械的強度および耐熱性を高めること
ができる。

【００４５】さらに、本実施形態に係る製造方法は、ワ
イヤをその軸線方向に走行させながら、前述の添加物を
５〜９０ｗｔ％含有する電子線硬化性樹脂と砥粒との混
合溶液２２を所定の径、あるいはワイヤ１１上に塗布さ
れた混合溶液の被覆１１ｃを所定の膜厚に整形して電子
線硬化する工程を含むので、均一な被覆層を複数形成し
て、高品質のワイヤ工具を連続的に製造することができ
る。

【００４６】また、電子線硬化後に混合被膜１１ｄが形
成されたワイヤ工具１１Ｔの外径寸法を計測し、その計
測結果を基に混合被膜１１ｄの形成されたワイヤ工具１
１Ｔの外径寸法を所定の値にするように、線径ジグ２３
ｂや前記調整用ローラを制御することにより、線径のば
らつきを最小限に抑えることができる。その結果、切断
時の切断ロスや切断品の反りが小さく、安定した切断面
品質を有するシリコンウエハーを得ることができる。

【００４７】また、混合溶液の塗布されたワイヤ１１を
所定の径に整形し、あるいはワイヤ１１上に塗布された
混合溶液の被覆層１１ｃを所定の膜厚にして電子線硬化
する工程を、窒素雰囲気中でワイヤ１１に電子線を照射
することで、重合硬化反応を安定かつ確実に生じさせる
ことができる。

【００４８】さらに、添加物混合樹脂の塗布工程の前工
程で、ワイヤ表面に化学的プライマ処理を行うことによ
って、結合材被膜とワイヤ面との癒着力を高めることが
でき、結合材被膜の剥離による工具寿命の低下を抑える
ことができる。

【００４９】

【実施例】本実施例では、ワイヤ１１として直径０．２
０mmのピアノ線を用い、前述の製造方法により、プライ
マ処理槽２１ａ内のシランカップリング剤をワイヤ１１
上に塗布してプライマ層を形成する。

【００５０】一方、アクリレート系プレポリマ（オリゴ
マあるいはモノマ）からなるラジカル重合型電子線硬化
性樹脂溶液中に、平均粒径２μmの銅微粒子を３０ｗｔ
％添加し、ホモジェナイザにて約１０分間混和する。次
に、集中度２０に該当する３０／４０μmのダイヤモン
ド砥粒を微量のエチルアルコールで湿潤し、その液状樹
脂に入れ、ホモジェナイザにて約１０分間混ぜ合わせ
る。そして、前記樹脂塗布槽２１ｂに銅微粒子を添加し
た液状樹脂とダイヤモンド砥粒との混合溶液２２を入
れ、前述の製造方法により、プライマ処理されたワイヤ
１１を樹脂塗布槽２１ｂ内に導き、整形する開口直径が
約０．２７mmの線径ジグ２３ｂを通過させ、容量３００
ｋｅＶの電子線照射装置２４ｂによって電子線を照射し
て電子線硬化させる。

【００５１】これにより、プライマ層および電子線硬化
性樹脂を主成分とする層からなる結合材で砥粒と固定さ
れた、直径０．２５〜０．２６mmのワイヤ工具を得た。

【００５２】本実施例で用いた電子線硬化性樹脂は、電
子線照射によりラジカル重合を生じるラジカル重合型の
樹脂であったが、樹脂成分である、オリゴマ、モノマは
本実施例記載の成分に限定されるものではない。

【００５３】この他に、オリゴマ、モノマとしては、ポ
リエチレン、ポリプロピレン、ハイパロン、ポリスチレ
ン、ポリアクリル酸、ポリビニルアルコール、ポリ酢酸
ビニル、ナイロン、ポリクロロプレン、ポリジメチルシ
ロキサン、エポキシ、ポリエステル、ポリビニルブチラ
ール、ポリウレタン、ポリアミド、メラミン、尿素、等
を用いてもよい。

【００５４】本実施例では、樹脂中への添加剤として銅
微粒子を用いたが、添加剤はこれに限定されるものでは
ない。添加剤としては、所定の時間内に樹脂硬化を完了
し、電子線硬化後の結合材の機械的強度を向上でき、工
具の耐摩耗性等の特性を向上できるものであればよい。
このような添加剤として、金属微粒子、金属酸化物、金
属炭化物、半導体材料に代表される非金属材料の酸化
物、炭化物等、あるいは粒子以外にファイバ状のものを
用いてもよい。

【００５５】本実施例の製造方法によれば、光硬化性樹
脂を主成分とする結合材で砥粒を固定したワイヤ工具の
製造方法に比べ、約十倍の速度（分速１キロメートル）
でワイヤ工具を製造することが可能となり、製造コスト
についても２分の１以下にすることができた。

【００５６】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
ワイヤ上に電子線硬化性樹脂を主成分とする結合材で砥
粒を固定することによって、光硬化性樹脂よりも極めて
短時間で硬化することができるので、ワイヤ工具の製造
時間を大幅に短縮することが可能である。さらに、電子
線硬化性樹脂を用いることにより、光硬化性樹脂を用い
た場合よりも樹脂コストを低減することができるので、
マルチワイヤ切断に適用可能な長尺で安価かつ高寿命な
ワイヤ工具を得ることができる。

【００５７】また、結合材樹脂に、金属粒子や無機粉
末、金属ファイバや無機ファイバを添加することによっ
て、無添加の場合に比べ、ワイヤ工具の機械的強度、耐
熱性が向上する。そして、この結合材樹脂に電子線硬化
性樹脂を用いることにより、樹脂硬化特性が粉末等の添
加の影響を受けることは殆どない。

【００５８】さらに、ワイヤ上に電子線硬化性樹脂を塗
布するのに先立って、ワイヤ表面に化学的プライマ処理
を施すことにより、結合材被膜とワイヤ面との密着力を
高めることができ、結合材被膜剥離による工具寿命の短
縮を抑えることができる。

【００５９】一方、ワイヤ工具の製造工程においても、
ワイヤを走行させながら、添加物混合液状樹脂と砥粒と
の混合溶液中を通過し、ワイヤに混合液を付着させて混
合被覆を形成し、次いでワイヤに付着した余分な混合液
を取り除くことにより、混合被膜の均一なワイヤ工具を
連続的に製造することができるという効果がある。

【００６０】また、製造工程中で混合被膜形成後のワイ
ヤ工具の線径を測定し、線径制御や芯ずれ抑制の制御を
行うことにより、線径ばらつきを最小限に抑えることが
可能となり、品質の安定したワイヤ工具を製造すること
ができる。

【００６１】さらに、電子線照射を窒素雰囲気中で行う
ことによって、重合硬化反応を安定かつ確実に実現する
ことができる。

【００６２】このように本発明により、ワイヤ上に砥粒
を固定する結合材として電子線硬化性樹脂を用い、高寿
命で切断加工の高精度化・高能率化が可能で、かつ長尺
で安価なワイヤ工具およびその製造方法を提供すること
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の一形態に係るワイヤ工具の製造
装置の概略構成を示す図である。

【図２】本発明の実施の一形態に係るワイヤ工具の横断
面図である。

【図３】従来のシリコンインゴットの切断加工に用いら
れる遊離砥粒を用いたマルチワイヤ切断加工装置の概略
構成を示す斜視図である。

【符号の説明】

１０送り出しローラ１１ワイヤ１１ａワイヤ本体１１ｂプライマ層１１ｃ未硬化の混合被覆１１ｄ混合被膜（硬化膜）１１Ｔワイヤ工具１２〜１４送りローラ１５ダンサローラ１６制御系１７線径測定器２０巻き取りロール２１ａプライマ処理槽２１ｂ樹脂塗布槽２２混合液（混合溶液）２２ａ電子線硬化性樹脂２２ｂ添加物２２ｃ砥粒２３ｂ線径ジグ２４ｂ電子線照射装置

───────────────────────────────────────────────────── 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 // Ｂ２４Ｂ 27/06 Ｂ２４Ｂ 27/06 ＨＦターム(参考） 3C058 AA05 AA09 CA01 CB01 CB03 CB05 CB10 3C063 AA08 AB09 BA16 BC03 BD04 BD09 BG01 BG03 BG22 BG24 CC24 EE10 EE16 EE31 FF23 3C069 AA01 BA06 BB02 CA02 CA04 EA01 EA02

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ワイヤ上に電子線硬化性樹脂を主成分とす
る結合材で砥粒を固定したことを特徴とするワイヤ工
具。
【請求項２】表面に化学的プライマ処理が施されたワイ
ヤ上に、電子線硬化性樹脂を主成分とする結合材で砥粒
を固定したことを特徴とするワイヤ工具。
【請求項３】請求項１又は２記載のワイヤ工具におい
て、前記電子線硬化性樹脂中に、平均粒径が０．１〜１５μ
ｍの金属粒子および／または平均粒径が０．１〜１５μ
ｍの無機粉末を５〜９０ｗｔ％添加したことを特徴とす
るワイヤ工具。
【請求項４】請求項１又は２記載のワイヤ工具におい
て、前記電子線硬化性樹脂中に、短径が０．１〜１５μｍ、
長径が１〜２００μｍの金属ファイバおよび／または無
機ファイバを５〜９０ｗｔ％添加したことを特徴とする
ワイヤ工具。
【請求項５】ワイヤ上に電子線硬化性樹脂を主成分とす
る結合材で砥粒を固定したワイヤ工具の製造方法であっ
て、ワイヤをその軸線方向に走行させながら、ワイヤ上に電
子線硬化性樹脂、砥粒、および添加粉末の混合溶液を塗
布する混合溶液塗布工程を有することを特徴とするワ
イヤ工具の製造方法。
【請求項６】請求項５記載のワイヤ工具の製造方法にお
いて、前記混合溶液塗布工程の前に、ワイヤをその軸線方向に
走行させながら、ワイヤ表面に化学的プライマ液を塗布
するプライマ液塗布工程を有することを特徴とするワイ
ヤ工具の製造方法。
【請求項７】請求項５又は６記載のワイヤ工具の製造方
法において、前記混合溶液の塗布されたワイヤを所定の径にするか、
あるいはワイヤ上に塗布された前記混合溶液を所定の膜
厚にして、電子線硬化する電子線硬化工程を有すること
を特徴とするワイヤ工具の製造方法。
【請求項８】請求項７記載のワイヤ工具の製造方法にお
いて、前記混合溶液塗布工程では、ワイヤ上に、平均粒径が
０．１〜１５μｍの金属粒子および／または平均粒径が
０．１〜１５μｍの無機粉末を５〜９０ｗｔ％含有する
電子線硬化性樹脂と砥粒との混合溶液を塗布することを
特徴とするワイヤ工具の製造方法。
【請求項９】請求項７記載のワイヤ工具の製造方法にお
いて、前記混合溶液塗布工程では、ワイヤ上に、短径が０．１
〜１５μｍ、長径が１〜２００μｍの金属ファイバおよ
び／または無機ファイバを５〜９０ｗｔ％含有する電子
線硬化性樹脂と砥粒との混合溶液を塗布することを特徴
とするワイヤ工具の製造方法。
【請求項１０】請求項７〜９のいずれかに記載のワイヤ
工具の製造方法において、電子線硬化後に混合溶液の形成されたワイヤの外径寸法
を計測する計測工程と、計測された外径寸法を基にして、前記混合被膜の形成さ
れたワイヤの外径寸法が所定の値になるように前記混合
溶液塗布工程および／または電子線硬化工程を調節する
調節工程と、を有することを特徴とするワイヤ工具の製造方法。
【請求項１１】請求項７〜１０のいずれかに記載のワイ
ヤ工具の製造方法において、前記電子線硬化工程を、窒素雰囲気中で行うことを特徴
とするワイヤ工具の製造方法。