JP2002086339A - ワイヤソー - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 加工用ローラの温度を略一定に保ち、加工用
ローラの熱変形を少なくして加工精度を向上させること
ができるワイヤソーを提供する。 【解決手段】 加工用ローラ１５，１６，１７と、この
加工用ローラ１５，１６，１７を支持するスピンドル３
０，３１との連結部の外周に、加工液が通る通路７１を
設け、連結部の内部から効率よく冷却できるようにし
て、加工用ローラ１５，１６，１７の内部温度を一定の
温度範囲内に保持できるようにし、加工用ローラ１５，
１６，１７の熱変形を抑制して加工精度を向上させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、走行するワイヤ列
にワークを押し当てて多数のウェーハに切断するワイヤ
ソーに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】ワイヤソーは、複数の加工用ローラが所
定間隔おきに配設され、それらのローラの外周には複数
の環状溝が所定のピッチで形成されている。また、各加
工用ローラ間において、各環状溝にはそれぞれ１本のワ
イヤが順に巻回されて、ワイヤ列が形成されている。そ
して、ワークとワイヤとの間に遊離砥粒を含む水性また
は油性のスラリを供給しながら、ワイヤ列にワークを押
し当ててワークを切断し、一定の厚さのウェーハを多数
枚同時に形成するものである。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、加工用ローラ
を回転可能に支持しているローラ支持装置の軸受部で発
生する熱により、切断中にローラ支持装置の温度が変動
する。この温度変動が生じると加工用ローラも膨張ある
いは収縮を引き起こし、これによりワイヤ列のピッチが
変動したりし、加工精度が低下する場合がある。すなわ
ち軸受部は冷却液により冷却されているとともに、加工
用ローラもスラリにより冷却されているが、軸受部の過
熱等により、それらの冷却状態のバランスが崩れると、
加工用ローラが膨張あるいは収縮する。

【０００４】本発明は、このような従来の技術に存在す
る問題点に着目してなされたものであり、その目的とす
るところは、加工用ローラの温度を略一定に保ち、加工
精度を向上させることができる構造を有したワイヤソー
を提供することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段及び発明の効果】上記課題
を解決するために、請求項１に記載の発明は、複数の加
工用ローラ間にワイヤを周回させてワイヤ列を形成し、
加工用ローラの回転によりワイヤ列を走行させるととも
に、ワイヤ列にワークを押付けながら、ワイヤとワーク
との間に加工液を供給することにより、ワークをウェー
ハ状に切断するワイヤソーにおいて、前記ローラと、そ
のローラを支持するスピンドルとの連結部の外周に前記
加工液が通る通路を設けたものである。

【０００６】従って、前記ローラと、そのローラを支持
するスピンドルとの連結部の外周に設けた通路を通る加
工液により連結部が良く冷却されて、スピンドル側から
ローラに伝わる熱の影響を低減することができる。すな
わち、スピンドル側からの熱でローラ側に大きな熱変動
が起きるのを無くして熱変形を抑えることができる。

【０００７】請求項２に記載の発明は、請求項１に記載
のワイヤソーにおいて、前記通路をローラに設けたもの
である。従って、加工液が通る通路をローラ側に設けて
いるので、ローラ側が直接効率良く冷却されることにな
る。これにより、ローラ側の熱変動をさらに抑えること
ができる。

【０００８】請求項３に記載の発明は、請求項１または
２に記載のワイヤソーにおいて、前記通路をスピンドル
に設けたものである。従って、加工液が通る通路をスピ
ンドル側に設けて、スピンドルを冷却するようにしてい
るので、スピンドル側からローラ側に高い熱が伝えられ
るのを防ぐことができる。これにより、スピンドル側か
らローラ側に影響される熱を抑え、ローラ側の温度を安
定させて熱変動を抑えることができる。

【０００９】請求項４に記載の発明は、請求項１〜３の
いずれかに記載のワイヤソーにおいて、前記ローラに前
記通路をローラの弦の方向に設け、少なくとも一端を開
口した孔により前記通路を構成したものである。従っ
て、加工液が通る通路をローラに孔として形成し、孔の
通路をローラの弦の方向に延びるようにして設けてい
る。そのため、孔より通路内に入った加工液はローラの
内部を冷却することができる。また、孔を弦の方向に延
びるようにして設けているので、孔を簡単に形成するこ
とができる。

【００１０】請求項５に記載の発明は、請求項１〜３の
いずれかに記載のワイヤソーにおいて、前記通路をロー
ラの外周に環状に形成した溝により構成したものであ
る。従って、加工液が通る通路をローラの外周に環状に
形成した溝で設けている。溝内に入った加工液はローラ
の外周に沿って通路内を流れ、その溝内（通路内）から
ローラの内部を冷却することができる。また、通路を溝
としてローラの外周に設けているので通路を簡単に形成
することができる。

【００１１】請求項６に記載の発明は、請求項２、請求
項４又は請求項５の何れかに記載のワイヤソーにおい
て、前記ローラを芯金と、その芯金に外嵌されたワイヤ
保持用の溝を有する円筒体とを備え、前記通路を芯金に
設けたものである。従って、ローラを冷却するための通
路を、ローラを形成している芯金の外周に設けているの
で、ローラを内側から冷却することができる。しかも、
冷却の対象が芯金であるため、冷却を有効に行うことが
できる。

【００１２】

【発明の実施の形態】（第１の実施形態）以下、本発明
を具体化したワイヤソーの一実施の形態を図１〜図３に
従って説明する。

【００１３】図１に示すように装置基台１１上には、切
断機構１３が１対のブラケット１４（一方のみ図示）を
介して装設されている。この切断機構１３は、複数のロ
ーラ支持装置５０（図２参照）と、そのローラ支持装置
５０に支持され、平行に延びる複数の加工用ローラ１
５，１６，１７とを備えている。加工用ローラ１５，１
６，１７には、図２に示すように、その外周面に複数の
環状溝１５ａ，１６ａ，１７ａが所定のピッチで形成さ
れている。

【００１４】上記加工用ローラ１５，１６，１７の各環
状溝１５ａ，１６ａ，１７ａ間には１本の線材よりなる
ワイヤ１８が連続的に巻回されて、ワイヤ列１８Ａが形
成されている。そして、ワイヤ走行用モータにより伝達
機構（ともに図示しない）を介して加工用ローラ１５，
１６，１７が回転される。そして、これらの加工用ロー
ラ１５，１６，１７の回転によって、ワイヤ１８が所定
の速度で走行される。

【００１５】上記切断機構１３の上方には、図１及び図
２に示すようにスラリパイプ２０が配設されている。ス
ラリパイプ２０からは加工用ローラ１５，１６間のワイ
ヤ列１８Ａ上に、加工液としての遊離砥粒を含む水性ま
たは油性のスラリ５２が供給される。ここで、ワイヤ列
１８Ａ上に供給されたスラリは、回収されて所定温度に
冷却された後、再びワイヤ列１８Ａに供給される。装置
基台１１に立設したコラム１２には、ワーク送り台を構
成しているワーク支持機構２１が上下動可能に支持さ
れ、その下部にはインゴットであるワーク２２が装着さ
れている。そして、図示しないモータによりワーク支持
機構２１が上下動され、下降されたときに、ワーク２２
がワイヤ列１８Ａに押し付けられて、前記スラリ５２中
の砥粒のラッピング作用により、ワーク２２がウェーハ
状に切断される。

【００１６】切断機構１３の一対のブラケット１４の３
箇所には、それぞれ支持筒２７が固定され、その支持筒
２７内には、内筒２８が固定されている。内筒２８内に
は、軸受部２９を介してスピンドル３０、３１が回転可
能に支持されている。従って、３対のスピンドル３０、
３１が対向配置されている。支持筒２７と内筒２８との
間には軸受部２９の部分を冷却するための冷却液が通る
冷却通路５９が形成されている。

【００１７】３対の対向するスピンドル３０、３１間に
は、それぞれ加工用ローラ１５，１６，１７が一体とな
って、回転可能に支持されている。加工用ローラ１５，
１６，１７は、略円筒状をした金属製の芯金６０と、外
周面に環状溝１５ａ，１６ａ，１７ａが形成されたウレ
タン樹脂製のスリーブ６２とを備えている。芯金６０
は、スリーブ６２が外周に被着固定された円筒部６４
と、この円筒部６４の両端部に固定された金属製のハブ
部６５とから構成されている。

【００１８】そして、一方のスピンドル３０及び加工用
ローラ１５，１６，１７の軸芯を貫通したドローボルト
５１が他方のスピンドル３１の軸芯のねじ孔３８に螺合
されて、加工用ローラ１５，１６，１７がスピンドル３
０，３１間に締結支持されている。芯金６０のハブ部６
５には、テーパー状をなす凹部３４が形成されていると
ともに、スピンドル３０，３１の端面には、この凹部３
４と凹凸の関係で対応するテーパー状の凸部３３が形成
されている。そして、そのお互いのテーパー斜面を突き
当てて、芯出しをしている。

【００１９】上記ハブ部６５には、図３に示しているよ
うに、芯金６０とスピンドル３０，３１の間に露出して
いる部分に対応して、その内部に、周面に開口７１ａを
持つ冷却用の通路７１が形成されている。その通路７１
は、加工用ローラ１５の弦の方向に４つ、これらが互い
に９０度ずつ順に変位した状態で形成されている。そし
て、スラリパイプ２０の両端部２０ａがハブ部６５の部
分を越えて延びており、その通路７１には、後述するス
ラリ５２が何れかの開口７１ａから流入して別の開口７
１ａより流出するようにして流れ、このときハブ部６５
内の熱を奪って、ハブ部６５を内側から冷却する。これ
により、スピンドル３０，３１から加工用ローラ１５，
１６，１７側に伝達される熱を抑えるともに、加工用ロ
ーラ１５，１６，１７に発生する熱を放出させ、加工用
ローラ１５，１６，１７内における熱の変動を抑えて、
熱変形を防止する。

【００２０】本実施の形態におけるワイヤソーの動作を
次に説明する。ワイヤソーの運転が開始されると、ワイ
ヤ１８が、切断機構１３の加工用ローラ１５，１６，１
７間において走行される。また、スラリパイプ２０によ
り、加工用ローラ１５，１６間のワイヤ列１８Ａ上に遊
離砥粒を含むスラリ５２が供給され、ワーク切断に供さ
れる。このとき、軸受部２９においては、冷却通路５９
を通る冷却液がスピンドル３０，３１の温度を制御す
る。一方、スラリパイプ２０の両端部２０ａによりハブ
部６５上にスラリ５２が供給されて、スラリ５２の一部
が開口７１ａから通路７１内に流れ、ハブ部６５を外側
と内側の両方から冷却する。

【００２１】これにより、スピンドル３０，３１自体の
発熱が抑えられるとともに、スピンドル３０，３１から
ハブ部６５に伝達される熱は、スラリパイプ２０の両端
部２０ａより供給されるスラリ５２の冷却で抑えられ
る。なお、加工用ローラ１５，１６，１７での発熱はス
ラリパイプ２０から供給されるスラリ５２により抑えら
れる。これにより、加工用ローラ１５，１６，１７の熱
変動を抑えて、加工の開始から終了まで、ほぼ一定の温
度を持たせた状態で加工を行うことができる。

【００２２】本実施の形態によって得られる効果につい
て、以下に説明する。 ・本実施の形態におけるワイヤソーは、加工用ローラ１
５，１６，１７と、その加工用ローラ１５，１６，１７
を支持するスピンドル３０，３１との連結部となるハブ
部６５に設けた通路７１を通る加工液（スラリ５２）に
より連結部が良く冷却される。これにより、スピンドル
３０，３１側から加工用ローラ１５，１６，１７側に伝
わる熱の影響を低減することができ、スピンドル３０，
３１側からの熱により加工用ローラ１５，１６，１７側
に大きな熱変動が起きるのを無くして熱変形を抑えるこ
とができる。この熱変形を抑えることにより、加工精度
の良いワイヤソーを実現することができることとなる。

【００２３】・また、加工液が通る通路７１をハブ部６
５に孔として形成し、その孔としての通路７１を加工用
ローラ１５，１６，１７の弦の方向に延びるようにして
設けている。このため、開口７１ａより通路７１内に入
った加工液は弦の方向に通路内を流れ、ハブ部６５の内
部から冷却することができる。さらに、通路７１となる
孔を弦の方向に延びるようにして直線的に設けているの
で、孔を簡単に形成することができる。これにより、構
造を複雑にすること無く、簡単な構造で、加工用ローラ
１５，１６，１７側の熱変動を無くすことができるワイ
ヤソーを実現することができることとなる。

【００２４】（第２の実施形態）この実施の形態におい
ては、図４に示すように、芯金６０の両端部を外方へ突
出させ、その突出部の外周に冷却用の通路として溝７２
を設けたものである。その溝７２は、片側に２ずつ合計
４つ設けられているが、なお、他の構成は図１乃至図３
に示した構成と同じなので、同じ部材には同じ符号を付
して重複した説明は省略する。

【００２５】そして、このように構成されたワイヤソー
では、ワイヤ列１８Ａ上に供給されたスラリ５２の一部
が、ハブ部６５上に供給されたスラリ５２の一部が開口
７１ａから通路７１内を流れると同時に、溝７２内を流
れ、溝７２内から芯金６０を冷却する。すなわちハブ部
６５を外側と内側の両方から冷却する。そのため、この
実施例においては、加工用ローラ１５，１６，１７とス
ピンドル３０，３１との連結部分は、内外を流れるスラ
リ５２により効率良く冷却される。

【００２６】これにより、本実施の形態においては、加
工用ローラ１５，１６，１７の熱変動を抑えて、ほぼ一
定の温度を保持させた状態で加工を行うことができる。
従って、第２の実施の形態におけるワイヤソーは、第１
の実施の形態で述べた効果に加えて、次のような効果が
期待できる。

【００２７】・溝７２内に入った加工液（スラリ５２）
は芯金６０の外周に沿ってその溝７２内を流れ、その溝
７２内から芯金６０の内部を直接冷却することができる
ので、表面だけでなく、内部を効率的に冷やすことがで
きる。

【００２８】・冷却用の通路として溝７２を芯金６０の
外周に設けているので、冷却用の通路を簡単に形成する
ことができる。これにより、構造を複雑にすること無
く、簡単な構造で、加工用ローラ１５，１６，１７側に
発生する熱を抑えて熱変動を無くし、加工精度の良いワ
イヤソーを実現することができる。

【００２９】なお、上記実施の形態は以下のように変更
してもよい。 ・第１の実施の形態において、通路の数は少なくとも１
つあれば幾つでも良く、通路の数を適宜変更すること。

【００３０】・第２の実施の形態において、冷却用の溝
の数は、１つ以上であれば幾つでも良く、また必ずしも
１周が連続していなくてもよい。 ・第２の実施の形態において、冷却用の通路７１を設け
ずに、溝７２のみを設けた構造とすること。

【００３１】・上記各実施の形態において、通路をスピ
ンドル側に設けるようにすること。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施形態のワイヤソーを示す正
面図。

【図２】ワイヤソーにおける要部の断面図。

【図３】図２における３−３線断面図。

【図４】本発明の第２の実施形態のワイヤソーの要部の
一部破断断面図。

【符号の説明】

１５，１６，１７…加工用ローラ、１８…ワイヤ、１８
Ａ…ワイヤ列、２２…ワーク、３０，３１…スピンド
ル、５２…加工液としてのスラリ、６０…芯金、６２…
円筒体としてのスリーブ、７１…通路、７１ａ…開口、
７２…溝。

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数の加工用ローラ間にワイヤを周回さ
   せてワイヤ列を形成し、加工用ローラの回転によりワイ
   ヤ列を走行させるとともに、ワイヤ列にワークを押付け
   ながら、ワイヤとワークとの間に加工液を供給すること
   により、ワークをウェーハ状に切断するワイヤソーにお
   いて、 前記ローラと、そのローラを支持するスピンドルとの連
   結部の外周に前記加工液が通る通路を設けたことを特徴
   とするワイヤソー。
2. 【請求項２】 前記通路をローラに設けた請求項１に記
   載のワイヤソー。
3. 【請求項３】 前記通路をスピンドルに設けた請求項１
   または２に記載のワイヤソー。
4. 【請求項４】 前記ローラに前記通路をローラの弦の方
   向に設け、少なくとも一端を開口した孔により前記通路
   を構成した請求項１〜３のいずれかに記載のワイヤソ
   ー。
5. 【請求項５】 前記通路をローラの外周に環状に形成し
   た溝により構成した請求項１〜３のいずれかに記載のワ
   イヤソー。
6. 【請求項６】 前記ローラを芯金と、その芯金に外嵌さ
   れたワイヤ保持用の溝を有する円筒体とを備え、前記通
   路を芯金に設けた請求項２、請求項４又は請求項５の何
   れかに記載のワイヤソー。