JP2004509776A

JP2004509776A - ワイヤのこ引き装置

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Publication number: JP2004509776A
Application number: JP2002530250A
Authority: JP
Inventors: オーセル　シャルル
Original assignee: アシュセテ　シェーピング　システムズ　ソシエテ　アノニム
Priority date: 2000-09-28
Filing date: 2001-09-07
Publication date: 2004-04-02
Also published as: ATE285866T1; US20030145707A1; CH697024A5; US6886550B2; AU2001284341A1; WO2002026431A1; DE60108140D1; EP1320438A1; DE60108140T2; EP1320438B1

Abstract

本発明は、ワイヤ案内ロール（１１，１２）上に支持され、支持テーブル（２１）上に固定されたのこ引き対象の加工物（２０）に押し付けられるワイヤ組立体（１５）を有するのこ引き装置に関する。振動装置（２３）は、のこ引きされる加工物とワイヤ組立体（１５）を振動軸線（Ａ）の回りに相対的に往復動させることができ、振動装置の空間的位置は、振動軸線（Ａ）が振動装置（２３）の有効回転軸線（２８）からプログラム可能且つ調整可能な距離を置いたところに位置するよう調整できると共にプログラムできる。一実施形態では、振動装置（２３）は、回転部材（２７）及び切断平面に含まれた２つの方向（Ｚ方向及びＹ方向）に沿って動く並進部材を有し、それにより非常に平坦なテキスチャーを備える非常に平らなのこ引きスライス及び向上したのこ引き効率を得ることができる。

Description

【０００１】
本発明は、交互運動又は連続運動方式で動くようになっていて、のこ引きされるべき加工物に押し当てられると共に、ワイヤ案内筒体によって支持された少なくとも１つのワイヤ層と、のこ引きされるべき加工物とワイヤ層と切断平面に含まれた切断方向において相対的に前進運動させるよう設けられた第１の手段と、のこ引きされるべき加工物と、ワイヤ層を切断平面に垂直な振動軸線の回りに相対的に振動運動させるよう設けられた第２の手段とを有するワイヤのこ引き装置に関する。
【０００２】
この種の装置では、フィラメントが、ワイヤ案内筒体に螺旋に巻きつけられ、２つのワイヤ案内筒体の間に、互いに並行なワイヤから成る少なくとも１つの層を形成し、連続して位置したワイヤ相互間の距離は、スライスの厚さを定める。さらに、１又は複数のワイヤ層の平面は、公知の装置では、全体としてのこ引き方向に垂直な固定された角度をなし、これにより、例えば熱振動に起因して生じるワイヤ層の全体として横方向運動の場合、スライスの表面上にうねり及び縦じわを生じさせる場合がある。これらうねりは、大きさが数μｍであっても、或る用途のためのスライス、例えば、半導体業界のシリコンを使用できなくしてしまうという欠点がある。さらに、前後への運動中、方向の反転に起因して荒れが生じる。スライスのユーザは、これらが、次に行なうラップ仕上げ又は修正及び研磨作業を減少させるよう粗いのこ引き表面をできるだけ欠点のないものにしようとする傾向がある。さらに、自由研磨剤の使用中、ワイヤによってピックアップされた研磨剤は、のこ引き経路の長さに沿って摩耗するようになり、それゆえ、のこ引き線の幅が変わることになる。これは結果的に、スライスの厚さにばらつきを生じさせることになる。のこ引きの結果並びに得られる公差は、ワイヤとのこ引きされるべき加工物の間の研磨剤の侵入の度合い並びにのこ引き経路に沿うその摩耗の度合いで決まることになる。研磨材のこの摩耗は、研磨剤の種類及びのこ引き又は係合長さ（これはインゴットの寸法ということになる）で決まることになる。この寸法は、結晶成長技術の進歩により常に増大しているので、この現象は、際立って目立つ傾向がある。研磨剤のこの摩耗は、単位長さ当たり及び単位時間当たりに除去される材料の量で決まることになる。非矩形又は正方形の形をした加工物の切断中、フィラメントの層によってのこ引きされる長さ又は係合長さは、のこ引き深さの関数として変化する。研磨剤の侵入の度合い、それゆえ研磨剤の摩耗はかくして、のこ引き高さの関数として変化し、加工物の形状において、高さの関数である厚さのばらつきを生じさせる。厚さのこのばらつきは、ユーザによって与えられる公差を超えるほど大きい場合がある。
【０００３】
ワイヤの層の振動又はのこ引きされるべき加工物の振動が行われる上述した形式のワイヤのこ引き装置は、材料、例えば多結晶シリコン又は単結晶シリコン又は他の材料ＧａＡｓ、ＩｎＰ、ＧＧＧ又は石英、合成サファイア、即ちセラミックの薄くされたスライスを得るために、特に、電子部品業界、フェライト業界、石英及びシリカ業界において既に知られている。これら材料は価格が高いので、ワイヤのこ引きは、他の技術、例えばダイヤモンドディスクのこ引きと比較して一層魅力的である。
たとえば図１１に示す公知の装置の中には、振動運動をのこ引きされるべき加工物に与えるものがある。
【０００４】
しかしながら、この振動運動は常時、固定された回転軸線Ａ回りであり、その位置は、のこ引き装置の機械的構造により一度限りであらかじめ決定される。したがって、この位置は、所望しても変えたり修正することはできない。かくして、このように振動の位置が固定されているので、得られるスライスのうねり及び縦じわを無くすことはできない。さらに、これにより、位置決めが不適切な状態での振動に起因して切断中、別の凹凸が生じる場合がある。
【０００５】
本発明の目的は、上述の欠点を解決することにあり、この目的のため、本発明は、第２の手段が、少なくとも１つの有効回転軸線を備えた振動装置及びのこ引きされるべき加工物とワイヤ層を振動軸線の回りに相対的に振動運動させるよう構成された可動部材とを有し、振動軸線の空間位置は、この振動軸線が前記有効回転軸線からプログラム可能且つ調整可能な距離を置いたところに位置するよう調整できると共にプログラムできることを特徴とする。
【０００６】
かくして、ワイヤ層と振動軸線の相対位置を用途に応じて調整したり変えることができる。かくして、スライス及びのこ引き加工物の精度が大幅に向上する。得られるスライスの表面状態は、軸線が正確に位置決めされた振動運動により、のこ引き中、研磨及びラップ仕上げ効果を得ることができるとすれば非常に規則正しくなる。のこ引き中、のこ引きされる加工物を、位置が最適な方法で調整してプログラム可能な軸線の回りに振動させることによって得られるラップ仕上げ及び修正作業の重ね合わせによりすべてのうねりの荒れを無くすことができる。さらに、この特定の振動により、のこ引き経路に沿う研磨剤の侵入及びワイヤの除去効果の良好な制御が可能になり、それによりそののこ引き効率が向上する。
【０００７】
有利な実施形態では、のこ引きされるべき加工物が固定される支持テーブルを更に有し、振動装置は、支持テーブルに作用するよう構成されている。
変形例として、振動装置は、ワイヤ案内筒体を支持した機械的部材に作用するよう構成されている。
【０００８】
好ましい実施形態によれば、振動装置は、切断平面に垂直な回転軸線回りの回転を行う第１の部材と、切断平面に平行な方向への運動を行う第２の部材と、切断方向と一致した方向への並進運動を行う第３の部材とから成る。
これら特性により、非常に高品質ののこ引き製品を確保しながら特に信頼性の高い構成が得られる。
【０００９】
別の実施形態によれば、振動装置は、切断平面に垂直な２つの回転軸線回りの回転を行う２つの回転自在な部材と、切断方向と一致した方向への並進運動を行う並進部材とから成る。
この場合も又、追加の実施形態によれば、振動装置は、切断平面に垂直な３つの回転軸線回りの回転を行う３つの回転自在な部材から成る。
【００１０】
別の望ましい実施形態は、振動装置が、切断平面に垂直な回転軸線の回りに回動自在に設けられた振子を有し、ワイヤ案内筒体が、切断平面に平行な方向に動くことができる少なくとも１つの支持体に取り付けられ、並進部材が、のこ引きされるべき加工物と上記回転軸線を切断方向に一致した方向に相対運動させるよう設けられていることを特徴とする。
望ましくは、切断装置は、振動装置によって生じた回転運動及び並進運動を制御してこれら生じた運動がその組合せの結果として振動軸線の回りに振動運動を生じさせるようになったプログラム可能な制御ユニットを有し、振動軸線の位置は、プログラムされるようになっている。
【００１１】
かくして、制御ユニットは、所定時間内で及び（又は）のこ引き深さの関数として可変振幅及び可変振動数を持つことができる振動運動を生じさせるよう構成されたものであるのがよい。
他の利点は、独立形式の請求項に記載された本発明の特徴及び図面の助けをかりて行われる本発明の以下の例示の詳細な説明から明らかになろう。図面は、２つの実施形態及びその変形例を例示として概略的に示している。
【００１２】
図１〜図３に示すワイヤのこ引き装置又は機械は、第１の実施形態を構成している。この装置は、少なくとも２つのワイヤ案内筒体１１，１２を支持したフレーム１０を有し、ワイヤが、少なくとも１つのワイヤ層１５を形成するよう案内筒体に螺旋に巻き付けられており、２本の隣り合うワイヤ相互間の距離は、のこ引きスライスの厚さを定める。ワイヤ案内筒体１１，１２はこの目的上、一般に、層の隣り合うワイヤ相互間の間隔を定めるのど部が彫刻された合成材料の層で被覆されている。ワイヤは、固定研磨剤で覆われ、又は一般に液体中に懸濁状態にある自由に動く研磨剤をワイヤに連続的に供給する。ワイヤはかくして、研磨粒子を担持するのに役立ち、研磨粒子はそれ自体、いわゆるのこ引きゾーン１６でのこ引き作業を行う。このワイヤは望ましくは、ばね鋼で構成され、このばね法は、硬質の材料又はより特定の組成物、例えばシリコン、セラミック、ＩＩＩ−Ｖ族の元素の化合物、ＧＧＧ（ガドリニウム−ガリウム−ガーネット）、サファイア等のブロックをのこ引きして厚さ約０．５〜５ｍｍの層の状態にするよう０．１〜０．２ｍｍの直径を有している。研磨剤は、市販の製品であり、ワイヤに固定された形態又はスリップ剤中の自由に動くことができる形態のダイヤモンド、炭化珪素、アルミナ等であるのがよい。
【００１３】
のこ引きされるべき加工物２０は、支持テーブル２１上に固定され、この支持テーブルは、制御装置２２によってワイヤの層に対してのこ引きされるべき加工物２０を運動させることができるようフレームに可動的に取り付けられている。この制御装置２２は、ワイヤ案内筒体１１，１２の軸線に垂直な切断平面ＹＺに含まれた切断方向Ｚにのこ引きされるべき加工物２０とワイヤの層１５を相対的に前進させる前進装置１９と、のこ引きされるべき加工物２０の振動運動を生じさせてこの振動運動の回転軸線Ａの位置を調整したり予め定めることができるように構成された振動装置２３とを有している。
この制御装置２２は、この目的のため、切断方向Ｚにおいてフレーム１０に可動的に取り付けられると共にモータ２５によって駆動されるスライダ２４を有している。このスライダ２４は又、上記前進装置１９に相当しており、これはＺ方向及び切断平面ＹＺに垂直なＸ方向に設けられた垂直アーム２６に固定されている。
【００１４】
主軸線２８がＸに平行なシャフト２７がスライダ２４及びアーム２６に回動自在に取り付けられている。このシャフト２７は、動力駆動式ジャッキ２９により２つのレバーを介して作動され、このシャフトは、調節可能な周波数及び振幅で軸線２８の回りに角度α回転することができる。
【００１５】
支持テーブル２１は、並進機構３０によってシャフト２７に取り付けられている。この並進機構３０は、シャフト２７に固定された２本のレール３１，３２を有し、支持テーブル２１は、Ｙ方向に摺動自在にこれらレールに取り付けられている。Ｙ方向におけるこの運動は、アクチュエータ３３によって制御される。モータ２５、ジャッキ２９及びアクチュエータ３３は、プログラム可能な電子制御ユニット３５、例えばコンピュータによって制御される。
かくして、制御装置２２及び振動装置２３によって得られる振動運動を、方向Ｙ及びＺの２つの並進運動と、上記方向Ｙ，Ｚに垂直であり、切断平面ＹＺを形成する軸線２８の回りに角度αの回転運動とに分解でき、この切断平面ＹＺは、切断方向Ｚを含み、ワイヤの層１５の層に平行であってワイヤの層１５の平面に垂直である。
【００１６】
回転軸線２８の回りに角度αだけ回転させると共に振動軸線Ａの回りに同一角度α振動させるため、図１〜図３に示す装置について、以下の運動が行われる。なお、振動軸線Ａの空間位置は、この振動軸線Ａが回転軸線２８から所定の距離Ｚ_０のところに位置するようにプログラムできる。

上式において、Ｚ_０は、回転軸線２８と振動点又は振動軸線Ａを分離する距離に等しく、Ｚ_αは、角度αが０である整列状態の中間位置からＺの方向におけるフレーム１０に対するスライダ２４の移動量に相当し、Ｙ_αは、Ｙ方向におけるレール３１，３２及びシャフト２７に対する支持テーブル２１の移動量に相当している。
【００１７】
かくして、並進運動Ｙ_α，Ｙ_αは、角度αの関数であり、この角度αが連続して変化する場合、時間の関数である。距離Ｚ_０は、機械的回転軸線２８と効果的に得られる振動軸線Ａとの間の距離によって与えられる装置のプログラム可能且つ調整可能なパラメータである。これは、一定であってもよく、時間の関数として変数であってもよい。振動軸線Ａの位置は、図１及び図２に示す実施形態では、のこ引きされるべき加工物２０の中心にプログラムされており、この場合、加工物は円筒形である。かくして、一定の距離Ｚ_０が得られることになる。図２は、のこ引き装置の互いに異なる構成要素の位置を３つの互いに異なる位置で示しており、振動点又は振動軸線Ａの位置は、垂直運動Ｚ_αを行うことにより不変のままである。
【００１８】
他方、振動軸線Ａのこの位置は又、ワイヤ層１５上又はワイヤ層から所定の距離を置いたところに位置するようプログラムでき、距離Ｚ_０はかくして、時間の関数として且つ切断の進み具合の関数として連続的に減少することになる。
【００１９】
図４に示す第１の実施形態の変形例では、機械的要素の組立体全体は、のこ引き装置が互いに平行なワイヤから成る１つの層を備えておらず、互いに直交したワイヤの２つの層１５ａ，１５ｂを有している場合、第１の実施形態と同一である。ワイヤは、これら２つのワイヤ案内筒体１１，１２にたすき掛けで巻き付けられ、かくして、これら２つのワイヤ案内筒体相互間に、真っ直ぐな線４０に沿って交差した２つの層１５ａ，１５ｂを形成している。のこ引き装置は、２つの直交した層１５ａ，１５ｂのワイヤを平行にするのに必要な２つの外部ワイヤ案内筒体４１，４２を更に有している。かくして、制御装置２２及び振動装置２３を、振動軸線Ａが層１５ａ，１５ｂの互いに直交する真っ直ぐな線４０と一致するようプログラムできる。かくして、特に正確且つ迅速な切断が得られる。
【００２０】
図５及び図６に示す第２の実施形態は、のこ引きされるべき加工物２０の運動及び振動装置５３の運動を行わせるために異なる機械的構成の制御装置５２を有している。この振動装置は、Ｚの方向でフレーム１０に可動的に取り付けられ、モータ５５によって駆動されるスライダ５４を更に有している。横方向運動方式のテーブル５６が、スライダ５４に取り付けられ、このテーブルをモータ５７により切断方向Ｚに垂直であり、ワイヤの層のワイヤに平行なＹ方向に動かすことができる。このテーブル５６は、モータ５９によって駆動されて、方向Ｘに平行であり、方向Ｙ，Ｚに垂直な回転軸線６０の回りに角変位αを行う回転自在なプレート機構５８を支持している。
【００２１】
回転可能なプレート５８は、のこ引きされるべき加工物２０が固定された支持テーブル６１に固定されている。モータ５５，５７，５９は、制御ユニットによって制御される。のこ引きされるべき加工物の振動運動も又、方向Ｙ，Ｚの２つの並進運動及び軸線６０回りの角度αの回転によって得られる。振動軸線Ａの回りの角度αの振動の場合、以下の数学的関係式が、α、Ｚ_α、Ｙ_α相互間に存在する。
Ｚ_α＝Ｚ_０（１−ｃｏｓα）
Ｙ_α＝Ｚ_０・ｓｉｎα
上式において、Ｚ_０は、回転軸線６０と振動軸線Ａを分離する距離に等しく、Ｚ_αは、Ｚの方向におけるフレーム１０に対するスライダ５４の移動量に相当し、Ｙ_αは、Ｙ方向におけるスライダ５４に対する支持テーブル６１及び回転自在なプレート５８の移動量に相当している。
【００２２】
図５は、のこ引き装置の種々の構成要素の位置を３つの互いに異なる位置で示しており、振動点又は振動軸線Ａの位置は、運動Ｚ_αを行うことにより不変のままである。
【００２３】
かくして、この第２の実施形態では、のこ引きされるべき加工物２０を振動軸線Ａの回りに振動運動させることができ、この振動軸線Ａの位置は、第１の実施形態と同一のやり方で、且つ振動軸線Ａが有効回転軸線６０からプログラム可能且つ調整可能な距離Ｚを置いて位置するようなやり方でプログラムできると共に調整でき且つ予め決定できる。明らかなこととして、この振動装置５３を、第１の実施形態及びその変形例と同様、任意の性状、即ち、単一又はたすき掛けのワイヤの層に用いることができる。
【００２４】
図７に示す第３の実施形態では、振動装置７３は、２種類の並進運動及び１種類の回転運動をもたらすのではなく、２つの有効回転軸線７４，７５及び切断方向Ｚにおける並進運動を提供する。かくして、のこ引きされるべき加工物２０は、支持テーブル２１に取り付けられ、この支持テーブル２１は、第１の回転軸線７４の回りに回動自在に第２の振動部材又はレバー７７に取り付けられた第１の振動部材又はレバー７６に固定され、第２の振動部材又はレバー７７は、静止フレーム１０上に切断方向Ｚに可動的に設けられたスライダ７８に第２の回転軸線７５回りに回動自在に取り付けられている。スライダ７８及び制御ユニットによって制御されるモータ（図示せず）によって駆動可能なその２つの振動アーム７５，７７により、加工物を振動軸線Ａの回りに振動させることができ、この振動軸線Ａの空間位置は、この振動軸線Ａが第２の回転軸線７５、又はフレーム１０上の基準点、例えばスライダ７８の案内経路の下限７９からプログラム可能且つ調整可能な距離を置いたところに常に位置するよう調整できると共にプログラムできる。
【００２５】
のこ引きされるべき加工物の振動がフレーム１０に対し静止した振動軸線Ａの回りに角度αだけ生じる場合、加工物の運動は以下の法則に従って得られるはずである。

上式において、ａ，ｂは、２つのレバー７６，７７の長さであり、ａは、事実、回転軸線７４と振動軸線Ａとの間のプログラム可能な距離に一致しており、Ｚ_０は、長さａ＋ｂの合計であり、Ｚ_αは、スライダ７８によって得られる移動量であり、Ｂは、回転軸線７５回りのレバー７７の回転量に相当している。
【００２６】
かくして、第２のレバー７７が回転軸線７５の回りに角度βだけ所与の方向に回転すると、第１のレバー７６は、その逆の方向に回転軸線７４回りに角度α＋βだけ回転し、スライダ７８は、下方へ距離Ｚ_α移動して振動軸線Ａが静止状態を保つようになっている。この実施形態では、距離ｂは一定であり、振動装置７３の機械的構成によって与えられる。他方、距離ａは、プログラム可能なパラメータであり、その大きさは、振動軸線Ａの所望の位置で決まる。
【００２７】
図８に示す第４の実施形態は、３種類の回転を用いることにより本発明を具体化する別の可能性を示しており、これら３種類の回転は、正しく組み合わされると、フレーム上の基準点から所定のプログラム可能且つ調整可能な空間位置のところに位置した振動軸線Ａの回りに角度αの回転を可能にする。かくして、のこ引きされるべき加工物２０は、支持テーブル２１に取り付けられ、この支持テーブル７は、第１の回転軸線８７の回りに回動自在に第２のレバー８８に取り付けられた第１のレバー８６に固定され、第２のレバーは、第２の回転軸線８９の回りに回動自在に第３のレバー９０に取り付けられ、この第３のレバーは、のこ引き装置のフレームに対して固定された第３の回転軸線９１の回りに回動する。
【００２８】
かくして、のこ引きされるべき加工物を回転軸線Ａの回りに角度α回転させることが望ましい場合、以下の法則にしたがってレバー８６，８８，９０の回転を生じさせるべきである。なお、回転軸線Ａの位置は、フレームに対し静止した状態でなければならない。

上式において、Ｚ_０は、回転軸線９１と振動軸線Ａを分離するプログラムされた距離に等しく、ａ，ｂ，ｃは、それぞれレバー８６，８８，９０の長さであり、事実、ａは、回転軸線８７と振動軸線Ａとの間のプログラム可能な距離に相当し、α，β，γは、レバー８６，８８，９０が図８の鉛直線に対して取る回転角度に相当している。
【００２９】
上述の４つの実施形態では、振動装置は、のこ引きされるべき加工物の支持テーブルを前進させる機構に取り付けられている。これは、図９及び図１０に示す第５の実施形態ではそのようになっていない。この第５の実施形態は、振動装置１０３に取り付けられたワイヤ案内筒体１０１，１０２によって支持されたワイヤ層１００を有している。この振動装置１０３は、ピボット１１０によりのこ引き装置のフレーム１０５に回動自在に取り付けられた揺動フレーム１０４を有し、ピボット１１０の回転軸線は、切断平面ＹＺに垂直である。２つのワイヤガイド筒体１０１，１０２はそれぞれ、支持部品１０６，１０７に回転自在に取り付けられ、これら支持部品は、連結バー１０８によって互いに固定された状態で、振動装置のフレーム１０４上でＹ方向に運動自在にころ軸受１０９に取り付けられている。
【００３０】
のこ引きされるべき加工物２０は、支持テーブル１１５に固定され、この支持テーブルは、ころ軸受１１７によってフレーム１０５に切断方向Ｚに運動自在に取り付けられたスライダ１１６に固定されている。ピボット１１０回りのフレーム１０４の回転運動は、動力駆動式ジャッキ１２０によって制御される。Ｙ方向におけるワイヤ案内筒体１０１，１０２の並進は、動力駆動式ジャッキ１２１によって得られ、切断方向Ｚにおけるのこ引きされるべき加工物２０の並進は、モータ１２２によって得られる。ジャッキ１２０，１２１及びモータ１２２は、制御ユニットによって制御され、この制御ユニットは、Ｙ及びＺ方向における並進とピボット１１０回りの回転の組合せにより、振動軸線Ａの回りでの振動運動が生じるようにプログラムでき、振動軸線Ａの空間位置は、プログラム可能であり且つ調整可能である。
【００３１】
この実施形態では、振動装置１０３は、ワイヤ案内筒体を支持している機構に取り付けられている。方向Ｚにおける修正並進は、のこ引きされるべき加工物を支持したスライダ１１６によって行われる。この並進は当然のことながら、ワイヤ案内筒体１０１，１０２を支持した機構とも関連するのがよい。
【００３２】
かくして、本発明の目的は一般に、のこ引きされるべき加工物又はワイヤ層に、任意の固定点又は可変点Ａの周りにワイヤ層に平行に、作業の要望に応じて選択されたバランス取り又は振動運動を与えることにより、のこ引き装置がのこ引き中、ワイヤ層１５に対してなす角度を変化させることができるようにすることにある。これを行うため、例えば方向Ｚ，Ｙの２種類の並進及び回転αが提供される。３種類の運動は、互いに独立しており、互いに別個独立に行うことができ、或いは選択された振動点又は振動軸線Ａを定める機能によって互いに関連づけられた運動を有する。この振動運動により、のこ引き中におけるワイヤの係合長さを減少させることができ、しかも研磨剤の進入具合を向上させることができる。かくして、ワイヤ層に対する独立されるべき加工物の振動運動によるのこ引き経路に沿う研磨剤の更新速度は増大し、それに伴なってのこ引き効率が向上する。すでにのこ引きして得られたスライスの表面の連続通過は、加工物の振動に起因して、スライスの表面に対しラップ仕上げ効果をもたらし、それゆえこれら通路は、表面のうねりや荒れを減少させる。振動軸線Ａの位置の選択は例えば、のこ引きされるべき加工物の中心又はのこ引きされるべき加工物とワイヤ層の接触点のところである。後者の場合、振動軸線を支持テーブル２１とワイヤ層の相対位置の関数としてプログラムすることが必要であろう。この機能を実行するため、ディジタル制御装置に時間の関数又は支持テーブルの相対位置の関数として座標を導入することにより、選択を例えばディジタル制御装置から電子的に行うことができる。これら運動、即ち１又は複数の種類の回転及び複数の種類の並進は各々、別個独立に作動できるが、選択された振動点又は振動軸線Ａに応じて数学的関数によって関連づけることができる。さらに、選択された軸線の回りの回転頻度及び回転の大きさは、支持テーブルの相対位置又は切断前進距離の関数として可変であるのがよい。
【００３３】
のこ引きされるべき加工物の精度（これは、半導体用途では非常に重要である）は、のこ引き中のワイヤの位置並びに表面の状態（うねりや荒れ）で決まる。この表面状態は、もし制御されなければ、のこ引き技術全体を損なう場合がある。かくして、この表面状態には、のこ引き中のこれらの欠陥を最小限に抑えることができる万能振動装置が更に必要である。というのは、ばらつきが僅かであっても、その結果としてスライスがその次の手順について不合格となるからである。
【００３４】
例えばのこ引きされるべき加工物の漸増サイズに関連した電子用途の要件は、ばらつきがほんの僅かでもこれを無くさなければならないということである。かくして、スライスを連続的にのこ引きするのは十分とは言えず、それよりも、のこ引き中、ラップ仕上げ作業と、可変であり又はのこ引き経路に沿う研磨剤の侵入について更に良好な制御を行って可変ではない所定の点の周りでののこ引きされるべき加工物の振動に起因して生じる修正作業を重ね合わせれば足りる。この運動の回数並びにその大きさは、のこ引き中、前もって決定でき、かくして、のこ引きされるべき加工物の形状の関数であろう。さらに、こののこ引きの仕方は、ワイヤに対し除去効果があり、それによりそののこ引き効率が向上するという利点を有している。
【００３５】
かくして、制御装置２２を備えたのこ引き装置は、前進運動Ｚにプログラムされた振動運動を重ね合わせることができ、かくして、用途により特定された任意の点Ａの周りでの振動を生じさせることができ、振幅及び振動数がのこ引き中に変化する組立体から成る。この機械的組立体を、電子システム、ディジタルシステム又は他のシステムで制御することができる。この装置を用いることにより、精度が向上した加工物を製造することができる。
【００３６】
当然のことながら、上述の実施形態は、非限定的なものであり、これら実施形態は、請求項１に記載された本発明の範囲に属する望ましい改造を施した技術内容であってもよい。特に、のこ引き装置は、３以上の数のワイヤ案内筒体を有していてもよい。並進及び回転運動の制御を、任意の電気的、電磁的、空気式、油圧式手段又は任意他のアクチュエータで行うことができる。振動運動、その振幅及び振動数は、スライスの表面状態を計測する装置の影響を受ける場合がある。のこ引き装置及び振動装置は、任意他の機械的構成のものであってもよい。かくして、第１、第２、第３及び第４の実施形態の振動装置は、のこ引きされるべき加工物が動かない状態のまま、ワイヤ層の振動運動を生じさせるのにも用いることができる。複雑な変形例では、のこ引きされるべき加工物及びワイヤ層に、振動軸線回りの振動運動を同時に又は交互に及ぼすことができ、振動軸線の空間位置は、プログラム可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】
第１の実施形態の側面図である。
【図２】
第１の第１の実施形態を３つの互いに異なる位置で部分的に示す図である。
【図３】
第１の実施形態の機械的実施例の斜視図である。
【図４】
第１の実施形態の変形例の概略側面図である。
【図５】
第２の実施形態を３つの互いに異なる位置で示す図である。
【図６】
第２の第２の実施形態の機械的実施例の斜視図である。
【図７】
図３の実施形態を３つの互いに異なる位置で示す図である。
【図８】
図４の実施形態を３つの互いに異なる位置で示す図である。
【図９】
第５の実施形態を３つの互いに異なる位置で示す図である。
【図１０】
この第５の実施形態の機械的実施例の斜視図である。
【図１１】
振動運動方式の公知ののこ引き装置を部分的に示す図である。

Claims

交互運動又は連続運動方式で動くようになった少なくとも１つのワイヤ層（１５）を有し、このワイヤ層が、のこ引きすべき加工物（２０）に押し当てられ、ワイヤ案内筒体（１１，１２）によって支持され、
前記のこ引きすべき加工物（２０）と前記ワイヤ層（１５）との間で、切断平面（ＹＺ）に含まれる切断方向（Ｚ）において、相対的前進運動を行うように設けられた第１の手段（２４）と、
前記のこ引きすべき加工物（２０）と前記ワイヤ層（１５）との間で、切断平面に対して垂直な振動軸線を中心に相対的な振動運動を行うように設けられた第２の手段（２３）とを
有するワイヤのこ引き装置において、
前記第２の手段は、少なくとも１つの有効回転軸線（２８）を備えた振動装置（２３）と、前記のこ引きすべき加工物（２０）とワイヤ層（１５）との間で、振動軸線（Ａ）を中心に相対的な振動運動を作り出すように構成された可動部材（２４，３０）とを有し、前記振動軸線（Ａ）の空間位置は、この振動軸線（Ａ）が前記有効回転軸線（２８）からプログラム可能で、調整可能な距離（Ｚ）に配置されるように、調整することができ、プログラムすることができることを特徴とする、
ワイヤのこ引き装置。
前記のこ引きすべき加工物（２０）が固定される少なくとも１つの支持テーブル（２１）を更に有し、前記振動装置（２３）が前記支持テーブル（２１）に作用するように構成されていることを特徴とする請求項１記載ののこ引き装置。
振動装置（１０３）は、ワイヤ案内筒体（１０１，１０２）を支持した機械的部材（１０４）に作用するよう構成されていることを特徴とする請求項１又は２記載ののこ引き装置。
切断平面（ＹＺ）に垂直な回転軸線（２８）回りの回転（α）を行う第１の部材（２７）と、切断平面（ＹＺ）に平行な方向への運動を行う第２の部材（３０）と、切断方向（Ｚ）と一致した方向への並進運動を行う第３の部材（２４）とから成ることを特徴とする請求項２又は３記載ののこ引き装置。
第１の部材は、第３の部材（２４）に取り付けられた回転自在な要素（２７）を有し、第２の部材（３０）は、回転自在な要素（２７）と、のこ引きされるべき加工物（２０）が固定された支持テーブル（２１）との間に設けられた摺動要素（３１，３２）を有していることを特徴とする請求項４記載ののこ引き装置。
第１、第２及び第３の部材（２７，３０，２４）の運動は、以下の方程式によって互いに関連付けられており、

上式において、Ｚ_０は、回転自在な要素（２７）の回転軸線（２８）と得られた振動軸線（Ａ）との間の距離に等しく、αは、回転自在な要素（２７）の回転角度であり、Ｚ_αは、第３の部材（２４）の並進運動に相当し、Ｙ_αは、第２の部材（３０）の並進運動に相当していることを特徴とする請求項５記載ののこ引き装置。
第２の部材は、第３の部材（５４）と第１の部材（５８）との間に設けられた摺動要素（５６）を有し、第３及び第１の部材は、のこ引きされるべき加工物（２０）が固定される支持テーブル（６１）に固定された回転自在な要素を有し、前記回転自在な要素は、第２の部材の摺動要素（５６）に取り付けられていることを特徴とする請求項４記載ののこ引き装置。
第１、第２及び第３の部材（５８，５６，５４）の運動は、以下の方程式によって互いに関連付けられており、
Ｚ_α＝Ｚ_０（１−ｃｏｓα）
Ｙ_α＝Ｚ_０・ｓｉｎα
上式において、Ｚ_０は、回転自在な要素（５８）の回転軸線（６０）と得られた振動軸線（Ａ）との間の距離に等しく、αは、回転自在な要素（５８）の回転角度であり、Ｚ_αは、第３の部材（５４）の並進運動に相当し、Ｙ_αは、第２の部材（５６）の並進運動に相当していることを特徴とする請求項７記載ののこ引き装置。
振動装置は、切断平面（ＹＺ）に垂直な２つの回転軸線（７４，７５）回りの回転（α，β）を行う２つの回転自在な部材（７６，７７）と、切断方向（Ｚ）と一致した方向への並進運動を行う並進部材（７８，７９）とから成ることを特徴とする請求項２又は３記載ののこ引き装置。
振動装置は、切断平面（ＹＺ）に垂直な３つの回転軸線（８７，８９，９１）回りの回転（α，β，γ）を行う３つの回転自在な部材（８６，８８，９０）から成ることを特徴とする請求項２又は３記載ののこ引き装置。
振動装置は、切断平面に垂直な回転軸線（１１０）の回りに回動自在に設けられた振子（１０４）を有し、ワイヤ案内筒体（１０１，１０２）は、切断平面（ＹＺ）に平行な方向（Ｙ）に動くことができる少なくとも１つの支持体（１０６，１０７）に取り付けられ、並進部材（１１６，１１７）が、のこ引きされるべき加工物と前記回転軸線（１１０）を切断方向（Ｚ）に一致した方向に相対運動させるよう設けられていることを特徴とする請求項３記載ののこ引き装置。
振動装置によって生じた回転運動及び並進運動を制御してこれら生じた運動がその組合せの結果として振動軸線（Ａ）の回りに振動運動を生じさせるようになったプログラム可能な制御ユニット（３５）を有し、振動軸線（Ａ）の位置は、プログラムされるようになっていることを特徴とする請求項１〜１１のうちいずれか一に記載ののこ引き装置。
制御ユニット（３５）は、所定時間内で及び（又は）のこ引き深さの関数として可変振幅及び可変振動数を持つことができる振動運動を生じさせるよう構成されていることを特徴とする請求項１１記載ののこ引き装置。