JP2005280865A - Traverse device and wire saw device equipped with it - Google Patents

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Yoshiharu Hasegawa
義治 長谷川
Norikazu Naganuma
憲和 永沼
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a traverse device and wire saw device equipped with it capable of preventing a touch roller and/or a guide roller from wearing and also rotating in idling. <P>SOLUTION: The traverse device to put a wire 2 in traverse motions with respect to a reel 1 is equipped with a guide roller 6 to hold the wire 2, a pair of touch rollers 3 set between the guide roller 6 and the reel 1 in such a way as borne rotatably apart at a certain spacing on both sides about the traversing direction while it pinches the running path of the wire 2, a bearing 5 mounted on the rotary shaft of each touch roller 3, a pair of sensors 4 to sense the rotation of the touch roller 3 due to touching the wires 2 and emit a rotation sensing signal, and a control means to make control so that no rotation sensing signal is emitted by changing the traversing speed of a wire guide mechanism when the rotation sensing signal is emitted from the sensors 4, wherein the friction coefficient of the bearing lies between 2.5×10<SP>-3</SP>and 5.0×10<SP>-3</SP>, including the limits. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、例えば、ワイヤーソー装置において、切断用のワイヤーをリールから送り出す際や巻き取る際に、ワイヤーをリールの軸線方向にトラバースさせるためのトラバース装置およびこのトラバース装置を備えたワイヤーソー装置に関するものである。   The present invention relates to, for example, a traverse device for traversing a wire in the axial direction of a reel when a wire for cutting is sent out from a reel or wound in a wire saw device, and a wire saw device including the traverse device. Is.

従来、多結晶シリコンなどによって半導体基板を形成する場合、例えば鋳造法によって多結晶シリコンのインゴットを形成し、このインゴットを所定の寸法に切断して半導体インゴットを形成した後、この半導体インゴットをワイヤーソー装置で複数枚に切断して形成していた。   Conventionally, when a semiconductor substrate is formed of polycrystalline silicon or the like, a polycrystalline silicon ingot is formed by, for example, a casting method, and the ingot is cut into a predetermined size to form a semiconductor ingot. It was cut into a plurality of sheets with an apparatus.

図2は、上述のような半導体インゴットを切断するための一般的なワイヤーソー装置を説明する斜視図である。   FIG. 2 is a perspective view for explaining a general wire saw device for cutting the semiconductor ingot as described above.

切断用のワイヤー2は、直径約100〜300μmのピアノ線などからなり、供給用のリール1aから、互いに平行に配置された二本のメインローラ9側に送り出される。これらのメインローラ9の表面には、一定間隔でワイヤー2を配置可能な多数の溝が設けられている。この溝にワイヤー2を配置しながら二本のメインローラ9の間に掛け渡すようにして複数回巻きつける。これらのメインローラ9間が対象物の半導体インゴット11をスライスする切断領域となる。対象物の切断を終えたワイヤー2は巻き取り用のリール1bに巻き取られる。   The cutting wire 2 is composed of a piano wire or the like having a diameter of about 100 to 300 μm, and is fed from the supply reel 1a to the two main rollers 9 arranged in parallel to each other. On the surface of these main rollers 9, a large number of grooves in which the wires 2 can be arranged at regular intervals are provided. The wire 2 is wound around the groove a plurality of times while being arranged between the two main rollers 9 while being arranged in the groove. A space between these main rollers 9 is a cutting area for slicing the semiconductor ingot 11 as an object. The wire 2 which has finished cutting the object is wound up on a reel 1b for winding.

この切断領域に半導体インゴット11を、例えば複数本配置し、スラリーノズル10より砥粒スラリー(オイルまたは水にSiCなどの砥粒が混合された切削液)を供給するとともに、2本のメインローラ9間に複数本張られたワイヤー2を高速で走行させながら、半導体インゴット11をワイヤー2に向けて徐々に下降させて押しつける。これによって半導体インゴット11を切断し、半導体基板を作製することができる。   For example, a plurality of semiconductor ingots 11 are arranged in the cutting region, and abrasive slurry (a cutting fluid in which abrasive grains such as SiC are mixed in oil or water) is supplied from the slurry nozzle 10, and the two main rollers 9. The semiconductor ingot 11 is gradually lowered toward the wire 2 and pressed while the wires 2 stretched between them are running at high speed. Thereby, the semiconductor ingot 11 can be cut and a semiconductor substrate can be manufactured.

このようなワイヤーソー装置は、通常、供給用のリール1aや巻き取り用のリール1bに対してワイヤー2の位置を決めるワイヤー案内機構を有しており、これらのリールの軸線方向に対してワイヤー2を平行に移動させながら供給させたり、巻き取ったりする、いわゆるトラバース動作をするように構成されている。   Such a wire saw device usually has a wire guide mechanism for determining the position of the wire 2 with respect to the reel 1a for supply and the reel 1b for take-up, and the wire is arranged in the axial direction of these reels. It is configured to perform a so-called traverse operation in which 2 is supplied while being moved in parallel or is wound up.

図1は上述のトラバース動作を行うワイヤー案内機構を説明する図であり、図1(a)は側面からみた模式図、図1(b)は上面から見た模式図である。   1A and 1B are diagrams illustrating a wire guide mechanism that performs the traverse operation described above. FIG. 1A is a schematic view seen from the side, and FIG. 1B is a schematic view seen from the top.

ワイヤー2は、自由回転可能なリール1に巻き付けられており、一対のタッチローラ3の間を通り、複数の溝付きのガイドローラ6を経て、切断位置に案内される。そして、移動板7が両リール1の軸線方向へトラバース移動し、一方のリール1aからワイヤー2がトラバースされながら送り出されるとともに、他方のリール1bにワイヤー2がトラバースされながら巻き取られる。このとき、移動板7のトラバース速度はあらかじめ制御手段8によって設定されている。   The wire 2 is wound around a freely rotatable reel 1, passes between a pair of touch rollers 3, and is guided to a cutting position via a plurality of grooved guide rollers 6. Then, the moving plate 7 traverses in the axial direction of both reels 1, and the wire 2 is sent out while being traversed from one reel 1 a, and the wire 2 is wound around the other reel 1 b while being traversed. At this time, the traverse speed of the moving plate 7 is set in advance by the control means 8.

各一対のタッチローラ3は上下方向へ所定間隔をおいて隣接配置されるように、移動板7に回転可能に支持され、このタッチローラ3間の間隙中をワイヤーが通過する。タッチローラ3の回転軸にはベアリング5が設けられ、そして、タッチローラ3の回転を検出するセンサ4が連結され、タッチローラ3がワイヤー2との接触によって回転されたときに回転検出信号を出力する。すなわち、トラバース動作時において、移動板7のトラバース速度が遅い場合には、移動板7の移動方向の前方側に位置する一方のタッチローラ3aが回転し、対応する一方のセンサ4aから回転検出信号が出力され、また、移動板7のトラバース速度が速い場合には、移動板7の移動方向の後方側に位置する他方のタッチローラ3bが回転し、対応する他方のセンサ4bから回転検出信号が出力される。そして、回転検出信号が制御手段8に送られ、移動板7のトラバース速度を調節して、ワイヤー2がタッチローラ3間の間隙中を通過するように調節される。(例えば、特許文献1参照)
特開平8−47851号公報
Each pair of touch rollers 3 is rotatably supported by the moving plate 7 so as to be adjacently arranged at a predetermined interval in the vertical direction, and a wire passes through a gap between the touch rollers 3. A bearing 5 is provided on the rotation shaft of the touch roller 3, and a sensor 4 for detecting the rotation of the touch roller 3 is connected, and a rotation detection signal is output when the touch roller 3 is rotated by contact with the wire 2. To do. That is, when the traverse speed of the moving plate 7 is low during the traverse operation, one touch roller 3a positioned on the front side in the moving direction of the moving plate 7 rotates, and a rotation detection signal is output from the corresponding one sensor 4a. When the traverse speed of the moving plate 7 is high, the other touch roller 3b located on the rear side in the moving direction of the moving plate 7 rotates, and a rotation detection signal is output from the corresponding other sensor 4b. Is output. Then, a rotation detection signal is sent to the control means 8 to adjust the traverse speed of the moving plate 7 so that the wire 2 passes through the gap between the touch rollers 3. (For example, see Patent Document 1)
JP-A-8-47851

通常、タッチローラ3はワイヤー2の走行速度に追従して回転する必要があり、例えば、ワイヤー2に接触する部分はウレタン樹脂などによって構成されていた。そして、タッチローラ3の回転軸に設けられるベアリングは、高速回転に対応でき、回転抵抗が小さいボールベアリングが使用されていた。しかし、トラバース動作に伴い、ワイヤー2が頻繁にタッチローラ3に対して接触・離間を繰り返すため、タッチローラ3が慣性で回転し続けた状態となる。このような状態で高速走行するワイヤー2が、タッチローラ3に接触すると、相対速度の違いからタッチローラ3の表面がワイヤー2によって削られる度合いが大きいため、磨耗が著しいという問題があった。そして、ワイヤー2によってタッチローラ3に溝が形成され、その溝にワイヤー2が嵌まり、断線するといった問題があった。特に、ワイヤーソー装置は、切断機構においてワイヤー上に砥粒スラリーが供給されるため、タッチローラ3の磨耗が甚だしいものであった。そのため、頻繁にタッチローラの交換を行う必要があり、生産性の低下を招いていた。   Usually, the touch roller 3 needs to rotate following the traveling speed of the wire 2. For example, the portion that contacts the wire 2 is made of urethane resin or the like. And the bearing provided in the rotating shaft of the touch roller 3 was able to respond to high-speed rotation, and the ball bearing with small rotation resistance was used. However, as the traverse operation is performed, the wire 2 frequently repeats contact / separation with respect to the touch roller 3, so that the touch roller 3 continues to rotate due to inertia. When the wire 2 that travels at a high speed in such a state contacts the touch roller 3, there is a problem that the surface of the touch roller 3 is scraped by the wire 2 due to the difference in relative speed, and wear is significant. And the groove | channel was formed in the touch roller 3 with the wire 2, and there existed a problem that the wire 2 fits in the groove | channel, and it disconnected. In particular, since the abrasive slurry is supplied onto the wire in the cutting mechanism in the wire saw device, the touch roller 3 is extremely worn. For this reason, it is necessary to frequently replace the touch roller, resulting in a decrease in productivity.

また、ワイヤー2がタッチローラ3と接触した際に、タッチローラ3が空転し易い構造となっているため、タッチローラの空転現象が発生し、その回転検出信号が制御手段8に送られ、移動板7が必要以上に大きく移動するために、ワイヤー2に負荷がかかり断線するといった問題もあった。   In addition, since the touch roller 3 is structured to easily slip when the wire 2 comes into contact with the touch roller 3, the slipping phenomenon of the touch roller occurs, and the rotation detection signal is sent to the control means 8 for movement. Since the plate 7 moves more than necessary, there is a problem that the wire 2 is loaded and disconnected.

また、ガイドローラ6もタッチローラ3と同様に、ワイヤー2の走行速度に追従して回転する必要があるので、例えば、ワイヤー2に接触する部分はウレタン樹脂などによって構成され、回転軸にベアリングが設けられているが、ガイドローラ6もワイヤー2によって、表面が削られてしまい、損耗が激しいという問題があった。   Similarly to the touch roller 3, the guide roller 6 also needs to follow the traveling speed of the wire 2, so that, for example, a portion that contacts the wire 2 is made of urethane resin or the like, and a bearing is provided on the rotating shaft. Although the guide roller 6 is provided, the surface of the guide roller 6 is also shaved by the wire 2, and there is a problem that the wear is severe.

本発明はこのような従来技術の問題点に鑑みてなされたものであり、タッチローラやガイドローラの磨耗や空転を防止することのできるトラバース装置とこれを用いたワイヤーソー装置を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of such problems of the prior art, and provides a traverse device capable of preventing wear and idling of a touch roller and a guide roller and a wire saw device using the same. Objective.

本発明者らは、ワイヤーとタッチローラ、あるいはワイヤーとガイドローラとの接触は多くの点接触から成り立っている点に着目した。ここでワイヤーを高速走行すると、ワイヤーとローラの間で微視的な衝突が繰り返されて、新しい点接触ポイントが生じるはずであり、この絶え間ない微視的な衝突によって、ローラの表面が徐々に削り取られるものと推測した。そして、この微視的な衝突を減少させるために種々の工夫を行い、本発明に到達したのである。   The inventors focused on the point that the contact between the wire and the touch roller or between the wire and the guide roller is composed of many point contacts. If the wire runs at high speed here, microscopic collisions between the wire and the roller will be repeated, resulting in new point contact points. This constant microscopic collision will cause the roller surface to gradually move. I guessed it was scraped off. And various ideas were made to reduce this microscopic collision, and the present invention was achieved.

上述に鑑み、本発明の請求項1にかかるトラバース装置は、ワイヤーをリールから送り出すときに、前記ワイヤーを前記リールの軸線方向に沿ってトラバース動作させるワイヤー案内機構によって、前記ワイヤーを案内しながらワイヤーの送り出しを行うトラバース装置であって、前記ワイヤー案内機構は、前記ワイヤーを走行自在に保持する一つ以上のガイドローラと、前記ガイドローラと前記リールとの間に、前記ワイヤーの走行経路を挟んでトラバース方向の両側に、所定間隔で離間して回転自在に軸支された一対のタッチローラと、前記一対のタッチローラの回転軸に配置されたベアリングと、前記一対のタッチローラにそれぞれ対応して配置され、前記ワイヤーとの接触によるタッチローラの回転を検出して回転検出信号を出力する一対のセンサと、前記一対のセンサのいずれかから回転検出信号が出力されたときに、前記回転検出信号が出力されないように前記ワイヤー案内機構のトラバース速度を変更して制御する制御手段と、を備え、前記ベアリングは、その摩擦係数が2.5×10−3以上5.0×10−3以下とした。 In view of the above, the traverse device according to claim 1 of the present invention guides the wire while guiding the wire by a wire guide mechanism that traverses the wire along the axial direction of the reel when the wire is sent out from the reel. The wire guide mechanism sandwiches a travel path of the wire between the guide roller and the reel, one or more guide rollers that hold the wire movably. And a pair of touch rollers rotatably supported at predetermined intervals on both sides in the traverse direction, a bearing disposed on the rotation shaft of the pair of touch rollers, and the pair of touch rollers, respectively. And detects the rotation of the touch roller due to contact with the wire and outputs a rotation detection signal. A pair of sensors, and a control means for changing and controlling the traverse speed of the wire guide mechanism so that the rotation detection signal is not output when a rotation detection signal is output from either of the pair of sensors. The bearing has a friction coefficient of 2.5 × 10 −3 or more and 5.0 × 10 −3 or less.

本発明の請求項2にかかるトラバース装置は、ワイヤーをリールへ巻き取るときに、前記ワイヤーを前記リールの軸線方向に沿ってトラバース動作させるワイヤー案内機構によって、前記ワイヤーを案内しながらワイヤーの巻き取りを行うトラバース装置であって、前記ワイヤー案内機構は、前記ワイヤーを走行自在に保持する一つ以上のガイドローラと、前記ガイドローラと前記リールとの間に、前記ワイヤーの走行経路を挟んでトラバース方向の両側に、所定間隔で離間して回転自在に軸支された一対のタッチローラと、前記一対のタッチローラの回転軸に配置されたベアリングと、前記一対のタッチローラにそれぞれ対応して配置され、前記ワイヤーとの接触によるタッチローラの回転を検出して回転検出信号を出力する一対のセンサと、前記一対のセンサのいずれかから回転検出信号が出力されたときに、前記回転検出信号が出力されないように前記ワイヤー案内機構のトラバース速度を変更して制御する制御手段と、を備え、前記ベアリングは、その摩擦係数が2.5×10−3以上5.0×10−3以下とした。 The traverse device according to claim 2 of the present invention winds the wire while guiding the wire by a wire guide mechanism for traversing the wire along the axial direction of the reel when winding the wire on the reel. The wire guide mechanism includes: one or more guide rollers that hold the wire so that the wire can run freely; and a traverse path of the wire between the guide roller and the reel. A pair of touch rollers rotatably supported at a predetermined interval on both sides in the direction, a bearing disposed on a rotation shaft of the pair of touch rollers, and a pair of touch rollers, respectively. A pair of sensors that detect rotation of the touch roller due to contact with the wire and output a rotation detection signal And a control means for changing and controlling the traverse speed of the wire guide mechanism so that the rotation detection signal is not output when a rotation detection signal is output from either of the pair of sensors, and the bearing The friction coefficient was 2.5 × 10 −3 or more and 5.0 × 10 −3 or less.

本発明の請求項3にかかるトラバース装置は、請求項1または2に記載のトラバース装置において、前記ガイドローラは、その回転軸に摩擦係数が2.5×10−3以上5.0×10−3以下であるベアリングが配置されるようにした。 A traverse device according to a third aspect of the present invention is the traverse device according to the first or second aspect, wherein the guide roller has a friction coefficient of 2.5 × 10 −3 or more and 5.0 × 10 − on the rotation shaft thereof. The bearing which is 3 or less was arranged.

本発明の請求項4にかかるトラバース装置は、請求項1から請求項3のいずれか一項に記載のトラバース装置において、前記ベアリングは、アンギュラーベアリングとした。   A traverse device according to a fourth aspect of the present invention is the traverse device according to any one of the first to third aspects, wherein the bearing is an angular bearing.

本発明の請求項5にかかるトラバース装置は、請求項1から請求項3のいずれか一項に記載のトラバース装置において、前記ベアリングは、ニードルベアリングとした。   A traverse device according to a fifth aspect of the present invention is the traverse device according to any one of the first to third aspects, wherein the bearing is a needle bearing.

本発明の請求項6にかかるワイヤーソー装置は、切断用ワイヤーと、前記切断用ワイヤーを送り出す第一リールと、前記切断用ワイヤーを巻き取る第二リールと、前記第一リールと前記第二リールとの間に設けた、前記切断用ワイヤーを略平行に複数回掛け渡した互いに平行な複数のローラと、前記複数のローラ間に設けた、前記切断用ワイヤーによって対象物をスライスする切断領域と、前記第一リールと前記複数のローラとの間および/または前記第二リールと前記複数のローラとの間に配置した請求項1から請求項5のいずれか一項に記載のトラバース装置と、を備えている。   A wire saw device according to a sixth aspect of the present invention includes a cutting wire, a first reel that feeds the cutting wire, a second reel that winds the cutting wire, the first reel, and the second reel. A plurality of rollers parallel to each other that are provided between the plurality of rollers, and a cutting region for slicing the object with the cutting wires provided between the plurality of rollers. The traverse device according to any one of claims 1 to 5, disposed between the first reel and the plurality of rollers and / or between the second reel and the plurality of rollers, It has.

上述のように本発明のトラバース装置は、ベアリングとして摩擦係数が2.5×10−3以上5.0×10−3以下となるものを用いるようにしたので、適度な回転負荷を有する。この回転負荷が軽すぎると、静止状態にあるタッチローラやガイドローラと高速走行するワイヤーとが軽く接触しただけで、ローラの表面が弾き飛ばされるような状態で回転することになり、ワイヤーとローラ表面との微視的な衝突を減少させることができず、ローラの表面が損耗する。さらに、逆に、この回転負荷が強すぎると、静止状態にあるタッチローラやガイドローラを回転させるのに大きな回転モーメントを要するようになり、ワイヤーがローラの表面に対してスリップするため、ワイヤーとローラ表面との微視的な衝突が増大し、ローラの表面の損耗を引き起こしてしまう。これに対して、ベアリングの摩擦係数を上述の範囲内とすることにより、高速走行するワイヤーに対して、タッチローラやガイドローラのなじみが良くなり、これらが接触したときに機敏に追従するため、ワイヤーとローラ表面との微視的な衝突を減少させることができ、ローラの表面の損耗を抑制できる。 As described above, the traverse device of the present invention uses a bearing having a friction coefficient of 2.5 × 10 −3 or more and 5.0 × 10 −3 or less, and therefore has an appropriate rotational load. If this rotational load is too light, the touch roller or guide roller in a stationary state and the wire running at high speed will come in contact with each other lightly, and the surface of the roller will be spun off. Microscopic collisions with the surface cannot be reduced and the roller surface is worn. In contrast, if the rotational load is too strong, a large moment of rotation is required to rotate the touch roller or guide roller in a stationary state, and the wire slips against the surface of the roller. Microscopic collisions with the roller surface increase and cause wear on the roller surface. On the other hand, by making the friction coefficient of the bearing within the above-mentioned range, the familiarity of the touch roller and the guide roller is improved with respect to the wire that runs at high speed, and when these come in contact with each other, Microscopic collision between the wire and the roller surface can be reduced, and wear on the roller surface can be suppressed.

上述のように本発明のトラバース装置は、タッチローラあるいはガイドローラに用いるベアリングとして、摩擦係数が2.5×10−3以上5.0×10−3以下となるようにしたので、高速走行するワイヤーに対して、タッチローラやガイドローラのなじみが良くなり、これらが接触したときに機敏に追従するため、ワイヤーとローラ表面との微視的な衝突を減少させることができ、ローラの表面が損耗してしまうといった問題を抑制できる。さらに、タッチローラの場合、トラバース動作に伴って、ワイヤーが頻繁にタッチローラに対して接触・離間を繰り返しても、タッチローラが慣性で回り続けて空転現象が発生する問題を抑制できる。したがって、タッチローラの空転現象によって回転検出信号が制御手段に送られ、移動板が必要以上に大きく移動してしまい、ワイヤーに負荷がかかって断線するといった問題を軽減できる。 As described above, the traverse device according to the present invention has a friction coefficient of 2.5 × 10 −3 or more and 5.0 × 10 −3 or less as a bearing used for a touch roller or a guide roller, and thus travels at a high speed. The familiarity of the touch roller and guide roller with the wire improves, and when they come into contact with each other, the microscopic collision between the wire and the roller surface can be reduced. Problems such as wear can be suppressed. Further, in the case of the touch roller, even when the wire frequently contacts and separates from the touch roller with the traverse operation, it is possible to suppress the problem that the idling phenomenon occurs due to the touch roller continuously rotating due to inertia. Therefore, the rotation detection signal is sent to the control means due to the idling phenomenon of the touch roller, and the moving plate moves more than necessary, and the problem that the wire is loaded and disconnected can be reduced.

また、本発明のワイヤーソー装置は、本発明のトラバース装置を備えているので、タッチローラやガイドローラの損耗を低く抑えることができるので、これらのローラの交換を行う回数を低減することができ、低コスト化、高生産性という観点から高い効果を有する。   In addition, since the wire saw device of the present invention includes the traverse device of the present invention, wear of the touch roller and the guide roller can be kept low, so that the number of times of replacement of these rollers can be reduced. It is highly effective from the viewpoint of cost reduction and high productivity.

なお、特許文献1には、タッチローラに対してフィンを設け、回転に伴う空気抵抗によって、制動機能を付与した構成が記載されているが、フィンの場合、回転数が増加すると空気抵抗によって制動機能の効果を得ることができるような構成であるため、ワイヤーがローラと接触してローラが回転を始めてから制動機能の効果が得られるまでに幾ばくかの時間を要する。したがって、本発明のように静止状態から回転し始める際の問題を解決するという構成ではない。   Note that Patent Document 1 describes a configuration in which fins are provided on the touch roller and a braking function is provided by air resistance accompanying rotation. In the case of fins, braking is performed by air resistance when the rotation speed increases. Since the structure can obtain the effect of the function, it takes some time until the effect of the braking function is obtained after the wire comes into contact with the roller and the roller starts to rotate. Therefore, it is not a configuration for solving the problem when starting to rotate from a stationary state as in the present invention.

以下、本発明をワイヤーソー装置に具体化した一実施形態を添付図面に基づき説明する。   DESCRIPTION OF EMBODIMENTS Hereinafter, an embodiment in which the present invention is embodied in a wire saw device will be described with reference to the accompanying drawings.

図2はワイヤー装置を示す図である。本発明のワイヤーソー装置は、切断用ワイヤーとしてのワイヤー2と、ワイヤー2を送り出す第一リールであるリール1aと、ワイヤー2を巻き取る第二リールであるリール1bと、リール1aとリール1bとの間に設けた、ワイヤー2を略平行に複数回掛け渡した互いに平行な複数のローラであるメインローラ9と、複数のメインローラ9の間に設けた、ワイヤー2によって対象物をスライスする切断領域とを備えている。   FIG. 2 is a diagram showing a wire device. The wire saw device of the present invention includes a wire 2 as a cutting wire, a reel 1a that is a first reel that feeds the wire 2, a reel 1b that is a second reel that winds the wire 2, a reel 1a, and a reel 1b. A main roller 9 which is a plurality of parallel rollers that are provided between the plurality of parallel rollers, and the wire 2 is provided between the plurality of main rollers 9 to slice the object. And the area.

そして、リール1aとメインローラ9との間および/またはリール1bとメインローラ9との間に後述する本発明のトラバース装置Xが配置されている。   A traverse device X of the present invention described later is disposed between the reel 1a and the main roller 9 and / or between the reel 1b and the main roller 9.

具体的には各部分は次のように構成されている。まず、切断用のワイヤー2は、直径約100〜300μmのピアノ線などからなり、供給用のリール1aから、互いに平行に配置された二本のメインローラ9側に送り出される。これらのメインローラ9の表面には、一定間隔でワイヤー2を配置可能な多数の溝が設けられている。この溝にワイヤー2を配置しながら二本のメインローラ9の間に掛け渡すようにして複数回巻きつける。これらのメインローラ9間が対象物の半導体インゴット11をスライスする切断領域となる。対象物の切断を終えたワイヤー2は巻き取り用のリール1bに巻き取られる。   Specifically, each part is configured as follows. First, the cutting wire 2 is composed of a piano wire or the like having a diameter of about 100 to 300 μm, and is fed from the supply reel 1a to the two main rollers 9 arranged in parallel to each other. On the surface of these main rollers 9, a large number of grooves in which the wires 2 can be arranged at regular intervals are provided. The wire 2 is wound around the groove a plurality of times while being arranged between the two main rollers 9 while being arranged in the groove. A space between these main rollers 9 is a cutting area for slicing the semiconductor ingot 11 as an object. The wire 2 which has finished cutting the object is wound up on a reel 1b for winding.

この切断領域に半導体インゴット11を、例えば複数本配置し、スラリーノズル10より砥粒スラリー(オイルまたは水にSiCなどの砥粒が混合された切削液)を供給するとともに、2本のメインローラ9間に複数本張られたワイヤー2を高速で走行させながら、半導体インゴット11をワイヤー2に向けて徐々に下降させて押しつける。これによって半導体インゴット11を切断し、半導体基板を作製することができる。   For example, a plurality of semiconductor ingots 11 are arranged in the cutting region, and abrasive slurry (a cutting fluid in which abrasive grains such as SiC are mixed in oil or water) is supplied from the slurry nozzle 10, and the two main rollers 9. The semiconductor ingot 11 is gradually lowered toward the wire 2 and pressed while the wires 2 stretched between them are running at high speed. Thereby, the semiconductor ingot 11 can be cut and a semiconductor substrate can be manufactured.

スラリーノズル10は複数本に張られたワイヤー2にムラなく均等に砥粒スラリーが供給できるように設けられており、砥粒スラリーは例えば、砥粒と鉱物油、界面活性剤、分散剤からなるラッピングオイルを混合して構成される。   The slurry nozzle 10 is provided so that the abrasive slurry can be evenly supplied to the wires 2 stretched in a uniform manner, and the abrasive slurry is composed of, for example, abrasive grains, mineral oil, a surfactant, and a dispersant. Constructed by mixing wrapping oil.

半導体インゴット11は、例えば鋳造法などによって形成された多結晶シリコンのインゴットを所定の寸法、例えば150×150×300mmの直方体に切り出したものなどで構成される。この半導体インゴット11の一面にエポキシ系樹脂などの接着剤などを塗り、カーボン材またはガラス材のスライス台に接着されている。したがって、半導体インゴットは切断してもバラバラになることがなく、その状態で次工程の洗浄工程に投入される。   The semiconductor ingot 11 is configured by, for example, a polycrystalline silicon ingot formed by a casting method or the like cut into a rectangular parallelepiped having a predetermined size, for example, 150 × 150 × 300 mm. An adhesive such as an epoxy resin is applied to one surface of the semiconductor ingot 11 and adhered to a slice base made of a carbon material or a glass material. Therefore, the semiconductor ingot does not fall apart even if it is cut, and is put into the next cleaning process in that state.

メインローラ9は、例えば直径200〜350mm、長さ400〜500mmのウレタンゴムなどからなり、その表面に400〜600μm程度の所定間隔でワイヤー2がはまる多数の溝(不図示)が形成されている。この溝の間隔とワイヤー2の直径との関係によって、最終製品である半導体基板の厚みが定まる。   The main roller 9 is made of urethane rubber having a diameter of 200 to 350 mm and a length of 400 to 500 mm, for example, and a plurality of grooves (not shown) in which the wire 2 is fitted at predetermined intervals of about 400 to 600 μm are formed on the surface. . The thickness of the semiconductor substrate as the final product is determined by the relationship between the groove interval and the diameter of the wire 2.

ワイヤー2は一方のリール1aから送り出され、メインローラ9上に設けられた所定間隔の溝に巻きつけ配列される。なお、ワイヤー2は、例えば、直径140〜180μm程度を有する鉄または鉄合金を主成分とするピアノ線が使用され、新品の状態においては、JIS G 3502 SWRS82Aに記載された銅と亜鉛を主成分とするブラスメッキ処理が施され、その表面はブラスメッキ層(不図示)が形成されて極めて滑らかな状態となっている。このワイヤー2はメインローラ9を所定の回転速度で回転させることによって、走行させることができ、通常、400〜700m/min程度となるように高速に走行され、他方のリール1bに巻き取られる。   The wire 2 is fed out from one reel 1a and wound around a groove having a predetermined interval provided on the main roller 9. The wire 2 is, for example, a piano wire mainly composed of iron or an iron alloy having a diameter of about 140 to 180 μm. In a new state, the wire 2 is mainly composed of copper and zinc described in JIS G 3502 SWRS82A. A brass plating layer (not shown) is formed on the surface, and the surface is extremely smooth. The wire 2 can be run by rotating the main roller 9 at a predetermined rotational speed, and is usually run at a high speed so as to be about 400 to 700 m / min, and is wound around the other reel 1b.

ここで本発明のワイヤーソー装置にかかる本発明のトラバース装置Xは、供給用のリール1aとメインローラ9との間および/または巻き取り用のリール1bとメインローラ9との間に設けられている。そしてこのトラバース装置Xは、供給用のリール1aおよび/または巻き取り用のリール1bに対してワイヤー2の位置を決めるワイヤー案内機構を有している。このワイヤー案内機構によって、これらのリールの軸線方向に対してワイヤー2を平行に移動させながら供給させたり、巻き取ったりするトラバース動作を行うことができる。   Here, the traverse device X of the present invention according to the wire saw device of the present invention is provided between the supply reel 1 a and the main roller 9 and / or between the take-up reel 1 b and the main roller 9. Yes. The traverse apparatus X has a wire guide mechanism that determines the position of the wire 2 with respect to the supply reel 1a and / or the take-up reel 1b. With this wire guide mechanism, a traverse operation can be performed in which the wire 2 is supplied or wound while being moved in parallel with respect to the axial direction of these reels.

図1は本発明のトラバース装置にかかるワイヤー案内機構を説明する図であり、図1(a)は側面からみた模式図、図1(b)は上面から見た模式図である。同図において、1はリール、2はワイヤー、3はタッチローラ、4はセンサ、5はベアリング、6はガイドローラ、7は移動板、8は制御手段を示す。   1A and 1B are diagrams for explaining a wire guide mechanism according to the traverse device of the present invention. FIG. 1A is a schematic view seen from the side, and FIG. 1B is a schematic view seen from the top. In the figure, 1 is a reel, 2 is a wire, 3 is a touch roller, 4 is a sensor, 5 is a bearing, 6 is a guide roller, 7 is a moving plate, and 8 is a control means.

本発明のトラバース装置にかかるワイヤー案内機構は、図1に示すように、ワイヤー2は、回転自在に支持されたリール1に巻き付けられており、一対のタッチローラ3の間を通り、ワイヤー2を走行自在に保持する一つ以上の溝付きのガイドローラ6を経て、切断位置に案内される。そして、移動板7が両リール1の軸線方向へトラバース移動し、一方のリール1aからワイヤー2がトラバースされながら送り出されるとともに、他方のリール1bにワイヤー2がトラバースされながら巻き取られる。このとき、移動板7のトラバース速度はあらかじめ制御手段8によって設定されている。また、両リール1a、1bは巻き取り、送り出しの両機能を有している
各一対のタッチローラ3は、ガイドローラ6と各リール1との間に設けられ、トラバース方向の両側へ所定間隔で離間して隣接配置されるように、移動板7に対して、回転自在に軸支されている。そして、このタッチローラ3間の間隙中をワイヤーが通過するように配置される。一対のタッチローラ3の回転軸にはベアリング5が設けられている。そして、タッチローラ3の周囲は、例えば、ウレタン樹脂などによって覆われ、ワイヤー2と接触したときに、このワイヤー2の動きに追従して回転できるようになっている。さらにタッチローラ3の回転を検出するセンサ4が連結され、タッチローラ3がワイヤー2との接触によって回転されたときに回転検出信号を出力する。すなわち、トラバース動作時において、移動板7のトラバース速度が遅い場合には、移動板7の移動方向の前方側に位置する一方のタッチローラ3aが回転し、対応する一方のセンサ4aから回転検出信号が出力され、また、移動板7のトラバース速度が速い場合には、移動板7の移動方向の後方側に位置する他方のタッチローラ3bが回転し、対応する他方のセンサ4bから回転検出信号が出力される。制御手段8は、上述のような構成によって一対のセンサ4のいずれかから回転検出信号が出力されたときに、回転検出信号が出力されないようにワイヤー案内機構が保持された移動板7のトラバース速度を変更する。すなわち、これによってワイヤー2がタッチローラ3間の間隙中を通過するように調節される。このようなセンサ4としては、周知のエンコーダを好適に用いることができる。
In the wire guide mechanism according to the traverse device of the present invention, as shown in FIG. 1, the wire 2 is wound around a reel 1 that is rotatably supported, passes between a pair of touch rollers 3, and passes through the wire 2. It is guided to the cutting position through one or more grooved guide rollers 6 that are held freely. Then, the moving plate 7 traverses in the axial direction of both reels 1, and the wire 2 is sent out while being traversed from one reel 1 a, and the wire 2 is wound around the other reel 1 b while being traversed. At this time, the traverse speed of the moving plate 7 is set in advance by the control means 8. Further, both reels 1a and 1b have both winding and feeding functions. Each pair of touch rollers 3 is provided between the guide roller 6 and each reel 1, and is provided at predetermined intervals on both sides in the traverse direction. The movable plate 7 is rotatably supported by the movable plate 7 so as to be disposed adjacent to each other. And it arrange | positions so that a wire may pass in the clearance gap between this touch roller 3. FIG. A bearing 5 is provided on the rotation shaft of the pair of touch rollers 3. And the circumference | surroundings of the touch roller 3 are covered with urethane resin etc., for example, and when the wire 2 is contacted, it can follow the movement of this wire 2 and can rotate now. Further, a sensor 4 for detecting the rotation of the touch roller 3 is connected, and a rotation detection signal is output when the touch roller 3 is rotated by contact with the wire 2. That is, when the traverse speed of the moving plate 7 is low during the traverse operation, one touch roller 3a positioned on the front side in the moving direction of the moving plate 7 rotates, and a rotation detection signal is output from the corresponding one sensor 4a. When the traverse speed of the moving plate 7 is high, the other touch roller 3b located on the rear side in the moving direction of the moving plate 7 rotates, and a rotation detection signal is output from the corresponding other sensor 4b. Is output. When the rotation detection signal is output from one of the pair of sensors 4 with the configuration as described above, the control means 8 is configured to traverse the moving plate 7 that holds the wire guide mechanism so that the rotation detection signal is not output. To change. That is, the wire 2 is adjusted so as to pass through the gap between the touch rollers 3. As such a sensor 4, a known encoder can be suitably used.

本発明のトラバース装置では、タッチローラ3に設けられるベアリング5の摩擦係数を2.5×10−3以上5.0×10−3以下とする。このようなベアリング5をタッチローラ3の回転軸に設けることによって、適度な回転負荷を有するようになる。このとき、高速走行するワイヤー2に対して、タッチローラ3のなじみが良くなり、これらが接触したときに機敏に追従して回転することができるため、タッチローラ3の表面とワイヤー2との間の微視的な衝突を減少させることができ、タッチローラ3の表面の損耗を抑制できる。したがって、ワイヤー2によってタッチローラ3に溝が形成され、その溝にワイヤー2が嵌まり、断線するといった問題を防ぐことができる。また、タッチローラ3の交換頻度を抑制することができ、生産性の低下を防ぐことができる。 In the traverse device of the present invention, the friction coefficient of the bearing 5 provided on the touch roller 3 is set to 2.5 × 10 −3 or more and 5.0 × 10 −3 or less. By providing such a bearing 5 on the rotating shaft of the touch roller 3, an appropriate rotational load is obtained. At this time, the familiarity of the touch roller 3 is improved with respect to the wire 2 that travels at a high speed, and when these come into contact with each other, the touch roller 3 can follow and rotate quickly. The microscopic collision can be reduced, and wear on the surface of the touch roller 3 can be suppressed. Therefore, the groove | channel is formed in the touch roller 3 with the wire 2, and the problem that the wire 2 fits into the groove | channel and is disconnected can be prevented. Moreover, the replacement frequency of the touch roller 3 can be suppressed, and a reduction in productivity can be prevented.

さらに、トラバース動作に伴って、ワイヤー2が頻繁にタッチローラ3に対して接触・離間を繰り返しても、タッチローラ3が慣性で回り続けて空転現象が発生する問題を抑制できる。したがって、タッチローラ3の空転現象によってセンサ4から回転検出信号が制御手段8に送られ、移動板7が必要以上に大きく移動してしまい、ワイヤー2に負荷がかかって断線するといった問題を軽減できる。   Furthermore, even when the wire 2 frequently repeats contact / separation with the touch roller 3 along with the traverse operation, the problem that the touch roller 3 continues to rotate due to inertia and the idling phenomenon occurs can be suppressed. Therefore, the rotation detection signal is sent from the sensor 4 to the control means 8 due to the idling phenomenon of the touch roller 3, and the moving plate 7 moves more than necessary, and the problem that the wire 2 is loaded and disconnected is reduced. .

なお、ベアリング5の摩擦係数が2.5×10−3より小さい場合、タッチローラ3の回転負荷が軽すぎるため、静止状態にあるタッチローラ3と高速走行するワイヤー2とが軽く接触しただけで、タッチローラ3の表面が弾き飛ばされるような状態で回転することになり、タッチローラ3の表面が損耗して、溝が形成され、その溝にワイヤー2が嵌まり、断線するといった問題が生じる。さらに、慣性によってタッチローラ3の空転現象が発生し、その回転検出信号が制御手段8に送られ、移動板7が必要以上に大きく移動するために、ワイヤー2に負荷がかかり断線したりするといった問題がある。 In addition, when the friction coefficient of the bearing 5 is smaller than 2.5 × 10 −3 , the rotational load of the touch roller 3 is too light. The surface of the touch roller 3 rotates in a state where it is flipped off, and the surface of the touch roller 3 is worn away to form a groove, and the wire 2 is fitted into the groove, causing a problem of disconnection. . Furthermore, the idling phenomenon of the touch roller 3 occurs due to inertia, the rotation detection signal is sent to the control means 8, and the moving plate 7 moves more than necessary, so that the wire 2 is loaded and disconnected. There's a problem.

逆に、ベアリング5の摩擦係数が5.0×10−3より大きい場合、タッチローラ3の回転負荷が強すぎるため、静止状態にあるタッチローラ3を回転させるのに大きな回転モーメントを要するようになり、ワイヤー2がタッチローラ3の表面に対してスリップするため、タッチローラ3の表面の損耗を引き起こしてしまう。さらに、ワイヤー2がタッチローラ3に接触しても、タッチローラ3が回転しない可能性があり、そのため回転検出信号が制御手段8に送られずに、移動板7が適正な位置に移動せず、ワイヤー2に負荷がかかり断線するといった問題がある。 On the contrary, when the friction coefficient of the bearing 5 is larger than 5.0 × 10 −3 , the rotational load of the touch roller 3 is too strong so that a large rotational moment is required to rotate the touch roller 3 in a stationary state. As a result, the wire 2 slips with respect to the surface of the touch roller 3, thereby causing wear on the surface of the touch roller 3. Furthermore, even if the wire 2 comes into contact with the touch roller 3, the touch roller 3 may not rotate. Therefore, the rotation detection signal is not sent to the control means 8, and the moving plate 7 does not move to an appropriate position. There is a problem that the wire 2 is loaded and disconnected.

上述のようなベアリング5としては、アンギュラーベアリングかもしくはニードルベアリングを用いることが望ましい。アンギュラーベアリングの構造図を図3に示し、ニードルベアリングの構造図を図4に示す。   As the bearing 5 as described above, it is desirable to use an angular bearing or a needle bearing. A structural diagram of the angular bearing is shown in FIG. 3, and a structural diagram of the needle bearing is shown in FIG.

図3に示すように、アンギュラーベアリングは、一対のアンギュラーベアリングを背面合わせの向きに配置されており、外輪13と内輪14にボール状の転動体12を押接して外輪13、内輪14と転動体12との間の間隙をなくし、かつ回転軸16の円滑な回転を確保することができるように構成されている。このように背面合わせの向きに配置した一対のアンギュラーベアリングは、予圧付与手段15による予圧付与を行なうことができる。そのため、取り付け時に、タッチローラ3の与圧付与手段によって予圧を与えることが可能であり、これによって、タッチローラ3の回転負荷を調節し、上述の摩擦係数の範囲とすることが可能となる。   As shown in FIG. 3, the angular bearing has a pair of angular bearings arranged in a back-to-back orientation. The ball-shaped rolling element 12 is pressed against the outer ring 13 and the inner ring 14, and the outer ring 13, the inner ring 14, The gap between the rolling elements 12 is eliminated, and the rotation of the rotating shaft 16 can be ensured. In this way, the pair of angular bearings arranged in the back-to-back orientation can be applied with preload by the preload applying means 15. For this reason, it is possible to apply a preload by the pressurizing means of the touch roller 3 at the time of attachment, and thereby it is possible to adjust the rotational load of the touch roller 3 to be within the above-described friction coefficient range.

図3に示したようなアンギュラーベアリングは、ボールベアリングの一形態であり、転動体12がボール状であるため外輪13または内輪14と接する部分は点である。それに対して、図4に示すように、ニードルベアリングでは転動体12がころ状であるため外輪13または内輪14と接する部分が線となるため、ボールベアリングに比べ摩擦係数を高くすることができ、本発明の摩擦係数を有するベアリングとして設けるのに適している。さらに、ニードルベアリングの1つである円すいころベアリングを用いることによって、上述のアンギュラーベアリングと同様に、与圧付与手段による与圧付与を行うことができ、タッチローラ3の回転負荷を調節し、上述の摩擦係数の範囲とすることが可能となる。   The angular bearing as shown in FIG. 3 is a form of a ball bearing. Since the rolling element 12 has a ball shape, a portion in contact with the outer ring 13 or the inner ring 14 is a point. On the other hand, as shown in FIG. 4, in the needle bearing, since the rolling element 12 is in a roller shape, the portion in contact with the outer ring 13 or the inner ring 14 becomes a line, so that the friction coefficient can be increased compared to the ball bearing, It is suitable to be provided as a bearing having a coefficient of friction according to the present invention. Furthermore, by using a tapered roller bearing that is one of the needle bearings, it is possible to apply pressure by the pressure applying means, similarly to the angular bearing described above, and to adjust the rotational load of the touch roller 3, It becomes possible to make it the range of the above-mentioned friction coefficient.

以上のようにして本発明のトラバース装置Xを実現することができる。なお、本発明の実施形態は上述の例にのみ限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることはもちろんである。   As described above, the traverse apparatus X of the present invention can be realized. It should be noted that the embodiment of the present invention is not limited to the above-described example, and it is needless to say that various modifications can be made without departing from the gist of the present invention.

例えば、上述の説明では、タッチローラ3に対して、本発明にかかる摩擦係数の範囲を有するベアリングを設けた例を説明したが、上述のタッチローラ3と同様に、ガイドローラ6に対して、本発明にかかる摩擦係数の範囲を有するベアリング5を配置しても、良好に本発明の効果を奏する。ガイドローラ6もタッチローラ3と同様にその表面部にウレタン樹脂などが設けられてワイヤー2と接触するように構成されている。タッチローラ3に比べてワイヤー2と点接触しているポイント数や時間が大きいだけであり、本質的には変わりがない。   For example, in the above description, an example in which a bearing having a friction coefficient range according to the present invention is provided for the touch roller 3 is described. However, similarly to the touch roller 3 described above, for the guide roller 6, Even if the bearing 5 having the friction coefficient range according to the present invention is disposed, the effects of the present invention are satisfactorily achieved. Similarly to the touch roller 3, the guide roller 6 is configured such that a urethane resin or the like is provided on the surface thereof and is in contact with the wire 2. Compared with the touch roller 3, only the number of points and time in point contact with the wire 2 are large, and there is essentially no change.

また、上述の説明では、制御手段8として、プログラマブルコントローラー(シーケンサ)を用いた例によって説明した。このようなプログラマブルコントローラーは、この機械制御の分野においては極めてよく知られているものであって、単機能を有するモジュールを組み合わせてユニット化して用いたり、機能を特化した1つのモジュールを用いたりして構成される。本発明にかかる制御手段8は、入力部としては、センサ4からの信号を拾うためには、例えばセンサ4としてエンコーダを用いた場合、エンコーダからの回転検出信号は、カウンタモジュールなどを用いて検出することができる。出力部としては、例えば、移動板7をパルスによって駆動するリニアモータを使って制御する場合には、パルスジェネレータのモジュールなどを適宜組み合わせて用いればよい。さらに、プログラマブルコントローラーを用いる代わりに、汎用のパソコンに制御用のインターフェース機構を設けてもよく、全く同様の結果を得ることができる。   In the above description, the control unit 8 has been described using an example using a programmable controller (sequencer). Such a programmable controller is very well known in the field of machine control, and can be used as a unit by combining modules having a single function, or using a single module specializing in functions. Configured. The control means 8 according to the present invention, as an input unit, picks up a signal from the sensor 4, for example, when an encoder is used as the sensor 4, the rotation detection signal from the encoder is detected using a counter module or the like. can do. As the output unit, for example, when the moving plate 7 is controlled using a linear motor driven by pulses, a pulse generator module or the like may be used in appropriate combination. Furthermore, instead of using a programmable controller, a general-purpose personal computer may be provided with an interface mechanism for control, and the same result can be obtained.

さらに、上述した本発明のトラバース装置Xを備えた本発明のワイヤーソー装置は、タッチローラ3やガイドローラ6の損耗を低く抑えることができるので、これらのローラの交換頻度を低減することができ、低コスト化、高生産性という観点から高い効果を有する。なお、本発明のワイヤーソー装置において、本発明のトラバース装置Xは、供給のリール1aとメインローラ9との間に設けても良いし、巻き取り側のリール1bとメインローラとの間のいずれに配置しても良く、供給側のリール1aと巻き取り側のリール1bとの両側に設けても良い。また、本発明の説明上、第一リール1aを供給側とし第二リール1bを巻き取り側のリールとして説明したが、第一リール1aから供給されたワイヤー2が、切断領域を経て第二リール1bにすべて巻き取られた後、両リール1a、1bの回転方向が切り換わり、第一リール1aが巻き取り側のリールとなり、第二リール1bが供給側のリールとなるように機能が反転する構造であっても構わない。   Furthermore, since the wire saw device of the present invention including the traverse device X of the present invention described above can reduce the wear of the touch roller 3 and the guide roller 6, the replacement frequency of these rollers can be reduced. It is highly effective from the viewpoint of cost reduction and high productivity. In the wire saw device of the present invention, the traverse device X of the present invention may be provided between the supply reel 1a and the main roller 9 or between the take-up reel 1b and the main roller. It may be arranged on both sides of the reel 1a on the supply side and the reel 1b on the take-up side. In the description of the present invention, the first reel 1a is used as the supply side and the second reel 1b is used as the take-up side reel. However, the wire 2 supplied from the first reel 1a passes through the cutting region and the second reel. After all of the reels 1a and 1b have been wound, the rotation directions of both reels 1a and 1b are switched, and the functions are reversed so that the first reel 1a becomes the reel on the take-up side and the second reel 1b becomes the reel on the supply side. It may be a structure.

図1に示すトラバース装置を適用した図2に示すワイヤーソー装置に150mm角×L=280mmの半導体インゴット11として多結晶シリコンインゴットを2本セットし、SiC砥粒スラリーを供給しながら、180μmの直径を有するピアノ線のワイヤー2を500m/minで走行させ切断試験を実施した。このとき、タッチローラ3のベアリング5として図3に示したアンギュラーベアリングを用い、予圧付与手段15による予圧付与を行って、摩擦係数を1.5×10−3、2.0×10−3、2.5×10−3、3.5×10−3、5.0×10−3、5.5×10−3に変えて、本発明の内外の条件でベアリング5を準備した。 2 is applied to the wire saw device shown in FIG. 2 to which the traverse device shown in FIG. 1 is applied, as a semiconductor ingot 11 of 150 mm square × L = 280 mm, and a diameter of 180 μm is supplied while supplying SiC abrasive slurry. A cutting test was carried out by running the wire 2 of the piano wire having 500 m / min. At this time, the angular bearing shown in FIG. 3 is used as the bearing 5 of the touch roller 3, and the preload is applied by the preload applying means 15, and the friction coefficients are 1.5 × 10 −3 and 2.0 × 10 −3. , 2.5 × 10 −3 , 3.5 × 10 −3 , 5.0 × 10 −3 , 5.5 × 10 −3 , and the bearing 5 was prepared under the internal and external conditions of the present invention.

それぞれのベアリングにつき、連続50回の切断を行い、これを1回の切断試験とし、この切断試験を10回行った。そして、10回の切断試験の内におけるワイヤー2の断線回数を確認した。

Figure 2005280865
Each bearing was continuously cut 50 times, and this was set as a single cutting test, and this cutting test was performed 10 times. And the frequency | count of disconnection of the wire 2 in 10 times of cutting tests was confirmed.
Figure 2005280865

表1に示すように、摩擦係数が1.5×10−3、2.0×10−3のときには、切断試験10回中4回、2回のワイヤー2の断線が確認された。このときのタッチローラ3を確認すると、ワイヤー2とタッチローラ3との接触部分に溝が形成されており、この溝にワイヤー2が嵌まり、ワイヤー2が断線している。また、摩擦係数が5.5×10−3のときには、切断試験10回中2回のワイヤーの断線が確認された。これは、ワイヤーがタッチローラ3に接触した際のタッチローラ3の反応性が悪く、そのため回転検出信号が制御手段8に送られずに、移動板7が適正な位置に移動せず、ワイヤー2に負荷がかかり断線している。 As shown in Table 1, when the friction coefficients were 1.5 × 10 −3 and 2.0 × 10 −3 , disconnection of the wire 2 was confirmed 4 times out of 10 times in the cutting test. When the touch roller 3 at this time is confirmed, a groove is formed in a contact portion between the wire 2 and the touch roller 3, and the wire 2 is fitted in the groove, and the wire 2 is disconnected. In addition, when the friction coefficient was 5.5 × 10 −3 , disconnection of the wire was confirmed twice in 10 cutting tests. This is because the reactivity of the touch roller 3 when the wire comes into contact with the touch roller 3 is poor, so that the rotation detection signal is not sent to the control means 8, and the moving plate 7 does not move to an appropriate position. A load is applied to the cable and it is disconnected.

摩擦係数が、2.5×10−3、3.5×10−3、5.0×10−3のときには、ワイヤー2の断線が確認されなかった。これは、ワイヤー2がタッチローラ3に接触した際のタッチローラの反応性がよく、また、タッチローラ3がワイヤー2の走行速度に追従して回転するため、タッチローラ3の磨耗が抑制され、本発明の結果を確認することができた。 When the friction coefficient was 2.5 × 10 −3 , 3.5 × 10 −3 , and 5.0 × 10 −3 , disconnection of the wire 2 was not confirmed. This is because the touch roller has good reactivity when the wire 2 comes into contact with the touch roller 3, and the touch roller 3 rotates following the traveling speed of the wire 2, so that wear of the touch roller 3 is suppressed, The results of the present invention could be confirmed.

トラバース装置のワイヤー案内機構を示す模式図であり、(a)は側面図、(b)は上面図である。It is a schematic diagram which shows the wire guide mechanism of a traverse apparatus, (a) is a side view, (b) is a top view. ワイヤーソー装置の構成を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the structure of a wire saw apparatus. アンギュラーベアリングを示す概略構造図である。It is a schematic structure figure showing an angular bearing. ニードルベアリングを示す概略構造図である。It is a schematic structure figure showing a needle bearing.

符号の説明Explanation of symbols

1:リール
1a:第一リール(供給側のリール)
1b:第二リール(巻き取り側のリール)
2:切断用ワイヤーであるワイヤー
3、3a、3b:タッチローラ
4、4a、4b:センサ
5:ベアリング
6:ガイドローラ
7:移動板
8:制御手段
9:複数のローラである複数のメインローラ
10:スラリーノズル
11:半導体インゴット
12:転動体
13:外輪
14:内輪
15:予圧付与手段
16:回転軸
X:トラバース装置
1: Reel 1a: First reel (reel on the supply side)
1b: Second reel (reel on the winding side)
2: Wires 3, 3 a, 3 b that are cutting wires: Touch rollers 4, 4 a, 4 b: Sensor 5: Bearing 6: Guide roller 7: Moving plate 8: Control means 9: A plurality of main rollers 10 that are a plurality of rollers : Slurry nozzle 11: Semiconductor ingot 12: Rolling element 13: Outer ring 14: Inner ring 15: Preload applying means 16: Rotating shaft X: Traverse device

Claims (6)

ワイヤーをリールから送り出すときに、前記ワイヤーを前記リールの軸線方向に沿ってトラバース動作させるワイヤー案内機構によって、前記ワイヤーを案内しながらワイヤーの送り出しを行うトラバース装置であって、
前記ワイヤー案内機構は、前記ワイヤーを走行自在に保持する一つ以上のガイドローラと、前記ガイドローラと前記リールとの間に、前記ワイヤーの走行経路を挟んでトラバース方向の両側に、所定間隔で離間して回転自在に軸支された一対のタッチローラと、前記一対のタッチローラの回転軸に配置されたベアリングと、前記一対のタッチローラにそれぞれ対応して配置され、前記ワイヤーとの接触によるタッチローラの回転を検出して回転検出信号を出力する一対のセンサと、前記一対のセンサのいずれかから回転検出信号が出力されたときに、前記回転検出信号が出力されないように前記ワイヤー案内機構のトラバース速度を変更して制御する制御手段と、を備え、
前記ベアリングは、その摩擦係数が2.5×10−3以上5.0×10−3以下であるトラバース装置。
A traverse device that feeds out a wire while guiding the wire by a wire guide mechanism that traverses the wire along the axial direction of the reel when feeding the wire from a reel,
The wire guide mechanism has one or more guide rollers that hold the wire so that the wire can run freely, and a gap between the guide roller and the reel on both sides in the traverse direction with a travel path of the wire therebetween at a predetermined interval. A pair of touch rollers that are pivotally supported to be spaced apart from each other, a bearing disposed on a rotation shaft of the pair of touch rollers, and a pair of touch rollers that are disposed in correspondence with the pair of touch rollers, respectively, by contact with the wire A pair of sensors that detect rotation of the touch roller and output a rotation detection signal; and the wire guide mechanism that prevents the rotation detection signal from being output when a rotation detection signal is output from either of the pair of sensors. Control means for changing and controlling the traverse speed of
The bearing has a friction coefficient of 2.5 × 10 −3 or more and 5.0 × 10 −3 or less.
ワイヤーをリールへ巻き取るときに、前記ワイヤーを前記リールの軸線方向に沿ってトラバース動作させるワイヤー案内機構によって、前記ワイヤーを案内しながらワイヤーの巻き取りを行うトラバース装置であって、
前記ワイヤー案内機構は、前記ワイヤーを走行自在に保持する一つ以上のガイドローラと、前記ガイドローラと前記リールとの間に、前記ワイヤーの走行経路を挟んでトラバース方向の両側に、所定間隔で離間して回転自在に軸支された一対のタッチローラと、前記一対のタッチローラの回転軸に配置されたベアリングと、前記一対のタッチローラにそれぞれ対応して配置され、前記ワイヤーとの接触によるタッチローラの回転を検出して回転検出信号を出力する一対のセンサと、前記一対のセンサのいずれかから回転検出信号が出力されたときに、前記回転検出信号が出力されないように前記ワイヤー案内機構のトラバース速度を変更して制御する制御手段と、を備え、
前記ベアリングは、その摩擦係数が2.5×10−3以上5.0×10−3以下であるトラバース装置。
A traverse device that winds the wire while guiding the wire by a wire guide mechanism that traverses the wire along the axial direction of the reel when winding the wire on a reel,
The wire guide mechanism has one or more guide rollers that hold the wire so that the wire can run freely, and a gap between the guide roller and the reel on both sides in the traverse direction with a travel path of the wire therebetween at a predetermined interval. A pair of touch rollers that are pivotally supported to be spaced apart from each other, a bearing disposed on a rotation shaft of the pair of touch rollers, and a pair of touch rollers that are disposed in correspondence with the pair of touch rollers, respectively, by contact with the wire A pair of sensors that detect rotation of the touch roller and output a rotation detection signal; and the wire guide mechanism that prevents the rotation detection signal from being output when a rotation detection signal is output from either of the pair of sensors. Control means for changing and controlling the traverse speed of
The bearing has a friction coefficient of 2.5 × 10 −3 or more and 5.0 × 10 −3 or less.
前記ガイドローラは、その回転軸に摩擦係数が2.5×10−3以上5.0×10−3以下であるベアリングが配置されている請求項1または2に記載のトラバース装置。 The traverse device according to claim 1, wherein a bearing having a friction coefficient of 2.5 × 10 −3 or more and 5.0 × 10 −3 or less is disposed on a rotation shaft of the guide roller. 前記ベアリングは、アンギュラーベアリングである請求項1から請求項3のいずれか一項に記載のトラバース装置。 The traverse device according to any one of claims 1 to 3, wherein the bearing is an angular bearing. 前記ベアリングは、ニードルベアリングである請求項1から請求項3のいずれか一項に記載のトラバース装置。 The traverse device according to any one of claims 1 to 3, wherein the bearing is a needle bearing. 切断用ワイヤーと、
前記切断用ワイヤーを送り出す第一リールと、
前記切断用ワイヤーを巻き取る第二リールと、
前記第一リールと前記第二リールとの間に設けた、前記切断用ワイヤーを略平行に複数回掛け渡した互いに平行な複数のローラと、
前記複数のローラ間に設けた、前記切断用ワイヤーによって対象物をスライスする切断領域と、
前記第一リールと前記複数のローラとの間および/または前記第二リールと前記複数のローラとの間に配置した請求項1から請求項5のいずれか一項に記載のトラバース装置と、
を備えたワイヤーソー装置。
Cutting wire,
A first reel for feeding out the cutting wire;
A second reel for winding the cutting wire;
A plurality of rollers provided between the first reel and the second reel, the rollers being parallel to each other and extending the cutting wire a plurality of times substantially in parallel;
A cutting region provided between the plurality of rollers, and a sliced region for slicing an object with the cutting wire;
The traverse device according to any one of claims 1 to 5, wherein the traverse device is disposed between the first reel and the plurality of rollers and / or between the second reel and the plurality of rollers.
Wire saw device with
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104003250A (en) * 2014-05-26 2014-08-27 苏州潮盛印花制版实业有限公司 Silk yarn steering device
CN105460695A (en) * 2015-11-30 2016-04-06 天奇自动化工程股份有限公司 Rotating shaft assembly

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