JP2006095688A - ワイヤソー加工方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】ワイヤソー加工装置は、ワイヤ7を移動させるとともに被削材1を回転させながらワイヤ7を被削材1に押し付けて被削材1を切り込む。加工の開始から被削材1の外周面に浅い加工溝が形成されるまでの被削材1の回転数を、その後の回転数よりも低くする。これにより、加工が開始された時にワイヤ7が加工表面でブレることなく安定して加工することができる。ワイヤ7の移動方向の反転に伴い被削材1の回転方向を逆転する。被削材1の中心部分で切り離す前に、被削材1の回転を停止して、被削材1の回転停止状態で、移動するワイヤ7を被削材1に押し付けて被削材1の中心部分を切り離す。
【選択図】図3
Description
ここで、請求項2に記載のように、2箇所以上に接触するワイヤは1本につながっており、それぞれの加工点において各々プーリにて支持されているものとすると、駆動系を少なくでき、設備コスト低減および段取りの向上につながる。
以下、この発明を具体化した実施の形態を図面に従って説明する。
図1には、本実施形態におけるワイヤソー加工装置の斜視図を示す。被削材1には硬脆性を持つ棒状の半導体材料(インゴット)を用いており、より具体的には単結晶炭化珪素(SiC)を使用している。インゴット1の直径は15mm程度である。本ワイヤソー加工装置は、図3の棒状のインゴット1を、図11に示すようにワイヤソー(7)にて加工溝26を深く形成していき最後に切断し、厚さ1.0mm以下のウエハ(薄板)25を製造するための機械である。
図3に示すように、本装置は被削材回転用モータ2を具備しており、その出力軸2aには支持プレート3が設けられている。この支持プレート3にはワックスにて棒状の被削材1の一端面が接着され、棒状の被削材1が水平方向に延びる状態で支持される。よって、モータ2の駆動にて被削材1が回転できるようになっている。モータ2(被削材1)の回転数は1〜数10rpmである。
図4において、ワイヤソー加工装置はマイクロコンピュータ(以下、マイコンという)30を具備している。このマイコン30には開始スイッチ31と高さセンサ32が接続されている。開始スイッチ31を作業者が操作すると、その信号がマイコン30に送られる。また、高さセンサ32は図2に示すように、上下方向における被削材1の中心から切断用ワイヤ7の位置までの高さHを検出するものであり、マイコン30に高さHの検出結果が送られてくる。
まず、加工を行う被削材1を用意する。この被削材1は図2に示すようにオリエンテーションフラットが形成されている。そして、図3に示すように、棒状の被削材1の一端面をワックスにて支持プレート3に貼り付ける。これを加工装置にセットする。
このように、ワイヤ7の移動に加え被削材1を回転させることにより、被削材1(直径15mm程度)を回転させない場合の切断速度は17分程度(切断能力10.0mm2 /min)であるが、回転させることにより、切断速度は11分程度(切断能力16.0mm2 /min)と大幅に短縮が可能になる。また、被削材1を固定する方式ではワイヤ移動方向に平行に粗いソーマーク(ワイヤの加工跡)が1.0μm程度付いているが、被削材1を回転させるとソーマークが0.3μmと非常に小さくなる。また、被削材1を回転させることにより、平坦度も向上する。
図6のt14のタイミングが被削材1の中心部分で切り離すタイミングであるが、この切り離すタイミングt14の直前のt13のタイミングにおいて、マイコン30は被削材回転用モータ2の駆動を停止させる。即ち、マイコン30は高さH(正確にはH+ΔH)が所定値H1になると、モータ2の駆動を停止する。そして、マイコン30は被削材保持具移動用モータ35を駆動して図11の状態から保持具20を上動させて図12に示すように、ワイヤ7にて形成された加工溝26の中に保持具の突起22を挿入する。その後、マイコン30は押さえ部材移動用モータ34を駆動して押さえローラ4を被削材1から離間させ、同ローラ4による被削材1の支持を解除する。そして、保持具20にて各ウエハ25が保持された状態で、ワイヤ7を下動させて切断する(切り離す)。
また、図12の状態から被削材1の中心部分で切り離す際に、保持具20にてウエハ25が保持されているので、被削材1が完全に切断するまでウエハ25が傾かない。これにより、被削材1の中心部の平坦性を向上することができる。
(イ)ワイヤ7を移動させるとともに被削材1を回転させながらワイヤ7を被削材1に押し付けて被削材1を切り込むワイヤソー加工方法において、図6のt11〜t12のように、加工の開始から被削材1の外周面に浅い加工溝26が形成されるまでの被削材1の回転数を、その後の回転数よりも低くした。よって、加工が開始された当初においてワイヤ7が加工表面でブレることなく、安定して加工することができる。
(ロ)図5に示すように、ワイヤ7の移動方向の反転に伴い被削材1の回転方向を逆転させたので、条件が変化せずに加工を継続することができる。
(ハ)図6のt13のタイミングにて、被削材1の中心部分で切り離す前に、被削材1の回転を停止し、この被削材1の回転停止状態で、移動するワイヤ7を被削材1に押し付けて被削材1の中心部分で切り離すようにしたので、中心部の突起発生を抑制することができる。
(ニ)ワイヤ7を移動させるとともに被削材1を回転させながらワイヤ7を被削材1に押し付けて被削材1を切り込むワイヤソー加工方法において、被削材1の中心部分で切り離す前に、被削材1の回転を停止し、切り離される各ウエハ25(薄板)を図12のように保持具20にて保持し、この状態で、移動するワイヤ7を被削材1に押し付けて被削材1の中心部分で切り離すようにした。よって、切断された被削材1がバラバラで落下するのが防止できる。
(ホ)ワイヤ7を移動させるとともに被削材1を回転させながらワイヤ7を被削材1に押し付けて被削材1を切り込むワイヤソー加工方法において、図6のt12〜t13の期間には、被削材1の径方向への加工の進行に伴い被削材1の回転数を高くして、被削材1の外周接触面での周速度が一定となるようにした。よって、安定した加工を行うことができる。
(ヘ)図3に示すように、保持具20にスラリ抜き穴23を設けたので、実用上好ましいものとなる。
(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。
(イ)ワイヤ7を移動させながらワイヤ7を被削材1に押し付けて被削材1を切り込むワイヤソー加工方法において、被削材1を回転可能に支持し、被削材1を固定した状態でワイヤ7を被削材1に押し付けて所定深さd1の切り込み41を形成した後に、被削材1を所定の角度θ1だけ回動し、以後これを繰り返すようにした。よって、被削材1が大きくなり回転が困難な場合において加工箇所が点接触に近くなるため効率的となる。
(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。
また、回転部及びワイヤ駆動のプーリ5,6等が砥粒を含んだスラリ51に触れることで、劣化を招きやすい。また、被削材1全体を浸漬するために大きなタンク50が必要となる。そこで、プーリ5,6を半分程度スラリ51に浸漬しワイヤ7をスラリ51に浸漬した状態で、被削材1を下方に移動させることにより加工するようにしている。
(イ)ワイヤ7を移動させながら被削材1を切り込むワイヤソー加工方法において、被削材1の全体または一部をスラリ(加工液)51に浸漬した状態で加工するようにしたので、確実に加工箇所に加工液(スラリ)51が供給され、切粉除去性が高まり加工効率が向上する。
(ロ)被削材1を回転させるようにしたので、相対速度が大きくなり、実用上好ましいものになる。
(ハ)被削材1を下方に向かって移動させるようにしたので、スラリ51の漬かりをより少なくできる。
(第4の実施の形態)
次に、第4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。
また、このとき用いるワイヤ7は、1本のワイヤがプーリで取り回されている。このようにすると、駆動系(モータ)を少なくできるので設備コスト低減また段取性の向上につながる。また、被削材1は回転させながら加工を行う。
このように本実施形態は、下記の特徴を有する。
(イ)ワイヤ7を移動させながらワイヤ7を被削材1に押し付けて被削材1を切り込むワイヤソー加工方法において、被削材1の加工断面の2箇所以上にワイヤ7を接触させるようにしたので、加工効率を確実に向上させることができる。
(ロ)2箇所以上に接触するワイヤ7は1本につながっているので、駆動系を少なくでき、設備コスト低減および段取りの向上につながる。
(ハ)被削材1を回転させるようにしたので、相対速度が大きくなり、実用上好ましいものになる。
また、この構成においても、回転機構をさらに第3の実施形態と組み合わせることで効率はさらに向上する。
(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。
(イ)ワイヤ7を移動させるとともに被削材1を回転させながらワイヤ7を被削材1に押し付けて被削材1を切り込むワイヤソー加工方法において、被削材1の外周の加工部位に、ワイヤ7の径よりも太い溝60を加工前に形成した。よって、スラリの供給性を高くすることができる。
(ロ)溝60の断面構造としてV字形状を有するものとしたので、実用上好ましいものとなる。
Claims (3)
- ワイヤを移動させながらワイヤを被削材に押し付けて被削材を切り込むワイヤソー加工方法において、
被削材の切断を所望する1つの加工断面の2箇所以上にワイヤを接触させるとともに、それらワイヤによる切り込み方向を各々異ならせたことを特徴とするワイヤソー加工方法。 - 2箇所以上に接触するワイヤは1本につながっており、ワイヤはそれぞれの加工点において各々プーリにて支持されていることを特徴とする請求項1に記載のワイヤソー加工方法。
- 被削材を回転させるようにしたことを特徴とする請求項1に記載のワイヤソー加工方法。
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