JP2007253289A - ワークテーブルの防滴機構及びワイヤソー - Google Patents

Abstract

【課題】Ｘ、Ｙ、Ｚ軸方向に移動自在でθ軸方向に回転自在なワークテーブル２の駆動機構部分を、ワークテーブル２の全方向の動きの妨げずに防滴構造とする。
【解決手段】ＸテーブルによりＸ軸方向に、Ｙテーブル７０によりＸ軸方向と直交するＹ軸方向に、ＺテーブルによりＸＹ平面に垂直なＺ軸方向に、それぞれ移動自在で、θテーブル８０により前記Ｚ軸を回転中心としたθ軸方向に回転自在なワークテーブル２の防滴機構であって、ワークテーブル２が固定されていて、Ｘ軸、Ｙ軸及びＺ軸方向に移動自在でθ軸方向に回転自在なネック部８５と、ネック部８５が貫通するテーブルカバー９５と、ネック部８５とテーブルカバー９５間の隙間を防滴封止するリップシール１００と、テーブルカバー９５の両側面に固着されたジャバラ状防滴カバー１１０とを備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、各種ワーク（被加工物）を加工（切断、切り込み等）のために載置するワークテーブルの防滴機構及びこれを備える加工位置補正機能付のワイヤソーに関する。

従来、基板状のワーク、例えば積層チップ部品等を作製するためのセラミックグリーンシートの切断方法として、主なもので、(1)押切り切断、(2)ブレード切断等が挙げられる。

(1) 押切り切断はシャー角を持たない切断刃を、積層されたセラミックグリーンシートに押し付けて切り込みを入れる方法である。

(2) ブレード切断は回転刃によって、積層されたセラミックグリーンシートに切り込みを入れる方法である。

両者共、セラミックグリーンシートを載置したテーブルが、チップサイズ（セラミックグリーンシートを切断するサイズ）に合わせた所定ピッチで移動することにより切断位置を規定する。これらの方法は、切り込みを一箇所づつ順番に入れるため、工程のリードタイムという点で不利である。

セラミックグリーンシート切断における問題点、その１として、セラミックグリーンシートは、
(1) 電極パターンの寸法誤差、
(2) 積層時の積層誤差、
(3) 圧着時の歪み誤差が含まれていることが挙げられる。

それらの誤差が存在するため、定寸切断（例えば、ワークテーブルの移動距離を定寸とする）では切出されたチップ部品から、内部電極パターンがはみ出るなどの不良発生につながる。従って、これらの寸法誤差を見込んだ上で切断位置を補正しながら切断を行う作業が必要となり、このことから固定ピッチとなるマルチスライサ（所定ピッチの複数枚の回転刃を具備）等の使用は困難であり、逐次加工による方法に頼らざる得ず、上記工程のリードタイムの短縮を図る上で障害となっている。

セラミックグリーンシート切断における問題点、その２として、製品の小型化が挙げられる。つまり、近年の電子機器の軽薄短小化に伴い、機器に使用されるチップ部品の寸法は、１００５（１．０×０．５×０．５ｍｍ）を下回り、０４０２（０．４×０．２×０．２ｍｍ）と小型化してきている。従って、上述の押切り切断では狭ピッチ切断及び加工負荷による切断面の歪みやゆがみが生じ、また、ブレード切断ではチッピングによる欠けや破損等の問題が生じる等、加工歩留りの低下が目立ってきている。

一方、ワイヤソーは、ワイヤに砥粒を付着させ（砥粒と切削油の混合物である遊離砥粒を走行ワイヤにかける場合と、砥粒をワイヤに直接付着させた固定砥粒の場合がある）、その砥粒によって半導体インゴット等のワークを切断する方式のため、押し切り切断の加工負荷やブレード切断の高速回転刃による問題点の発生を解決できると期待されている。

また、加工ピッチに合わせた溝加工が施された複数本のワークローラー間に１本のワイヤを螺旋状に巻き付けてワイヤ列を形成し、ワイヤを走行させることによってワークを加工するマルチ式ワイヤソーも知られている。マルチ式ワイヤソーの利点は狭ピッチの切断や加工を一度に多数箇所（ワイヤ列のワイヤ本数分）行える点にあり、電子部品の切断や溝加工にも広く用いられている。このマルチ式ワイヤソーは、セラミックグリーンシート切断工程のリードタイム削減の可能性を持っている。

しかし、マルチ式ワイヤソーは、前述の通り半導体インゴット等を輪切り方向に切断する用途が主であり、その切断時間は数時間にも及ぶため、ワークの脱着については手作業で行なう例が殆どである。セラミックグリーンシートをワイヤソーで切断する場合、その切断時間は２〜３分と予想されるため、ワークの供給と排出を手作業で行なった場合、トータルでのリードタイムは思うほど削減できない。

また、マルチ式ワイヤソーは、決められたピッチでの切断や加工に適しているが、寸法誤差を持ったワークに合わせて加工ピッチを変化させることは難しい。独立した複数のワークローラーを設けピッチを変化させる事は可能だが、加工ピッチが小さい場合は困難である。

さらに、寸法誤差を持ったワークに合わせて加工ピッチを変化させるには、寸法誤差を基準値と比較する工程が必要となり、例えば撮像装置によってワークを撮像し、その結果を基準値と比較するといった機能が必要となる。

撮像装置を有するマルチ式ワイヤソーは存在するが、前述のリードタイムの長さと、ワークローラーに巻き付けたワイヤ列がワークの直上に位置するという構造上の制限、さらに遊離砥粒による撮像装置の汚染を防ぐ理由からから、撮像装置は着脱可能となっており、新規ワークをセッティングする時に撮像装置でワイヤとワークの位置関係を調べ、切断加工時は撮像装置を外すという手法を採っており、セラミックグリーンシートの切断工程としては、リードタイム削減の効果を得ることは難しい。

つまり、現状のマルチ式ワイヤソーでは、上記セラミックグリーンシートの持つ寸法誤差（シート毎に寸法誤差がある）を補正する方法は提示されておらず、現状のままのマルチ式ワイヤソーではセラミックグリーンシートの切断の実用化は困難である。

そこで本出願人は特許文献１において、一対のワークローラを平行に揺動させることで、ワイヤピッチを変化させる方法を開示している。

特開２００５−１４１２６号公報

ワイヤソーにおいて撮像装置を設ける場合、撮像装置は高スループットに対応できるよう、ワーク加工位置から離れたセクションに設置することが考えられるが、このために上記撮像装置を設けたセクションと加工セクション間のワーク搬送機能が必要になり、また、撮像装置の画像処理結果を利用して加工位置補正を行うためには位置補正機能を有するテーブルが必要となる。ワイヤソーの場合は、加工に用いる切削水の影響を避けるため前記テーブルは防滴機能を必要とする。

通常の加工機における防滴機能は、ジャバラ（ベローズ）を使うことで対応できる。しかし、上記ワイヤソーにおいて位置補正機能を有するテーブルの場合、ＸＹＺθ軸全ての方向にテーブルが移動するため、従来の防滴機能では対応が難しい。

防滴機能を有する装置の公知例は以下の通りである。

特開昭６１−２５７２８号公報 実開昭６２−１９１２６号公報 特開昭６１−７６２１４号公報 特開平２−２９８４３５号公報 実開平６−４５３４４号公報 特開平８−２２４６８８号公報

特許文献２は、放電加工装置において、加工送り装置のモータ駆動装置を加工液に対して防滴する筒状カバーを設けている。

特許文献３は、ワイヤカット放電加工機のＸ，Ｙ軸移動ベース上に取り付けられたワーク載設テーブルのワーク取付基準面を除く表面を防水カバーで被覆している。但し、ワーク載設テーブルが昇降したり、回転する場合は想定しておらず、対応できない。

特許文献４は、ワイヤカット放電加工装置において、被加工体の周囲又は被加工体取付支持体に防滴用の壁をマグネットにより着脱自在に設けている。

特許文献５は、テーブル上に防滴のためにジャバラを取り付け、かつジャバラを伸縮するアクチエータを設けている。

特許文献６は、精密切削装置におけるブレード検出手段の配線を、防滴のためにスピンドルハウジング内に設けている。

特許文献７は、水中加工装置であって、水中内であっても被加工部材に加工用ノズルが到達して加工が開始されるまでは加工用ノズルに水が浸入しない構造としたものである。

本発明は、上記の点に鑑みてなされたものであり、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸方向に移動自在でθ軸方向に回転自在なワークテーブルの駆動機構部分を、当該ワークテーブルの全方向の動きの妨げとなることなく防滴構造とすることが可能なワークテーブルの防滴機構及びこれを備えたワイヤソーを提供することを目的とする。

本発明のその他の目的や新規な特徴は後述の実施の形態において明らかにする。

上記目的を達成するために、本発明に係るワークテーブルの防滴機構は、ＸテーブルによりＸ軸方向に、ＹテーブルによりＸ軸方向と直交するＹ軸方向に、ＺテーブルによりＸＹ平面に垂直なＺ軸方向に、それぞれ移動自在で、θテーブルにより前記Ｚ軸を回転中心としたθ軸方向に回転自在なワークテーブルの防滴機構であって、
ワークテーブルが固定されていて、Ｘ軸、Ｙ軸及びＺ軸方向に移動自在でθ軸方向に回転自在なネック部と、
前記ネック部が貫通するテーブルカバーと、
前記ネック部と前記テーブルカバー間の隙間を防滴封止し、前記ネック部のＺ軸方向の移動及びθ軸方向の回転を許容するリップシールと、
前記テーブルカバーの両側面に固着されていて、前記ネック部の動きに伴う前記テーブルカバーのＸ軸及びＹ軸方向の移動を許容するジャバラ状防滴カバーとを備えたことを特徴としている。

前記ワークテーブルの防滴機構において、前記ジャバラ状防滴カバーはＸ軸或いはＹ軸の何れかの方向に伸縮自在に取り付けられ、前記伸縮方向に対してＸＹ平面上で直交する方向に可撓性を有してもよい。

前記ワークテーブルの防滴機構において、前記ジャバラ状防滴カバーの可撓性を有する方向への移動量は、前記ジャバラ状防滴カバーの可撓性の限界を超えない量とするとよい。

前記ワークテーブルの防滴機構において、前記テーブルカバーは前記Ｘテーブル或いはＹテーブルに直交するＹ軸或いはＸ軸方向にのみ移動自在に取り付けられていてもよい。

本発明に係る加工位置補正機能付のワイヤソーは、前記ワークテーブルの防滴機構を備えたことを特徴としている。

本発明に係るワークテーブルの防滴機構によれば、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸方向に移動自在でθ軸方向に回転自在なワークテーブルの駆動機構部分を、当該ワークテーブルの全方向の動きの妨げとなることなく防滴することが可能である。

すなわち、ワークを載置するためのワークテーブルが固定されるネック部と、テーブルカバー間の防滴は前記ネック部のＺθ軸方向の動きを許容するようにリップシールで行うことができる。これにより、昇降及び回転する前記ネック部とテーブルカバー間の隙間から加工に使用する切削水等が浸入することを防止でき、前記テーブルカバーで覆われた駆動機構部分に切削水等がかかることを防止できる。

また、前記テーブルカバーで覆うことのできない駆動機構部分は、前記テーブルカバーの両側面に固着されていて、前記ネック部の動きに伴う前記テーブルカバーのＸ軸及びＹ軸方向の移動を許容するジャバラ状防滴カバーで覆うことができる。前記ジャバラ状防滴カバーで覆われた駆動機構部分に切削水等がかかることを防止できる。

以下、本発明を実施するための最良の形態として、ワークテーブルの防滴機構及びワイヤソーの実施の形態を図面に従って説明する。

図１及び図２はワークテーブルの防滴機構を示し、図３乃至図５は前記ワークテーブルの防滴機構を具備した加工位置補正機能付のマルチ式ワイヤソーの全体的概略構成を示す。

まず、図３乃至図５で加工位置補正機能付のマルチ式ワイヤソーの全体的構成について説明する。加工位置補正機能付のマルチ式ワイヤソーは、ワイヤソー本体１、ワークテーブル２、撮像装置（カメラ）３、及びローダ４を備えている。

ワイヤソー本体１の本体フレーム１０前面には、ワイヤ供給リール１１、ワイヤ巻取リール１２が回転自在に設けられており、ワイヤ供給リール１１から繰り出される鋼線から成る一本のワイヤＷは、該ワイヤＷの緩みを吸収するための張力制御機構１３を経由して互いに平行に対向する一対のワークローラ２１，２２間に複数回を巻掛けられた（多条に巻かれた）後、別の張力制御機構１４を経由して巻取側ワイヤリール１２に巻き取られる。ここで、一対のワークローラ２１，２２は、図５のローラ揺動機構２５で回転自在に支持されかつ水平面内で左右方向に当該ローラ２１，２２の中心軸が傾斜可能（傾斜角度はαで示す）となっている。これらのワークローラ２１，２２は本体フレーム前側の加工室５内に配置されている。また、ワイヤソー本体１には各種操作を指示並びに表示するための操作盤６が設置されている。

図６（Ａ）の平面図、（Ｂ）の斜視図のように、前記一対のワークローラ２１，２２は、水平面内で相互に平行配置されていて回転自在であり、各ワークローラ２１，２２は各々複数のワイヤ溝（外周を１周するように形成された溝）を一定のピッチ間隔で有しており、ワイヤＷは，各ワークローラ２１，２２を順次経由して一方のワイヤ溝から他方のワイヤ溝まで順次螺旋状に巻き掛けられ、ワイヤＷの各巻回の間隔が均一にとられている。これによって水平位置にある２本のワークローラ２１，２２の間にワイヤの配列間隔（ピッチ）が均一なワイヤ列ＷＬが形成される。

そして、対をなすワークローラ２１，２２のうち１本のワークローラ、例えばワークローラ２１に、駆動モータにより正方向回転或いは正逆回転の繰り返し動作を行わせることによりワイヤ列ＷＬが直進又は往復直進運動を行う。

ワークテーブル２は、水平面内のＸ軸方向（横方向）及びこれと直交するＹ軸方向（奥行き方向）、ＸＹ平面に垂直なＺ軸方向（上下方向）にスライド移動自在で、Ｚ軸を回転中心とする角度θ軸方向に回転自在なテーブルであり、ワークテーブル２のワーク加工位置Ｐ２において、ワーク３０を載置したワークテーブル２を上昇させてワークであるワーク３０を下方から所定の力で直進又は往復直進運動する砥粒を付着させたワイヤ列ＷＬに押し当てることで、所望のピッチ間隔で複数個に帯状（層状）に切断することが可能である。

上述のとおり、ワークローラ２１，２２及びワイヤＷ、それらによって形成されるワイヤ列ＷＬにワイヤピッチ調整機能を持たせることにより、ワーク３０に求められる切断寸法が各ワーク３０毎に微妙に変化しても加工精度を維持することが可能になる。

図６において示した如く、２本のワークローラ２１，２２は水平面内で平行リンク状に傾斜可能であり、ワークローラ２１，２２を水平面内において平行配置状態に保ち、ワイヤ列ＷＬの走行方向に対して直角（ワークローラの傾斜角度α＝０°）になるよう設定したときワイヤピッチは最大であり、この条件下で切断されるワーク３０の加工ピッチの寸法も最大となる（図６中、２点鎖線位置）。また、ワークローラ２１，２２の中心軸を図５のローラ揺動機構２５により水平面内で左右方向に傾斜角度α（α＞０）だけ傾斜させたとき（ワークローラの中心軸がワイヤ列ＷＬの走行方向に対して非直角となるとき）、平面視ワイヤ列は傾斜角度αを０°とした２点鎖線から実線のように変化する（ワイヤ間隔が狭まる、つまりワイヤピッチが減少する）。このような傾斜角度αの条件下でワイヤ列で切断されたワーク３０の加工ピッチ寸法は、傾斜角ゼロの時のｃｏｓα倍となる。

ワークテーブル２は、一対のワークローラ２１，２２の直下（ワイヤ列ＷＬの直下）であるワーク加工位置Ｐ２とは別に、一対のワークローラ２１，２２の直下から外れた位置にあるワークセット位置Ｐ１を有する。ワークセット位置Ｐ１においてワーク３０が載置されたワークテーブル２はＸ軸方向の移動によりワイヤ列ＷＬの直下のワーク加工位置Ｐ２へと移動することでワーク搬送動作が可能であり、逆に加工の終わったワーク３０をワーク加工位置Ｐ２からワークセット位置Ｐ１に戻す逆方向のワーク搬送動作も行う。ワークテーブル２のＸ軸方向の移動は、Ｙ軸方向やＺ軸方向、角度変位θ軸方向より比較的大きい。

従来のワイヤソーとの最も大きな違いは、ワークセット位置Ｐ１がワーク加工位置Ｐ２（ワイヤ列ＷＬの直下）から大きく外れた個所にあることである。ワークセット位置Ｐ１がこの位置にあることによって、
(1) ワーク３０の交換時に、ワークローラ２１，２２やワイヤ列ＷＬなどが邪魔にならず、作業性を高めることができる、
(2) ワーク３０の供給、排出を自動で行なうローダ４を取り付けることが可能となるため、リードタイムの短縮が可能になる、
(3) ワーク３０を撮像装置３で撮像することが可能となるため、画像処理によって切断位置をクローズ制御することができ、より精密な切断位置を得ることができる、
といった効果がある。

図３及び図５に示すように、撮像装置３は、高スループットに対応できるよう、また加工時の遊離砥粒や切り粉による汚染を防ぐために、ワーク加工位置Ｐ２（ワイヤ列ＷＬの直下）から離れたワークセット位置Ｐ１に設置する。また、本実施の形態では、ワーク３０の四隅を撮像可能なように撮像装置３は４台用意し、図３及び図４の撮像装置取付ブラケット７に取り付けている。これらの構成により、ワーク３０の加工補正に画像処理を導入でき、基準となるワイヤ列ＷＬを直接撮像しないでも加工寸法の精度を高めることが可能となる。

図３及び図５のように、ワークセット位置Ｐ１でワーク３０の供給、排出を自動で行うローダ４が設置され、このローダ４はＹ軸方向に移動する一軸ユニット４５と一軸ユニット４５に取り付けられたチャック４６とを具備する。チャック４６は真空吸着機能を有し、ワーク３０（基板等）を把持搬送する。チャック４６にはＺ軸方向に移動自在の一軸ユニットが付加される。供給ワーク位置のワーク３０をワークセット位置Ｐ１に搬送する機能と、加工が済んでワーク加工位置Ｐ２からワークセット位置Ｐ１に戻されたワーク３０を排出ワーク位置に搬送する機能とを有する。なお、ローダについては公知のもので、この他にも様々な形態のものが考えられる。

こういったローダ４をワークセット位置Ｐ１に取り付けることでワーク３０の供給、排出が自動化でき、省人化やリードタイムの削減に対応できる。

さて、前記ワーク加工位置Ｐ２においては、ワイヤ列ＷＬによりワーク３０を加工（切断又は溝形成）する際に、砥粒を含むスラリや研削水を使うためにワークテーブル２の駆動機構部分をカバーする防滴機構を設けている。図１及び図２を用いてワークテーブル２の駆動機構及び防滴機構を説明する。

図２のようにワイヤソー本体１の本体フレーム１０前面には、リニアガイド５１が固定され、このリニアガイド５１を介してＸテーブル５０がＸ軸方向にスライド自在に本体フレーム１０に取り付けられている。Ｘテーブル５０の駆動は、本体フレーム１０側の軸受によってＸ軸方向に支持されていて、Ｘ軸駆動モータ（図示を省略）で回転駆動されるボールネジ５２、これにボール（鋼球）を介し係合（螺合）するボールナット５３によって行われる。ボールナット５３はＸテーブル５０に固定されているため、ボールネジ５２の回転に伴いボールナット５３及びＸテーブル５０はＸ軸方向に直動運動することになる。

Ｘテーブル５０には、Ｚ軸方向にリニアガイド６１が固定され、このリニアガイド６１を介してＺテーブル６０がＺ軸方向にスライド自在にＸテーブル５０に取り付けられている。Ｚテーブル６０の駆動は、Ｘテーブル５０側に固定の軸受６４によってＺ軸方向に支持されていて、Ｚ軸駆動モータ６５で回転駆動されるボールネジ６２、これにボールを介し係合するボールナット６３によって行われる。ボールナット６３はＺテーブル６０に固定されているため、ボールネジ６２の回転に伴いボールナット６３及びＺテーブル６０はＺ軸方向に直動運動することになる。

Ｚテーブル６０上には、Ｙ軸方向にリニアガイド（図示せず）が固定され、このリニアガイドを介してＹテーブル７０がＹ軸方向にスライド自在にＺテーブル６０に取り付けられている。Ｙテーブル７０の駆動は、Ｚテーブル６０側に固定の軸受７４によってＹ軸方向に支持されていて、Ｙ軸駆動モータ７５で回転駆動されるボールネジ７２、これにボールを介し係合するボールナット７３によって行われる。ボールナット７３はＹテーブル７０に固定されているため、ボールネジ７２の回転に伴いボールナット７３及びＹテーブル７０はＹ軸方向に直動運動することになる。

図１にも示すように、Ｙテーブル７０上には、Ｚ軸を回転中心としたθ軸方向の回転角度変位を発生するθテーブル８０｛θ軸駆動モータ（ダイレクト・ドライブ・モータ）による駆動｝が設置され、このθテーブル８０上に円筒ネック部８５が固定されている。円筒ネック部８５上には、ワーク３０を載置固定するワークテーブル２が固定されている。なお、ワークテーブル２には、その上面（ワーク載置面）に開口する空気吸引孔８７が多数形成され、ワーク３０を真空吸着できる構造である。空気吸引孔８７は図示しない真空吸引源に接続される。

以上の駆動機構により、ネック部８５及びこれと一体に動くワークテーブル２は、Ｘ軸、Ｙ軸及びＺ軸方向に移動自在でθ軸方向に回転自在である。

前述のように、一対のワークローラ２１，２２間に多条に巻かれたワイヤ列ＷＬでワーク３０を加工する際に、砥粒を含むスラリや研削液を用いるため、ワークテーブル２の駆動機構に砥粒を含むスラリや研削液が滴下することを防止する必要がある。とくに、Ｘ軸方向はワークセット位置Ｐ１とワーク加工位置Ｐ２間の移動を含むため、移動距離が長くＸ軸に関する駆動機構の防滴構造が重要である。

図２のように、ワークテーブル２の直下のネック部８５より下側を覆うようにケース９０が本体フレーム１０前面に固定されている。但し、このケース９０の上面部９１にはワークテーブル２がワークセット位置Ｐ１とワーク加工位置Ｐ２間を移動できるように、ネック部８５を移動可能とするためのＸ軸方向に長い切欠９２が設けられており、同様にケース９０の底面部９３にも切欠９４が設けられている。また、ケース９０の底面部９３はＸテーブル５０をガイドするリニアガイド５１を覆うように、庇状に本体フレーム１０から張り出している。

図１及び図２に示すように、ワークテーブル２よりも一回り大きな箱状に製缶されたテーブルカバー９５がワークテーブル２の下側（ケース９０の内側）に配置されている。このテーブルカバー９５をネック部８５が貫通しており、このテーブルカバー９５とネック部８５との隙間を封止するために、リップシール１００を内側に設けたスライドリング９６がテーブルカバー９５に固定されている。スライドリング９６及びリップシール１００がネック部８５と共に回ったり、上下しないように、Ｘテーブル５０に固定の固定板９７に立設された回り止めピン９８がスライドリング９６の下側リング部９６ａの長溝９６ｂに係合している。長溝９６ｂは下側リング部９６ａの半径方向に形成され、ＸＹ軸方向についてはネック部８５と共に動くテーブルカバー９５及びスライドリング９６のＹ軸方向の動きを許容する長さとなっている（テーブルカバー９５はＸテーブル５０にＹ軸方向にのみ移動自在に取り付けられることになる。）。これは固定板９７及び回り止めピン９８はＸテーブル５０に固定した部材であるからである。なお、固定板９７にはネック部８５を回避する切欠が形成されている。

リップシール１００により、ネック部８５のＺ軸方向の移動及びθ軸方向の回転を許容してネック部８５とテーブルカバー９５間の隙間を防滴封止できる。

リップシール１００を有するテーブルカバー９５により、ワークテーブル２の下側の防滴は達成されるが、前述のように、ケース９０にはネック部８５をＸ軸方向に長距離移動させるためにＸ軸方向に長い切欠９２，９４が設けられているため、切欠９２，９４を経由した砥粒を含むスラリや研削液が滴下することも防止する必要がある。このため、テーブルカバー９５の左右にジャバラ（ベローズ）状防滴カバー１１０が配置され、各ジャバラ状防滴カバー１１０の一端が、テーブルカバー９５のＸ軸方向の側面９５ａに防水構造でそれぞれ接続されている。図５に示すように、各ジャバラ状防滴カバー１１０の他端はテーブルカバー９５が内部を動くケース９０の左右内側端面に接続固定されて、Ｘ軸方向に伸縮自在であればよい。但し、切欠９２，９４から砥粒を含むスラリや研削液が滴下する可能性がある範囲をジャバラ状防滴カバー１１０は覆うことが可能であればよいから、ジャバラ状防滴カバー１１０を設ける範囲は適宜増減できる。

ここで、Ｘ軸の動作範囲とＹ軸の動作範囲を比べると、Ｘ軸はワークテーブル２の搬送、Ｙ軸は補正に用いるため、約１００倍のオーダーで寸法差があり、Ｘ軸方向の移動量に比較してＹ軸方向の移動量は極小さい。従って前記ジャバラ状防滴カバー１１０はＸ軸方向に組みつけられているにも拘らず、直交するＹ軸の動作を吸収できるだけの可撓性を有し、Ｙ軸動作に対する防滴機能を有する。但し、ジャバラ状防滴カバー１１０の可撓性を有する方向への移動量は、ジャバラ状防滴カバー１１０の可撓性の限界を超えない量とする。

以上の構成により、従来困難とされたＸＹＺθ軸全てに対して防滴機能を有することが可能となる。

次に、本実施の形態の全体的な動作を図７の板状ワーク（基板等）切断の補正方法のフローを例にとって説明する。補正の対象は、ワークテーブル２についてのＹ軸、Ｚ軸を回転中心とする角度変位θ軸、ワイヤ列ＷＬのワイヤピッチである。

図７の工程＃１において、ワークセット位置Ｐ１に位置するワークテーブル２上に板状ダミーワーク３０ＤＡを載置、固定する。工程＃２において、図２のワークテーブル駆動機構のＸテーブル５０の移動によりＸ軸方向にワークテーブル２を駆動して、ワークテーブル２をワーク加工位置Ｐ２に移動させる。工程＃３において、補正の基準としてワークテーブル２のＹ軸（Ｙテーブル７０）、θ軸（θテーブル８０）、及びワイヤピッチが原点の状態でダミーワーク３０ＤＡを切断加工する（ワイヤピッチの原点状態は図６の角度α＝０である）。工程＃４において、ダミーワーク３０ＤＡの切断加工を途中で止め、Ｘテーブル５０によりダミーワーク３０ＤＡが載置、固定されたワークテーブル２をワークセット位置Ｐ１に移動させる。工程＃５において、ダミーワーク３０ＤＡが分割されていない状態でダミーワーク３０ＤＡについた加工痕を対応する４台の撮像装置３のうち、少なくとも１台で撮像する。工程＃６において、ダミーワーク３０ＤＡの加工痕の情報をＹ値、θ値及びワイヤピッチ値として記憶させ、各軸原点状態でのワイヤ列ＷＬの状態（すなわち、ワイヤ列ＷＬの位置、角度、ワイヤピッチ）を基準状態として保存する。これらの工程＃１〜＃６によりワイヤ位置記憶工程が行われることになる。

次に、工程＃７において、ワークセット位置Ｐ１に位置するワークテーブル２上に板状ワーク３０を載置、固定する。工程＃８において、ワーク３０の加工マークを撮像装置３で撮像し、撮像装置３の撮像結果を演算手段で画像処理して加工予定寸法を割り出す（演算手段は撮像装置３に組み込まれていてもよいし、外部のコンピュータで構成してもよい。）。その加工予定寸法から仮想切断ラインが決定され、仮想切断ラインと先に求めたワイヤ列ＷＬの基準状態が最も近似状態になるようにワーク３０のＹ値，θ値及びワイヤピッチ値を補正する。Ｙ値とθ値の補正はワークテーブル駆動機構のＹテーブル７０及びθテーブル８０で行い、ワイヤピッチ値は図６のようにワークローラ２１，２２の中心軸を水平面内で左右方向に傾斜角度α（α＞０）だけ傾斜させることで行う。その後、工程＃９でワーク搬送軸によりＸ軸方向にワークテーブル２を駆動して、ワーク３０が載置されたワークテーブル２をワーク加工位置Ｐ２に移動させる。工程＃１０において、工程＃８で補正後のＹ値，θ値及びワイヤピッチ値に設定してワーク加工位置Ｐ２のワーク３０をワイヤ列ＷＬで加工する。ワーク３０の加工終了後、工程＃１１で加工済みワーク３０をワークテーブル２のワーク搬送軸によりワークセット位置Ｐ１に移動させる。そして、工程＃１２でワークセット位置Ｐ１から加工済みワーク３０を排出する。これらの工程＃７〜＃１２によりワイヤ切断工程が行われることになる。

なお、升目状に板状ワーク３０を切断する場合、ワーク３０を９０°回転し、必要に応じてワイヤピッチを変更して、ワイヤ切断工程を行えばよい。

次に図８を用いて板状ワークの具体例としてセラミックグリーンシートを切断する場合、すなわち、電極パターニングした厚膜セラミックグリーンシートを積層、圧着したものを所定のチップ部品のサイズ（例：３２１６、１６０８、１００５、０４０２等、各々長辺と短辺を１０−１ｍｍで併記したもの）に切り出す工程を例にとって説明する。

この場合、図８のように板状ワークとしての方形セラミックグリーンシート４１に画像処理のための加工マーク（位置基準マーク）４３を例えば四隅に付しておき、これを４箇所の撮像装置３で撮像する。

先ず、ダミーワークに各軸原点状態で加工した加工痕を撮像して、その位置を検出することによりワイヤで始めに加工すべき位置（グリーンシート４１上の加工の始点に一致させる）と、ワイヤ列ＷＬのワイヤピッチ（以上Ｙ軸方向）、及びワイヤ列角度（θ軸方向）を検出して、記憶する。

次に、ワークとしてのセラミックグリーンシート４１に付した加工マーク４３を撮像して、その位置を検出することによりグリーンシート４１上の加工すべき位置（グリーンシート４１上の加工の始点）を決定する。そして、複数の加工マーク４３間の距離を画像処理で検出して、加工ピッチの補正を行い、予定加工寸法を決定する。これらの画像処理は撮像装置３に組み込まれた、あるいは外部のコンピュータで構成された演算手段で行う。

続いて、セラミックグリーンシート４１に形成されたチップ部品群４２の切り出しは、該グリーンシート４１の４隅に付した加工マーク４３を基準点とした予定加工寸法とワイヤ列ＷＬのワイヤピッチとの差分（ワイヤピッチの補正量）を演算し、Ｙ軸、θ軸の補正と、図６の２本のワークローラ２１，２２を水平面内において右方向又は左方向に所定の角度αになるように傾斜駆動させ、平面視ワイヤ列ＷＬのワイヤピッチを上記予定加工寸法に合致させて（あるいはできるだけ近似させて）行う。加工ピッチに補正したワイヤピッチとしたマルチ式ワイヤソーより、始めに横方向切断ラインＨＣＬに沿って切り出される。

この場合、切断位置及び加工ピッチの補正は加工マーク４３の位置と加工マーク間の距離により行い、また、グリーンシート４１の寸法誤差分を按分して加工ピッチを算出し、等ピッチで切断する方法により行う。

セラミックグリーンシートをチップ部品に切り出す場合は、チップ部品の縦横寸法が前述の通り異なる（１．０×０．５ｍｍ等）。この場合の対応策は装置を２台用意し、図８の横方向切断ラインＨＣＬに沿った切断は１台目の装置で行い、縦方向切断ラインＶＣＬに沿った切断は２台目の装置でそれぞれ行えばよい。

また、２台の装置を使用する他に、下記の方策がある。

(1) ワークローラの２箇所の所定領域に所望の２つの寸法（ピッチ）でワイヤを巻き付け、さらにワーク（セラミックグリーンシート）をワークローラの軸方向に移動させて、各寸法領域で切断を行う。すなわち、図８の横方向切断ラインＨＣＬはこれに対応する第１のピッチのワイヤ列の領域で切断処理を実行し、縦方向切断ラインＶＣＬはこれに対応する第２のピッチのワイヤ列の領域で切断処理を実行する。この場合、ワークテーブルには、９０°以上の回転機能（θテーブル）が付加される。

(2) ワイヤ列のワイヤピッチの異なるワークローラユニットを２箇所配置し、ワークをユニット間で搬送して、所望の切断寸法を得る。

なお、ワイヤソーの砥粒は、基板を対象とした場合は遊離砥粒ではなく、固定砥粒のほうが、汚染物の発生等が少ないので好ましい。

この実施の形態によれば、次の通りの効果を得ることができる。

(1) Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸方向に移動自在でθ軸方向に回転自在に駆動されるワークテーブル２の駆動機構部分を、当該ワークテーブル２の全方向の動きの妨げとなることなく防滴することが可能である。

(2) そのためのワークテーブル２の防滴機構を具体的に言えば、ワーク３０を載置するためのワークテーブル２が固定されるネック部８５と、テーブルカバー９５間の防滴はネック部８５のＺθ軸方向の動きを許容するようにリップシール１００で行っている。これにより、昇降及び回転するネック部８５とテーブルカバー９５間の隙間から加工に使用する切削水等が浸入することを防止でき、テーブルカバー９５で覆われた駆動機構部分に切削水等がかかることを防止できる。

(3) テーブルカバー９５で覆うことのできない駆動機構部分（とくに動く距離の長いＸ軸方向）は、テーブルカバー９５の両側面に固着されていて、ネック部８５の動きに伴うテーブルカバー９５のＸ軸及びＹ軸方向の移動を許容するジャバラ状防滴カバー１１０で覆うことができる。これによって、ジャバラ状防滴カバー１１０で覆われた駆動機構部分に切削水等がかかることを防止できる。

(4) ワークテーブル２が前述のようにＸＹＺθ方向に移動自在で防滴機構を備え、かつワークテーブル２は、ワーク加工位置Ｐ２と、ワークセット位置Ｐ１を有しているため、ワークセット位置Ｐ１において、セラミックグリーンシート等の寸法誤差を持つ板状ワークに対して撮像装置３による画像処理が可能であり、加工（切断等）位置補正の演算を行うことができる。また、ワーク加工位置Ｐ２では、さらに一対のワークローラ２１，２２を水平面内で平行リンク状に傾斜させる動作を併用することによって、撮像装置３を用いた画像処理結果を利用したワーク位置、ワーク角度、ワイヤピッチの調整を行うことで、高精度の加工位置補正が可能であり、複数箇所の切断又は溝加工を同時に行うことが可能なピッチ可変式のワイヤソーを実現できる。この結果、リードタイムの削減、切断精度の向上、作業性の向上などの効果を得ることができる。

なお、上記実施の形態では、一対のワークローラ２１，２２は水平面内で揺動し（角度αを変化させ）、これに対してワークテーブル２のワーク載置面が水平面であることが前提であったが、一対のワークローラ２１，２２が略水平面内で揺動してもよく、この場合、一対のワークローラ２１，２２の回転軸と平行な面でワークテーブル２のワーク載置面を構成すればよい。

撮像装置は４台に限らず、ワークの材質、形状にあわせて１個以上の任意の個数設置すればよい。

なお、本実施の形態ではワイヤソーのワークテーブルを例に挙げたが、本発明に係るワークテーブルの防滴機構はこれに限定されず、例えば研磨加工機などの各種加工機のワークテーブルに応用が可能である。

また、各軸の方向定義は本実施の形態に限定するものではない。

以上本発明の実施の形態について説明してきたが、本発明はこれに限定されることなく請求項の記載の範囲内において各種の変形、変更が可能なことは当業者には自明であろう。

本発明に係るワークテーブルの防滴機構及びワイヤソーの実施の形態であって、とくに防滴機構の主要部分を示す斜視図である。 前記ワークテーブルの防滴機構の側断面図である。 前記ワークテーブルの防滴機構を備える加工位置補正機能付きワイヤソーの概略装置構成を示す正面図である。 同じく右側面図である。 同じく平面図である。 前記ワイヤソーにおいて、ワークローラの中心軸を水平面内で左右方向に傾斜させた状態であって、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は斜視図である。 前記ワイヤソーにおいて、板状ワークを加工する場合の工程フローを説明するためのフローチャートである。 前記ワイヤソーで加工する板状ワークとしてのセラミックグリーンシートであって、加工マーク（位置基準マーク）を付した例を示す平面図である。

符号の説明

１ ワイヤソー本体
２ ワークテーブル
３ 撮像装置
４ ローダ
５ 加工室
６ 操作盤
１０ 本体フレーム
１１ ワイヤ供給リール
１２ ワイヤ巻取リール
２１，２２ ワークローラ
２５ ローラ揺動機構
３０ ワーク
３０ＤＡ ダミーワーク
４１ セラミックグリーンシート
４２ チップ部品群
４３ 加工マーク
５０ Ｘテーブル
６０ Ｚテーブル
７０ Ｙテーブル
８０ θテーブル
８５ ネック部
９０ ケース
９５ テーブルカバー
９６ スライドリング
１００ リップシール
１１０ ジャバラ状防滴カバー
Ｗ ワイヤ
ＷＬ ワイヤ列
ＨＣＬ 横方向加工ライン
ＶＣＬ 縦方向加工ライン
α 傾斜角度

Claims (5)

1. ＸテーブルによりＸ軸方向に、ＹテーブルによりＸ軸方向と直交するＹ軸方向に、ＺテーブルによりＸＹ平面に垂直なＺ軸方向に、それぞれ移動自在で、θテーブルにより前記Ｚ軸を回転中心としたθ軸方向に回転自在なワークテーブルの防滴機構であって、
   ワークテーブルが固定されていて、Ｘ軸、Ｙ軸及びＺ軸方向に移動自在でθ軸方向に回転自在なネック部と、
   前記ネック部が貫通するテーブルカバーと、
   前記ネック部と前記テーブルカバー間の隙間を防滴封止し、前記ネック部のＺ軸方向の移動及びθ軸方向の回転を許容するリップシールと、
   前記テーブルカバーの両側面に固着されていて、前記ネック部の動きに伴う前記テーブルカバーのＸ軸及びＹ軸方向の移動を許容するジャバラ状防滴カバーとを備えたことを特徴とするワークテーブルの防滴機構。
2. 前記ジャバラ状防滴カバーはＸ軸或いはＹ軸の何れかの方向に伸縮自在に取り付けられ、前記伸縮方向に対してＸＹ平面上で直交する方向に可撓性を有する請求項１記載のワークテーブルの防滴機構。
3. 前記ジャバラ状防滴カバーの可撓性を有する方向への移動量は、前記ジャバラ状防滴カバーの可撓性の限界を超えない量である請求項２記載のワークテーブルの防滴機構。
4. 前記テーブルカバーは前記Ｘテーブル或いはＹテーブルに直交するＹ軸或いはＸ軸方向にのみ移動自在に取り付けられている請求項１，２又は３記載のワークテーブルの防滴機構。
5. 前記請求項１，２，３又は４のワークテーブルの防滴機構を備えたことを特徴とする加工位置補正機能付のワイヤソー。

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