JP2010201541A - Diamond wire saw, and method of manufacturing the same - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ダイヤモンドワイヤーソー及び該ダイヤモンドワイヤーソーの製造方法に関する。 The present invention relates to a diamond wire saw and a method for producing the diamond wire saw.
各種の半導体デバイスを製造するに際しては、単結晶、多結晶、或いはアモルファスのシリコン、水晶等からなる、例えば柱状の素材インゴットが、スライシング加工により所定の厚さ寸法の薄板(ウェハ)に切断加工される。このような高脆性材料を高精度且つ低価格で切断するための加工方法として、ワイヤーの外周面に砥粒、例えばダイヤモンド等の超砥粒を固着した固定砥粒型ワイヤーソーを用いることが試みられている。
そのようなものとして、下記特許文献1〜4がある。
下記特許文献1は、ワイヤーソー及びその製造方法に関する発明で、超砥粒がワイヤーに強固に固着して脱落することがなく、太さが一定で高い切断精度が得られるワイヤーソーが開示されている。
また下記特許文献2は、ワイヤーソーの製造方法及び製造装置に関する発明で、低密度の砥粒分布にした電着ワイヤーソーが開示されている。
また下記特許文献3は、ワイヤーソーおよびその製造方法に関する発明で、加工能率が高く且つ断線し難く、しかも製造効率が高いワイヤーソーが開示されている。
また下記特許文献4は、電着ワイヤ工具およびその製造方法に関する発明で、切れ味に優れる電着ワイヤ工具が開示されている。
When manufacturing various types of semiconductor devices, for example, a columnar material ingot made of single crystal, polycrystal, amorphous silicon, crystal, or the like is cut into a thin plate (wafer) having a predetermined thickness by slicing. The As a processing method for cutting such highly brittle materials with high accuracy and low cost, it is attempted to use a fixed-abrasive wire saw in which superabrasive grains such as diamond are fixed to the outer peripheral surface of the wire. It has been.
As such a thing, there exists the following patent documents 1-4.
しかしながら上記特許文献1〜4に示すワイヤーソー及び電着ワイヤ工具は、何れもワイヤーをめっきする金属がNi、Cu等であるため、十分な硬度を有さず、使用時において切れ味が悪く、断線し易いという問題があった。
However, the wire saws and electrodeposition wire tools shown in the
そこで本発明は上記従来における問題点を解決し、十分な硬度を有することで、使用時において切れ味が良好であると共に、断線し難いダイヤモンドワイヤーソー及び該ダイヤモンドワイヤーソーの製造方法の提供を課題とする。 Accordingly, the present invention solves the above-mentioned conventional problems, and has a sufficient hardness so as to provide a diamond wire saw having good sharpness at the time of use and difficult to break, and a method for producing the diamond wire saw. To do.
本発明のダイヤモンドワイヤーソーは、ダイヤモンド砥粒を分散保持させた金属製芯線の外表面全体をめっき層で被覆したダイヤモンドワイヤーソーであって、前記めっき層が、タングステンを含有するニッケル合金であることを第1の特徴としている。 The diamond wire saw of the present invention is a diamond wire saw in which the entire outer surface of a metal core wire in which diamond abrasive grains are dispersed and held is coated with a plating layer, and the plating layer is a nickel alloy containing tungsten. Is the first feature.
上記本発明の第1の特徴によれば、めっき層が、タングステンを含有するニッケル合金である構成としてあることから、ダイヤモンドワイヤーソーとして十分な硬度を有するものとすることができる。よって使用時において切れ味が良好であると共に、断線し難いダイヤモンドワイヤーソーとすることができる。 According to the first feature of the present invention, since the plating layer is a nickel alloy containing tungsten, it can have sufficient hardness as a diamond wire saw. Therefore, it is possible to obtain a diamond wire saw that has good sharpness during use and is difficult to break.
また本発明のダイヤモンドワイヤーソーは、上記本発明の第1の特徴に加えて、ニッケル合金は、タングステンを1wt%〜60wt%含有するものであることを第2の特徴としている。 In addition to the first feature of the present invention, the diamond wire saw of the present invention has a second feature that the nickel alloy contains 1 wt% to 60 wt% of tungsten.
上記本発明の第2の特徴によれば、上記本発明の第1の特徴による作用効果に加えて、ニッケル合金は、タングステンを1wt%〜60wt%含有する構成としてあることから、ダイヤモンドワイヤーソーを構成するめっき層を良好な皮膜とすることができる。 According to the second feature of the present invention, in addition to the function and effect of the first feature of the present invention, the nickel alloy has a structure containing 1 wt% to 60 wt% of tungsten. The plating layer which comprises can be made into a favorable membrane | film | coat.
また本発明のダイヤモンドワイヤーソーの製造方法は、金属製芯線の外表面にダイヤモンド砥粒が分散保持されたダイヤモンドワイヤーソーの製造方法であって、前記金属製芯線を、ニッケルとタングステンとを溶かせた溶液にダイヤモンド砥粒を分散させてなるニッケルータングステン浴を用いて電解めっきを行うダイヤモンド砥粒電着工程を有することを第3の特徴としている。 The method for producing a diamond wire saw according to the present invention is a method for producing a diamond wire saw in which diamond abrasive grains are dispersed and held on the outer surface of a metal core wire, wherein the metal core wire is melted with nickel and tungsten. A third feature is that it has a diamond abrasive electrodeposition process in which electrolytic plating is performed using a nickel-tungsten bath in which diamond abrasive grains are dispersed in a solution.
上記本発明の第3の特徴によれば、金属製芯線の外表面にダイヤモンド砥粒が分散保持されたダイヤモンドワイヤーソーの製造方法であって、前記金属製芯線を、ニッケルとタングステンとを溶かせた溶液にダイヤモンド砥粒を分散させてなるニッケルータングステン浴を用いて電解めっきを行うダイヤモンド砥粒電着工程を有する構成としてあることから、ダイヤモンド砥粒電着工程により、金属製芯線の外表面にタングステンを含有するニッケル合金からなるめっき層を構成することができると共に、該めっき層により金属製芯線の外表面にダイヤモンド砥粒を確実に分散保持させることができる。よってダイヤモンドワイヤーソーとして十分な硬度を有するものとすることができる。従って使用時において切れ味が良好であると共に、断線し難いダイヤモンドワイヤーソーを製造することができる。 According to the third aspect of the present invention, a diamond wire saw manufacturing method in which diamond abrasive grains are dispersed and held on the outer surface of a metal core wire, wherein the metal core wire is melted with nickel and tungsten. Since it has a structure including a diamond abrasive electrodeposition process in which electrolytic plating is performed using a nickel-tungsten bath in which diamond abrasive grains are dispersed in a solution, the diamond abrasive electrodeposition process is performed on the outer surface of the metal core wire. A plating layer made of a nickel alloy containing tungsten can be formed, and the diamond abrasive grains can be reliably dispersed and held on the outer surface of the metal core wire by the plating layer. Therefore, it can have sufficient hardness as a diamond wire saw. Therefore, it is possible to produce a diamond wire saw that has good sharpness and is not easily broken during use.
また本発明のダイヤモンドワイヤーソーの製造方法は、上記本発明の第3の特徴に加えて、ニッケルータングステン浴におけるニッケルとタングステンとの割合が、モル比で1対9〜9対1であることを第4の特徴としている。 In addition to the third feature of the present invention, the diamond wire saw manufacturing method of the present invention has a molar ratio of nickel to tungsten in the nickel-tungsten bath of 1: 9 to 9: 1. Is the fourth feature.
上記本発明の第4の特徴によれば、上記本発明の第3の特徴による作用効果に加えて、ニッケルータングステン浴におけるニッケルとタングステンとの割合が、モル比で1対9〜9対1である構成としてあることから、十分な硬度が得られるニッケルータングステンめっき皮膜を安定して得ることができる。 According to the fourth aspect of the present invention, in addition to the function and effect of the third aspect of the present invention, the ratio of nickel to tungsten in the nickel-tungsten bath is in a molar ratio of 1: 9 to 9: 1. Therefore, a nickel-tungsten plating film capable of obtaining sufficient hardness can be stably obtained.
また本発明のダイヤモンドワイヤーソーの製造方法は、上記本発明の第3又は第4の特徴に加えて、ダイヤモンド砥粒電着工程は、50℃〜75℃の浴温下で行うことを第5の特徴としている。 In addition to the third or fourth feature of the present invention described above, the diamond wire saw manufacturing method of the present invention is characterized in that the diamond grain electrodeposition step is carried out at a bath temperature of 50 ° C to 75 ° C. It has the characteristics of
上記本発明の第5の特徴によれば、上記本発明の第3又は第4の特徴による作用効果に加えて、ダイヤモンド砥粒電着工程は、50℃〜75℃の浴温下で行う構成としてあることから、めっき膜中の内部応力を効果的に低下させることができ、異常析出を防止することができる。よって製造効率の良いダイヤモンドワイヤーソーの製造方法とすることができる。 According to the fifth aspect of the present invention, in addition to the function and effect of the third or fourth aspect of the present invention, the diamond abrasive electrodeposition step is performed at a bath temperature of 50 to 75 ° C Therefore, the internal stress in the plating film can be effectively reduced, and abnormal precipitation can be prevented. Therefore, it can be set as the manufacturing method of a diamond wire saw with good manufacturing efficiency.
また本発明のダイヤモンドワイヤーソーの製造方法は、上記本発明の第3〜第5の何れか1つの特徴に加えて、ニッケルータングステン浴における溶液は、クエン酸水素二アンモニウムと、ギ酸ナトリウムと、硫酸ニッケルと、タングステン酸ナトリウムとを溶解させた水溶液であることを第6の特徴としている。 Moreover, in addition to any one of the third to fifth features of the present invention described above, the method for producing a diamond wire saw of the present invention includes a solution in a nickel-tungsten bath, diammonium hydrogen citrate, sodium formate, The sixth feature is that the aqueous solution is obtained by dissolving nickel sulfate and sodium tungstate.
上記本発明の第6の特徴によれば、上記本発明の第3〜第5の何れか1つの特徴による作用効果に加えて、ニッケルータングステン浴における溶液は、クエン酸水素二アンモニウムと、ギ酸ナトリウムと、硫酸ニッケルと、タングステン酸ナトリウムとを溶解させた水溶液である構成としてあることから、めっき浴の安定性が高く、寿命が長いため、生産性に優れたダイヤモンドワイヤーソーの製造方法とすることができる。 According to the sixth aspect of the present invention, in addition to the function and effect of any one of the third to fifth aspects of the present invention, the solution in the nickel-tungsten bath contains diammonium hydrogen citrate, formic acid Because it is an aqueous solution in which sodium, nickel sulfate, and sodium tungstate are dissolved, the plating bath is highly stable and has a long life, so that it is a method for producing a diamond wire saw with excellent productivity. be able to.
本発明のダイヤモンドワイヤーソー及び該ダイヤモンドワイヤーソーの製造方法によれば、十分な硬度を有することで、使用時において切れ味が良好であると共に、断線し難いダイヤモンドワイヤーソー及び該ダイヤモンドワイヤーソーの製造方法とすることができる。 According to the diamond wire saw of the present invention and the method for producing the diamond wire saw, the diamond wire saw having sufficient hardness and having good sharpness at the time of use and difficult to break, and the method for producing the diamond wire saw It can be.
以下の図面を参照して、本発明の実施形態に係るダイヤモンドワイヤーソー及び該ダイヤモンドワイヤーソーの製造方法を説明し、本発明の理解に供する。しかし、以下の説明は本発明の実施形態であって、特許請求の範囲に記載の内容を限定するものではない。 With reference to the following drawings, a diamond wire saw according to an embodiment of the present invention and a method for producing the diamond wire saw will be described to provide an understanding of the present invention. However, the following description is an embodiment of the present invention, and does not limit the contents described in the claims.
まず図1、図2を参照して、本発明の実施形態に係るダイヤモンドワイヤーソーを説明する。 First, a diamond wire saw according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
本発明の実施形態に係るダイヤモンドワイヤーソー1は、図1、図2に示すように、金属製芯線10の外表面全体を被覆するめっき層20でダイヤモンド砥粒30を分散保持させてなるダイヤモンドワイヤーソーである。
As shown in FIGS. 1 and 2, a diamond wire saw 1 according to an embodiment of the present invention is a diamond wire in which diamond
前記金属製芯線10は、外表面11を電気めっきすることができ、一定の強度を有する金属製線であれば如何なるものであってもよい。例えばピアノ線等の鋼線、タングステン線、モリブデン線等を用いることができる。
The
金属製芯線10の直径は、被削材の材質、形状等により適宜変更可能であるが、0.05mm〜0.30mmであることが望ましい。
The diameter of the
前記めっき層20は、図1、図2に示すように、金属製芯線10の外表面11を被覆すると共に、ダイヤモンド砥粒30を金属製芯線10に分散保持させるためのものである。
As shown in FIGS. 1 and 2, the
このめっき層20は、タングステンを含有するニッケル合金で構成されている。このような構成とすることで、めっき層20をニッケルのみで構成する場合に比べて、ダイヤモンドワイヤーソー1の硬度を高めることができると共に、耐食性を向上させることができる。よって使用時において、切れ味が良好であると共に、断線し難いダイヤモンドワイヤーソー1とすることができる。
The plating
ニッケル合金におけるタングステンの含有濃度は、1wt%〜60wt%であることが望ましい。1wt%未満では固溶効果が得られず、60wt%を超えると良好な皮膜が得られないからである。
なお一層好適には、10wt%〜40wt%であることが望ましい。
The tungsten concentration in the nickel alloy is desirably 1 wt% to 60 wt%. If the amount is less than 1 wt%, a solid solution effect cannot be obtained, and if it exceeds 60 wt%, a good film cannot be obtained.
Even more preferably, it is desirable to be 10 wt% to 40 wt%.
めっき層20の厚さは、金属製芯線10の径方向におけるダイヤモンド砥粒30の差し渡し寸法に対して20%〜90%であることが望ましい。
なお一層好適には、25%〜80%であることが望ましく、更に好適には、30%〜70%であることが望ましい。
The thickness of the
Even more preferably, it is preferably 25% to 80%, and more preferably 30% to 70%.
前記ダイヤモンド砥粒30は、図2に示すように、外表面31がめっき層32で被覆された被覆砥粒であり、金属製芯線10の外表面を被覆するめっき層20に埋め込まれることで、めっき層20に分散保持されている。
As shown in FIG. 2, the diamond
前記めっき層32は、ニッケルで構成されている。このような構成とすることで、ニッケルは、ピアノ線等の金属製芯線10と化学的親和性を有することから、金属製芯線10に対してめっき層20で物理的に保持されるだけでなく、化学的にも保持されることができる。よって金属製芯線10の外表面にダイヤモンド砥粒30を強固に保持させることができる。従って使用時におけるダイヤモンド砥粒30の脱落を防止することができる。また少量のめっき層20で金属製芯線10にダイヤモンド砥粒30を分散保持させることができ、製造効率の良いダイヤモンドワイヤーソー1とすることができる。
The
ダイヤモンド砥粒30の平均粒径は、1μm〜60μmであることが望ましい。このような構成とすることで、砥粒径が十分に小さくされていることから、ダイヤモンド砥粒30が金属製芯線10から脱落し難く、加工能率の良いダイヤモンドワイヤーソー1とすることができる。
なお平均粒径が1μm未満では砥粒が小さ過ぎるので、加工能率が低下し、60μmを超えると砥粒が脱落し易くなる。
なお一層好適には、下限は2μm以上、更に好適には3μm以上であり、上限は50μm以下であることが望ましい。
The average grain size of the diamond
If the average particle size is less than 1 μm, the abrasive grains are too small, so that the processing efficiency is lowered.
More preferably, the lower limit is 2 μm or more, more preferably 3 μm or more, and the upper limit is preferably 50 μm or less.
また金属製芯線10の外表面11におけるダイヤモンド砥粒30による被覆率は、1%〜35%であることが望ましい。このような構成とすることで、被覆率を十分に小さい範囲に留めることができ、ダイヤモンド砥粒30が分散保持されることに起因してダイヤモンドワイヤーソー1の弾性率が高くなり、しいては剛性が大きくなることが抑制される。
また切り粉の逃げる空間が十分な大きさで確保されるので、ガラスや水晶のような目詰まりの生じ易い材料の場合にも、目詰まりが抑制されて加工能率が一層高められる。
なお被覆率は、一層好適には、1%〜25%、更に好適には5%〜25%であることが望ましい。
Further, the coverage by the diamond
In addition, since the space through which the chips escape is secured with a sufficient size, clogging is suppressed even in the case of a material that is likely to be clogged, such as glass or quartz, and the processing efficiency is further improved.
The coverage is more preferably 1% to 25%, and further preferably 5% to 25%.
なお本実施形態においては、めっき層20を1層で形成する構成としたが、必ずしもこのような構成に限るものではなく、めっき層20を複数層で形成する構成としてもよい。
例えば、内側層をニッケルで、外側層をタングステンを含有するニッケル合金で形成する2層とすることができる。このような構成とすることで、十分な硬度を有すると共に、ダイヤモンド砥粒30の保持性が高いダイヤモンドワイヤーソーとすることができる。
In the present embodiment, the
For example, the inner layer can be made of nickel and the outer layer can be made of two layers made of nickel alloy containing tungsten. By setting it as such a structure, while having sufficient hardness, it can be set as the diamond wire saw with the high retention property of the diamond
次に図3〜図5を参照して、本発明の実施形態に係るダイヤモンドワイヤーソーの製造方法を説明する。 Next, with reference to FIGS. 3-5, the manufacturing method of the diamond wire saw which concerns on embodiment of this invention is demonstrated.
本発明の実施形態に係るダイヤモンドワイヤーソー1は、図3に示すように、金属製芯線10の供給源であるロール40から供給された金属製芯線10が、プーリ50を介して脱脂槽60、酸洗槽70、水洗槽80、めっき槽90、水洗槽100を通過し、ロール41に巻き取られることで製造される。
As shown in FIG. 3, the diamond wire saw 1 according to the embodiment of the present invention has a
前記プーリ50は、金属製芯線10の進行方向を変更させるためのもので、図3に示すように、脱脂槽60、酸洗槽70、水洗槽80、めっき槽90、水洗槽100の上方及び槽内に複数個設けられている。
The
前記脱脂槽60は、例えば水酸化ナトリウム(NaOH)水溶液が蓄えられた槽であり、この脱脂槽60を備えた脱脂工程により、金属製芯線10の表面に付着している油分等の汚れが除去される。
なお脱脂槽60に蓄えられる水溶液は、脱脂槽に通常用いられるものであれば、如何なるものであってもよい。
The
The aqueous solution stored in the
前記酸洗槽70は、例えば塩酸(HCl)水溶液が蓄えられた槽であり、この酸洗槽70を備えた酸洗工程により、金属製芯線10の表面に付着している酸化物層(錆)が除去される。
なお酸洗槽70に蓄えられる水溶液は、酸洗槽に通常用いられるものであれば、如何なるものであってもよい。
The
The aqueous solution stored in the
前記水洗槽80は、水道水、井戸水、純水が蓄えられた槽であり、この水洗槽80を備えた水洗工程により、金属製芯線10の表面に付着している薬液が希釈され、次工程であるダイヤモンド砥粒電着工程におけるめっき層に薬液が混入することを防止することができる。
The
前記めっき槽90は、ニッケルとタングステンとを溶かせた溶液にダイヤモンド砥粒30を分散させてなるニッケルータングステン浴を用いて、金属製芯線10に電解めっきを行うダイヤモンド砥粒電着工程を担う槽である。
The
以下、図4を参照して、ダイヤモンド砥粒電着工程を詳細に説明する。 Hereinafter, the diamond abrasive electrodeposition process will be described in detail with reference to FIG.
ダイヤモンド砥粒電着工程は、図4に示すように、後述するカチオン交換膜91cにより陽極室91とめっき室92とに分離した2槽構造のめっき槽90を用いて行う。
As shown in FIG. 4, the diamond abrasive grain electrodeposition process is performed using a
前記陽極室91は、電源200の陽極に接続された不溶性陽極91aと、溶液91bと、カチオン交換膜91cとで構成されている。
The
前記不溶性陽極91aは、ステンレス、白金等、不溶性陽極として通常用いられるものであれば如何なるものであってもよい。 The insoluble anode 91a may be any material as long as it is normally used as an insoluble anode, such as stainless steel or platinum.
前記溶液91bは、塩酸、硝酸ならびにその塩を除くニッケル塩、硫酸等を用いることができる。塩酸、硝酸ならびにその塩は、不溶性陽極上で有害な塩素ガス、酸化窒素ガスを発生するため、用いることができない。 As the solution 91b, nickel salt, sulfuric acid or the like excluding hydrochloric acid, nitric acid and its salt can be used. Hydrochloric acid, nitric acid and salts thereof cannot be used because they generate harmful chlorine gas and nitric oxide gas on the insoluble anode.
前記カチオン交換膜91cは、不溶性陽極91aと後述するめっき溶液92cとの直接接触を防止すると共に、めっき溶液92c中にアニオンとして存在するクエン酸等の酸化分解を防止するための選択性膜である。
このようにカチオン交換膜91cにより陽極室91とめっき室92とに分離した2槽構造のめっき槽90を用いてダイヤモンド砥粒電着工程を行うことで、めっき溶液92cの安定性を向上させることができ、長期連続めっきを可能とすることができる。
なお不溶性陽極91aで発生した水素イオンは、カチオンであることから、通電流量に応じてカチオン交換膜91cを透過して、めっき室92に運ばれる。
The cation exchange membrane 91c is a selective membrane for preventing direct contact between the insoluble anode 91a and a plating solution 92c described later, and preventing oxidative decomposition of citric acid or the like present as anions in the plating solution 92c. .
Thus, by performing the diamond abrasive electrodeposition process using the
Since hydrogen ions generated in the insoluble anode 91a are cations, they pass through the cation exchange membrane 91c according to the energization flow rate and are carried to the
前記めっき室92は、電源200の陽極に接続されたニッケル陽極92a及びタングステン陽極92bと、めっき溶液92cとで構成されている。
The
前記ニッケル陽極92aは、図4に示すように、板状をなし、めっき溶液92cにニッケルイオンを補給するためのものである。ニッケル陽極92aとしては、電解ニッケル、S−ニッケル等、公知のニッケルめっきに利用できる板を用いることができる。
なお本実施形態においては、ニッケル陽極92aは、板状とする構成としたが、必ずしもこのような構成に限るものではなく、チップ状のものを用いる構成としてもよい。チップ状を用いる場合は、チタン製のバスケットに入れて使用する。
またニッケル陽極92aの溶解状態はカチオンであるため、ニッケル陽極92aの配置は、めっき室92ではなく、陽極室91に配置する構成であってもよい。
As shown in FIG. 4, the nickel anode 92a has a plate shape and is used for supplying nickel ions to the plating solution 92c. As the nickel anode 92a, a plate that can be used for known nickel plating, such as electrolytic nickel and S-nickel, can be used.
In the present embodiment, the nickel anode 92a has a plate-like configuration, but is not necessarily limited to such a configuration, and a chip-like configuration may be used. When using chips, use them in a titanium basket.
Further, since the dissolved state of the nickel anode 92 a is a cation, the nickel anode 92 a may be arranged in the
前記タングステン陽極92bは、図4に示すように、板状をなし、めっき溶液92cにタングステン成分を補給するためのものである。タングステン陽極92bとしては、金属タングステンを用いることができる。
なお本実施形態においては、タングステン陽極92bは、板状とする構成としたが、必ずしもこのような構成に限るものではなく、チップ状のものを用いる構成としてもよい。チップ状を用いる場合は、チタン製のバスケットに入れて使用する。
As shown in FIG. 4, the tungsten anode 92b has a plate shape and is used for supplying a tungsten component to the plating solution 92c. Metal tungsten can be used as the tungsten anode 92b.
In the present embodiment, the tungsten anode 92b has a plate-like configuration, but is not necessarily limited to such a configuration, and a chip-like configuration may be used. When using chips, use them in a titanium basket.
前記めっき溶液92cは、ニッケルとタングステンとを硫酸ニッケル等の水溶液に溶解させると共に、図示しないダイヤモンド砥粒30を分散させてなるニッケルータングステン浴である。より具体的には、クエン酸水素二アンモニウムと、ギ酸ナトリウムと、硫酸ニッケルと、タングステン酸ナトリウムとで構成されている。
このような構成とすることで、めっき浴の安定性が高く、寿命が長いため、生産性に優れたダイヤモンドワイヤーソーの製造方法とすることができる。
ここで、ニッケルータングステン浴におけるニッケルとタングステンとの割合は、モル比で1対9対〜9対1対である。このような構成とすることで、十分な硬度が得られるニッケルータングステンめっき皮膜を安定して得ることができる。
The plating solution 92c is a nickel-tungsten bath in which nickel and tungsten are dissolved in an aqueous solution such as nickel sulfate and diamond abrasive grains 30 (not shown) are dispersed. More specifically, it is composed of diammonium hydrogen citrate, sodium formate, nickel sulfate, and sodium tungstate.
By setting it as such a structure, since the stability of a plating bath is high and a lifetime is long, it can be set as the manufacturing method of the diamond wire saw excellent in productivity.
Here, the ratio of nickel and tungsten in the nickel-tungsten bath is 1 to 9 to 9 to 1 in terms of molar ratio. By setting it as such a structure, the nickel- tungsten plating film from which sufficient hardness is obtained can be obtained stably.
このようなめっき溶液92cを用いて、図4に示すように、金属製芯線10をめっき溶液92cに浸漬し、金属製芯線10に電源200の負極を接続し、不溶性陽極91a、ニッケル陽極92a、タングステン陽極92bに電源200の陽極を接続して、電流密度及びめっき時間を適宜選択して電解めっきを行うことで、金属製芯線10の外表面11にめっき層20が形成されると共に、ダイヤモンド砥粒30が分散保持される。
Using such a plating solution 92c, as shown in FIG. 4, the
前記水洗槽100は、水道水、井戸水、純水が蓄えられた槽であり、この水洗槽100を備えた水洗工程により、外表面11にダイヤモンド砥粒30が分散保持された金属製芯線10が水洗された後、図示しない熱処理工程により熱処理が行われ、ダイヤモンドワイヤーソー1が製造される。
The
なおダイヤモンド砥粒電着工程は、本実施形態のものに限るものではない。
例えば水洗槽80とめっき槽90との間に、ニッケルを溶かせた溶液にダイヤモンド砥粒30を分散させてなるニッケル浴を用いて、電解めっきを行う槽を設ける構成とすることができる。なお、この場合は、めっき槽90のめっき溶液92c中にダイヤモンド砥粒30は分散させない。
The diamond abrasive electrodeposition process is not limited to that of the present embodiment.
For example, between the
このような構成とすることで、ニッケル浴を用いた電解めっきにより、ダイヤモンド砥粒30が金属製芯線10の外表面に仮固定される。その後ニッケルータングステン浴を用いた電解めっきにより、ダイヤモンド砥粒30が金属製芯線10の外表面に本固定される。
よってニッケルータングステン浴を用いためっきは、電流効率が低く、また適用電流密度の上限も低いため、ニッケル浴を用いためっきに比べ、同じ厚みを形成するのに時間を要するところ、ニッケル浴でダイヤモンド砥粒30を金属製芯線10の外表面に仮固定することで、めっき時間を短縮することができる。従って製造効率の良いダイヤモンドワイヤーソーを製造することができる。
By setting it as such a structure, the diamond
Therefore, the plating using the nickel-tungsten bath has low current efficiency and the upper limit of the applied current density is low, so that it takes time to form the same thickness compared to plating using the nickel bath. By temporarily fixing the diamond
以下に実施例を挙げて、本発明を更に詳細に説明するが、本発明はこの実施例により何ら限定されるものではない。
図3、図4に示す工程により、ダイヤモンドワイヤーソー1を製造した。
直径0.14mmの長尺ピアノ線を、送り速度10m/minで連続的に脱脂槽60、酸洗槽70、水洗槽80に浸漬して脱脂処理を行った後、カチオン交換膜91cにより陽極室91とめっき室92とに分離した2槽構造のめっき槽90で電解めっきを行うダイヤモンド砥粒電着工程を行った。
ここで、めっき槽90におけるめっき浴の処方は、クエン酸水素二アンモニウム0.4mol、ギ酸ナトリウム0.2mol、硫酸ニッケル0.2mol、タングステン酸ナトリウム0.2molである。
まためっき条件は、浴温65℃、電流密度10A/dm2、時間7.5分、pH6.0、標準電流効率55%である。
まためっき浴に分散させるダイヤモンド砥粒30は、外表面がニッケルで被覆されたニッケルめっきダイヤモンド砥粒を用いた。ニッケルめっき量は、ダイヤモンド砥粒に対して30wt%であり、ダイヤモンド砥粒30の平均粒径は、13.4μmである。このようなダイヤモンド砥粒30をめっき室92に0.25g/L投入した。
ダイヤモンド砥粒電着工程を行った後、電着を完了した金属製芯線10を水洗槽100で水洗し、更に600度で熱処理を行い、硬度1000HV(ビッカース硬度)のダイヤモンドワイヤーソーを得た。このダイヤモンドワイヤーソーにおける表面のタングステンの割合は、40wt%であった。
参考資料として、タングステン40wt%のニッケルータングステン合金めっきの熱処理での硬化変化を図5に示す。
The present invention will be described in more detail with reference to the following examples, but the present invention is not limited to the examples.
A diamond wire saw 1 was manufactured by the steps shown in FIGS.
A long piano wire having a diameter of 0.14 mm is continuously immersed in the
Here, the prescription of the plating bath in the
The plating conditions are a bath temperature of 65 ° C., a current density of 10 A / dm 2 , a time of 7.5 minutes, a pH of 6.0, and a standard current efficiency of 55%.
The diamond
After performing the diamond abrasive electrodeposition step, the
As a reference material, FIG. 5 shows a change in hardening in the heat treatment of nickel-tungsten alloy plating of 40 wt% tungsten.
図3、図4に示す工程により、ダイヤモンドワイヤーソーを製造した。
直径0.14mmの長尺ピアノ線を、送り速度10m/minで連続的に脱脂槽60、酸洗槽70、水洗槽80に浸漬して脱脂処理を行った後、図示しないめっき槽で、ニッケルを溶かせた溶液に、ダイヤモンド砥粒30を分散させてなるニッケル浴を用いて電解めっきを行った。
ここで、ニッケル浴の処方は、硫酸ニッケル6水和物240g/L、塩化ニッケル6水和物45g/L、ホウ酸30g/Lである。
まためっき条件は、浴温50℃、電流密度20A/dm2、時間1分、pH4.0である。
またニッケル浴に分散させるダイヤモンド砥粒30は、外表面がニッケルで被覆されたニッケルめっきダイヤモンド砥粒を用いた。ニッケルめっき量は、ダイヤモンド砥粒に対して30wt%であり、ダイヤモンド砥粒30の平均粒径は、13.4μmである。このようなダイヤモンド砥粒30をニッケルを溶かせた溶液に0.25g/L投入した。
この結果、ニッケルータングステン浴を用いた電解めっき3.5分と同じ厚みのニッケルめっきを形成できた。
その後カチオン交換膜91cにより陽極室91とめっき室92とに分離した2槽構造のめっき槽90で、ニッケルータングステン浴を用いて電解めっきを行った。
ここで、めっき槽90におけるめっき浴の処方は、クエン酸水素二アンモニウム0.4mol、ギ酸ナトリウム0.2mol、硫酸ニッケル0.2mol、タングステン酸ナトリウム0.2molである。
まためっき条件は、浴温65℃、電流密度10A/dm2、時間3.75分、pH6.0、標準電流効率55%である。
その後、金属製芯線10を水洗槽100で水洗し、更に600度で熱処理を行った。
この結果、実施例1に示すダイヤモンドワイヤーソーと同程度の硬度950HVを有するダイヤモンドワイヤーソーを得た。
このダイヤモンドワイヤーソーにおける表面のタングステンの割合は、38wt%であった。
A diamond wire saw was manufactured by the steps shown in FIGS.
A long piano wire having a diameter of 0.14 mm is continuously immersed in a
Here, the formulation of the nickel bath is 240 g / L of nickel sulfate hexahydrate, 45 g / L of nickel chloride hexahydrate, and 30 g / L of boric acid.
The plating conditions are a bath temperature of 50 ° C., a current density of 20 A / dm 2 , a time of 1 minute, and a pH of 4.0.
The diamond
As a result, a nickel plating having the same thickness as the electrolytic plating using a nickel-tungsten bath for 3.5 minutes could be formed.
Thereafter, electrolytic plating was performed using a nickel-tungsten bath in a two-
Here, the prescription of the plating bath in the
The plating conditions are a bath temperature of 65 ° C., a current density of 10 A / dm 2 , a time of 3.75 minutes, a pH of 6.0, and a standard current efficiency of 55%.
Thereafter, the
As a result, a diamond wire saw having a hardness 950 HV comparable to that of the diamond wire saw shown in Example 1 was obtained.
The proportion of tungsten on the surface of this diamond wire saw was 38 wt%.
本発明はシリコンインゴット等の高脆性材料を切断するためのワイヤー工具として利用することができる。 The present invention can be used as a wire tool for cutting a highly brittle material such as a silicon ingot.
1 ダイヤモンドワイヤーソー
10 金属製芯線
11 外表面
20 めっき層
30 ダイヤモンド砥粒
31 外表面
32 めっき層
40 ロール
41 ロール
50 プーリ
60 脱脂槽
70 酸洗槽
80 水洗槽
90 めっき槽
91 陽極室
91a 不溶性陽極
91b 溶液
91c カチオン交換膜
92 めっき室
92a ニッケル陽極
92b タングステン陽極
92c めっき溶液
100 水洗槽
200 電源
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