JP2015120232A - Wire saw - Google Patents
Wire saw Download PDFInfo
- Publication number
- JP2015120232A JP2015120232A JP2013266803A JP2013266803A JP2015120232A JP 2015120232 A JP2015120232 A JP 2015120232A JP 2013266803 A JP2013266803 A JP 2013266803A JP 2013266803 A JP2013266803 A JP 2013266803A JP 2015120232 A JP2015120232 A JP 2015120232A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- wire
- groove
- row
- jig
- jump
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Landscapes
- Processing Of Stones Or Stones Resemblance Materials (AREA)
- Finish Polishing, Edge Sharpening, And Grinding By Specific Grinding Devices (AREA)
- Mechanical Treatment Of Semiconductor (AREA)
Abstract
Description
本発明は、ワイヤソーに関する。 The present invention relates to a wire saw.
太陽電池用セル基板となるシリコンウエハは、シリコンインゴットをワイヤソーでスライスして製造される。ワイヤソーは、一度の加工で数百枚から1千枚以上のウエハを一度にスライスできるので、生産効率が高いという特徴がある。 A silicon wafer serving as a solar cell substrate is manufactured by slicing a silicon ingot with a wire saw. The wire saw is characterized by high production efficiency because it can slice several hundred to one thousand wafers at a time by one processing.
一方、生産性が高いということは一度トラブルが発生すると被害が甚大となる危険性を含んでいる。具体的なトラブルとして、多条溝ローラにおける「ワイヤ飛び」と言う現象がある。「ワイヤ飛び」が生じると、大きな損失が生じる。 On the other hand, high productivity includes the danger that damage will be serious once trouble occurs. As a specific trouble, there is a phenomenon called “wire jump” in a multi-groove roller. When “wire jump” occurs, a large loss occurs.
そこで「ワイヤ飛び」を防止するために、仕切り板を設置した従来のワイヤソーが知られる。図8は、特許文献1に記載された従来のワイヤソーを示す図である。
Therefore, in order to prevent “wire jump”, a conventional wire saw provided with a partition plate is known. FIG. 8 is a view showing a conventional wire saw described in
図8において、ワイヤSは、多条溝ローラ31、32、33間に複数回巻きつけられて等間隔のワイヤ列SLを成す。被加工物Wは多条溝ローラ32と33の間に配置されている。仕切り板55、66は、被加工物Wを挟む様に設置され、かつ仕切り板55、66の下端は、ワイヤ列SLと接触している。モータ44の駆動で走行するワイヤ列SLに被加工物Wを押し付け加工する。
In FIG. 8, the wire S is wound a plurality of times between the
特許文献1に記載の技術では、スラリやクーラント中に混在する異物や、被加工物Wの破片が、多条溝ローラ32、33の中に進入することで「ワイヤ飛び」が発生すると考えられている。この考えから、特許文献1では、スラリやクーラント中に混在する異物や、被加工物Wの破片を、仕切り板55、66によって掻き取って、多条溝ローラ32、33の中に進入させないようにしている。
In the technique described in
しかしながら、従来の構成では、仕切り板によってスラリやクーラントも除去されてしまい、加工抵抗の増加を招くという課題を有している。 However, the conventional configuration has a problem that slurry and coolant are also removed by the partition plate, resulting in an increase in processing resistance.
また、「ワイヤ飛び」の原因が異物や被加工物片の多条溝ローラへの進入とするならば、非加工時に多条溝ローラを回転させた場合に「ワイヤ飛び」は起きない筈である。しかし、非加工時における「ワイヤ飛び」も、当業者ならば経験することである。すなわち、従来の構成では、仕切り板55、66によって異物や被加工物片を除去しても「ワイヤ飛び」の発生を抑制できないことを課題として有している。
Also, if the cause of “wire jump” is the entry of foreign matter or workpiece pieces into the multi-slot roller, the “wire jump” should not occur when the multi-slot roller is rotated during non-machining. is there. However, those skilled in the art also experience “wire jumping” when not working. In other words, the conventional configuration has a problem that the occurrence of “wire jump” cannot be suppressed even if foreign objects or workpiece pieces are removed by the
本発明は、上記従来の課題を解決するもので、加工抵抗の増加を防止しつつ「ワイヤ飛び」の発生を抑制可能なワイヤソーを提供することを目的とする。 The present invention solves the above-described conventional problems, and an object of the present invention is to provide a wire saw capable of suppressing the occurrence of “wire jump” while preventing an increase in machining resistance.
上記目的を達成するために本発明のワイヤソーは、複数の多条溝ローラ間にワイヤを多数巻き付けたワイヤ列を走行させ、前記ワイヤ列に被加工物を押し当てて前記被加工物の加工を行うワイヤソーにおいて、複数の溝が形成された治具を有し、前記複数の溝のそれぞれに前記ワイヤ列の各ワイヤが1本ずつ走行するように前記治具が配され、前記複数の溝の各溝の幅は、前記ワイヤの径よりも大であることを特徴とする。 In order to achieve the above object, a wire saw according to the present invention travels a wire row in which a number of wires are wound between a plurality of multi-slotted rollers, and presses the workpiece against the wire row to process the workpiece. In the wire saw to be performed, the jig includes a jig in which a plurality of grooves are formed, and the jig is arranged so that each wire of the wire row runs one by one in each of the plurality of grooves. The width of each groove is larger than the diameter of the wire.
以上のように、本発明のワイヤソーによれば、加工抵抗の増加を防止しつつ「ワイヤ飛び」の発生を抑制できる。 As described above, according to the wire saw of the present invention, it is possible to suppress the occurrence of “wire jump” while preventing an increase in processing resistance.
以下本実施の形態について、図面を参照しながら説明する。 Hereinafter, the present embodiment will be described with reference to the drawings.
図1は、本実施の形態におけるワイヤソーの主要部を示す図である。供給側スプールから伸びたワイヤ1は、駆動側の多条溝ローラ3と従動側の多条溝ローラ4に折り重なることの無い様に一様ピッチで複数回巻きつけられてワイヤ列をなした後、回収側スプールに至る。多条溝ローラ3、4には、複数のV溝が一様ピッチで形成され、各V溝に、ワイヤ1が1本ずつ収容される。被加工物2は、多条溝ローラ3、4間のワイヤ列に押し付けられる。ワイヤ列は、複数配置された多条溝ローラ間に1本のワイヤが多数巻き掛けられて形成される。多条溝ローラ3、4間の被加工物2の無い側(重力方向下側)に矯正治具5が設置される。この矯正治具5が、「ワイヤ飛び」の抑制に有用な治具である。
FIG. 1 is a diagram showing a main part of a wire saw in the present embodiment. After the
ワイヤ1は、一方向運動、又は往復運動する。もしくは、ワイヤ1は、交播運動しながら供給側スプールから回収側スプールへと少しずつ繰り出されていく。加工方法としては、ワイヤ1に砥粒(例えばSiC)を混ぜた懸濁液(スラリー)を供給しながら加工する遊離砥粒加工方法、又は、砥粒となるダイヤモンド等をめっきや樹脂で固着させたワイヤ1を用いてクーラントを供給しながら加工する固定砥粒加工方法がある。何れの方法も本実施の形態に適用可能である。
The
ここで、「ワイヤ飛び」について説明する。 Here, “wire jump” will be described.
図2に多条溝ローラ3に「ワイヤ飛び」が生じた様子を示す。「ワイヤ飛び」は、ワイヤ1が本来入るべき多条溝ローラ3のV溝に入らずに、隣接するV溝にワイヤ1が多重に入る現象を言う。「ワイヤ飛び」の発生によりワイヤ列の間隔がずれて、スライスされたウエハが一様厚さにならず、鋭角な三角形状になる。この状態で加工が進むと、ウエハ断面が鋭角な三角状部分が割れて、その破片がワイヤ1の断線を招く。
FIG. 2 shows a state where “wire jump” occurs in the
この「ワイヤ飛び」は、発生しやすい場所(起点となる場所)がある。それは、多条溝ローラ3、4の近傍である。この理由について図3を用いて説明する。
This “wire jump” is likely to occur (place where it starts). It is in the vicinity of the
図3(a)に、加速時のワイヤ1の挙動を表す。ワイヤ1は、多条溝ローラ3、4に一様な張力Tで巻きつけられている。加速時においては、主軸である多条溝ローラ3が従軸である多条溝ローラ4を引っ張るように作用するため、重力方向下側のワイヤ列の張力T2より重力方向上側のワイヤ列の張力T1の方が低くなる。このとき低い張力となったワイヤ1が多条溝ローラ4に巻き付く近傍の点(図中の点線で囲った箇所)において、張力が変化することでワイヤ列が膨らむ。ワイヤ列が膨らんだ際に、走行方向と直行する方向にワイヤ列が移動することで「ワイヤ飛び」が発生する。すなわち、張力が変化する箇所が、結果として「ワイヤ飛び」が生じやすい箇所となる。
FIG. 3A shows the behavior of the
図3(b)に、減速時のワイヤ1の張力変化の様子を示す。加速時とは反対に、下側のワイヤ1の張力T2<上側の張力T1となる。その結果、多条溝ローラの下側(図の点線で囲った箇所)において、「ワイヤ飛び」が生じやすい。
FIG. 3B shows how the tension of the
すなわち、多条溝ローラ3、4が加減速を行う際に、ワイヤ1の張力が変化し、そのワイヤ張力が低下した側で「ワイヤ飛び」が発生しやすくなる。そして、多条溝ローラ間を走行するワイヤ1が、一方の多条溝ローラに巻き取られる際に、ワイヤ1の走行方向と直行する方向に移動することで「ワイヤ飛び」が生じる。このため、走行方向と直行する方向にワイヤ1が移動するのを抑制すれば、「ワイヤ飛び」の発生を抑制できる。このとき、「ワイヤ飛び」の最も発生しやすい場所である多条溝ローラの近傍で、ワイヤ1の移動を制限するのがより好適である。
That is, when the
なお、被加工物2の加工時には、被加工物がワイヤ1に押し当てられるため「ワイヤ飛び」の発生しやすい場所が変化する。加工中の被加工物2は、ワイヤ1より重力方向上側ら下側に向かって下降する。このとき、上側のワイヤ列は被加工物2により下側に押し付けられる。そのため、被加工物2によって上側のワイヤ列の軌道が固定され、上側のワイヤ列において「ワイヤ飛び」は発生しにくくなる。
Note that when the
ここで、被加工物2の加工中に矢印の方向に進行するワイヤ1の減速時の様子を図4(a)に示す。この減速中のワイヤ張力の関係は、(下側)T2<(上側)T1となる。更に主軸である多条溝ローラ3の下部は、ワイヤ1が多条溝に入り始める場所になるので「ワイヤ飛び」が最も生じやすい場所となる。
Here, the mode at the time of deceleration of the
また、図4(b)に示すように矢印の方向に進行するワイヤ1の加速時において、ワイヤ張力の関係もT2<T1となる。更に従軸である多条溝ローラ4の下部は、ワイヤ1が多条溝に入り始める場所になるので「ワイヤ飛び」の最も生じやすい場所となる。
Further, as shown in FIG. 4B, when the
図4(a)(b)から、被加工物2の加工中においては、多条溝ローラ3、4の上側よりも下側で「ワイヤ飛び」が生じやすいことがわかる。そこで、本実施の形態において、ワイヤ1が走行方向と直行する方向に移動するのを制限するための治具を「ワイヤ飛び」の特に生じやすい多条溝ローラの下側のみに配置する。
4 (a) and 4 (b), it can be seen that during the processing of the
次に、図5を用いて治具の一例である矯正治具5について説明する。図5は、図1のA矢視図である。ワイヤ1により形成されるワイヤ列のピッチpと同じピッチで、多数の溝が矯正治具5に配される。溝内にワイヤ列を収容するために、溝深さd1を、ワイヤ1の直径よりも大とする。本実施の形態では、製作や取り付け調整の容易さを勘案して、溝深さd1をワイヤ1の直径+0。5mmとする。
Next, the
また、各溝の幅uは、ワイヤ1の直径より大とする。この溝により、ワイヤ1の走行方向と直行する方向への移動を制限し「ワイヤ飛び」の発生を防止できる。同時に、溝幅uをワイヤ1の径よりも大とすることで、ワイヤ1と溝との間に空間をつくり、スラリやクーラントを十分に保持したまま、ワイヤ1を走行させることができる。すなわち、ワイヤ1径より大である溝幅uを持つ矯正治具5により、「ワイヤ飛び」発生を抑制し、かつ、低い加工抵抗の加工を実現できる。
The width u of each groove is larger than the diameter of the
更に、矯正治具5に設ける溝の幅uを、ワイヤ1の直径よりも0。02mm以上大きくすることが望ましい。溝の幅uがこれを下回ると、ワイヤ1と溝の側壁とが接触し、スラリ等を除去してしまうからである。一方、溝の幅uをワイヤ1の直径+0。5mm以下にすることが望ましい。溝の幅uがワイヤ1の直径+0。5mmを上回った場合、溝間の間隔が狭まることで、側壁の厚み(p−uの値)が薄くなりすぎてワイヤ1の軌道を修正できなくなるからである。
Furthermore, it is desirable that the width u of the groove provided in the
なお、多条溝ローラ3、4にはV溝が形成され、そのV溝にワイヤ1が保持される(図2参照)。V溝の底部は多条溝ローラ3、4の中心側に位置し、V溝の開口部は多条溝ローラ3、4の外周側に位置する。ワイヤ1を保持するために、V溝の開口部の幅はワイヤ1の径よりも大である。このV溝内から開口部を超えてワイヤ1が飛び出ることで「ワイヤ飛び」が発生する。この「ワイヤ飛び」を防止するためには、ワイヤ1をV溝内に収容し続けるように、矯正治具5を作用させればよい。V溝は、開口部から底部に向けて徐々に幅が縮小する形状である。このV溝からワイヤ1を飛び出させないためには、多条溝ローラ3、4のV溝の開口部よりも矯正治具5に設ける溝の幅を小さくすればよい。V溝の開口部から飛び出るより前に、矯正治具5の溝でワイヤ1の移動を制限できるからである。
The
また、この場合、矯正治具5の溝の幅をワイヤ1の径よりも大とすることで、加工抵抗の増加を伴わずに「ワイヤ飛び」を抑制できる。以上から、矯正治具5の望ましい要件についてまとめると、矯正治具5に設ける複数の溝の各溝の幅を、多条溝ローラ3、4のV溝の開口部の幅よりも小とし、かつ、ワイヤ1の径よりも大とすることとなる。
Further, in this case, by making the width of the groove of the
本実施の形態においては、例えば、ワイヤ1の直径を0。1mm、ワイヤピッチを0。25mm、溝幅uを0。12mmとする。また、図1に示す矯正治具5の幅(w)を30mm、厚み(t)を5mm、全長(紙面の奥行き寸法)を405mmとし、ワイヤ列幅よりも5mm長く形成する。
In the present embodiment, for example, the diameter of the
矯正治具5の材質には、超硬合金、より詳細にはタングステンカーバイトを採用するのが最適である。超硬合金はワイヤ放電加工によって加工することが容易かつ、高硬度だからである。超硬合金に性能は劣るが、矯正治具5の材質としてステンレス鋼やセラミックス、CFRP(カーボンファイバー強化樹脂)等を採用しても良い。
It is optimal to use cemented carbide, more specifically tungsten carbide, as the material of the
矯正治具5は、多条溝ローラ3、4の下部の2箇所に設置した例を示したが、2ヶ所の矯正治具5を一体で製作して下部のワイヤ列全体を覆っても良い。一体とすることで、後述するアライメントを一度に調整できる。
Although the example in which the
次に矯正治具5の作用を説明する。図6(a)に多条溝ローラ3の近傍に配置した矯正治具5を示し、同図のA矢視図を図6(b)に示す。図6(b)では、矯正治具5の表面に施された溝(ハッチング部)のみを描いている。矯正治具5に設けられた複数の溝のそれぞれにワイヤ列の各ワイヤが1本ずつ走行するように矯正治具5が配されている。ワイヤ1の張力変化が原因で、本来の軌跡から外れようとしても、矯正治具5によって軌跡を拘束され、導かれる様に多条溝ローラ4のV溝にワイヤ1が収まる。この作用から考えて、矯正治具5の取り付けに当たっては、矯正治具5の溝が、ワイヤ1と平行であることが望ましい。
Next, the operation of the
矯正治具5の取り付けには、精密なアライメント調整が重要となる。そこで矯正治具5の下部に、x、y、zの直行3軸と、それらの各軸周りに回転するa、b、c軸の計6自由度の調整機能を有した機構部の一例であるステージ6を設けてもよい。ステージ6を図7に示す。なお、6自由度を有さず、特に重要な軸だけに省略した機構部でも良い。
Precise alignment adjustment is important for attaching the
ステージ6は、ワイヤ1の走行方向と、矯正治具5の溝とが、平行でかつ、溝中央にワイヤ1が嵌るようにアライメントを行う。こうして、通常のワイヤ走行時については、ワイヤ1と矯正治具5の溝が非接触状態となり、加工抵抗を増加させない。その一方で、ワイヤ1の軌道が、張力変化により乱れた際は、矯正治具5の溝の側壁とワイヤ1とが接触することで、「ワイヤ飛び」の発生を防止する。なお、矯正治具5の端が、多条溝ローラ3、4の回転軸を通る垂線より5mm程度内側(図1中gの位置)となるように配置すると「ワイヤ飛び」の抑制により効果的であることを発明者らは見出している。
The
更に、ワイヤ列の走行中にステージ6に矯正治具5のアライメントを修正させる制御部7を有してもよい。走行中にアライメントを修正することで、加工抵抗を低く保ちつつ、「ワイヤ飛び」の発生をより抑制できる。
Furthermore, you may have the control part 7 which corrects the alignment of the correction jig |
なお、本実施の形態において矯正治具5に施したワイヤ1を収める溝をU字型断面形状としたが、矩形の断面形状でもよい。U字型溝は、溝内にワイヤ1が収まると上下方向については拘束が無いので、アライメント調整が容易である。
In addition, although the groove | channel which accommodates the
なお、ワイヤ列の上側に矯正治具5を配置しても良いが、上側においては被加工物2の存在により「ワイヤ飛び」が生じにくいため、下側のみに矯正治具5を配置するのが望ましい。矯正治具5を下側のみにすることで、アライメント調整に要する工数を最小限に抑えられるといったメリットも得られる。より詳細な配置としては、ワイヤ1により形成されるワイヤ列が、水平に走行する第1ワイヤ列と、この第1ワイヤ列の重力方向下側に位置する第2ワイヤ列とを成し、そして、被加工物2は重力方向上側から第1ワイヤ列に押し付けられ、更に、矯正治具5は第2ワイヤ列の重力方向下側のみに配される。
The
本発明のワイヤソーは、半導体や金属などの加工に適用できる。 The wire saw of the present invention can be applied to processing of semiconductors and metals.
1 ワイヤ
2 被加工物
3 多条溝ローラ
4 多条溝ローラ
5 矯正治具
6 ステージ
7 制御部
1
Claims (5)
複数の溝が形成された治具を有し、
前記複数の溝のそれぞれに前記ワイヤ列の各ワイヤが1本ずつ走行するように前記治具が配され、
前記複数の溝の各溝の幅は、前記ワイヤの径よりも大であることを特徴とするワイヤソー。 In a wire saw that runs a wire row in which a number of wires are wound between a plurality of multi-slot groove rollers, presses the workpiece against the wire row, and processes the workpiece,
Having a jig in which a plurality of grooves are formed;
The jig is arranged so that each wire of the wire row runs one by one in each of the plurality of grooves,
The wire saw, wherein a width of each of the plurality of grooves is larger than a diameter of the wire.
前記治具の前記複数の溝の各溝の幅は、前記V溝の開口部の幅よりも小である、請求項1〜3のいずれか記載のワイヤソー。 The multi-groove roller is formed with a V-groove for holding the wire,
The wire saw according to any one of claims 1 to 3, wherein a width of each of the plurality of grooves of the jig is smaller than a width of an opening of the V groove.
前記被加工物は、重力方向上側から前記第1ワイヤ列に押し付けられ、
前記治具は、前記第2ワイヤ列の重力方向下側のみに配される、請求項1〜4のいずれか記載のワイヤソー。 The wire row has a first wire row that runs horizontally, and a second wire row that is located below the first wire row in the direction of gravity,
The workpiece is pressed against the first wire row from above in the direction of gravity,
The wire saw according to any one of claims 1 to 4, wherein the jig is disposed only on a lower side in the gravity direction of the second wire row.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2013266803A JP2015120232A (en) | 2013-12-25 | 2013-12-25 | Wire saw |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2013266803A JP2015120232A (en) | 2013-12-25 | 2013-12-25 | Wire saw |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2015120232A true JP2015120232A (en) | 2015-07-02 |
Family
ID=53532372
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2013266803A Pending JP2015120232A (en) | 2013-12-25 | 2013-12-25 | Wire saw |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2015120232A (en) |
-
2013
- 2013-12-25 JP JP2013266803A patent/JP2015120232A/en active Pending
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5072204B2 (en) | Method and wire saw apparatus for improving nanotopography of wafer surface | |
US20150283727A1 (en) | Method for slicing wafers from a workpiece using a sawing wire | |
US20180229320A1 (en) | Wire electrical discharge machining apparatus and method of manufacturing semiconductor wafer | |
US20150290728A1 (en) | Wire saw apparatus and cut-machining method | |
KR20180018735A (en) | Workpiece cutting method | |
KR102100839B1 (en) | Workpiece cutting method | |
JP2016143683A (en) | Wire-saw and wire groove skip preventing operation method | |
CN110856963A (en) | Multi-wire saw grooved wheel capable of cutting SiC with different thicknesses simultaneously | |
JP2015120232A (en) | Wire saw | |
JP5530946B2 (en) | Method for cutting multiple wafers from crystals of semiconductor material | |
JP2013154451A (en) | Roller for wire saw | |
JP6257839B1 (en) | Multi-wire travel module, method of using multi-wire travel module, and wire electric discharge machine | |
JP2005297156A (en) | Wire saw | |
JP2016015447A (en) | Wafer manufacturing method and apparatus | |
JP2013126704A (en) | Grooved roller and wire saw using the same | |
US11584037B2 (en) | Wire saw apparatus and method for manufacturing wafer | |
JP5347801B2 (en) | Wire saw | |
JP2013086233A (en) | Wire saw device and work plate used for the device | |
JP2020097106A (en) | Groove machining device using wire saw and method using the same | |
WO2014184753A1 (en) | Wire saw with slotted pulleys | |
JP2005014157A (en) | Multi-wire saw | |
JP2006255841A (en) | Wire guide member of wire saw | |
JP2013248702A (en) | Wire saw | |
JP5861062B2 (en) | Wire saw and silicon manufacturing method using wire saw | |
EP3023184A1 (en) | Method and device for cutting workpieces |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
RD01 | Notification of change of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7421 Effective date: 20160519 |