JP2015145042A - wire tool - Google Patents
wire tool Download PDFInfo
- Publication number
- JP2015145042A JP2015145042A JP2014018730A JP2014018730A JP2015145042A JP 2015145042 A JP2015145042 A JP 2015145042A JP 2014018730 A JP2014018730 A JP 2014018730A JP 2014018730 A JP2014018730 A JP 2014018730A JP 2015145042 A JP2015145042 A JP 2015145042A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- water
- wire
- metal layer
- absorbing filler
- wire tool
- 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
Landscapes
- Polishing Bodies And Polishing Tools (AREA)
- 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、太陽電池用シリコン、半導体用シリコン、磁性体、サファイア、ＳｉＣなどのインゴットをスライス加工する際に使用するワイヤー工具に関する。 The present invention relates to a wire tool used when slicing ingots such as silicon for solar cells, silicon for semiconductors, magnetic materials, sapphire, and SiC.
太陽電池用シリコン、半導体用シリコン、磁性体、サファイア、ＳｉＣなどのインゴット（加熱溶融して鋳型に流し込んで固化させて形成した塊状体）をスライス加工する際に使用するワイヤー工具については、芯線の外周に砥粒をレジンボンドで固着したレジンワイヤー工具と、砥粒をメッキで固着した電着ワイヤー工具とに大別される。 For wire tools used when slicing ingots (a lump formed by heating and melting, pouring into a mold and solidifying) such as silicon for solar cells, silicon for semiconductors, magnetic materials, sapphire, and SiC, It is roughly divided into a resin wire tool in which abrasive grains are fixed to the outer periphery by resin bond and an electrodeposition wire tool in which abrasive grains are fixed by plating.
特許文献１，２などに記載されている電着ワイヤー工具は、砥粒保持力が強く、加工効率が高いなどの長所を有するが、柔軟性が低く、捩れに対して弱いという短所がある。また、レジンワイヤー工具は比較的安価な合成樹脂で砥粒が固着されているのに対し、電着ワイヤー工具は比較的高価な金属で砥粒が固着されているため、電着ワイヤー工具は材料コストが高く、製品価格も高価であることが知られている。 The electrodeposition wire tools described in Patent Documents 1 and 2 have advantages such as a strong abrasive grain holding force and high processing efficiency, but have a disadvantage that they are low in flexibility and weak against twisting. In addition, resin wire tools are relatively inexpensive synthetic resin with abrasive grains fixed, whereas electrodeposition wire tools are relatively expensive metal with abrasive grains fixed. It is known that the cost is high and the product price is also expensive.
特許文献３には、砥粒の結合材として金属を使用し、砥粒層の中にフィラーとしてＳｉＣ、ＳｉＯ2、Ａｌ2Ｏ3などの硬質粒子が入れられた研削砥石が記載されている。特許文献４には、超砥粒より硬度の低いセラミックスフィラーを電鋳金属中に分散させることによってヤング率を低め、切断作業時に大きな力を受けても弾性変形で吸収できるようにした電鋳薄刃砥石が記載されている。 Patent Document 3 describes a grinding wheel in which a metal is used as a binder for abrasive grains and hard particles such as SiC, SiO 2 , and Al 2 O 3 are contained as fillers in an abrasive grain layer. Patent Document 4 discloses an electroformed thin blade in which a ceramic filler having a hardness lower than that of superabrasive grains is dispersed in an electroformed metal to lower the Young's modulus and can be absorbed by elastic deformation even when a large force is applied during a cutting operation. A grindstone is described.
特許文献５，６には、ボンドの強度を高め、芯線から砥粒が脱落するのを防止するために、レジンボンド中にＳｉＣ、ＳｉＯ2、Ａｌ2Ｏ3などをフィラーとして添加したワイヤソーが記載されている。 Patent Documents 5 and 6 describe a wire saw in which SiC, SiO 2 , Al 2 O 3 or the like is added as a filler in a resin bond in order to increase the bond strength and prevent the abrasive grains from falling off the core wire. Has been.
特許文献７には、メッキに要する時間を短縮して生産性を向上させるとともに、砥粒の凝集を防止して切断性能を向上させるため、芯線の周囲に、砥粒と、シリカまたはアルミナなどの無機質の微粒子とをニッケルメッキにより固着した電着ワイヤソーが記載されている。 In Patent Document 7, in order to improve productivity by shortening the time required for plating, and to improve cutting performance by preventing agglomeration of abrasive grains, around the core wire, abrasive grains and silica or alumina are used. An electrodeposited wire saw in which inorganic fine particles are fixed by nickel plating is described.
特許文献８には、工作物の形状精度が劣化するのを抑制するため、工作物に対して化学的作用を及ぼす液状物質を内包したマイクロカプセルと砥粒とを結合剤中に分散添加した砥粒工具が記載されている。 In Patent Document 8, in order to suppress deterioration of the accuracy of the shape of a workpiece, an abrasive in which a microcapsule containing a liquid substance having a chemical action on the workpiece and abrasive grains are dispersed and added in a binder. A grain tool is described.
特許文献９には、切れ味と剛性を向上させるため、電鋳薄刃砥石の砥粒層を形成する金属メッキ相中に、超砥粒と砥石用フィラーとを分散配置したメタルボンド砥石が記載されている。 Patent Document 9 describes a metal bond grindstone in which superabrasive grains and a filler for a grindstone are dispersedly arranged in a metal plating phase forming an abrasive grain layer of an electroformed thin blade grindstone in order to improve sharpness and rigidity. Yes.
ワイヤー工具を用いて被加工物（シリコンインゴットなど）をスライス加工する際には、クーラントが使用されるが、従来のワイヤー工具の場合、切断加工が行われている部分にクーラントが十分に供給され難いので、切断加工部分の温度が過熱し、砥粒が摩擦摩耗して、切れ味が悪化したり、工具寿命が低下したりするという問題がある。 When slicing a workpiece (such as a silicon ingot) using a wire tool, coolant is used, but in the case of a conventional wire tool, the coolant is sufficiently supplied to the part that is being cut. Since it is difficult, there is a problem that the temperature of the cut portion is overheated, the abrasive grains are frictionally worn, the sharpness is deteriorated, and the tool life is reduced.
一方、特許文献３記載の発明は、フィラーとして、ＳｉＣ，ＳｉＯ2，Ａｌ2Ｏ3などの硬質粒子を用いるものであり、特許文献４記載の発明は、金属結合層中にセラミックスのフィラーを分散配置するものであるが、特許文献３記載の研削砥石、及び、特許文献４記載の電鋳薄刃砥石は、ワイヤー工具と形状、用途が全く異なっているため、ワイヤー工具に関する前述した問題（クーラント不足による過熱に起因する切れ味の悪化及び工具寿命の低下）を特許文献３，４記載の技術で解決することはできない。 On the other hand, the invention described in Patent Document 3 uses hard particles such as SiC, SiO 2 , and Al 2 O 3 as the filler. The invention described in Patent Document 4 disperses the ceramic filler in the metal bonding layer. Although the grinding wheel described in Patent Literature 3 and the electroformed thin blade grinding stone described in Patent Literature 4 are completely different from the wire tool in shape and application, the above-mentioned problems related to the wire tool (insufficient coolant) The technique described in Patent Documents 3 and 4 cannot solve the deterioration of sharpness and the reduction of tool life caused by overheating due to the above.
また、特許文献５，６記載の発明は、レジンワイヤー工具のレジンボンド中にＳｉＣ，ＳｉＯ2，Ａｌ2Ｏ3などのフィラーを添加したものであるが、これらの発明は、ボンドの強度を高めて、芯線からの砥粒脱落を防止することを目的としているため、切断加工中のクーラント不足による過熱に起因する切れ味の悪化及び工具寿命の低下を防止することはできない。 The inventions described in Patent Documents 5 and 6 are obtained by adding fillers such as SiC, SiO 2 and Al 2 O 3 to the resin bond of the resin wire tool. However, these inventions increase the bond strength. Therefore, since the purpose is to prevent the abrasive grains from falling off the core wire, it is not possible to prevent deterioration of sharpness and tool life due to overheating due to insufficient coolant during cutting.
また、特許文献７記載の発明は、芯線の周囲に、砥粒と、シリカまたはアルミナなどの無機質の微粒子とをニッケルメッキで固着することにより、メッキ時間の短縮、砥粒の凝集防止を図るものであるため、切断加工中のクーラント不足による過熱に起因する切れ味の悪化及び工具寿命の低下を防止することはできない。 Further, the invention described in Patent Document 7 is intended to shorten the plating time and prevent the aggregation of the abrasive grains by fixing the abrasive grains and inorganic fine particles such as silica or alumina by nickel plating around the core wire. Therefore, it is not possible to prevent deterioration in sharpness and tool life due to overheating due to insufficient coolant during cutting.
さらに、特許文献８記載の発明は、工作物に対して化学的作用を及ぼす液状物質を内包したマイクロカプセルと砥粒とを結合剤中に分散添加することによって、工作物の形状精度が劣化するのを抑制するものであり、特許文献９記載の発明は、電鋳薄刃砥石の砥粒層を形成する金属メッキ相中に、超砥粒と砥石用フィラーとを分散配置することにより、切れ味と剛性を向上させるものであるため、切断加工中のクーラント不足による過熱に起因する切れ味の悪化及び工具寿命の低下を防止することはできない。 Further, in the invention described in Patent Document 8, the shape accuracy of the workpiece is deteriorated by dispersing and adding microcapsules and abrasive grains containing a liquid substance having a chemical action on the workpiece into the binder. In the invention described in Patent Literature 9, the superabrasive grains and the filler for the grindstone are dispersed and arranged in the metal plating phase forming the abrasive grain layer of the electroformed thin blade grindstone. Since the rigidity is improved, it is impossible to prevent deterioration in sharpness and tool life due to overheating due to insufficient coolant during cutting.
そこで、本発明が解決しようとする課題は、切れ味が良好で、工具寿命が長く、電着金属量の低減も図ることができるワイヤー工具を提供することにある。 Therefore, the problem to be solved by the present invention is to provide a wire tool that has good sharpness, has a long tool life, and can reduce the amount of electrodeposited metal.
本発明のワイヤー工具は、芯線の外周に電着金属で砥粒を固着して形成された砥粒層を有するワイヤー工具であって、前記電着金属層が吸水性フィラーを含有することを特徴する。 The wire tool of the present invention is a wire tool having an abrasive grain layer formed by fixing abrasive grains with an electrodeposited metal on the outer periphery of a core wire, wherein the electrodeposited metal layer contains a water-absorbing filler. To do.
このような構成とすれば、切断加工中のワイヤー工具の砥粒層上に常に冷却水（クーラント）が存在する状態を保つことが可能となり、クーラント不足による過熱が発生しなくなるので、過熱に起因する砥粒の摩擦摩耗が低減され、切れ味が良好に維持され、工具寿命も長くなる。また、吸水性フィラーが存在することにより、電気メッキによって形成される電着金属層量を低減することもできる。 With such a configuration, it is possible to maintain a state in which cooling water (coolant) is always present on the abrasive layer of the wire tool being cut, and overheating due to insufficient coolant will not occur. The frictional wear of the abrasive grains to be reduced is reduced, the sharpness is maintained well, and the tool life is extended. In addition, the presence of the water-absorbing filler can reduce the amount of the electrodeposited metal layer formed by electroplating.
ここで、前記吸水性フィラーが非導電性の多孔性無機水和物を含むものであることが望ましい。 Here, it is desirable that the water-absorbing filler contains a non-conductive porous inorganic hydrate.
このような構成とすれば、前記吸水性フィラーに含まれる、表面積の広い多孔性無機水和物が多量の水分子を吸着することができるので、冷却性を高めることができる。また、多孔性無機水和物が非導電性であることにより、電気メッキにより電着金属層を形成する工程において、吸水性フィラー上に電着金属がメッキされることなく、吸水性フィラーが露出した状態に保たれるので、完成したワイヤー工具は、ツルーイングなどの後処理を施すことなく、吸水機能を発揮することができる。 With such a configuration, the porous inorganic hydrate having a large surface area contained in the water-absorbing filler can adsorb a large amount of water molecules, so that the cooling performance can be improved. Further, since the porous inorganic hydrate is non-conductive, the water-absorbing filler is exposed without plating the electrodeposited metal on the water-absorbing filler in the step of forming the electrodeposited metal layer by electroplating. Therefore, the completed wire tool can exhibit a water absorption function without performing post-treatment such as truing.
また、前記多孔性無機水和物は気孔率２０％〜５０％のシリカゲル、アロフェン、アルミノシリケート、水酸化カルシウム若しくは水和物ゼオライトのうちのいずれか１以上であることが望ましい。 The porous inorganic hydrate is preferably one or more of silica gel, allophane, aluminosilicate, calcium hydroxide or hydrated zeolite having a porosity of 20% to 50%.
シリカゲル、アロフェン、アルミノシリケート、水酸化カルシウム及び水和物ゼオライトは優れた吸水性を有するので、これらの物質の多孔性無機水和物を吸水性フィラーとして用いれば、十分な冷却機能を得ることができる。なお、多孔性無機水和物の気孔率が２０％未満であると多孔性無機水和物中に連通孔が形成されないので吸水性が発揮されず、５０％を超えると多孔性無機水和物の強度が弱くなることを実験的に確認している。 Silica gel, allophane, aluminosilicate, calcium hydroxide and hydrated zeolite have excellent water absorption, so that porous inorganic hydrates of these substances can be used as a water absorbing filler to obtain a sufficient cooling function. it can. In addition, if the porosity of the porous inorganic hydrate is less than 20%, no pores are formed in the porous inorganic hydrate, so that water absorption is not exhibited. It has been experimentally confirmed that the strength of is weakened.
一方、前記電着金属層が、ニッケル、銅、亜鉛、リンのうちの少なくとも一つを含むものであることが望ましい。 On the other hand, it is desirable that the electrodeposited metal layer contains at least one of nickel, copper, zinc, and phosphorus.
このような構成とすれば、砥粒を強固に保持することができるので、優れた切れ味を維持することができ、工具寿命の向上にも有効である。 With such a configuration, the abrasive grains can be held firmly, so that an excellent sharpness can be maintained and the tool life is also improved.
また、前記吸水性フィラーの外径が前記砥粒の平均粒子径以下であることが望ましい。ここで、前記平均粒子径は、株式会社堀場製作所のレーザ回析／散乱式粒度分布測定装置（ＬＡ−９２０）を用いて測定した値とする。 Moreover, it is desirable that the outer diameter of the water-absorbing filler is not more than the average particle diameter of the abrasive grains. Here, let the said average particle diameter be the value measured using the laser diffraction / scattering type particle size distribution measuring apparatus (LA-920) of Horiba, Ltd.
このような構成とすれば、被加工物（例えば、シリコンやサファイアのインゴットなど）を研削する場合、砥粒の平均粒子径以下の外径である吸水性フィラーは、被加工物に接触しないので、吸水性フィラーに起因する研削抵抗が発生せず、切れ味が向上する。なお、吸水性フィラーの総数の２／３以上の外径が砥粒の平均粒子径を超えると、砥粒を芯線の外周に電着固定することができなくなるので、吸水性フィラーの外径は砥粒の平均粒子径以下であることが望ましい。 With such a configuration, when grinding a workpiece (for example, silicon or sapphire ingot), the water-absorbing filler having an outer diameter equal to or smaller than the average particle diameter of the abrasive grains does not contact the workpiece. Further, grinding resistance due to the water-absorbing filler does not occur, and sharpness is improved. If the outer diameter of 2/3 or more of the total number of water-absorbing fillers exceeds the average particle diameter of the abrasive grains, the abrasive grains cannot be electrodeposited and fixed on the outer periphery of the core wire. It is desirable that it is less than the average particle diameter of abrasive grains.
さらに、記吸水性フィラーが真球形状であり、前記電着金属層の厚みが前記吸水性フィラーの平均粒子径以下であって前記砥粒及び前記吸水性フィラーが単層であることが望ましい。 Further, it is desirable that the water-absorbing filler has a spherical shape, the thickness of the electrodeposited metal layer is not more than the average particle diameter of the water-absorbing filler, and the abrasive grains and the water-absorbing filler are single layers.
吸水性フィラーが真球形状であれば、表面積が最も狭くなるので、研削抵抗になり難く、切れ味の向上に有効である。また、前記電着金属層の厚みが前記吸水性フィラーの平均粒子径以下であって前記砥粒及び前記吸水性フィラーが単層であれば、吸水性フィラーの一部が電着金属層から露出した状態となるので、吸水性を確保する上で有効である。 If the water-absorbing filler has a spherical shape, the surface area is the narrowest, so that it is difficult to cause grinding resistance and is effective in improving sharpness. Further, if the thickness of the electrodeposited metal layer is equal to or less than the average particle diameter of the water-absorbing filler and the abrasive grains and the water-absorbing filler are single layers, a part of the water-absorbing filler is exposed from the electrodeposited metal layer. Therefore, it is effective in securing water absorption.
なお、前記電着金属層の厚みを１００μｍ以下とすれば、芯線の周面に形成された電着金属層の柔軟性を維持することができるため、捻回力が与えられたときの芯線からの電着金属層の剥離をなくし、砥粒を保持することができる。また、前記電着金属層中に含有された前記吸水性フィラーの割合が５ｖｏｌ％未満であると冷却機能が低下し、３０ｖｏｌ％を超えると電着金属層の強度が低下するので、電着金属層中に含有された吸水性フィラーの割合は５ｖｏｌ％〜３０ｖｏｌ％の範囲内が好適である。 In addition, since the flexibility of the electrodeposited metal layer formed on the peripheral surface of the core wire can be maintained if the thickness of the electrodeposited metal layer is 100 μm or less, the thickness from the core wire when a twisting force is applied is increased. Peeling of the electrodeposited metal layer can be eliminated and the abrasive grains can be retained. Further, if the ratio of the water-absorbing filler contained in the electrodeposited metal layer is less than 5 vol%, the cooling function is lowered, and if it exceeds 30 vol%, the strength of the electrodeposited metal layer is lowered. The proportion of the water-absorbing filler contained in the layer is preferably in the range of 5 vol% to 30 vol%.
本発明により、切れ味が良好で、工具寿命が長く、電着金属量の低減も図ることができるワイヤー工具を提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide a wire tool that has good sharpness, has a long tool life, and can reduce the amount of electrodeposited metal.
以下、図面に基づいて、本発明の実施形態について説明する。本実施形態のワイヤー工具１００は、芯線１の外周１ａに電着金属層３０で砥粒２０を固着して形成された砥粒層５０を有し、電着金属層３０が吸水性フィラー４０を含有している。吸水性フィラー４０は、非導電性の多孔性無機水和物である気孔率３５％の球状シリカゲルである。電着金属層３０は、ニッケルメッキによって形成されている。また、吸水性フィラー４０の外径は、砥粒２０の平均粒子径以下である。なお、前記平均粒子径は、株式会社堀場製作所のレーザ回析／散乱式粒度分布測定装置（ＬＡ−９２０）を用いて測定した値であり、以下に示す平均粒子径についても、同様である。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. The wire tool 100 of this embodiment has an abrasive grain layer 50 formed by adhering abrasive grains 20 to an outer periphery 1a of a core wire 1 with an electrodeposited metal layer 30, and the electrodeposited metal layer 30 has a water absorbing filler 40. Contains. The water-absorbing filler 40 is a spherical silica gel having a porosity of 35%, which is a non-conductive porous inorganic hydrate. The electrodeposited metal layer 30 is formed by nickel plating. Further, the outer diameter of the water-absorbing filler 40 is equal to or less than the average particle diameter of the abrasive grains 20. In addition, the said average particle diameter is the value measured using the laser diffraction / scattering type | formula particle size distribution measuring apparatus (LA-920) of Horiba, Ltd., The same is true also about the average particle diameter shown below.
吸水性フィラー４０は真球形状であり、電着金属層３０の厚みが１００μｍ以下であってその一部が電着金属層３０から露出した状態にあり、電着金属層３０中に含有された吸水性フィラー４０の割合は５ｖｏｌ％〜３０ｖｏｌ％の範囲内で変更可能であるが、ワイヤー工具１００においては１０ｖｏｌ％としている。また、砥粒２０及び吸水性フィラー４０は単層である。 The water-absorbing filler 40 has a true spherical shape, and the thickness of the electrodeposited metal layer 30 is 100 μm or less, and a part thereof is exposed from the electrodeposited metal layer 30 and is contained in the electrodeposited metal layer 30. The ratio of the water-absorbing filler 40 can be changed within the range of 5 vol% to 30 vol%, but in the wire tool 100, the ratio is 10 vol%. Moreover, the abrasive grain 20 and the water absorbing filler 40 are a single layer.
このような構成とすれば、後述する図５に示すように、ワイヤー工具１００を用いてワーク６５（サファイアインゴット）を切断加工しているとき、切断加工中のワイヤー工具１００の砥粒層５０上に常に冷却水（クーラント）が存在する状態が保たれ、クーラント不足による過熱が発生しなくなるので、過熱に起因する砥粒２０の摩擦摩耗が低減され、切れ味が良好に維持され、工具寿命も長くなる。また、吸水性フィラー４０が存在することにより、電気メッキによって形成される電着金属層３０の量を低減することもできる。 With such a configuration, as shown in FIG. 5 to be described later, when the workpiece 65 (sapphire ingot) is being cut using the wire tool 100, the abrasive layer 50 of the wire tool 100 being cut is processed. In this case, the cooling water (coolant) is always present and no overheating due to insufficient coolant is generated, so that the frictional wear of the abrasive grains 20 due to overheating is reduced, the sharpness is maintained well, and the tool life is extended. Become. In addition, the presence of the water-absorbing filler 40 can reduce the amount of the electrodeposited metal layer 30 formed by electroplating.
また、吸水性フィラー４０が非導電性の多孔性無機水和物である球状シリカゲルであるため、吸水性に優れ、表面積の広い球状シリカゲルが多量の水分子を吸着することができ、冷却性を高めることができる。また、球状シリカゲルが非導電性であることにより、電気メッキにより電着金属層３０を形成する工程において、吸水性フィラー４０上に電着金属（ニッケル）がメッキされることなく、図１に示すように、吸水性フィラー４０が電着金属層３０の表面３０ａから露出した状態に保たれるので、完成したワイヤー工具１００は、ツルーイングなどの後処理を施すことなく、吸水機能を発揮し、優れた冷却性を得ることができる。 Further, since the water-absorbing filler 40 is a spherical silica gel which is a non-conductive porous inorganic hydrate, the water-absorbing filler 40 is excellent in water absorption and has a large surface area and can adsorb a large amount of water molecules, thereby improving the cooling performance. Can be increased. Further, since the spherical silica gel is non-conductive, the electrodeposited metal (nickel) is not plated on the water absorbing filler 40 in the step of forming the electrodeposited metal layer 30 by electroplating, as shown in FIG. As described above, since the water-absorbing filler 40 is kept exposed from the surface 30a of the electrodeposited metal layer 30, the completed wire tool 100 exhibits a water-absorbing function without performing post-treatment such as truing, and is excellent. Cooling performance can be obtained.
なお、吸水性フィラー４０を構成する多孔性無機水和物としては、前述した球状シリカゲルのほかに、アロフェン、アルミノシリケート、水酸化カルシウム若しくは水和物ゼオライトなどを使用することもできる。 As the porous inorganic hydrate constituting the water-absorbing filler 40, allophane, aluminosilicate, calcium hydroxide, hydrate zeolite, or the like can be used in addition to the spherical silica gel described above.
一方、電着金属層３０はニッケルで形成されているため、砥粒２０を強固に保持することができ、優れた切れ味を維持し、工具寿命の向上にも有効である。電着金属層３０は、ニッケルのほかに、銅、亜鉛、リンのうちの少なくとも一つを含むもので形成することができる。 On the other hand, since the electrodeposited metal layer 30 is formed of nickel, the abrasive grains 20 can be firmly held, and an excellent sharpness can be maintained and the tool life can be improved. The electrodeposited metal layer 30 can be formed of a material containing at least one of copper, zinc, and phosphorus in addition to nickel.
また、吸水性フィラー４０の外径（平均粒子径２０μｍ）は、砥粒２０の平均粒子径３５μｍ以下であるため、図５に示すように、ワーク６５（サファイアインゴット）を研削する場合、砥粒２０の平均粒子径（３５μｍ）以下の外径（２０μｍ）である吸水性フィラー４０は、ワーク６５に接触しないので、吸水性フィラー４０に起因する研削抵抗が発生せず、切れ味が良好である。 Moreover, since the outer diameter (average particle diameter 20 micrometers) of the water absorbing filler 40 is 35 micrometers or less of the average particle diameter of the abrasive grains 20, as shown in FIG. 5, when grinding the workpiece 65 (sapphire ingot), the abrasive grains Since the water-absorbing filler 40 having an outer diameter (20 μm) of 20 average particle diameter (35 μm) or less does not come into contact with the workpiece 65, the grinding resistance due to the water-absorbing filler 40 does not occur and the sharpness is good.
さらに、吸水性フィラー４０が真球形状であることにより、表面面積が最も狭くなるので、研削抵抗になり難く、切れ味の向上に有効である。電着金属層３０の厚みが１４μｍ（１００μｍ以下）であって、電着金属層３０中に含有されている吸水性フィラー４０の割合が１０ｖｏｌ％であることにより、優れた過熱防止機能（冷却機構）及び良好な切れ味を得ることができる。なお、電着金属層３０の厚みを１４μｍとしたことにより、芯線１の周面に形成された電着金属層３０は柔軟性が良好であるため、捻回力が与えられたときの芯線１からの電着金属層３０の剥離が発生せず、砥粒２０の保持力が高い。 Furthermore, since the water-absorbing filler 40 has a spherical shape, the surface area is the narrowest, so that it is difficult to cause grinding resistance and is effective in improving sharpness. Since the thickness of the electrodeposited metal layer 30 is 14 μm (100 μm or less) and the ratio of the water-absorbing filler 40 contained in the electrodeposited metal layer 30 is 10 vol%, an excellent overheating prevention function (cooling mechanism) ) And good sharpness can be obtained. In addition, since the thickness of the electrodeposited metal layer 30 is 14 μm, the electrodeposited metal layer 30 formed on the peripheral surface of the core wire 1 has good flexibility, and therefore, from the core wire 1 when a twisting force is applied. No peeling of the electrodeposited metal layer 30 occurs and the holding power of the abrasive grains 20 is high.
ここで、図２，図４に基づいて、本実施形態のワイヤー工具１００の製造方法について説明する。図２に示すように、芯線１であるピアノ線（線径φ１８０μｍ）を、線速３０ｍ／ｍｉｎにて連続的に供給し、脱脂槽２、酸洗浄槽３にて、順次、芯線１の外周を洗浄し、芯線１の外周の汚れや油脂などを除去する。酸洗浄槽３を出た芯線１は溶液塗布槽４に送られ、ここで、芯線１の外周に溶液（図示せず）が塗布され、溶液塗布槽４の後に配置されたダイス５において余分な溶液が除去される。なお、前記溶液は、ペンタエリスリトールトリアクリレート樹脂１質量％をアルコールに溶解したものを用いたが、これに限定するものではない。 Here, based on FIG. 2, FIG. 4, the manufacturing method of the wire tool 100 of this embodiment is demonstrated. As shown in FIG. 2, a piano wire (wire diameter φ180 μm), which is the core wire 1, is continuously supplied at a wire speed of 30 m / min, and the outer circumference of the core wire 1 sequentially in the degreasing tank 2 and the acid cleaning tank 3. Is cleaned to remove dirt, oil, and the like on the outer periphery of the core wire 1. The core wire 1 exiting the acid cleaning tank 3 is sent to a solution application tank 4 where a solution (not shown) is applied to the outer periphery of the core wire 1 and is extra in a die 5 disposed after the solution application tank 4. The solution is removed. In addition, although the said solution used what melt | dissolved 1 mass% of pentaerythritol triacrylate resins in alcohol, it does not limit to this.
この後、ダイヤ吹付槽６において、吹き付け法により、ダイヤモンド砥粒２０（平均粒子径３５μｍ）及び吸水性フィラー（球状シリカゲル）４０が仮固着され、図４（ａ）に示すような状態となる。ダイヤ吹付槽６においては、ダイヤモンド砥粒２０中に吸水性フィラー（球状シリカゲル）４０（平均粒子径２０μｍ）が添加された状態で吹き付けられるので、ダイヤモンド砥粒２０及び吸水性フィラー（球状シリカゲル）４０を同時に吹き付け、仮固着することができる。ここで、ダイヤモンド砥粒２０の表面は導電性物質で被覆されているが、吸水性フィラー（球状シリカゲル）４０は非導電性である。 Thereafter, in the diamond spray tank 6, the diamond abrasive grains 20 (average particle diameter 35 μm) and the water-absorbing filler (spherical silica gel) 40 are temporarily fixed by a spraying method, resulting in a state as shown in FIG. In the diamond spray tank 6, since the water-absorbing filler (spherical silica gel) 40 (average particle diameter 20 μm) is added to the diamond abrasive grains 20, the diamond abrasive grains 20 and the water-absorbing filler (spherical silica gel) 40 are sprayed. Can be simultaneously sprayed and temporarily fixed. Here, the surface of the diamond abrasive grains 20 is coated with a conductive material, but the water-absorbing filler (spherical silica gel) 40 is non-conductive.
この後、メッキ槽７において、電流密度５０．７Ａ／ｄｍ2にて、ニッケルメッキを施した後、脱脂槽８及び洗浄槽９を通過させると、図４（ｂ）に示すように、ダイヤモンド砥粒２０及び吸水性フィラー（球状シリカゲル）４０が電着金属層３０で固着された状態のワイヤー工具１００が形成される。 Then, after nickel plating was performed in the plating tank 7 at a current density of 50.7 A / dm 2 , when the degreasing tank 8 and the cleaning tank 9 were passed, as shown in FIG. The wire tool 100 in a state where the grains 20 and the water-absorbing filler (spherical silica gel) 40 are fixed by the electrodeposited metal layer 30 is formed.
また、比較例として、吸水性フィラー４０として、球状シリカゲル（気孔率３５％）４０の代わりに球状シリカ（気孔率０．１％）を使用し、図２に示す工程と同様の工程を経て、ワイヤー工具２００を製作し、後述する試験に供した。なお、本実施形態の説明中に記載している気孔率は「株式会社島津製作所」の自動ポロシメータ「オートポアIV９５００シリーズ」を用いて測定したものである。 As a comparative example, spherical silica (porosity 0.1%) is used as the water-absorbent filler 40 instead of spherical silica gel (porosity 35%) 40, and the same process as shown in FIG. The wire tool 200 was manufactured and used for the test mentioned later. The porosity described in the description of this embodiment is measured using an automatic porosimeter “Autopore IV9500 series” of “Shimadzu Corporation”.
ここで、図３に基づいて、従来のワイヤー工具１３の製造方法について説明する。図３に示すように、芯線１であるピアノ線（線径φ１８０μｍ）を、線速３０ｍ／ｍｉｎにて連続的に供給し、脱脂槽２、酸洗浄槽３にて、順次、芯線１の外周を洗浄し、芯線１の外周の汚れや油脂などを除去した後、下地メッキ槽１１にて下地メッキを行った後、電気泳動槽１２において、ダイヤモンド砥粒（粒度３０／４０）が電気泳動法によって仮固着される。この後、メッキ槽７においてニッケルメッキ（電流密度５０．７Ａ／ｄｍ2）を行うことによってダイヤモンド砥粒を固着した後、脱脂槽８及び洗浄槽９を通過するとワイヤー工具１３が完成する。 Here, based on FIG. 3, the manufacturing method of the conventional wire tool 13 is demonstrated. As shown in FIG. 3, a piano wire (wire diameter φ180 μm), which is the core wire 1, is continuously supplied at a wire speed of 30 m / min, and the outer circumference of the core wire 1 sequentially in the degreasing tank 2 and the acid cleaning tank 3. After removing dirt and oil on the outer periphery of the core wire 1 and performing base plating in the base plating tank 11, diamond abrasive grains (particle size 30/40) are electrophoresed in the electrophoresis tank 12. Is temporarily fixed. Thereafter, after the diamond abrasive grains are fixed by performing nickel plating (current density 50.7 A / dm 2 ) in the plating tank 7, the wire tool 13 is completed when passing through the degreasing tank 8 and the cleaning tank 9.
次に、図２に示す工程を経て製造されたワイヤー工具１００，２００、及び、図３に示す工程を経て製造された従来のワイヤー工具１３について、図５に示すワイヤソー６０を用いてワーク６５（φ２ｉｎｃｈのサファイアインゴット）の切断加工を行い、冷却性の評価を行った。 Next, the wire tools 100 and 200 manufactured through the process shown in FIG. 2 and the conventional wire tool 13 manufactured through the process shown in FIG. A φ2 inch sapphire ingot was cut and the cooling performance was evaluated.
ワイヤソー６０はＤＷＴ社（ダイヤモンドワイヤーテクノロジー社）の自動式ダイヤモンドワイヤーソー（ＣＳ−４００型）であり、これにワイヤー工具１００，２００，１３をそれぞれセットして、ワーク６５（φ２ｉｎｃｈのサファイアインゴット）の切断加工を行った。 The wire saw 60 is an automatic diamond wire saw (CS-400 type) manufactured by DWT (Diamond Wire Technology). The wire tools 100, 200, and 13 are respectively set on the wire saw 60 and the workpiece 65 (φ2 inch sapphire ingot) Cutting was performed.
図５に示すように、ワイヤソー６０において、複数のプーリ６４ａ，６４ｂの間隔は３００ｍｍであり、切断加工中は、供給ガイド６２からそれぞれプーリ６４ａ，６４ｂに対して、直接、クーラント６６（ノリタケクール）が各０．４Ｌ／ｍｉｎで供給される。ワイヤー工具１００，２００，１３の線速は３５０ｍ／ｍｉｎであり、ワイヤーテンションは１３Ｎである。 As shown in FIG. 5, in the wire saw 60, the intervals between the plurality of pulleys 64a and 64b are 300 mm, and during the cutting process, the coolant 66 (Noritake Cool) directly from the supply guide 62 to the pulleys 64a and 64b, respectively. Are supplied at 0.4 L / min. The wire tools 100, 200, and 13 have a linear velocity of 350 m / min and a wire tension of 13N.
図５に示すように、ワーク６５の切断加工を行い、切断後、速やかにクーラント６６の供給を止め、ワーク６５内部の切断領域６３（ワイヤー工具１００，２００，１３がワーク６５に当接している領域）付近の温度を、切断加工開始後から１０分、２０分、３０分、４０分及び５０分経過する度に測定したところ、表１に示すような結果が得られた。なお、切断領域６３付近の温度測定は、エー・アンド・デイ社のレーザーマーカー付き赤外線放射温度計（ＡＤ−５６１１Ａ）を用いて行った。１０分ごとに温度を測定することにより、切断作業中のワイヤー工具１００，２００，１３に伴うクーラント持ち込みによる冷却性を評価した。 As shown in FIG. 5, the workpiece 65 is cut, and after the cutting, the supply of the coolant 66 is stopped immediately, and the cutting area 63 (the wire tools 100, 200, and 13 are in contact with the workpiece 65 inside the workpiece 65. When the temperature in the vicinity of (region) was measured every 10 minutes, 20 minutes, 30 minutes, 40 minutes and 50 minutes after the start of cutting, the results shown in Table 1 were obtained. The temperature in the vicinity of the cutting region 63 was measured using an infrared radiation thermometer with a laser marker (AD-5611A) manufactured by A & D. By measuring the temperature every 10 minutes, the cooling performance by bringing in the coolant accompanying the wire tools 100, 200, and 13 during the cutting operation was evaluated.
（表１）ワイヤー工具の冷却性の評価結果
(Table 1) Evaluation results of cooling performance of wire tools
表１を見ると、ワイヤー工具１００を用いてワーク６５を切断した場合、切断領域６３の温度は、１０分経過した時点で２２．３℃であり、４０分経過後は最大２５．１℃まで上昇しているが、５０分経過後は２４．８℃まで低下しているので、概ね、２０．３〜２５．１℃の範囲内に保たれているのが分かる。 As shown in Table 1, when the workpiece 65 is cut using the wire tool 100, the temperature of the cutting region 63 is 22.3 ° C. when 10 minutes have elapsed, and up to 25.1 ° C. after 40 minutes. Although it has risen, it has been lowered to 24.8 ° C. after 50 minutes, so that it can be seen that the temperature is generally kept within the range of 20.3 to 25.1 ° C.
また、ワイヤー工具２００を用いてワーク６５を切断した場合、切断領域６３の温度は、１０分経過した時点で２１．３℃であるが、２０分経過後に３１．９℃まで上昇し、４０分経過後は最大３５．２℃まで上昇しているが、５０分経過後は３４．７℃まで低下しているので、概ね、２１．０〜３５．２℃の範囲内に保たれているのが分かる。 Moreover, when the workpiece | work 65 is cut | disconnected using the wire tool 200, the temperature of the cutting | disconnection area | region 63 is 21.3 degreeC when 10 minutes pass, but rises to 31.9 degreeC after 20 minutes passes, and 40 minutes Although it has risen to a maximum of 35.2 ° C after the lapse of time, it has decreased to 34.7 ° C after the lapse of 50 minutes. I understand.
一方、ワイヤー工具１３を用いてワーク６５を切断した場合、切断領域６３の温度は、１０分経過した時点で２０．２℃であるが、２０分経過後は３０.９℃まで急上昇し、５０分経過後は最大３５．１℃まで上昇しているので、切断作業中は、３０．９℃を超えているのが分かる。 On the other hand, when the workpiece 65 is cut using the wire tool 13, the temperature of the cutting region 63 is 20.2 ° C. when 10 minutes have elapsed, but rapidly rises to 30.9 ° C. after 20 minutes, Since the temperature has risen to a maximum of 35.1 ° C. after the lapse of minutes, it can be seen that the temperature exceeds 30.9 ° C. during the cutting operation.
以上のことより、図１に示すワイヤー工具１００を形成する電着金属層３０中には多数の吸水性フィラー４０が存在するので、切断作業中、クーラント６６がワイヤー工具１００に伴ってワーク６５内に絶え間なく供給される結果、ワーク６５の発熱が抑制され、砥粒２０の摩擦摩耗が抑制されるので、優れた切れ味を発揮し、工具寿命も向上する。 From the above, since a large number of water-absorbing fillers 40 are present in the electrodeposited metal layer 30 that forms the wire tool 100 shown in FIG. 1, the coolant 66 moves along with the wire tool 100 in the workpiece 65 during the cutting operation. As a result, the heat generation of the workpiece 65 is suppressed, and the frictional wear of the abrasive grains 20 is suppressed, so that excellent sharpness is achieved and the tool life is improved.
なお、図１〜図６に基づいて説明したワイヤー工具１０，１００及びその製造方法などの実施形態は本発明を例示するものであり、本発明のワイヤー工具及びワイヤー工具製造法は前述した実施形態に限定されない。 The embodiments of the wire tools 10 and 100 and the manufacturing method thereof described with reference to FIGS. 1 to 6 exemplify the present invention, and the wire tool and the wire tool manufacturing method of the present invention are described above. It is not limited to.
本発明のワイヤー工具は、太陽電池用シリコン、半導体用シリコン、磁性体、サファイア、ＳｉＣなどのインゴットをスライス加工する各種産業分野において広く利用することができる。 The wire tool of the present invention can be widely used in various industrial fields for slicing ingots such as solar cell silicon, semiconductor silicon, magnetic material, sapphire, and SiC.
１ 芯線
１ａ 外周
２，８ 脱脂槽
３ 酸洗浄槽
４ 溶液塗布槽
５ ダイス
６ ダイヤ吹付槽
７ メッキ槽
９ 洗浄槽
１１ 下地メッキ槽
１２ 電気泳動槽
１３，１００，２００ ワイヤー工具
２０ 砥粒
３０ 電着金属層
３０ａ 表面
４０ 吸水性フィラー
５０ 砥粒層
６０ ワイヤソー
６２ａ，６２ｂ 供給ガイド
６３ 切断領域
６４ａ，６４ｂ プーリ
６５ ワーク
６６ クーラント
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Core wire 1a Outer periphery 2,8 Degreasing tank 3 Acid cleaning tank 4 Solution application tank 5 Dies 6 Diamond spraying tank 7 Plating tank 9 Cleaning tank 11 Base plating tank 12 Electrophoresis tank 13,100,200 Wire tool 20 Abrasive grain 30 Electrodeposition Metal layer 30a Surface 40 Water-absorbing filler 50 Abrasive layer 60 Wire saw 62a, 62b Supply guide 63 Cutting region 64a, 64b Pulley 65 Work 66 Coolant
Claims (6)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2014018730A JP2015145042A (en) | 2014-02-03 | 2014-02-03 | wire tool |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2014018730A JP2015145042A (en) | 2014-02-03 | 2014-02-03 | wire tool |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2015145042A true JP2015145042A (en) | 2015-08-13 |
Family
ID=53889610
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2014018730A Pending JP2015145042A (en) | 2014-02-03 | 2014-02-03 | wire tool |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2015145042A (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPWO2018142758A1 (en) * | 2017-01-31 | 2019-11-21 | パナソニックＩｐマネジメント株式会社 | Electrolytic capacitor |
| JP2021195753A (en) * | 2020-06-10 | 2021-12-27 | 株式会社アクティブ | Cutting and removing method of rubber bearing |
-
2014
- 2014-02-03 JP JP2014018730A patent/JP2015145042A/en active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPWO2018142758A1 (en) * | 2017-01-31 | 2019-11-21 | パナソニックＩｐマネジメント株式会社 | Electrolytic capacitor |
| JP7223968B2 (en) | 2017-01-31 | 2023-02-17 | パナソニックＩｐマネジメント株式会社 | Electrolytic capacitor |
| JP2021195753A (en) * | 2020-06-10 | 2021-12-27 | 株式会社アクティブ | Cutting and removing method of rubber bearing |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| TWI517919B (en) | A sawing wire with abrasive particles partly embedded in a metal wire and partly held by an organic binder | |
| US10596681B2 (en) | Abrasive article and method of forming | |
| US9409243B2 (en) | Abrasive article and method of forming | |
| KR102017468B1 (en) | Abrasive article and forming method | |
| US20140017984A1 (en) | Abrasive Article and Method Of Forming | |
| US9278429B2 (en) | Abrasive article for abrading and sawing through workpieces and method of forming | |
| US20140011434A1 (en) | Abrasive article and method of forming | |
| WO2014005028A1 (en) | Abrasive article and method of forming | |
| EP2866972A1 (en) | Abrasive article and method of forming | |
| KR102135652B1 (en) | Diamond abrasive and wire tools for wire tools | |
| JP2004050301A (en) | Wire saw and its manufacturing method | |
| JP4024934B2 (en) | Wire saw and manufacturing method thereof | |
| JP5701211B2 (en) | Electroformed thin cutting saw and core drill impregnated with abrasive | |
| JP2000246654A (en) | Resin bond wire saw using metal coated super abrasive grain | |
| JP2015145042A (en) | wire tool | |
| JP2010115771A (en) | Superabrasive tool and its manufacturing method | |
| JP2004237376A (en) | Single layer fixed abrasive grain wire saw, its manufacturing method and cutting method | |
| CN102555088A (en) | Cutting line solidified with mixed grinding materials of diamond and cubic boron nitride and method for manufacturing cutting line | |
| TWI478782B (en) | Design method of resin covered wire saws | |
| JP2014188655A (en) | Wire tool for polycrystalline silicon cutting and polycrystalline silicon cutting method | |
| JP2011079106A (en) | Method of cutting workpiece by fixed abrasive grain wire saw | |
| JP2006082187A (en) | Thin blade grinding wheel | |
| KR102605418B1 (en) | Electrodeposited grindstone | |
| JP2015107530A (en) | Wire tool and wire tool manufacturing method | |
| US8567385B2 (en) | Fret saw including a cutting wire provided with fixed abrasive grains each including a core coated with a hard film |