JP2016064460A

JP2016064460A - マルチワイヤ放電加工装置

Info

Publication number: JP2016064460A
Application number: JP2014194073A
Authority: JP
Inventors: 将昭鈴木; Masaaki Suzuki; 真澄小川; Masumi Ogawa; 恵峯; Megumi Mine
Original assignee: Disco Abrasive Systems Ltd
Current assignee: Disco Corp
Priority date: 2014-09-24
Filing date: 2014-09-24
Publication date: 2016-04-28
Anticipated expiration: 2034-09-24
Also published as: JP6359402B2

Abstract

【課題】インゴットを加工するワイヤの振動を抑制するマルチワイヤ放電加工装置を提供する。
【解決手段】防振ガイド７１の位置決め溝７１ｂを切断ワイヤ部における非加工ワイヤ列Ｒ_ｍのワイヤＲ_１０，Ｒ_１１に押し当てることで、ワイヤＲ_１０，Ｒ_１１は防振ガイド７１の軸方向Ｐ５の位置を規定し、ガイドローラの位置が軸方向Ｐ５へずれたり、防振ガイド７１がワイヤの走行方向に沿って移動したりしても、常に加工ワイヤ列Ｒ_ｎのワイヤＲ_１〜Ｒ_９と防振溝７１ｃの位置関係を一定に保つようにする。
【選択図】図４

Description

本発明は、マルチワイヤ放電加工装置に関する。

従来、円柱状インゴットからウェーハを切り出す場合等における切断手段として、砥粒を用いたワイヤーソーが知られている。しかし、このようなワイヤーソーでは、加工用砥粒が混合された加工液（スラリー）を同時供給する必要があり、その取扱いは容易でない。また、ワイヤがワークに直接接触するため、特に硬度の高いSiC（炭化ケイ素）等の場合、加工中にワイヤが断線するおそれがあり、断線が生じた場合には復旧までに長時間を要する不都合があった。

そこで、マルチワイヤ放電加工装置が発案された。放電加工によりワイヤとインゴットは接触していないため、インゴットにかかる負荷が非常に低く、スラリーによるスクラッチ等の傷の発生もないという効果がある。

特開２０００−９４２２１号公報

しかしながら、ワイヤは０．５m/sec〜１m/secという非常に速い速度で走行しているため、ガイドローラに巻回されていながらも多少の振動が発生する。振動は加工するインゴットの切り溝の幅となるため、無駄な溝幅の増加を発生させている。溝幅が広くなると、ウェーハ（製品）として使用できる枚数が少なくなる。

そこで、本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、インゴットを加工するワイヤの振動を抑制するマルチワイヤ放電加工装置を提供することを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係るマルチワイヤ放電加工装置は、ワイヤでインゴットを放電加工するマルチワイヤ放電加工装置であって、間隔をおいて配設された複数のガイドローラと、該ガイドローラの軸方向に間隔をあけて複数回巻き掛けられ該ガイドローラ間で並列して走行するワイヤと、インゴットを固定する基台部と、該基台部に固定されたインゴットが該ワイヤに切り込むように該ワイヤと該基台部とを相対的に加工送りさせる駆動手段と、該ワイヤと該基台部に固定されたインゴットに高周波パルス電力を供給する高周波パルス電源ユニットと、並列する該ワイヤに対応した複数の溝を備えるワイヤ防振手段と、を備え、並列する該ワイヤは、該被加工物の切断に用いられる加工ワイヤ列と、該被加工物の切断に用いられない非加工ワイヤ列とからなり、該ワイヤ防振手段は、該非加工ワイヤ列が通る位置決め溝と、該位置決め溝より深く該ワイヤの直径以上の幅に形成された該加工ワイヤ列が通る防振溝とを備える防振ガイドと、並列する該ワイヤに向かって該防振ガイドを押圧しつつ該ガイドローラの軸方向に該防振ガイドを移動自在に支持する支持部と、を備え、該防振ガイドの該位置決め溝で押圧される該非加工ワイヤが該防振ガイドの該軸方向の位置を規定し、該防振溝内の幅方向中央且つ底部と離間した位置を通る該加工ワイヤの振動が抑制されることを特徴とする。

また、上記マルチワイヤ放電加工装置において、該ワイヤ防振手段は、インゴットを挟んだ該ワイヤの走行方向の前後に配設され、インゴットの形状に対応し該ワイヤ防振手段を該ワイヤに沿って進退させインゴットの近傍に該ワイヤ防振手段を位置付ける移動手段を備えることが好ましい。

また、上記マルチワイヤ放電加工装置において、該ワイヤに付着した加工屑を除去する加工屑除去手段を備え、該加工屑によって該ワイヤ防振手段の該溝が深くまたは太くなるのを防ぐことが好ましい。

本発明のマルチワイヤ放電加工装置によれば、位置決め溝に押し当てられた非加工ワイヤが、防振ガイドを加工ワイヤに対して適当な位置に位置付けるので、ガイドローラの位置が軸方向へずれたり、防振ガイドがワイヤの走行方向に沿って移動したりしても、常に加工ワイヤと防振溝の位置関係を一定に保つことができ、防振溝によって加工ワイヤの振動を効果的に抑制できるという効果を奏する。

図１は、マルチワイヤ放電加工装置の構成例を示す正面図である。図２は、ワイヤ防振手段およびノズル手段の構成例を示す断面図である。図３は、ワイヤ防振手段の構成例を示す斜視図である。図４は、ワイヤ防振手段の機能例を示す断面図である。図５は、加工屑除去手段の構成例を示す断面図である。図６は、加工屑除去手段の機能例を示す断面図である。

本発明を実施するための形態（実施形態）につき、図面を参照しつつ詳細に説明する。以下の実施形態に記載した内容により本発明が限定されるものではない。また、以下に記載した構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、実質的に同一のものが含まれる。さらに、以下に記載した構成は適宜組み合わせることが可能である。また、本発明の要旨を逸脱しない範囲で構成の種々の省略、置換又は変更を行うことができる。

〔実施形態〕
実施形態に係るマルチワイヤ放電加工装置について説明する。図１は、マルチワイヤ放電加工装置の構成例を示す正面図である。図２は、ワイヤ防振手段およびノズル手段の構成例を示す断面図である。図３は、ワイヤ防振手段の構成例を示す斜視図である。図４は、ワイヤ防振手段の機能例を示す断面図である。図５は、加工屑除去手段の構成例を示す断面図である。図６は、加工屑除去手段の機能例を示す断面図である。

図１に示すように、マルチワイヤ放電加工装置１はワイヤＲにより、被加工物の一例であるインゴットＩを放電加工するものであり、ワイヤＲを繰り出す繰り出しボビン２０と、間隔をおいて複数配設され、繰り出しボビン２０により繰り出されたワイヤＲを案内する円柱状のガイドローラ２１〜２４と、ワイヤＲを巻き取る巻き取りボビン２５とを備えている。４箇所のガイドローラ２１〜２４は、矩形の形状を成すようにそれぞれが矩形の角に配設されている。

ガイドローラ２１とガイドローラ２２で形成される線分と、ガイドローラ２４とガイドローラ２３で形成される線分は平行になるようにガイドローラ２１〜２４は配設されている。ガイドローラ２１〜２４は、繰り出しボビン２０から繰り出されたワイヤＲを複数回掛け回して巻き取りボビン２５に送り出す。

繰り出しボビン２０、ガイドローラ２１〜２４および巻き取りボビン２５は、図示しないモータによって回転駆動される。なお、全てのガイドローラ２１〜２４をモータ駆動とする必要はなく、例えばガイドローラ２２，２４を従動ローラとしてもよい。

繰り出しボビン２０には、放電加工に用いられる黄銅などの金属線であるワイヤＲが巻き回されている。繰り出しボビン２０は、ワイヤＲをガイドローラ２１に対して繰り出す。ガイドローラ２１は、繰り出しボビン２０から繰り出されたワイヤＲを巻き掛けてガイドローラ２２に送り出す。ガイドローラ２２は、ガイドローラ２１から送り出されたワイヤＲを巻き掛けてガイドローラ２３に送り出す。ガイドローラ２３は、ガイドローラ２２から送り出されたワイヤＲを巻き掛けてガイドローラ２４に送り出す。ガイドローラ２４は、ガイドローラ２３から送り出されたワイヤＲを巻き掛けてガイドローラ２１に送り出す。これにより、ガイドローラ２１〜２４にワイヤＲが一周巻き掛けられたことになる。

ワイヤＲは、ガイドローラ２１〜２４の長手方向に所定の間隔をあけて複数回巻き掛けられる。この例では、１１回巻き掛けられている。ワイヤＲは、最後にガイドローラ２２から巻き取りボビン２５に繰り出されて巻き取られる。このように、ワイヤＲは、ガイドローラ２１〜２４の軸方向に間隔をあけて複数回巻き掛けられてガイドローラ２１〜２４の間で並列して矢印Ｐ１〜Ｐ４方向に走行する。ワイヤＲは、一対の隣接するガイドローラ２３とガイドローラ２４との間に形成された切断ワイヤ部３０を構成する。

切断ワイヤ部３０はインゴットＩを切断する部分であり、ガイドローラ２３とガイドローラ２４で一定のテンションを有して張設され、所定の間隔でガイドローラ２３，２４の軸方向に配設されたワイヤＲから構成されている。例えば、切断ワイヤ部３０を構成するワイヤＲの間隔は０．５ｍｍ〜数ｍｍ程度である。インゴットＩは円柱形状であり、ワイヤＲの間隔で円板状に切断される。インゴットＩは導電性がある材料であり、SiC（炭化ケイ素）、単結晶ダイヤ、シリコン、GaN（窒化ガリウム）等から形成される。

切断ワイヤ部３０の近傍には、インゴットＩを固定する基台部４０と、インゴットＩを加工送り方向Ｑ１に駆動させる駆動手段４４と、切断ワイヤ部３０のワイヤＲの走行方向Ｐ３と垂直な方向にインゴットＩを駆動させる図示しない駆動手段とが設けられている。基台部４０は、インゴットＩを支持する取り付け面４１を有する。この取り付け面４１には、図示しない導電性接着剤によりインゴットＩの端面が接着固定される。インゴットＩは、切断ワイヤ部３０のワイヤＲの下側に配置される。

駆動手段４４は、基台部４０に固定されたインゴットＩがワイヤＲに切り込むように、ワイヤＲと基台部４０とを相対的に加工送りさせる。例えば、駆動手段４４は、鉛直方向に対して平行に延在される図示しないボールねじと、パルスモータ等で構成される駆動源とを有し、ボールねじのナットに固定された基台部４０を、加工送り方向Ｑ１に移動させる。そして、切断ワイヤ部３０のワイヤＲによりインゴットＩを円板状にスライスしてウェーハを形成する。

マルチワイヤ放電加工は、誘電体である水や油などの加工液Ｆの中で実施され、切断ワイヤ部３０は加工液Ｆが満たされた加工槽５０の中に浸漬されている。加工槽５０の中で、加工液Ｆに浸漬された切断ワイヤ部３０のワイヤＲがインゴットＩを加工する。

加工槽５０の中には、ウェーハを収容するための籠５１が配置されている。籠５１は、インゴットＩの真下に配置され、一定の深さを有した矩形状である。籠５１は、一辺がインゴットＩの長手方向の長さよりも長く形成されている。基台部４０に固定されたインゴットＩから分離されたウェーハは、加工槽５０の中に配置された籠５１に沈下して収容される。

マルチワイヤ放電加工装置１は、切断ワイヤ部３０に給電する給電手段６０を備えている。給電手段６０は、高周波パルス電源ユニット６１と、電極６２とを備えている。高周波パルス電源ユニット６１は、ワイヤＲとインゴットＩに高周波パルス電力を供給する。例えば、高周波パルス電源ユニット６１は、電極６２に接続され、電極６２を介して高周波パルス電力をワイヤＲに供給する。この例で、電極６２は、ガイドローラ２１とガイドローラ２４との間に張設されるワイヤＲに接続され、さらにガイドローラ２２とガイドローラ２３との間に張設されるワイヤＲに接続されている。また、高周波パルス電源ユニット６１は、基台部４０に接続され、基台部４０を介して高周波パルス電力をインゴットＩに供給する。

高周波パルス電源ユニット６１から高周波パルス電力を供給して、ワイヤＲとインゴットＩとの極間に電圧を印加すると、切断ワイヤ部３０のワイヤＲは、正面に配置されたインゴットＩに対して放電を行う。例えば、加工液Ｆの液中で絶縁状態にあるインゴットＩとワイヤＲの間隔が数十μｍ位まで近づくと、両者の絶縁が破壊されて放電が発生する。この放電によってインゴットＩが加熱されて溶融され、さらに加工液Ｆの温度が急激に上昇することにより加工液Ｆが気化し、体積膨張によって溶融箇所を飛散させる。このように、高周波パルス電力を供給して極間に電圧を印加することで、ワイヤＲによりインゴットＩを溶融すると共に飛散させる処理を断続的に行って放電加工を実施してインゴットＩを切断する。

マルチワイヤ放電加工装置１は、ワイヤＲの振動を抑制するワイヤ防振手段７０と、加工屑を除去するノズル手段８０と、ワイヤ防振手段７０およびノズル手段８０を移動させる移動手段７３と、加工屑を除去する加工屑除去手段９０とを備えている。図２に示すように、ワイヤ防振手段７０とノズル手段８０は一体として構成されている。ワイヤ防振手段７０とノズル手段８０はワイヤＲの走行方向Ｐ３に連続して接するように配設され、インゴットＩから見て、先ずノズル手段８０が配設され、ノズル手段８０の後方にワイヤ防振手段７０が配設されている。ワイヤＲは、一体構成されたワイヤ防振手段７０とノズル手段８０の内部を通過している。

ノズル手段８０は、放電加工時にインゴットＩとワイヤＲとの隙間に生じる加工屑を除去する。ノズル手段８０は、一対の部材から構成され、インゴットＩを挟んだワイヤＲの走行方向Ｐ３の前後に配設されている。

ノズル手段８０は、枠体８１と、加工液供給路８２と、図示しない加工液供給手段とを含んで構成されている。枠体８１は、ガイドローラ２１〜２４の軸方向Ｐ５（走行方向Ｐ３に直行する方向）に一定の幅を有し、中空部８３が形成されている。枠体８１には、インゴットＩに対向する側に、枠体８１の一部が開口された加工液供給ノズル８４が形成されている。加工液供給ノズル８４は、ワイヤＲの走行方向Ｐ３に先端部８４ａが徐々に絞られた形状に形成されている。例えば、加工液供給ノズル８４の上板部８１ａは、ワイヤＲと平行に配設され、下板部８１ｂは、ワイヤＲの走行方向Ｐ３に徐々に上板部８１ａに近づくように形成されている。上板部８１ａには開口穴８１ｃが形成されている。加工液供給路８２の一端８２ａは、結合部材８５により開口穴８１ｃに連結され、加工液供給路８２の他端は、図示しない加工液供給手段に接続されている。

図示しない加工液供給手段から加工液Ｆが加工液供給路８２を経由してノズル手段８０の枠体８１の中空部８３に注ぎ込まれると、中空部８３が加工液Ｆで満たされた後、加工液Ｆは、加工液供給ノズル８４からワイヤＲとインゴットＩの加工溝の隙間に向けて噴出される。

放電加工を実施している間、ワイヤＲは０．５m/sec〜１m/secという非常に速い速度で走行している。このため、ガイドローラ２１〜２４に巻回されていながらも、ワイヤＲには多少の振動が発生する。ワイヤ防振手段７０は、切断ワイヤ部３０のワイヤＲの振動を抑制するものである。ワイヤ防振手段７０は、一対の部材から構成され、インゴットＩを挟んだワイヤＲの走行方向Ｐ３の前後に配設されている。

移動手段７３は、ワイヤ防振手段７０およびノズル手段８０をインゴットＩの形状に対応させてワイヤＲに沿って進退させ、インゴットＩの近傍に位置付ける。移動手段７３は、ワイヤ防振手段７０およびノズル手段８０を支持するブラケット７３ａと、ワイヤＲの走行方向Ｐ３に対して平行に延在される図示しないボールねじと、パルスモータ等で構成される駆動源とを有し、ボールねじのナットにはブラケット７３ａが固定されている。移動手段７３は、ボールねじのナットに固定されたブラケット７３ａを前後方向Ｑ２に移動させる。

ブラケット７３ａの形状は直方体であり、長手方向が鉛直方向を向くように装置本体に取り付けられている。ブラケット７３ａの下端側にはワイヤ防振手段７０およびノズル手段８０が取り付けられ、ブラケット７３ａの上端側は、ボールねじのナットに固定されている。装置本体には、ブラケット７３ａが前後方向Ｑ２に移動する範囲において、長穴７３ｂが開口されている。

一対のワイヤ防振手段７０は、ワイヤ切断部３０のワイヤＲの振動を抑制するために、円柱形状のインゴットＩの外周曲面Ｉ_ｃに対して最短距離をとるように、前後方向Ｑ２に進退移動する。すなわち、ワイヤ防振手段７０は、加工送り方向Ｑ１に移動されるインゴットＩの外周曲面Ｉ_ｃと一定の間隔を保ちながら、インゴットＩの外周曲面Ｉ_ｃの形状に沿って前後方向Ｑ２に移動する。

ワイヤ防振手段７０は、図２および図３に示すように、防振ガイド７１と、支持部７２とを備えている。防振ガイド７１は、切断ワイヤ部３０のワイヤＲの振動を抑制するものであり、ワイヤＲによって削られにくいSiC等の硬質材料により直方体の形状に形成されている。走行方向Ｐ３における防振ガイド７１の長さは、ワイヤＲが接触してワイヤＲの振動を抑制することのできる程度の長さに形成されている。軸方向Ｐ５における防振ガイド７１の長さは、並列するワイヤＲの幅長よりも長く形成されている。

支持部７２は、防振ガイド７１を移動自在に支持するものであり、樹脂などにより直方体の形状に形成されている。支持部７２は、枠体８１の後部に取り付けられており、走行方向Ｐ３における支持部７２の長さは、防振ガイド７１の走行方向Ｐ３の長さと略同じ長さに形成されている。軸方向Ｐ５における支持部７２の長さは、軸方向Ｐ５における防振ガイド７１の長さよりも、防振ガイド７１が摺動する分だけ長く形成されている。

支持部７２は、その上面７２ａに防振ガイド７１が載置され、並列するワイヤＲと共に防振ガイド７１を支持する。例えば、支部部７２は、並列するワイヤＲに向かって防振ガイド７１を押圧すると共に、軸方向Ｐ５に防振ガイド７１を移動自在に支持する。支持部７２には図示しないレールが走行方向Ｐ３に設けられており、防振ガイド７１は、このレールにより移動が規制される。

防振ガイド７１は、並列するワイヤＲに対応した複数の溝を有している。例えば、防振ガイド７１の複数の溝は、位置決め溝７１ｂと、防振溝７１ｃとから構成されている。位置決め溝７１ｂは、ワイヤＲに対する防振ガイド７１の位置を規定するものであり、防振ガイド７１の上面７１ａに、ワイヤＲの走行方向Ｐ３に直線的に２本隣接して形成されている。２本の位置決め溝７１ｂは、軸方向Ｐ５に並列に配設されたワイヤＲの間隔と同じ間隔で形成されている。図４に示すように、位置決め溝７１ｂには、切断ワイヤ部３０を構成する１１本のワイヤＲ（ワイヤＲ_１〜Ｒ_１１）に対して、外側２本のワイヤＲ_１０，Ｒ_１１が押し当てられる。非加工ワイヤであるワイヤＲ_１０，Ｒ_１１は非加工ワイヤ列Ｒ_ｍを構成し、インゴットＩの切断に用いられないものである。位置決め溝７１ｂは、軸方向Ｐ５から切断した断面形状が、ワイヤＲの外周における半周部分と同じ形状である半円形状に形成されている。

防振溝７１ｃは、切断ワイヤ部３０のワイヤＲ_１〜Ｒ_９の振動を抑制するものであり、防振ガイド７１の上面７１ａに、ワイヤＲの走行方向Ｐ３に直線的に９本形成されている。９本の防振溝７１ｃは、軸方向Ｐ５に並列に配設されたワイヤＲの間隔と同じ間隔で形成されている。防振溝７１ｃは、切断ワイヤ部３０を構成する１１本のワイヤＲ_１〜Ｒ_１１に対して、位置決め溝７１ｂに押し当てられるワイヤＲ_１０，Ｒ_１１を除いた９本のワイヤＲ_１〜Ｒ_９が挿入される。加工ワイヤであるワイヤＲ_１〜Ｒ_９は加工ワイヤ列Ｒ_ｎを構成し、インゴットＩの切断に用いられるものである。防振溝７１ｃは、軸方向Ｐ５から切断した断面形状において、防振溝７１ｃの深さＤ２が位置決め溝７１ｂの深さＤ１より深く、防振溝７１ｃの幅Ｈは、ワイヤＲの直径以上に形成されている。

例えば、防振溝７１ｃの深さＤ２は、少なくともワイヤＲの半径の長さよりも深くする必要がある。これは、ワイヤＲ_１〜Ｒ_９が軸方向Ｐ５に振動した場合に、防振溝７１ｃの側壁７１ｄによりワイヤＲ_１〜Ｒ_９の振動を抑制するためである。また、ワイヤＲ_１〜Ｒ_９の鉛直方向、すなわち防振溝７１ｃの深さ方向への振動は抑制する必要がないので、ワイヤＲ_１〜Ｒ_９が防振溝７１ｃの底部７１ｅに接触しないようにするためである。この例では、防振溝７１ｃの深さＤ２は、ワイヤＲの直径の３倍程度の深さが設けられている。

防振溝７１ｃの幅Ｈは、ワイヤＲの直径と略同じ長さ、または若干長い長さが好ましい。すなわち、ワイヤＲが振動した時に初めて防振溝７１ｃの側壁７１ｄに接触するように防振溝７１ｃの幅Ｈを設けることが好ましい。ワイヤＲ_１〜Ｒ_９が振動していない時にはワイヤＲ_１〜Ｒ_９が防振溝７１ｃに接触しないようにすることで、ワイヤＲが損傷しないようにできる。

非加工ワイヤ列Ｒ_ｍのワイヤＲ_１０，Ｒ_１１に防振ガイド７１の位置決め溝７１ｂが押し当てられると、位置決め溝７１ｂによって押圧されたワイヤＲ_１０，Ｒ_１１は、防振ガイド７１の軸方向Ｐ５の位置を規定する。すなわち、防振ガイド７１は支持部７２によって移動自在に支持されているので、防振ガイド７１の位置がワイヤＲに対してずれていた場合、防振ガイド７１の位置決め溝７１ｂが非加工ワイヤ列Ｒ_ｍのワイヤＲ_１０，Ｒ_１１に押し当てられることで防振ガイド７１が軸方向Ｐ５に移動し、防振ガイド７１の位置がワイヤＲに対して決定される。例えば、防振ガイド７１は、各防振溝７１ｃ内の幅方向における中央に加工ワイヤ列Ｒ_ｎのワイヤＲ_１〜Ｒ_９の中心が設定されるように配置される。このとき、ワイヤＲの外周面Ｒ_ｃと防振溝７１ｃの側壁７１ｄとの間隔は、ワイヤＲ_１〜Ｒ_９が振動した時に初めて防振溝７１ｃの側壁７１ｄに接触する程度の間隔である。また、防振溝７１ｃの深さ方向においては、加工ワイヤ列Ｒ_ｎのワイヤＲ_１〜Ｒ_９は、防振溝７１ｃの底部７１ｅと離間した位置を通っている。例えば、ワイヤＲ_１〜Ｒ_９と防振溝７１ｃの底部７１ｅとの間隔は、ワイヤＲの直径程度の間隔であり、ワイヤＲ_１〜Ｒ_９が防振溝７１ｃの深さ方向に振動しても、底部７１ｅに接触しない程度の間隔であればよい。

加工屑除去手段９０は、ワイヤＲに付着した加工屑を除去するものであり、インゴットＩを挟んで両側に配設されたワイヤ防振手段７０の下流側に配設されている。加工屑除去手段９０は、ワイヤＲによって削られにくいSiC等の硬質材料により直方体の形状に形成されている。軸方向Ｐ５における加工屑除去手段９０の長さは、並列するワイヤＲの幅長よりも長く形成されている。加工屑除去手段９０は、図５に示すように、加工屑を除去する加工屑除去溝９１を有している。加工屑除去溝９１は、加工屑除去手段９０の上面９２に、ワイヤＲの走行方向Ｐ４に直線的に１１本形成されている。加工屑除去溝９１は、軸方向Ｐ５に並列に配設されたワイヤＲの間隔と同じ間隔で形成されている。図６に示すように、加工屑除去溝９１には、１１本のワイヤＲ_１〜Ｒ_１１が当接する。加工屑除去溝９１は、軸方向Ｐ５から切断した断面形状が、ワイヤＲの外周における半周部分と同じ形状である半円形状に形成されている。

半円形状に形成された加工屑除去溝９１には、ワイヤＲ_１〜Ｒ_１１の下面部Ｒ_ｈが当接し、ワイヤＲ_１〜Ｒ_１１の加工時にインゴットＩと対面し放電する下面部Ｒ_ｈに付着した加工屑が加工屑除去溝９１に擦られることにより除去される。加工屑除去溝９１に当接したワイヤＲ_１〜Ｒ_１１は、加工屑除去溝９１により加工屑が除去されているので、ワイヤＲ_１〜Ｒ_１１が防振ガイド７１を通過する際に、防振溝７１ｃおよび位置決め溝７１ｂが下面部Ｒ_ｈの加工屑により削られて深くなったり、太くなったりしない。例えば、ワイヤＲ_１〜Ｒ_９の下面部Ｒ_ｈは、防振ガイド７１を通過する際に、防振溝７１ｃの底部７１ｅ側を向いており、防振溝７１ｃの底部７１ｅや側壁７１ｄが下面部Ｒ_ｈの加工屑により削られない。

以上のように、実施形態に係るマルチワイヤ放電加工装置１によれば、非加工ワイヤ列Ｒ_ｍのワイヤＲ_１０，Ｒ_１１が、防振ガイド７１の軸方向Ｐ５の位置を規定するので、ガイドローラ２１〜２４の位置が軸方向Ｐ５へずれたり、防振ガイド７１がワイヤＲの走行方向Ｐ３に沿って移動したりしても、常に加工ワイヤ列Ｒ_ｎのワイヤＲ_１〜Ｒ_９と防振溝７１ｃの位置関係を一定に保つことができる。例えば、加工ワイヤ列Ｒ_ｎのワイヤＲ_１〜Ｒ_９が振動していない時にはワイヤＲ_１〜Ｒ_９を防振溝７１ｃに接触させず、ワイヤＲ_１〜Ｒ_９が振動した時すぐに防振溝７１ｃの側壁７１ｄにワイヤＲ_１〜Ｒ_９が接触するようにできる。これにより、防振溝７１ｃによってワイヤＲ_１〜Ｒ_９の軸方向Ｐ５への振動を効果的に抑制できる。従って、インゴットＩの切り溝の幅をワイヤＲの線幅と略同等にできるので、インゴットＩから予定通りの枚数のウェーハを生成できる。また、インゴットＩから切り出されたウェーハは後工程で表面が研磨されるが、ワイヤＲの振動が抑制されているので切り出されたウェーハの表面が滑らかであり、研磨する量や時間を少なくできる。

また、ワイヤＲに付着した加工屑を除去する加工屑除去手段９０を備える事で、ワイヤＲによって防振ガイド７１の位置決め溝７１ｂおよび防振溝７１ｃが削れる事がないという効果を奏する。

なお、切断ワイヤ部３０のワイヤＲの下側にインゴットＩを配設し、ワイヤＲの下方から上方に向けてインゴットＩを移動させて放電加工を実施したが、これに限定されない。例えば、切断ワイヤ部３０のワイヤＲの上側にインゴットＩを配設し、ワイヤＲの上方から下方に向けてインゴットＩを移動させて放電加工を実施してもよい。

また、防振ガイド７１に位置決め溝７１ｂを２本形成したが、位置決め溝７１ｂの本数は、１本以上であれば何本でもよい。また、２本の位置決め溝７１ｂは、隣接するように並べて形成したが、位置決め溝７１ｂの形成箇所はこれに限定されない。例えば、２本の位置決め溝７１ｂは、防振溝７１ｃを挟んで両側にそれぞれ１本ずつ形成してもよい。この場合、加工ワイヤ列Ｒ_ｎはワイヤＲ_２〜Ｒ_１０となり、非加工ワイヤ列Ｒ_ｍはワイヤＲ_１，Ｒ_１１となる。また、位置決め溝７１ｂは、非加工ワイヤ列Ｒ_ｍのワイヤＲ_１０，Ｒ_１１に押し当てられることで防振ガイド７１の位置が決定されればよいので、その断面形状は半円形状に限定されない。例えば、位置決め溝７１ｂの断面形状は、Ｖ字形状や円弧、矩形などの凹部であってもよい。また、位置決め溝７１ｂは凹部の形状以外にも、防振ガイド７１の上面７１ａにワイヤＲを挟み込む突起状の部材やレール状の部材を設けるようにしてもよい。

また、位置決め溝７１ｂの入り口の幅をワイヤＲの直径と略同じ長さにしたが、当該入り口の幅をワイヤＲの直径よりも広くしてもよい。これにより、位置決め溝７１ｂによりワイヤＲを受け入れる範囲が広くなるので、防振ガイド７１がワイヤＲに対して大きくずれていた場合でも、位置決め溝７１ｂにワイヤＲ_１０，Ｒ_１１を確実に押し当てることができる。

また、加工屑除去手段９０は、インゴットＩを挟んで両側に配設されたワイヤ防振手段７０の下流側に配設したが、ワイヤ防振手段７０の上流側に配設してもよい。すなわち、加工屑除去手段９０は、２個のワイヤ防振手段７０で挟まれる範囲以外であれば、どの箇所でワイヤＲの加工屑を除去してもよい。

また、加工屑除去手段９０は、ワイヤＲ_１〜Ｒ_１１の下面部Ｒ_ｈに付着した加工屑を除去するように説明したが、ワイヤＲ_１〜Ｒ_１１の上面部も含めたワイヤＲ_１〜Ｒ_１１の全面に付着した加工屑を除去するようにしてもよい。この場合、例えば、加工屑除去手段９０をワイヤＲの上面部側にも当接するように配設する。

１マルチワイヤ放電加工装置
４０基台部
７０ワイヤ防振手段
７１防振ガイド
７１ａ上面
７１ｂ位置決め溝
７１ｃ防振溝
７１ｄ側壁
７１ｅ底部
７２支持部
７２ａ上面
８０ノズル手段
８２加工液供給路
８４加工液供給ノズル
９０加工屑除去手段
９１加工屑除去溝
Ｒワイヤ
Ｉインゴット
Ｐ５軸方向
Ｆ加工液
Ｒ_ｍ非加工ワイヤ列
Ｒ_ｎ加工ワイヤ列

Claims

ワイヤでインゴットを放電加工するマルチワイヤ放電加工装置であって、
間隔をおいて配設された複数のガイドローラと、該ガイドローラの軸方向に間隔をあけて複数回巻き掛けられ該ガイドローラ間で並列して走行するワイヤと、インゴットを固定する基台部と、該基台部に固定されたインゴットが該ワイヤに切り込むように該ワイヤと該基台部とを相対的に加工送りさせる駆動手段と、該ワイヤと該基台部に固定されたインゴットに高周波パルス電力を供給する高周波パルス電源ユニットと、並列する該ワイヤに対応した複数の溝を備えるワイヤ防振手段と、を備え、
並列する該ワイヤは、被加工物の切断に用いられる加工ワイヤ列と、該被加工物の切断に用いられない非加工ワイヤ列とからなり、
該ワイヤ防振手段は、
該非加工ワイヤ列が通る位置決め溝と、該位置決め溝より深く該ワイヤの直径以上の幅に形成された該加工ワイヤ列が通る防振溝とを備える防振ガイドと、
並列する該ワイヤに向かって該防振ガイドを押圧しつつ該ガイドローラの軸方向に該防振ガイドを移動自在に支持する支持部と、を備え、
該防振ガイドの該位置決め溝で押圧される該非加工ワイヤが該防振ガイドの該軸方向の位置を規定し、該防振溝内の幅方向中央且つ底部と離間した位置を通る該加工ワイヤの振動が抑制されることを特徴とするマルチワイヤ放電加工装置。
該ワイヤ防振手段は、インゴットを挟んだ該ワイヤの走行方向の前後に配設され、
インゴットの形状に対応し該ワイヤ防振手段を該ワイヤに沿って進退させインゴットの近傍に該ワイヤ防振手段を位置付ける移動手段を備える請求項１記載のマルチワイヤ放電加工装置。
該ワイヤに付着した加工屑を除去する加工屑除去手段を備え、該加工屑によって該ワイヤ防振手段の該溝が深くまたは太くなるのを防ぐ請求項１又は２記載のマルチワイヤ放電加工装置。