JP2019177460A - ワイヤーソー用スラリーノズル - Google Patents
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Abstract
Description
たとえば、特許文献1には、内管および外管の二重管構造を備え、内管の内部に供給された加工液が、内管に形成された複数の吐出孔から外管内部に吐出され、外管下部に形成されたスリットからワイヤーに供給するノズルの構造が開示されている。
また、特許文献2には、ノズル吐出口の下部に整流板を設けることにより、ワイヤーに均一にスラリーを付着させる技術が提案されている。
また、ノズルの一方の端部からスラリーを供給すると、スラリーが供給される一方の端部でスラリーの淀みが発生し易いという課題がある。
また、特許文献2に記載の技術は、特許文献1と同様に、一方の端部からスラリーを供給する構成となっているため、特許文献1と同様の課題が生じる。
下部吐出孔の形成領域が、上部吐出孔の形成領域の1/4未満では、スラリーの淀み部を解消するには、下部吐出孔から吐出するスラリーの量が少なく効果があまり望めない。
一方、下部吐出孔の形成領域が、インナーパイプの全長の1/2を超えると、下部吐出孔からのスラリーの吐出が優勢となり、上部吐出孔からのスラリーの吐出を十分に確保できない。したがって、上部吐出孔から吐出されたスラリーが、アウターパイプの内壁を流れて、スラリー吐出部から膜状にスラリーを供給する量が少なくなり、ばらつきなくワイヤーにスラリーを供給できない。
従来のインナーパイプの上部吐出孔に下部吐出孔を増やした場合、インナーパイプから吐出される吐出圧が減少する。上部吐出孔から吐出されるスラリーの吐出孔が減少すると、アウターパイプの内壁に沿って流れるスラリーの量が減少するので、スラリー吐出部から吐出するスラリーを膜状にワイヤーに供給することが困難となる。そこで、インナーパイプに下部吐出孔を形成した場合は、上部吐出孔の数を減少させることにより、インナーパイプから吐出されるスラリーの吐出圧のバランスをとって、ワイヤーに膜状にスラリーを供給することができる。
前述のように、インナーパイプの所定長さ離れた位置に、上部吐出孔を形成しない領域を形成すると、インナーパイプの両端部でスラリー溜まりが生じる可能性がある。このような場合、インナーパイプの端部にスラリー溜まり防止孔を形成することにより、スラリー溜まり防止孔からスラリーが吐出して、スラリー溜まりが発生することを防止できる。
[1]ワイヤーソー装置1の全体構成
図1および図2には、本発明の実施の形態に係るワイヤーソー装置1が示されている。図1は斜視図であり、図2は構造を単純化した模式正面図である。
ワイヤーソー装置1は、シリコン単結晶のインゴットのワークWを、複数のシリコンウェーハに切断する装置であり、図1に示すように、メインローラ2、ワイヤー3(図2)、ワーク押圧部4、およびスラリー吐出部5を備える。
ワイヤー3は、ピアノ線等の鋼線からなる線状部材であり、巻だし側および巻き取り側には、張力調整機構が設けられる。ワイヤー3は、図2のような形で3本のメインローラ2に巻装され、メインローラ2の長手方向に複数配列される。その列数は、概ね300程度である。そして、各々のワイヤー3の列は、巻だし側および巻き取り側の張力調整機構により、一定の張力が維持される。
スラリー吐出部5は、メインローラ2を冷却するとともに、ワイヤー3にスラリーを吐出する。スラリー吐出部5は、外側ノズル5Aおよび内側ノズル5Bを備える。外側ノズル5Aは、ワイヤー3の走行方向に直交する方向に延びる筒状部材であり、筒状体の下部に形成された複数の孔からスラリーを吐出し、メインローラ2を冷却する。内側ノズル5Bは、ワイヤー3の走行方向に直交する方向に延びる内外二重の筒状部材から構成され、ワーク切断用のスラリーを吐出する。内側ノズル5Bが、本発明として例示されるワイヤーソー用スラリーノズルとされる。
ワイヤーソー用スラリーノズルとなる内側ノズル5Bは、ワイヤーソー装置1のワイヤー3の列に跨って配置され、配列された各ワイヤー3にスラリーを供給する。内側ノズル5Bは、図3に示すように、アウターパイプ51、スラリー供給部52、インナーパイプ53、および端部キャップ54を備える。
スラリー供給部52は、アウターパイプ51との接続部から次第に接近する一つの板状体を備え、先端でスラリーを膜状の流れにして、ワイヤー3にスラリーを均一に供給する。
インナーパイプ53には、上部に複数の上部吐出孔531が形成され、インナーパイプ53の中央部には、複数の上部吐出孔531の一部に対向する下部吐出孔532が形成される。
また、インナーパイプ53の上部吐出孔531の両外側には、上部吐出孔531が形成されていない上部吐出孔無形成領域533が存在する。さらに、上部吐出孔無形成領域533の端部側には、スラリー溜まり防止孔534が形成されている。
インナーパイプ53は、735mmとされている。インナーパイプ53の上部吐出孔531、下部吐出孔532、および端部のスラリー溜まり防止孔534の形成領域、数等の仕様については、たとえば、図4に例示される。
インナーパイプ53は、実機となるワイヤーソー装置1に装着するために試作したものであり、外径27.7mmφ、内径25.2mmφの円筒管から構成される。
下部吐出孔532は、インナーパイプ53の長手方向中央を中心として複数形成される。具体的には、下部吐出孔532は、長手方向に7個ずつ、計14個(156mm)形成され、孔径は、同様に5mmφである。
スラリー溜まり防止孔534と、上部吐出孔531の端部との間、すなわち、インナーパイプ53から所定長さ離れた位置は、上部吐出孔無形成領域533とされ、インナーパイプ53の端部からスラリー溜まり防止孔534の形成位置47mmから、上部吐出孔531の端部まで形成され、上部吐出孔無形成領域533は、111mmの長さとされる。
次に、本実施の形態の作用について説明する。図3に示すように、内側ノズル5Bのインナーパイプ53の両端からスラリーが吐出され、それぞれの吐出されたスラリーは、内側ノズル5Bの略中央で衝突し、インナーパイプ53の中央部で流速が落ちて淀みが生じ易くなる。
内側ノズル5Bの中央部では、図5に示すように、上部吐出孔531から吐出されたスラリーは、アウターパイプ51の内壁面に衝突し、アウターパイプ51の内壁面に沿って下降し、スラリー供給部52に集められる。
スラリー供給部52から吐出されるスラリーは、スラリーの粘性と相俟って、膜状となってワイヤーソー装置1のワイヤー3にスラリーを均一に付着させることができる。
本発明は、前述した実施の形態に限定されるものではなく、以下に示すような変形をも含むものである。
前述の実施の形態では、インナーパイプの直径および全長、上部吐出孔531の個数および径、下部吐出孔532の個数および径、スラリー溜まり防止孔534の個数および径は、ワイヤーソーへのスラリー吐出量、インナーパイプへのスラリー吐出圧等に応じて適宜決定すればよい。
その他、本発明の実施の際の具体的な構造および形状等は、本発明の目的を達成できる範囲で他の構造等としてもよい。
Claims (4)
- ワイヤーソー装置に装着され、前記ワイヤーソー装置のワイヤーにスラリーを供給するワイヤーソー用スラリーノズルであって、
前記ワイヤーに膜状にスラリーを供給するスラリー供給部が下部に設けられたアウターパイプと、
前記アウターパイプの内部に挿入され、両端から供給されるスラリーを上部から吐出する複数の上部吐出孔を有するインナーパイプとを備え、
前記インナーパイプには、前記インナーパイプの中央部に前記複数の上部吐出孔の一部と対向する下部吐出孔が形成されている
ことを特徴とするワイヤーソー用スラリーノズル。 - 請求項1に記載のワイヤーソー用スラリーノズルにおいて、
前記下部吐出孔は、前記上部吐出孔の形成領域に対して、1/4以上、1/2以下の範囲で複数形成されていることを特徴とするワイヤーソー用スラリーノズル。 - 請求項1または請求項2に記載のワイヤーソー用スラリーノズルにおいて、
前記インナーパイプは、前記インナーパイプの端部から所定長さ離れた位置に、前記上部吐出孔が形成されていない領域を有することを特徴とするワイヤーソー用スラリーノズル。 - 請求項3に記載のワイヤーソー用スラリーノズルにおいて、
前記インナーパイプは、前記上部吐出孔が形成されていない領域よりも、前記インナーパイプの端部側に、スラリー溜まりを防止するスラリー溜まり防止孔が形成されていることを特徴とするワイヤーソー用スラリーノズル。
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