JP2666436B2 - ワイヤソーによる切断加工方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 この発明はセラミックス、ガラス、シリコン等の硬脆
性材料をウエハ状に切断する方法に係り、より詳しく
は、多数の案内溝を有する溝ローラを多角形の各頂点に
平行配置し、該溝ローラ間に張設したワイヤ群を被切断
部材に摺接させつつ切断加工する方式のワイヤソーにお
いて、ワイヤに付着する砥粒や切粉を効果的に除去する
とともに、加工液の濃度および供給量を常に一定に保ち
ながら切断加工する方法に関する。

従来の技術 ワイヤソーによる切断加工方法としては、第３図に示
すように、多数の案内溝（１−１）を有する溝ローラ
（１）を三角形の各頂点に平行配置し、この溝ローラ相
互間にわたってワイヤ（２）を張設し、押上げ台（４）
上に載置した被切断部材（３）を前記ワイヤ群に押し当
てながら、加工液供給ノズル（５）より砥粒を含む加工
液を切断部に供給して切断する方法が一般的である。

このような方式のワイヤソーは、例えば特公昭52−12
954号公報、特開昭52−98291号公報、特開昭55−70545
号公報、特公昭56−198号公報等に開示されている。

ところで、これらのワイヤソーは切断の際、砥粒を含
む加工液を供給するため、ワイヤには切粉と共に砥粒が
付着し、これらが溝ローラの案内溝に付着してワイヤの
滑りを悪くするのみならず、巻きむらの原因となる。さ
らに、砥粒が飛散し作業環境を悪化するのみならず、ロ
ーラ回転部に砥粒が侵入しローラ寿命を短かくする等の
問題を惹起する。

また、第３図に示すような供給ノズル方式による加工
液の供給方式では、ワイヤ（２）と被切断部材（３）の
摺接部に均一にかつ十分な加工液の供給が行なわれず、
被切断部材の加工精度（表面粗さ，疵）および切断能率
の低下を招く上、ワイヤの摩耗が著しく、断線事故等の
トラブルが発生し易くなる。さらに、加工液の濃度や供
給量が変動し易いという欠点があった。

このため、従来は例えば、被切断部材と溝ローラ間に
エアーノズルを設け、ワイヤに対して高速のエアを吹付
ける方法、あるいはフェルト状のブロックをワイヤに押
付ける等の方法がこうじられている。

しかし、ワイヤ表面に付着している砥粒はラップ油等
による付着のため、エアーを吹付けても除去効果はあま
りなく、またフェルト状のブロックではワイヤとの摩擦
によりフェルトが破損し易い欠点があり、いずれも有効
性に欠けていた。

一方、洗浄液槽内にワイヤを浸漬させて洗浄する方式
があるが、この方式は切断加工部と離れた場所でワイヤ
の洗浄が行なわれるため、砥粒の溝ローラへの付着防
止、砥粒の切断加工部内での飛散防止にはあまり効果が
なかった。

発明が解決しようとする課題 この発明は前に述べたような実情よりみて、被切断部
材の加工精度（表面粗さ，疵）および切断能率の向上と
ワイヤの寿命延長、砥粒の持出しおよび飛散の防止、加
工液の濃度および供給量の一定化と洗浄液の汚濁防止が
はかられる切断加工方法を提案しようとするものであ
る。

課題を解決するための手段 この発明は、被切断部材を加工液中に浸漬させた状態
で切断加工できるようにし、また被切断部材の入側と出
側でワイヤを浸漬方式により洗浄できるようにし、さら
に加工液槽内の加工液および洗浄液槽内の各液をオーバ
ーフローさせる方式を採用したもので、オーバーフロー
方式の加工液槽と洗浄液槽を一体構造となしたものを切
断加工部の溝ローラ間に設置することによって、被切断
部材の加工精度および切断能率の向上とワイヤの寿命延
長、砥粒の持出しおよび飛散の防止、加工液の濃度およ
び供給量の一定化と洗浄液の汚濁防止をはかったもので
ある。

すなわち、この発明に係るワイヤソーによる切断加工
方法は、加工液中に被切断部材を浸漬する被切断部材押
上げ台付き加工液槽と該加工液槽の前後に併設、または
ワイヤの走行が一方向の場合、該加工液槽の後に設置し
たワイヤ洗浄液槽を前記溝ローラ間に設け、ワイヤ群を
前記各槽の側壁を貫通させてワイヤ洗浄液中および加工
液中を通過させるとともに、ワイヤ洗浄液および被切断
部材加工液をオーバーフローさせつつ被切断部材を切断
加工することを要旨とするものである。

作用 加工液槽とその前後に併設した洗浄液槽は、一体構造
となっており、加工液槽には該液槽内を上下動する被切
断部材押上げ台に設けた流路に液供給管を接続配管して
加工液を供給し、洗浄液槽には底部に接続配管した液供
給管より洗浄液を供給する構造となすとともに、各液槽
の上部に設けたオーバーフロー口より加工液および洗浄
液がオーバーフローし、液面レベルが常に一定に保持さ
れるようになっている。

加工液は被切断部材押上げ台および被切断部材が該加
工液中に没するレベルに保持され、また洗浄液は該液中
にワイヤが浸漬されるレベルに保持される。

被切断部材押上げ台は加工液槽の底部を貫通して上下
動可能に設置するため、その摺動面はシールされてい
る。

加工液槽および洗浄液槽のワイヤ通過スリット孔は、
液の漏洩、混入防止のため、樹脂またはゴム等のシール
材でシールされている。

切断用ワイヤは各液槽の側壁に設けたスリット孔を介
して、洗浄液槽−加工液槽−洗浄液槽の順に通過する。

加工液槽内の被切断部材は加工液中に浸漬された状態
でワイヤにて切断され、ワイヤは洗浄液中を通過するこ
とによって洗浄される。

ワイヤの走行が一方向のワイヤソーの場合、洗浄液槽
は加工液槽の後に設けてもよい。

加工液槽および洗浄液槽内の各液は、それぞれ液槽の
側壁に設けた回収ボックスに各オーバーフロー口より回
収されるようになっている。

実施例 第１図はこの発明方法を第３図に示す溝ローラ３個構
成のワイヤソーに適用した例を示す概略図、第２図は加
工液槽および洗浄液槽を拡大して示す縦断面図である。

第１図において、（10）は切断加工部に配置した内槽
と外槽とからなる二重槽であり、その構造は第２図に拡
大して示すごとく、内槽が加工液槽（10−１）、外槽が
洗浄液槽（10−２）（10−３）となっており、ワイヤ
（２）の走行方向に洗浄液槽（10−２）−加工液槽（10
−１）−洗浄液槽（10−３）の順に配置されており、か
つ各槽のほぼ中間部にはワイヤ（２）を送給するための
スリット孔（10−1a）（10−2a）（10−3a）が各壁に設
けられている。このスリット孔部は液の漏洩、混入を防
止するため、樹脂あるいはゴム等のシール材で作られて
いる。

加工液槽（10−１）の底部には被切断部材押上げ台
（11）が固定台（12）に上下動可能に設置され、加工液
槽と押上げ台間は蛇腹式のシール材（21）にてシールさ
れている。

この切断部材押上げ台（11）の固定台（12）に加工液
流路（13）が作られており、該流路に接続配管した供給
管（14）より加工液が供給されるようになっている。

この加工液槽の外側に設けた洗浄液槽（10−２）（10
−３）にはその底部に洗浄液供給管（16−２）（16−
３）が接続配管されている。

上記加工液槽（10−１）および洗浄液槽（10−２）
（10−３）には、槽上部にオーバーフロー口（17−１）
（17−２）（17−３）が設けられ、この側の側壁には各
オーバーフロー液を回収するための回収ボックス（18）
が付設され、各ボックスには底部に回収管（19−１）
（19−２）（19−３）が接続配管されている。（20）は
蓋である。

上記構成において、加工液槽内の押上げ台（11）に載
置固定した被切断部材（３）を切断加工する際は、事前
に加工液槽（10−１）内に加工液を、洗浄槽（10−２）
（10−３）内に洗浄液をそれぞれ充満させた状態で押上
げ台（11）を上昇させて被切断部材（３）をワイヤ群に
押し当てて切断加工を開始する。

切断加工は完全に加工液中に浸漬された状態で行なわ
れるため、ワイヤ（２）の走行に伴い加工液は誘引され
て被切断部材との摺接部に十分に供給された状態で切断
が行なわれる。

ワイヤ（２）は予め洗浄液槽（10−２）（10−３）内
に貯えられている洗浄液中に通過しつつ洗浄される。

加工液槽（10−１）内の加工液および洗浄液槽（10−
２）（10−３）内の洗浄液は、各槽の上部に設けたオー
バーフロー口（17−１）（17−２）（17−３）よりオー
バーフローし、液面レベルが一定に保持されるととも
に、加工液は濃度および温度が一定に保持され、また洗
浄液槽内で除去された砥粒等のワイヤ付着物はオーバー
フロー液と共に槽外へ排出される。

各オーバーフロー液は回収ボックス（18）内に流入
し、各ボックス底部に接続し回収管（19−１）（19−
２）（19−３）より回収される。

なお、洗浄液としては特に限定するものではないが、
加工液に用いられているラップ油に有効な灯油が適す
る。

発明の効果 以上説明したごとく、この発明方法によれば、次に記
載する効果を奏する。

被切断部材の切断加工は加工液中に浸漬された状態
で行なわれるため、切断加工部に均一かつ十分に加工液
が供給され、被切断部材の切断精度および切断能率の大
幅向上がはかられるともに、ワイヤの摩耗が著しく軽減
されワイヤの断線事故もほとんどなくなる。

被切断部材の入側と出側でワイヤが浸漬方式により
洗浄されるので、砥粒等ワイヤ付着物の除去率が高いだ
けでなく、このワイヤ付着物の飛散が防止されることに
より作業環境の改善、ローラ寿命の延長がはかられる。

砥粒等ワイヤ付着物は切断加工直後に除去されるの
で、溝ローラへのワイヤ付着物の巻き込みがなくなり、
ワイヤの摩耗軽減により寿命延長がはかられる。

加工液槽をオーバーフロー方式としたことにより、
加工液面レベルを常に所定レベルに保持できるととも
に、加工液の濃度、温度および供給量を一定に保持で
き、切断精度の安定化がはかられる。

洗浄液槽をオーバーフロー方式としたことにより、
洗浄液面レベルを常に所定レベルに保持できるととも
に、除去された砥粒等はオーバーフロー液と共に洗浄槽
外へ排出されるので、洗浄液が汚濁されることがない
上、その除去された砥粒等が再びワイヤに付着すること
もなく、また洗浄液は浄化して循環使用することもでき
る。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例を示す概略図、第２図は同
上実施例における加工液槽と洗浄液槽を拡大して示す縦
断面図、第３図はこの発明の対象とする従来の切断方法
を示す概略図である。 １……溝ローラ、２……ワイヤ ３……被切断部材 10−１……加工液槽、10−2,10−３……洗浄液槽

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】多数の案内溝を有する溝ローラを多角形の
   各頂点に平行配置し、該溝ローラ間に張設したワイヤ群
   を被切断部材に摺接させつつ切断加工する方法におい
   て、加工液中に被切断部材を浸漬する被切断部材押上げ
   台付き加工液槽と該加工液槽の前後に併設、またはワイ
   ヤの走行が一方向の場合、該加工液槽の後に設置したワ
   イヤ洗浄液槽を前記溝ローラ間に設け、ワイヤ群を前記
   各槽の側壁を貫通させてワイヤ洗浄液中および加工液中
   を通過させるとともに、ワイヤ洗浄液および被切断部材
   加工液をオーバーフローさせつつ被切断部材を切断する
   ことを特徴とするワイヤソーによる切断加工方法。