JP2674227B2 - 脆性材料の切断加工方法 - Google Patents
脆性材料の切断加工方法Info
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- Engineering & Computer Science (AREA)
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- Processing Of Stones Or Stones Resemblance Materials (AREA)
- Finish Polishing, Edge Sharpening, And Grinding By Specific Grinding Devices (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 この発明は半導体材料、セラミックス、磁性材料等の
いわゆる脆性材料をワイヤにより切断する技術に係り、
より詳しくは高速走行するワイヤに被切断部材を押し当
てつつ当該部分に砥粒を含む加工液を供給して切断する
方式のワイヤ式切断装置による切断加工方法に関する。
いわゆる脆性材料をワイヤにより切断する技術に係り、
より詳しくは高速走行するワイヤに被切断部材を押し当
てつつ当該部分に砥粒を含む加工液を供給して切断する
方式のワイヤ式切断装置による切断加工方法に関する。
従来の技術 ワイヤ式切断装置（一般にワイヤソーと呼んでいる）
は、基本的には走行するワイヤに被切断部材を押し当て
切断する方式を採用したものであり、ワイヤを複数のガ
イドローラ相互間にわたって任意設定間隔で平行に張設
し、このワイヤ列に被切断部材を押し当てながら当該部
分に砥粒を含む加工液を供給することにより、いわゆる
ラッピング作用を行なわせて切断するものである。
は、基本的には走行するワイヤに被切断部材を押し当て
切断する方式を採用したものであり、ワイヤを複数のガ
イドローラ相互間にわたって任意設定間隔で平行に張設
し、このワイヤ列に被切断部材を押し当てながら当該部
分に砥粒を含む加工液を供給することにより、いわゆる
ラッピング作用を行なわせて切断するものである。
このような方式のワイヤソーとしては、ワイヤを往復
走行させつつワイヤの繰り出し巻取りを一方向とする方
式（特公昭52−12954号公報，特開昭52−98291号公報
等）と、ワイヤを一方向に高速走行させる方式（特開昭
61−117060号公報等）があり、主に半導体材料、磁性材
料等の脆性材料を同時に多数枚のウエハに切断するのに
採用されている。特に、ワイヤを一方向に高速走行させ
て切断する方式のワイヤソーは、切断能率および切断精
度において往復走行式のワイヤソーに比べて優れてい
る。
走行させつつワイヤの繰り出し巻取りを一方向とする方
式（特公昭52−12954号公報，特開昭52−98291号公報
等）と、ワイヤを一方向に高速走行させる方式（特開昭
61−117060号公報等）があり、主に半導体材料、磁性材
料等の脆性材料を同時に多数枚のウエハに切断するのに
採用されている。特に、ワイヤを一方向に高速走行させ
て切断する方式のワイヤソーは、切断能率および切断精
度において往復走行式のワイヤソーに比べて優れてい
る。
しかしながら、往復走行式、一方向高速走行式のいず
れもワイヤに砥粒を含む加工液を供給するため、ワイヤ
には切断粉と共に砥粒が付着するという問題がある。
れもワイヤに砥粒を含む加工液を供給するため、ワイヤ
には切断粉と共に砥粒が付着するという問題がある。
このため、加工部出側のワイヤを灯油等の洗浄液を使
用してワイヤ表面の付着物を除去する装置が提案されて
いる（実開昭61−92528号公報）。この装置は洗浄液中
をワイヤが通過して洗浄される仕組みとなしたものであ
るが、ワイヤの洗浄は加工部を離れた位置で行なわれる
ため、加工部を構成するガイドローラおよびベアリング
の砥粒による摩耗に対しては効果がなく、これら消耗部
品の取替えによるコストアップと保全作業による能率低
下を余儀なくされるという欠点と、被切断部材とワイヤ
の相互作用により発生する摩擦熱によりガイドローラの
溝表面の熱伝導で溝部が熱膨張し、被切断部材の切断精
度を悪化させるという欠点があった。
用してワイヤ表面の付着物を除去する装置が提案されて
いる（実開昭61−92528号公報）。この装置は洗浄液中
をワイヤが通過して洗浄される仕組みとなしたものであ
るが、ワイヤの洗浄は加工部を離れた位置で行なわれる
ため、加工部を構成するガイドローラおよびベアリング
の砥粒による摩耗に対しては効果がなく、これら消耗部
品の取替えによるコストアップと保全作業による能率低
下を余儀なくされるという欠点と、被切断部材とワイヤ
の相互作用により発生する摩擦熱によりガイドローラの
溝表面の熱伝導で溝部が熱膨張し、被切断部材の切断精
度を悪化させるという欠点があった。
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、砥粒の飛
散によるガイドローラやベアリング等消耗部品の取替に
よるコストアップ、保全作業による能率低下の問題、お
よび被切断部材とワイヤの相互作用により発生する摩擦
熱による溝部の熱変形による切断精度の悪化の問題を解
決し、溝ローラおよびベアリング等消耗材の寿命延長に
よる低コスト化および作業能率の向上と、切断精度の向
上をはかる脆性材料の切断加工方法を提案しようとする
ものである。
散によるガイドローラやベアリング等消耗部品の取替に
よるコストアップ、保全作業による能率低下の問題、お
よび被切断部材とワイヤの相互作用により発生する摩擦
熱による溝部の熱変形による切断精度の悪化の問題を解
決し、溝ローラおよびベアリング等消耗材の寿命延長に
よる低コスト化および作業能率の向上と、切断精度の向
上をはかる脆性材料の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 この発明はワイヤ式切断装置における前記問題、すな
わち砥粒の飛散によるガイドローラやベアリング等消耗
部品の摩耗、ガイドローラの溝部の熱変形を防止する手
段として、被切断部材とガイドローラとの間で、エアー
の吹付けによる砥粒の除去、洗浄液による洗浄と冷却、
エアーの吹付けによる洗浄液の除去を連続的に行なう方
法を講じたもので、被切断部材を出たワイヤに付着して
いる砥粒を完全に除去することによって砥粒の飛散によ
る消耗部品の摩耗防止と、ワイヤの摩擦熱による熱変形
の防止をはかったものである。
わち砥粒の飛散によるガイドローラやベアリング等消耗
部品の摩耗、ガイドローラの溝部の熱変形を防止する手
段として、被切断部材とガイドローラとの間で、エアー
の吹付けによる砥粒の除去、洗浄液による洗浄と冷却、
エアーの吹付けによる洗浄液の除去を連続的に行なう方
法を講じたもので、被切断部材を出たワイヤに付着して
いる砥粒を完全に除去することによって砥粒の飛散によ
る消耗部品の摩耗防止と、ワイヤの摩擦熱による熱変形
の防止をはかったものである。
すなわち、この発明の要旨は、中央に洗浄液噴射ノズ
ル室を、その両サイドにエアー噴射ノズル室を有し、各
室内をワイヤが通過する構造となした密閉型洗浄・冷却
ボックスを被切断部材とガイドローラ間に配設し、被切
断部材を通過したワイヤを前記洗浄・冷却ボックスを通
過させ、入側のエアー噴射ノズル室にてワイヤ付着砥粒
を除去し、ついで中央の洗浄液噴射ノズル室にてワイヤ
を洗浄・冷却し、出側のエアー噴射ノズル室にて洗浄液
を除去することを特徴とするものである。
ル室を、その両サイドにエアー噴射ノズル室を有し、各
室内をワイヤが通過する構造となした密閉型洗浄・冷却
ボックスを被切断部材とガイドローラ間に配設し、被切
断部材を通過したワイヤを前記洗浄・冷却ボックスを通
過させ、入側のエアー噴射ノズル室にてワイヤ付着砥粒
を除去し、ついで中央の洗浄液噴射ノズル室にてワイヤ
を洗浄・冷却し、出側のエアー噴射ノズル室にて洗浄液
を除去することを特徴とするものである。
作用 ワイヤ式切断装置による切断加工は、多数の案内溝を
有する溝ローラを三角形あるいは四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張設した走行す
るワイヤ群に、昇降式の材料固定台上に固定した被切断
部材を押し当てながら、加工液供給ノズルより砥粒を含
む加工液を切断部に供給して切断する方式であり、被切
断部材を通過したワイヤが被切断部材とガイドローラ間
に配設した洗浄・冷却ボックス内を通過することによっ
て、ワイヤに付着した砥粒が除去されると共に冷却され
る。
有する溝ローラを三角形あるいは四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張設した走行す
るワイヤ群に、昇降式の材料固定台上に固定した被切断
部材を押し当てながら、加工液供給ノズルより砥粒を含
む加工液を切断部に供給して切断する方式であり、被切
断部材を通過したワイヤが被切断部材とガイドローラ間
に配設した洗浄・冷却ボックス内を通過することによっ
て、ワイヤに付着した砥粒が除去されると共に冷却され
る。
したがって、被切断部材通過後のワイヤによって砥粒
がガイドローラに持込まれることがなく、ガイドローラ
の摩耗が防止される結果、ガイドローラの寿命が大幅に
改善されるとともに、ガイドローラ表面の温度上昇が小
さくなることによりガイドローラの熱変形が防止され、
切断精度が向上する。
がガイドローラに持込まれることがなく、ガイドローラ
の摩耗が防止される結果、ガイドローラの寿命が大幅に
改善されるとともに、ガイドローラ表面の温度上昇が小
さくなることによりガイドローラの熱変形が防止され、
切断精度が向上する。
実施例 第１図はこの発明方法を実施するための装置構成例を
示す概略斜視図、第２図は同上装置の洗浄・冷却ボック
ス部を拡大して示す展開斜視図、第３図は同上装置にお
けるワイヤの洗浄・冷却ボックス通過中の状態を拡大し
て示す縦断正面図である。なお、ここでは一方向高速走
行式ワイヤソーを例にとり説明する。
示す概略斜視図、第２図は同上装置の洗浄・冷却ボック
ス部を拡大して示す展開斜視図、第３図は同上装置にお
けるワイヤの洗浄・冷却ボックス通過中の状態を拡大し
て示す縦断正面図である。なお、ここでは一方向高速走
行式ワイヤソーを例にとり説明する。
第１図中、（１）は被切断部材、（２）被切断部材昇
降装置、（３）は周面に多数の溝が付設されている切断
用ワイヤのガイドローラ、（４）は図の右方から左方に
高速走行する切断用ワイヤ、（５）は切断用ワイヤ列へ
の加工液供給ノズル、（６）は加工液供給配管、（７）
は洗浄・冷却ボックスである。
降装置、（３）は周面に多数の溝が付設されている切断
用ワイヤのガイドローラ、（４）は図の右方から左方に
高速走行する切断用ワイヤ、（５）は切断用ワイヤ列へ
の加工液供給ノズル、（６）は加工液供給配管、（７）
は洗浄・冷却ボックスである。
洗浄・冷却ボックス（７）は第２図に拡大して示すご
とく、本体部（７−１）と蓋部（７−２）の２分割構造
となっており、本体部（７−１）は内部が３つの槽に仕
切られており、中央が洗浄液噴射ノズル室（17−１）、
両側がエアー噴射ノズル室（17−２）（17−３）となっ
ている。また蓋部（７−２）も同じく本体部の各槽毎に
仕切られており、この各槽にワイヤ（４）の走行と直角
方向に洗浄液供給管（27−１）、エアー供給管（27−
２）（27−３）が配管されている。本体部と蓋部の合せ
部にはワイヤ（４）の通過口（37）が設けられている。
とく、本体部（７−１）と蓋部（７−２）の２分割構造
となっており、本体部（７−１）は内部が３つの槽に仕
切られており、中央が洗浄液噴射ノズル室（17−１）、
両側がエアー噴射ノズル室（17−２）（17−３）となっ
ている。また蓋部（７−２）も同じく本体部の各槽毎に
仕切られており、この各槽にワイヤ（４）の走行と直角
方向に洗浄液供給管（27−１）、エアー供給管（27−
２）（27−３）が配管されている。本体部と蓋部の合せ
部にはワイヤ（４）の通過口（37）が設けられている。
この洗浄・冷却ボックス（７）の他端には当該ボック
ス内の貯溜液を回収するためのダクト（38）が接続され
ている。
ス内の貯溜液を回収するためのダクト（38）が接続され
ている。
なお、この洗浄・冷却ボックスを被切断部材の両側に
設けているのは、ワイヤの走行方向によって使い分けら
れるようにするためである。図はワイヤが右から左に走
行する場合を例示しているので、この場合は左側の洗浄
・冷却ボックスを使用することになる。一方、加工液供
給ノズルは右側を使用することになる。
設けているのは、ワイヤの走行方向によって使い分けら
れるようにするためである。図はワイヤが右から左に走
行する場合を例示しているので、この場合は左側の洗浄
・冷却ボックスを使用することになる。一方、加工液供
給ノズルは右側を使用することになる。
上記構成の一方向高速ワイヤ式切断装置において、被
切断部材（１）は昇降装置（２）により押し上げられ
て、ガイドローラ（３）に掛けられている一方向（右か
ら左）に高速走行するワイヤ（４）列に押し当てられて
同時多数切断が行なわれる。
切断部材（１）は昇降装置（２）により押し上げられ
て、ガイドローラ（３）に掛けられている一方向（右か
ら左）に高速走行するワイヤ（４）列に押し当てられて
同時多数切断が行なわれる。
切断中は切断用ワイヤ列に右側の加工液供給ノズル
（５）より砥粒を含む加工液が供給されるため、被切断
部材（１）を出たワイヤ（４）には砥粒および切り屑と
油の混合した流動性のある混合液が付着している。
（５）より砥粒を含む加工液が供給されるため、被切断
部材（１）を出たワイヤ（４）には砥粒および切り屑と
油の混合した流動性のある混合液が付着している。
この混合液が付着しているワイヤは、被切断部材
（１）を出た直後で洗浄・冷却ボックス（７）内に入
り、まず入側のエアー噴射ノズル室（17−２）のエアー
供給管（27−２）より噴射するエアーにて表面の砥粒が
除去される。続いて、中央の洗浄液噴射ノズル室（17−
１）の洗浄液供給管（27−１）より噴射する洗浄液にて
ワイヤの洗浄・冷却が行なわれる。そして、出側のエア
ー噴射ノズル室（17−３）のエアー供給管（27−３）よ
り噴射するエアーにてワイヤに付着している洗浄液が除
去される。
（１）を出た直後で洗浄・冷却ボックス（７）内に入
り、まず入側のエアー噴射ノズル室（17−２）のエアー
供給管（27−２）より噴射するエアーにて表面の砥粒が
除去される。続いて、中央の洗浄液噴射ノズル室（17−
１）の洗浄液供給管（27−１）より噴射する洗浄液にて
ワイヤの洗浄・冷却が行なわれる。そして、出側のエア
ー噴射ノズル室（17−３）のエアー供給管（27−３）よ
り噴射するエアーにてワイヤに付着している洗浄液が除
去される。
このように表面の付着物が完全に除去されたワイヤ
（４）は、出側のガイドローラ（３）を介してワイヤ巻
取部（図示せず）へ導かれる。
（４）は、出側のガイドローラ（３）を介してワイヤ巻
取部（図示せず）へ導かれる。
一方、洗浄・冷却ボックス（７）内で除去された砥粒
や切り屑等のワイヤ付着物は洗浄液によってダクト（3
8）へ導かれて回収され、洗浄液は図示しない洗浄液処
理系にて浄化されかつ所定の温度に冷却されて循環使用
されるようになっている。
や切り屑等のワイヤ付着物は洗浄液によってダクト（3
8）へ導かれて回収され、洗浄液は図示しない洗浄液処
理系にて浄化されかつ所定の温度に冷却されて循環使用
されるようになっている。
上記構造の装置を実機の一方向高速走行式ワイヤソー
に設置し、下記条件にて切断した結果、ガイドローラの
使用回数としては従来７〜９回であったのが、15〜16回
と約２倍に向上した。
に設置し、下記条件にて切断した結果、ガイドローラの
使用回数としては従来７〜９回であったのが、15〜16回
と約２倍に向上した。
また、ガイドローラの表面温度は赤外線放射温度計に
よって測定したところ、その温度上昇は従来最大８℃で
あったのが、最大３℃まで低下し、切断精度は第１表に
示すごとく著しく向上した。
よって測定したところ、その温度上昇は従来最大８℃で
あったのが、最大３℃まで低下し、切断精度は第１表に
示すごとく著しく向上した。
＜使用条件＞ ワイヤ走行速度:600m/min 被切断部材：シリコン単結晶φ８″ 切断枚数:200枚／回 切断時間：約４時間／回 洗浄液使用量:30/min エアー使用量:1.2m3/min エアー，洗浄液温度:30℃ 発明の効果 以上説明したごとく、この発明方法によれば、被切断
部材を通過したワイヤがこの側のガイドローラに至る間
で、当該ワイヤに付着した砥粒および切り屑と油の混合
した混合液が密閉型ボックス内で除去され、かつワイヤ
自体が洗浄液およびエアーにて冷却されるので、砥粒に
よるガイドローラおよび軸受等の消耗部品の摩耗が大幅
に軽減され、部品のコストダウンと作業能率の向上がは
かられるとともに、作業環境がよくなり、かつガイドロ
ーラ表面の温度上昇が軽減されることによりガイドロー
ラの熱変形が防止され、切断精度が大幅に向上するとい
う大なる効果を奏するものである。
部材を通過したワイヤがこの側のガイドローラに至る間
で、当該ワイヤに付着した砥粒および切り屑と油の混合
した混合液が密閉型ボックス内で除去され、かつワイヤ
自体が洗浄液およびエアーにて冷却されるので、砥粒に
よるガイドローラおよび軸受等の消耗部品の摩耗が大幅
に軽減され、部品のコストダウンと作業能率の向上がは
かられるとともに、作業環境がよくなり、かつガイドロ
ーラ表面の温度上昇が軽減されることによりガイドロー
ラの熱変形が防止され、切断精度が大幅に向上するとい
う大なる効果を奏するものである。
第１図はこの発明方法を一方向高速走行式ワイヤソーに
適用した場合の装置構成例を示す概略斜視図、第２図は
同上装置の洗浄・冷却ボックス部を拡大して示す展開斜
視図、第３図は同上装置におけるワイヤの洗浄・冷却ボ
ックス通過中の状態を拡大して示す縦断正面図である。 １……被切断部材、３……ガイドローラ ４……切断用ワイヤ、５……加工液供給ノズル ７……洗浄・冷却ボックス
適用した場合の装置構成例を示す概略斜視図、第２図は
同上装置の洗浄・冷却ボックス部を拡大して示す展開斜
視図、第３図は同上装置におけるワイヤの洗浄・冷却ボ
ックス通過中の状態を拡大して示す縦断正面図である。 １……被切断部材、３……ガイドローラ ４……切断用ワイヤ、５……加工液供給ノズル ７……洗浄・冷却ボックス
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭56−102458（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−232762（ＪＰ，Ａ) 特公 昭42−12751（ＪＰ，Ｂ１)
Claims (1)
- 【請求項１】多数の案内溝を有するガイドローラを介し
て所定間隔に張架されたワイヤ列を高速走行させつつ、
該ワイヤ列に被切断部材を押し当てながら当該部分に砥
粒を含む加工液を供給して切断する方法において、中央
に洗浄液噴射ノズル室を、両サイドにエアー噴射ノズル
室を有し、各室内をワイヤが通過する構造となした密閉
型洗浄・冷却ボックスを被切断部材とガイドローラ間に
配設し、被切断部材を通過したワイヤを前記洗浄・冷却
ボックスを通過させ、入側のエアー噴射ノズル室にてワ
イヤ付着砥粒を除去し、ついで中央の洗浄液噴射ノズル
室にてワイヤを洗浄・冷却し、出側のエアー噴射ノズル
室にて洗浄液を除去することを特徴とする脆性材料の切
断加工方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19630889A JP2674227B2 (ja) | 1989-07-27 | 1989-07-27 | 脆性材料の切断加工方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19630889A JP2674227B2 (ja) | 1989-07-27 | 1989-07-27 | 脆性材料の切断加工方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0360964A JPH0360964A (ja) | 1991-03-15 |
| JP2674227B2 true JP2674227B2 (ja) | 1997-11-12 |
Family
ID=16355647
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP19630889A Expired - Lifetime JP2674227B2 (ja) | 1989-07-27 | 1989-07-27 | 脆性材料の切断加工方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2674227B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20120192848A1 (en) * | 2009-10-07 | 2012-08-02 | Akira Nakashima | Method of slicing silicon ingot using wire saw and wire saw |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4083152B2 (ja) * | 2004-07-29 | 2008-04-30 | 日本碍子株式会社 | ワイヤーソー装置 |
| JP2010030074A (ja) * | 2008-07-25 | 2010-02-12 | Nippon Fuasutemu Kk | ワイヤーソー切断装置 |
| CN105798470B (zh) * | 2016-05-27 | 2017-09-29 | 京东方科技集团股份有限公司 | 一种激光切割机及其切割方法 |
| CN107553763A (zh) * | 2016-06-30 | 2018-01-09 | 广东先导先进材料股份有限公司 | 一种多线切割晶片的方法以及切割装置 |
| WO2018087619A1 (en) * | 2016-11-10 | 2018-05-17 | Meyer Burger (Switzerland) Ag | Wire saw |
| BE1030326B1 (nl) * | 2022-03-10 | 2023-10-09 | Smo Bvba | Systeem voor het koelen en sturen van een snijdraad |
-
1989
- 1989-07-27 JP JP19630889A patent/JP2674227B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20120192848A1 (en) * | 2009-10-07 | 2012-08-02 | Akira Nakashima | Method of slicing silicon ingot using wire saw and wire saw |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0360964A (ja) | 1991-03-15 |
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