JP2755907B2 - ワイヤソー用溝ローラ - Google Patents
ワイヤソー用溝ローラInfo
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Description
料あるいは石英、セラミック等の被加工物(以下「ワー
ク」という)を切断してウェーハ等を作製するためのワ
イヤソーに関するもので、さらに詳しくは、切断用ワイ
ヤが巻き掛けられる溝ローラの構造に関する。
作製するのにワイヤソーが用いられている。このワイヤ
ソーは、互いに平行な一定ピッチのワイヤ列にワークを
押し当て、切断用ワイヤにその線方向の往復動作と送り
動作の複合動作をさせながら、ワークとワイヤの間に砥
粒を含む加工液を供給することにより、ラッピング作用
でワークを切断してウェーハを作製するものである。
る切込み速度は内周刃による切断に比べると遅いけれど
も、多数枚のウェーハを同時に切断できるという特長が
ある。ちなみに、ワイヤソーによれば、1回の切断に要
する時間は、例えば直径が125mmのシリコン単結晶
で6時間位を要するが、1回で200枚程度のウェーハ
を切断することができる。
断時にワイヤとワークとの間の摩擦熱や、前記切断用ワ
イヤが巻き掛けられる溝ローラの軸受け部での摩擦熱が
生じる。これらの熱は、切断中に溝ローラの温度を変動
させ、その溝ローラの表面に刻設されたワイヤ溝のピッ
チを変化させる。そして、このワイヤ溝のピッチが変化
すると、切断中に、ワイヤ列のピッチが変化してしま
い、切断したウェーハの表面にうねりが生じてしまう。
に、従来、特開昭62−251063号公報に示される
ようなローリング装置が考えられている。このローリン
グ装置に使用されている溝ローラは、その台金に設けた
中空部(油路を構成している)に、その一端側から冷却
オイルを導入し、他端側から当該冷却オイルを排出させ
るように構成されている。
から供給した冷却オイルを他端側で排出させる溝ローラ
にあっては、下記のような問題がある。
された冷却オイルは吸熱しつつオイル排出口へ向かうの
で、オイル供給口からオイル排出口に向かうにつれて昇
温して冷却オイルの吸熱率(吸熱量)が低減してしま
う。そして、この吸熱量の差により、溝ローラの長手方
向に沿って温度勾配が生じてしまい、溝ローラのスリー
ブの表面に形成したワイヤ溝のピッチが変化してしまう
ことになる。このような傾向はワーク、例えばシリコン
単結晶棒の場合のように大径化、長尺化が進むと益々顕
著になる。ちなみに、従来のワイヤソーでは、直径が1
50mm、長さが300mm程度のワークの切断で済ん
だが、最近では、直径が200mm、長さが800mm
〜1000mmという長大なワークを切断する必要にせ
まられている。
されたもので、特に長尺の溝ローラの長手方向に沿う温
度勾配を低減せしめることが可能な構造を持つ溝ローラ
を提供することを目的としている。
ー用溝ローラは、切断用ワイヤが巻き掛けられる溝ロー
ラにおいて、前記溝ローラの台金の内部には、その台金
の長手方向中央で区分けされた2つの領域に、冷却媒体
流通用の流路がそれぞれ設けられ、前記各流路の始端と
終端とは、前記台金の当該流路に対応する端部に位置し
ていることを特徴とするものである。
請求項1記載のワイヤソー用溝ローラにおいて、前記台
金は、前記溝ローラの外側に固定支持されるスリーブと
同心的に配される円柱形状あるいは円筒形状の流路構成
部材を有し、この流路構成部材の外周部には前記流路が
設けられ、この流路の少なくとも一部分は前記流路構成
部材の外周部に蛇行して延在していることを特徴とする
ものである。
請求項1記載のワイヤソー用溝ローラにおいて、前記台
金は、前記溝ローラの外側に固定支持されるスリーブと
同心的に配される円柱形状の流路構成部材を有し、この
流路構成部材の内部には、当該流路構成部材の外側端か
ら内側端(中央壁側の端)近くまで延びる冷却媒体流通
用の孔が設けられ、前記流路構成部材の外周部には、前
記孔に前記内側端近くで連結され、かつ前記孔とともに
前記流路を構成する冷却媒体案内部が設けられているこ
とを特徴とするものである。
請求項1記載のワイヤソー用溝ローラにおいて、前記流
路は、前記溝ローラの内部に形成された空洞部と、前記
溝ローラの回転軸の内部に形成された孔とによって構成
されていることを特徴とするものである。
の台金の各端部から供給され、それぞれの流れは中央付
近で折り返して、当該各端部から排出される。したがっ
て、台金の各端部から供給される冷却媒体は溝ローラの
半部だけを冷却することになり、冷却媒体を一端部から
供給し他端部から排出する従来の構造に比べて、溝ロー
ラの各端部と中央付近とで冷却媒体の温度差が小さくな
る。その結果、溝ローラの各端部と中央付近での冷却媒
体の吸熱率がほぼ均一となり、溝ローラが長手方向で均
一に冷却されることになる。
る。このワイヤソー1はワークホルダ2を有し、このワ
ークホルダ2には、切断すべきワーク3が接着されてい
る。そして、このワークホルダ2下方には、3本の溝ロ
ーラ40で構成されるローリング装置4が設けられてい
る。これら溝ローラ40には切断用ワイヤWが同一ピッ
チで多数回巻き掛けられ、この切断用ワイヤWに、前記
ワークホルダ2に接着されたワーク3を押し付けつつ、
切断用ワイヤWに、その線方向の往復動作と送り動作の
複合動作をさせることによって、ワーク3が切断されて
ウェーハが作製される。
の溝ローラ40の両端を軸支するローラ軸支装置41,
41を有している。
金42と、この外側に固定支持されるプラスチック製の
スリーブ43とから構成されている。
金部44と、この芯金部44の両端に付設された軸部4
5とによって構成されている。この台金42の内部には
左右一対の筒体50,50が嵌合して設けられている。
また、台金42の内部には、その長手方向中央に、前記
左右一対の筒体50,50に挟持されるようにして中央
壁40aが設けられている。さらに、この台金42にお
いては、筒体50,50および中央壁40aによって区
分けされる左右一対の領域に、それぞれ、円柱形状の流
路構成部材51が嵌合している。各流路構成部材51の
外周には溝60が形成されている。この溝60は、図4
(平面図)に示すように、流路構成部材51の長手方向
に直線的に延びる溝60aと、この溝60aの中央壁4
0a側端部で連結され展開形状が矩形波形状(図5参
照)の溝60bとから構成されている。溝60bは溝6
0aと中央壁40a側端部でのみ連絡され、他の端部に
まで亘るように蛇行して延びている。なお、溝60bの
展開形状を矩形波形状としたのは、溝60aと途中で干
渉しないようにするためである。これら溝60aおよび
60bにより、各流路構成部材51の外周部には1本の
流路が構成される。なお、この第1実施例の溝ローラに
おいては、前記中央壁40aおよび前記各流路構成部材
51を貫通して回転軸49が設けられている。
ぞれ、前記溝60の各々の端に連絡する冷却媒体供給口
45aおよび冷却媒体排出口45bが付設されている。
また、軸部45には、冷却媒体供給口45aの付設箇所
にスリップリング46aが嵌合され、冷却媒体排出口4
5bの付設箇所にはスリップリング46bが嵌合されて
いる。
台金42の芯金部44(図3参照)に外嵌されている。
このスリーブ43の外周には、V字状のワイヤ案内溝4
3aが長手方向に沿って所定ピッチで多数形成され、そ
のワイヤ案内溝43aには切断用ワイヤWが巻き掛けら
れるようになっている。
に、前記台金42を各軸部45にて回転自在に支持する
ベアリング41a,41aを含んで構成されている。
る。
台金42の各端にある冷却媒体供給口45aから溝60
に供給される。すると、冷却媒体は、流路構成部材51
外周の直線状の溝60aを通り一旦中央壁40aにまで
達し、次に、流路構成部材51外周の蛇行した溝60b
を通り冷却媒体排出口45bに達し、この冷却媒体排出
口45bから排出される。この間に、冷却媒体によって
芯金部44ひいてはスリーブ43が冷却される。
ば、台金42の各端にある冷却媒体供給口45aから溝
60に供給される冷却媒体によって溝ローラ40の半部
ずつが別個に冷却されることになるので、その冷却媒体
の昇温の程度も従来と比べて小さくなり、溝ローラ40
の各端部と中央付近とで冷却媒体の温度差が小さくな
る。その結果、溝ローラ40の長手方向での冷却媒体の
吸熱率がほぼ均一となり、溝ローラ40が長手方向で均
一に冷却されることになる。
すなわち台金42が示されている。この台金42は、第
1実施例の流路構成部材51の代わりに、他の流路構成
部材70を備えている。そして、この第2実施例では、
冷却媒体供給口45aから入った冷却媒体を、流路構成
部材70の外周部に形成されている螺旋形状の流路を流
して中央壁40a近くまで導いた後、さらに、流路構成
部材70の内部を通して冷却媒体排出口45bまで導く
ようにしている。それ以外の構成については、第1実施
例とほぼ同様なので、第1実施例の構成部材や構成部品
に対応するものについては、図6において同一符号を付
して、その詳しい説明は省略する。
説明すれば、この流路構成部材70は円柱形状に構成さ
れ、図6における左側の流路構成部材70の斜視図であ
る図7に示すように、外周部に螺旋形状の冷却媒体案内
部71を備えている。また、流路構成部材70の内部に
は、前記冷却媒体案内部71によって画成される流路に
中央壁40a側の端部(流路構成部材70の内側端部)
で連絡する冷却媒体流通用の孔72が形成されている。
この孔72は流路構成部材70の外側端部にまで達し、
冷却媒体排出口45bに連絡している。
ーラと同様の効果を有する。
示されている。この溝ローラには、第1実施例や第2実
施例のような流路構成部材51,70は設けられてはい
ない。その代わりに、この第3実施例の溝ローラでは、
台金42の内部には、回転軸49の周りに、中央壁40
aによって左右に区分けされる空洞部85a,85bが
設けられている。そして、回転軸49の左側の空洞部8
5aには冷却媒体流通用の孔81a,81bが設けられ
るとともに、右側の空洞部85bには冷却媒体流通用の
孔81c,81dが設けられている。さらに、回転軸4
9の左右端部にはロータリジョイント82,82が設け
られ、このうち左側のロータリジョイント82には、前
記冷却媒体流通用の孔81a,81bにそれぞれ連絡す
る冷却媒体供給口45a、冷却媒体排出口45bが設け
られ、一方、右側のロータリジョイント82には、前記
冷却媒体流通用の孔81c,81dにそれぞれ連絡する
冷却媒体供給口45a、冷却媒体排出口45bが設けら
れている。それ以外の構成については、第1実施例とほ
ぼ同様なので、第1実施例の構成部材や構成部品に対応
するものについては、図8において同一符号を付して、
その詳しい説明は省略する。
から孔81a,81cを通して供給された冷却媒体はそ
れぞれ空洞部85a,85bに入り、中央壁40aによ
って区分けされる各空洞部を冷却した後、孔81b,8
1dを通して排出される。
ーラと同様の効果を有する。
したが、本発明は、かかる実施例に限定されず、その要
旨を逸脱しない範囲で、種々の変形が可能であることは
いうまでもない。
用ワイヤが巻き掛けられる溝ローラにおいて、前記溝ロ
ーラの台金の内部には、その台金の長手方向中央で区分
けされた2つの領域に、冷却媒体流通用の流路がそれぞ
れ設けられ、各領域に設けられる前記流路は、始端と終
端とが前記台金の当該流路に対応する端部に位置するよ
うに構成されているので、溝ローラの長手方向の吸熱率
がほぼ均一となり、溝ローラが長手方向で均一に冷却さ
れることになる。
主要部の斜視図である。
分の構成図である。
る。
る。
ある。
である。
視図である。
である。
Claims (4)
- 【請求項1】 切断用ワイヤが巻き掛けられる溝ローラ
において、前記溝ローラの台金の内部には、その台金の
長手方向中央で区分けされた2つの領域に、冷却媒体流
通用の流路がそれぞれ設けられ、前記各流路の始端と終
端とは、前記台金の当該流路に対応する端部に位置して
いることを特徴とするワイヤソー用溝ローラ。 - 【請求項2】 前記台金は、前記溝ローラの外側に固定
支持されるスリーブと同心的に配される円柱形状あるい
は円筒形状の流路構成部材を有し、この流路構成部材の
外周部には前記流路が設けられ、この流路の少なくとも
一部分は前記流路構成部材の外周部に蛇行して延在して
いることを特徴とする請求項1記載のワイヤソー用溝ロ
ーラ。 - 【請求項3】 前記台金は、前記溝ローラの外側に固定
支持されるスリーブと同心的に配される円柱形状の流路
構成部材を有し、この流路構成部材の内部には、当該流
路構成部材の外側端から内側端(中央壁側の端)近くま
で延びる冷却媒体流通用の孔が設けられ、前記流路構成
部材の外周部には、前記孔に前記内側端近くで連結さ
れ、かつ前記孔とともに前記流路を構成する冷却媒体案
内部が設けられていることを特徴とする請求項1記載の
ワイヤソー用溝ローラ。 - 【請求項4】 前記流路は、前記溝ローラの内部に形成
された空洞部と、前記溝ローラの回転軸の内部に形成さ
れた孔とによって構成されていることを特徴とする請求
項1記載のワイヤソー用溝ローラ。
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