JP3447963B2 - ワイヤーソー用めっき鋼線 - Google Patents

ワイヤーソー用めっき鋼線

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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23DPLANING; SLOTTING; SHEARING; BROACHING; SAWING; FILING; SCRAPING; LIKE OPERATIONS FOR WORKING METAL BY REMOVING MATERIAL, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23D61/00Tools for sawing machines or sawing devices; Clamping devices for these tools
    • B23D61/18Sawing tools of special type, e.g. wire saw strands, saw blades or saw wire equipped with diamonds or other abrasive particles in selected individual positions
    • B23D61/185Saw wires; Saw cables; Twisted saw strips

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  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Finish Polishing, Edge Sharpening, And Grinding By Specific Grinding Devices (AREA)
  • Wire Processing (AREA)
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  • Electroplating Methods And Accessories (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、金属、セラミック
ス、半導体部材などを切断するために使用されるワイヤ
ーソーに最適なめっき鋼線に関するものである。
【0002】
【従来の技術】一般に、ワイヤーソー方式による切断に
は、抗張力の大きいソーワイヤと高硬度の砥粒が用いら
れる。切断を行う際、張力を付加したソーワイヤ(一般
に鋼線)を往復または一方向へ動かして切断物に接触さ
せる。そして、鋼線と切断物との間にダイヤモンド粉な
どの砥粒を流し込み、鋼線で砥粒を押しつけて切断物を
研削していく。従って、鋼線への砥粒の食い込みが、切
断物の表面性状を大きく左右することになる。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかし、切断物の表面
性状を改善するために、砥粒の鋼線への食い込みに工夫
を試みた従来技術は知られていない。
【0004】そのため、上記のようなワイヤーソー方式
によって切断された切断物表面には微少な凹凸が無数に
ある。この凹凸は次工程である研磨工程にて研削・平滑
化されるが、切断表面の凹凸量が多いと、研磨工程での
研削量が増加し、切断物の歩留が低下するという問題が
あった。
【0005】従って、本発明の主目的は、ソーワイヤへ
の砥粒の食い込みを改善して、切断物の表面性状を向上
できるめっき鋼線を提供することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明鋼線は、鋼線に被
覆されためっき層のうち、最外層の硬度を所定の値以下
にして軟らかくし、めっき鋼線への砥粒の食い込みを改
善することによって切断物の表面性状を向上する。すな
わち、本発明は、鋼線上に1層以上のめっき層を有する
ワイヤーソー用めっき鋼線であって、めっき層における
最外層は、銅を主体とする材料で構成され、そのビッカ
ース硬度が135Hv以下であることを特徴とする。
【0007】ここで、銅を主体とする材料には、銅のみ
からなる材料または銅の含有量が過半数である合金が含
まれる。銅合金の一例としては黄銅(真鍮)が挙げられ
る。黄銅は銅と亜鉛との合金で、一般には亜鉛の含有濃
度が45%程度までのものが利用されている。
【0008】めっき層に銅を用いた場合、鋼線の最終伸
線加工直後におけるめっき層の合計厚みは0.05〜
0.5μmとすることが好ましい。
【0009】また、めっき層に黄銅を用いた場合、鋼線
の最終伸線加工直後におけるめっき層の厚みは0.07
〜0.6μmとすることが好ましい。
【0010】これらのめっき層を形成する方法には、電
気めっき法、無電解めっき法、溶融めっき法などを利用
することができる。
【0011】最外層のめっき層のビッカース硬度を13
5Hv以下に規定した理由は、その値を越えると切断物
の表面凹凸が大きくなり、切断物の歩留が悪化する可能
性があるためである。
【0012】鋼線の最終伸線加工後のめっき厚みを上記
のように規定した理由は次の通りである。ワイヤーソー
で用いられる鋼線は、一般に熱処理後にめっきを施し、
その後、線径を小さくする伸線によって得られる。この
伸線加工中に鋼線は加工硬化によって高張力化するとと
もに捻回値などの靭牲が低下し、疵感受性が高くなる。
疵感受性が高くなると、ワイヤーソー方式による切断に
おいては、切断中に断線を引き起こして切断できない可
能牲が高くなる。そこで、後述の試験を行った結果、鋼
線の靱性、すなわちワイヤーソー方式による切断中の断
線の有無は、伸線直後のめっき厚みによって大きく左右
されることが明確となったためである。
【0013】伸線加工直後のめっき厚みが、銅めっきで
0.06〜0.5μm、黄銅めっきで0.07〜0.6
μmであると適正であり、伸線加工直後のめっき厚みが
この範囲外であると、鋼線の靱性低下、すなわちワイヤ
ーソー方式による切断中に断線を招く可能性が大きくな
る。
【0014】また、本発明めっき鋼線は、後述の再めっ
きまたは所定の焼鈍を行うことで得られる。従来のソー
ワイヤーは、JIS規格でSWRS72〜82A、SW
RH72〜82A相当の線材に適当な回数の熱処理・伸
線を行って線径0.5〜1.4mm程度の鋼線とし、こ
れにパテンチング熱処理、めっき、伸線(減面
率:約90〜99.9%)を順次行い、線径0.05〜
0.2mm程度の鋼線とすることで製造していた。この
従来方法でソーワイヤーを製造した場合、めっき層の厚
みを上述の本発明規定値に制御することはできるが、め
っき硬度は140〜160Hvとなる。
【0015】これに対し本発明めっき鋼線は、従来工程
における「伸線」の途中(減面率60〜80%)また
は終了後に、再めっきまたは300〜400℃程度の焼
鈍を行うことにより得られる。再めっき層は伸線に伴う
加工硬化がないため、135Hv以下の硬度を得ること
ができる。また、この焼鈍により、めっき金属の加工硬
化を抑制または除去し、135Hv以下の硬度を得るこ
とができる。焼鈍温度が300℃未満の場合はめっき硬
度の低減効果が低く、400℃を越えると鋼線の靭性低
下が起こり、先に述べた切断中に断線が発生する可能牲
が高くなる。焼鈍時間は10〜120秒程度が適切であ
る。
【0016】めっきの厚みは、「めっき」工程でめっ
き厚みを調整すればよい。なお、「鋼線の最終伸線加工
後のめっき厚み」とは、「パテンチング熱処理→めっき
→伸線→再めっき」を行った場合でも「再めっき」前の
厚みを言う。
【0017】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を説明
する。 (実施例1)表1に示す条件の銅めっき鋼線を作製し、
伸線前後の線径、めっき層の厚み、伸線後における最外
層のめっき層の硬度を測定すると共に、捻回値試験、切
削試験を行って切断面の凹凸状況を調べてみた。ソーワ
イヤに用いた鋼線および被削材の条件ならびに伸線後の
焼鈍時間は次の通りである。また、捻回値試験は鋼線に
捻じれを加え、破断するまでの捻回数を測定した。 鋼線→鋼種:SWRS77A、線径:0.18mm 被削材→Siインゴット 焼鈍時間→各温度にて60秒
【0018】
【表1】
【0019】表1に示す通り、伸線後に再めっきまたは
焼鈍を行っていない比較例1、伸線後の焼鈍温度が低い
比較例2はめっき硬度を135Hv以下にすることがで
きない。その結果、切断面表面の凹凸が大きかった。ま
た、伸線後のめっき厚みが薄すぎる比較例4および厚す
ぎる比較例5は切断中に断線が起こっている
【0020】これに対して、各実施例は切断中に断線が
起こることもなく、切断面表面の凹凸も少なかった。
【0021】(実施例2)表2に示す条件の黄銅めっき
鋼線を作製し、伸線前後の線径、めっき層の厚み、伸線
後における最外層のめっき層の硬度を測定すると共に、
捻回値試験、切削試験を行って切断面の凹凸状況を調べ
てみた。ソーワイヤに用いた鋼線および被削材の条件、
伸線後の焼鈍時間および捻回値試験方法は実施例1と同
様である。
【0022】
【表2】
【0023】表2に示す通り、伸線後に再めっきまたは
焼鈍を行っていない比較例6、伸線後の焼鈍温度が低い
比較例7はめっき硬度を135Hv以下にすることがで
きない。その結果、切断面表面の凹凸が大きかった。ま
た、伸線後のめっき厚みが薄すぎる比較例9および厚す
ぎる比較例10は切断中に断線が起こっている
【0024】これに対して、各実施例は切断中に断線が
起こることもなく、切断面表面の凹凸も少なかった。
【0025】
【発明の効果】以上説明したように、本発明めっき鋼線
によれば、最外層めっき硬度を最適に低下させることに
より、めっき鋼線への砥粒の食い込みを向上し、ワイヤ
ーソー方式による切断物表面の微小凹凸を低減すること
が実現できる。これによりその後の研磨工程での研削量
が低減でき、切断物の歩留向上が可能となる。また、S
iウェハ製造の分野では、研削時間低減も含めたウェハ
製造コストの低減とともに、ウェハ寸法精度の向上にも
寄与し、半導体製品の低コスト化、高品質化に貢献でき
る。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平4−80394(JP,A) 特開 平4−164511(JP,A) 特開 平8−3787(JP,A) 特開 平8−39416(JP,A) 特開 昭48−94969(JP,A) 特開 昭54−21692(JP,A) 実開 平1−117856(JP,U) 実開 平5−60811(JP,U) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) C25D 7/06 B24B 27/06

Claims (4)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 鋼線上に1層以上のめっき層を有するワ
    イヤーソー用めっき鋼線であって、伸線工程において伸線途中または終了後に、再めっきま
    たは300〜400℃の焼鈍を行うことにより製造され、 前記めっき層における少なくとも最外層は、銅で構成さ
    れ、そのビッカース硬度が135Hv以下であり、 鋼線の最終伸線加工直後におけるめっき層の厚みが0.05
    〜0.5μmであることを特徴とするワイヤーソー用めっき
    鋼線。
  2. 【請求項2】 鋼線上に1層以上のめっき層を有するワ
    イヤーソー用めっき鋼線であって、伸線工程において伸線途中または終了後に、再めっきま
    たは300〜400℃の焼鈍を行うことにより製造され、 前記めっき層における少なくとも最外層は、黄銅で構成
    され、そのビッカース硬度が135Hv以下であり、 鋼線の最終伸線加工直後におけるめっき層の厚みが0.07
    〜0.6μmであることを特徴とするワイヤーソー用めっき
    鋼線。
  3. 【請求項3】 鋼線上に1層以上のめっき層を有するワ
    イヤーソー用めっき鋼線であって、 前記めっき層における少なくとも最外層は、銅で構成さ
    れ、そのビッカース硬度が135Hv以下であり、 鋼線の最終伸線加工直後におけるめっき層の厚みが0.05
    〜0.5μmであることを特徴とするワイヤーソー用めっき
    鋼線。但し、捻回値が31回以上のものとする。
  4. 【請求項4】 鋼線上に1層以上のめっき層を有するワ
    イヤーソー用めっき鋼線であって、 前記めっき層における少なくとも最外層は、黄銅で構成
    され、そのビッカース硬度が135Hv以下であり、 鋼線の最終伸線加工直後におけるめっき層の厚みが0.07
    〜0.6μmであることを特徴とするワイヤーソー用めっき
    鋼線。但し、捻回値が28回以上のものとする。
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