JP4291440B2 - 導電性セラミックス成形品の製造方法及びそれに用いる送液シクネスゲージ - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、導電性セラミックス成形品の製造方法及びそれに用いる送液シクネスゲージに関し、更に詳しくは、放電加工により、半導体基板等をはじめとする各種の用途に好適な薄板状の導電性セラミックス成形品を、クラック等の破損を生ずることなく寸法精度良く、しかも短時間で効率よく製造することができる導電性セラミックス成形品の製造方法、及び、該導電性セラミックス成形品の製造方法に好適に使用できる送液シクネスゲージに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、導電性セラミックスは、半導体基板等をはじめとする各種分野の材料として使用されてきている。該導電性セラミックスは、硬度が極めて高いため、該導電性セラミックスの棒状体等の塊の加工・成形は、容易ではない。該導電性セラミックスの塊の加工・成形は、切削工具を用いて行うと、特殊な切削工具が必要になり効率的でないことから、近時では放電加工等により行われてきている。
【０００３】
前記放電加工は、従来より公知の加工技術であり、イオン交換処理等された水（以下、「水」は、総てイオン交換処理等された絶縁性の水を意味する。）等の絶縁性の液体中で、放電電極から被加工品に連続的に放電を行うことにより、該放電がなされた被加工品の表面を崩壊させスラッヂ化し、このスラッヂを除去することにより所望の加工品を得ることができる加工技術である。
前記放電加工には、横加工、斜め加工、割り出し加工、ヘリカル加工、嵌合加工、テーパ加工など、放電電極の形状と同形状の穴乃至溝等を被加工品に形成したり、被加工品の表面形状を放電電極の形状にならすリブ加工や、放電電極としてワイヤが用いて薄板状の部材を得るスライス加工、などが知られている。
【０００４】
従来より、前記導電性セラミックスの塊を薄板状の加工品・成形品にする場合には、前記放電ワイヤを用いたスライス加工が採用されているが、この場合には以下のような問題がある。即ち、該導電性セラミックスは硬度は極めて高いものの、脆いという性質があるため、該スライス加工により分離される側の薄板状の構造物に、前記導電性セラミックスの塊から完全に分離される前に、割れや欠け等のクラックが生じてしまい、所望の高品質の薄板状の加工品・成形品が得られないという問題である。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、前記従来における諸問題を解決し、以下の目的を達成することを課題とする。本発明は、放電加工により、半導体基板等をはじめとする各種の用途に好適な薄板状の導電性セラミックス成形品を、クラック等の破損を生ずることなく寸法精度良く、しかも短時間で効率よく製造することができる導電性セラミックス成形品の製造方法、及び、該導電性セラミックス成形品の製造方法に好適に使用できる送液シクネスゲージを提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するための手段は、以下の通りである。即ち、
＜１＞ 放電ワイヤを移動させて導電性セラミックス塊中を通過させ、該放電ワイヤの通過によって該導電性セラミックス塊中に形成された隙間に、該隙間と同程度の厚みを有し導電性を有するシクネスゲージを挿入し固定した後、該放電ワイヤの移動方向に絶縁性液を送液しながら該放電ワイヤを更に移動させて薄板状の導電性セラミックス成形品を製造することを特徴とする導電性セラミックス成形品の製造方法である。
＜２＞ 絶縁性液が水である前記＜１＞に記載の導電性セラミックス成形品の製造方法である。
＜３＞ 導電性セラミックス塊が、円柱形状である前記＜１＞又は＜２＞に記載の導電性セラミックス成形品の製造方法である。
＜４＞ 導電性セラミックス成形品が、半導体基板である前記＜１＞から＜３＞のいずれかに記載の導電性セラミックス成形品の製造方法である。
＜５＞ 導電性セラミックスが、炭化ケイ素である前記＜１＞から＜４＞のいずれかに記載の導電性セラミックス成形品の製造方法である。
＜６＞ 前記シクネスゲージの固定が、セラミックス塊の両端面を挟持することによって行われる前記＜１＞から＜５＞のいずれかに記載の導電性セラミックス成形品の製造方法である。
＜７＞ 前記＜１＞から＜６＞のいずれかに記載の導電性セラミックス成形品の製造方法に用いられ、
前記放電ワイヤの通過によって前記導電性セラミックス塊中に形成された隙間と同程度の厚みを有し、該隙間に挿入されると共に、導電性を有するシクネスゲージと、該シクネスゲージを固定すると共に、前記隙間に対して前記放電ワイヤの移動方向に絶縁性液を送液する送液基部とを有してなることを特徴とする送液シクネスゲージである。
＜８＞ シクネスゲージが略長方形状の板状部材であり、送液基部が、絶縁性液を外部に送液するための送液口が設けられ、隙間に対向する隙間対向面を少なくとも有し、該隙間対向面から前記シクネスゲージを突出させて固定する前記＜７＞に記載の送液シクネスゲージである。
＜９＞ 隙間対向面において、送液口が、２以上直線上に配置され、シクネスゲージが、該直線上にその幅方向が位置するように２以上配置された前記＜８＞に記載の送液シクネスゲージである。
＜１０＞ 送液口の口径が、隙間の厚みと同程度の大きさである前記＜８＞又は＜９＞に記載の送液シクネスゲージである。
＜１１＞ 前記シクネスゲージを固定する手段として、導電性セラミックス塊の両端面を挟持することができる挟持手段を備える前記＜７＞から＜１０＞のいずれかに記載の送液シクネスゲージである。
【０００７】
前記＜１＞に記載の導電性セラミックス成形品の製造方法においては、薄板状の導電性セラミックス成形品を製造するため、移動可能な放電ワイヤを移動させて導電性セラミックス塊中の極表面に近い部分を通過させる。該放電ワイヤには高圧電流が流れており、該放電ワイヤは放電可能であり、該放電ワイヤから最も近い該導電性セラミックス塊の表面に連続的に放電が生じる。放電が生じた該導電性セラミックス塊の表面部分は、直ちにスラッジ化し崩壊する。この放電ワイヤによる前記導電性セラミックス塊の表面の崩壊は、連続的に起こるので、マクロ的にみると、前記放電ワイヤが該導電性セラミックス塊中を通過し、該放電ワイヤによって該導電性セラミックス塊が切断されているように見える。
【０００８】
このとき、前記導電性セラミックス塊中の前記放電ワイヤが通過した部分には、該放電ワイヤの直径と同程度の厚みの平板状の隙間が形成されている。しかも、該隙間は、該導電性セラミックス塊から分離される薄板状体と、該導電性セラミックス塊との間に存在する。このため、該薄板状体における、一端部は、該導電性セラミックス塊と連続し固定された状態にあり、他端部は、該導電性セラミックス塊から遊離し、これと固定されてなく、振動等の外刺激を受けると共振等し易く、破損し易い状態にある。
【０００９】
そして、前記放電ワイヤの通過によって前記導電性セラミックス塊中に形成された前記隙間に、該隙間と同程度の厚みを有し導電性を有するシクネスゲージを挿入し固定する。すると、前記薄板状体は、その両端部が固定された状態になり、振動等の外刺激を受けても共振等しない。
この状態で、該放電ワイヤの移動方向に絶縁性液を勢い良く送液しながら前記放電ワイヤを更に移動させると、該導電性セラミックス塊におけるスラッヂ化した部分が、該絶縁性液により直ちに除去される。このため、前記放電ワイヤは、前記導電性セラミックス塊中を早い速度で通過し、前記導電性セラミックス塊から前記薄板状体が短時間で効率よく分離され、所望の薄板状の導電性セラミックス成形品が製造される。
【００１０】
前記＜２＞に記載の導電性セラミックス成形品の製造方法においては、絶縁性液が水であるので、低コストで放電加工プロセスを行うことができ、操作、取り扱いが簡便である。
【００１１】
前記＜３＞に記載の導電性セラミックス成形品の製造方法においては、導電性セラミックス塊が円柱形状であるので、肉薄の円板状の導電性セラミックス成形品が製造される。
【００１２】
前記＜４＞に記載の導電性セラミックス成形品の製造方法においては、導電性セラミックス成形品が半導体基板であり、半導体基板が、クラック等を生ずることなく寸法精度良く製造される。
【００１３】
前記＜５＞に記載の導電性セラミックス成形品の製造方法においては、導電性セラミックスが炭化ケイ素であり、炭化ケイ素成形品が、クラック等を生ずることなく寸法精度良く製造される。
前記＜６＞に記載の導電性セラミック成形品の製造方法においては、セラミックス塊の両端面が挟持されることによってシクネスゲージが良好に固定されており、クラックが発生するのが効果的に防止される。
【００１４】
前記＜７＞に記載の送液シクネスゲージは、前記放電ワイヤの通過によって前記導電性セラミックス塊中に形成された隙間と同程度の厚みを有し、該隙間に挿入されると共に、導電性を有するシクネスゲージと、該シクネスゲージを固定すると共に、前記隙間に対して前記放電ワイヤの移動方向に絶縁性液を送液する送液基部とを有してなるので、前記＜１＞から＜６＞のいずれかに記載の導電性セラミックス成形品の製造方法に用いると、以下のように作用する。
【００１５】
即ち、移動可能な放電ワイヤを移動させて導電性セラミックス塊中の極表面に近い部分を通過させる。該放電ワイヤには高圧電流が流れており、該放電ワイヤは放電可能であり、該放電ワイヤから最も近い該導電性セラミックス塊の表面に連続的に放電が生じる。放電が生じた該導電性セラミックス塊の表面部分は、直ちにスラッジ化し崩壊する。この放電ワイヤによる前記導電性セラミックス塊の表面の崩壊は、連続的に起こるので、マクロ的にみると、前記放電ワイヤが該導電性セラミックス塊中を通過し、該放電ワイヤによって該導電性セラミックス塊が切断されているように見える。
【００１６】
このとき、前記導電性セラミックス塊中の前記放電ワイヤが通過した部分には、該放電ワイヤの直径と同程度の厚みの平板状の隙間が形成されている。しかも、該隙間は、該導電性セラミックス塊から分離される薄板状体と、該導電性セラミックス塊との間に存在する。このため、該薄板状体における、一端部は、該導電性セラミックス塊と連続し固定された状態にあり、他端部は、該導電性セラミックス塊から遊離し、これと固定されてなく、振動等の外刺激を受けると共振等し易く、破損し易い状態にある。
【００１７】
そして、前記放電ワイヤの通過によって前記導電性セラミックス塊中に形成された前記隙間に、該隙間と同程度の厚みを有し導電性を有する前記送液シクネスゲージにおけるシクネスゲージを挿入し固定する。すると、前記薄板状体は、その両端部が固定された状態になり、振動等の外刺激を受けても共振等しない。
【００１８】
この状態で、前記送液シクネスゲージにおける送液基部から該放電ワイヤの移動方向に絶縁性液を勢い良く送液しながら前記放電ワイヤを更に移動させると、該導電性セラミックス塊におけるスラッヂ化した部分が、該絶縁性液により直ちに除去される。このため、前記放電ワイヤは、前記導電性セラミックス塊中を早い速度で通過する。前記導電性セラミックス塊から前記薄板状体が短時間で効率よく分離され、所望の薄板状の導電性セラミックス成形品が製造される。
【００１９】
前記＜８＞に記載の送液シクネスゲージにおいては、前記シクネスゲージが略長方形状の板状部材であるので、前記隙間への挿入が容易であり、前記薄板状体は、容易にその両端部が固定される。また、前記送液基部が、絶縁性液を外部に送液するための送液口が設けられ、隙間に対向する隙間対向面を少なくとも有し、該隙間対向面から前記シクネスゲージを突出させて固定するので、前記シクネスゲージが前記隙間に挿入されたとき、該隙間対向面が前記隙間に対向する。この状態で、前記送液口から絶縁性液が前記隙間を介して前記放電ワイヤに向けて送液される。
【００２０】
前記＜９＞に記載の送液シクネスゲージにおいては、前記隙間対向面において、前記送液口が、２以上直線上に配置され、前記シクネスゲージが、該直線上にその幅方向が位置するように２以上配置されているので、前記シクネスゲージが前記隙間に挿入されたとき、該隙間対向面における２以上の送液口が前記隙間に対向して配置される。この状態で、該２以上の送液口から絶縁性液が前記隙間を介して前記放電ワイヤに向けて送液される。
このため、前記導電性セラミックス塊におけるスラッヂ化した部分が、該絶縁性液により直ちに除去され、前記放電ワイヤの前記導電性セラミックス塊中の通過速度が早く、前記導電性セラミックス塊から前記薄板状体が短時間で極めて効率よく分離され、所望の薄板状の導電性セラミックス成形品が製造される。
【００２１】
前記＜１０＞に記載の送液シクネスゲージにおいては、前記送液口の口径が、前記隙間の厚みと同程度の大きさであるので、前記シクネスゲージが前記隙間に挿入され、前記送液口が前記隙間に対向して配置されたとき、該送液口から無駄なく効率良く絶縁性液が前記隙間を介して前記放電ワイヤに向けて送液される。
前記＜１１＞に記載の送液シクネスゲージにおいては、導電性セラミックス塊の両端面を挟持することができる挟持手段が用いられることにより、シクネスゲージが良好に固定されており、クラックが発生するのが効果的に防止される。
【００２２】
【発明の実施の形態】
本発明の導電性セラミックス成形品の製造方法においては、放電ワイヤを用いる放電加工により、導電性セラミックス塊をスライスし薄板状の導電性セラミックス成形品を製造する。
【００２３】
−放電ワイヤを用いる放電加工−
前記放電ワイヤを用いる放電加工としては、特に制限はなく、公知の手法、市販の放電加工装置を用いて、適宜選択した条件にて行うことができる。
前記放電ワイヤとしては、市販品を好適に使用することができ、黄銅線、被覆線等のいすれであってもよい。
前記放電ワイヤは、通常、ワイヤ自動供給装置により、該放電ワイヤを送り出す送出部と、該送出部から送りだされる放電ワイヤを巻き取る巻取部との間で、弛みのない状態で常に保持されている。前記ワイヤ自動供給装置においては、前記送出部と前記巻取部とが、前記放電ワイヤの送出方向と直交する方向に同時に移動可能に設計されている。
【００２４】
なお、一般に、前記送出部は前記巻取部の真上に配置され、前記送出部は「上部ダイス」と称されており、前記巻取部は「下部ダイス」と称されている。前記送出部（上部ダイス）と前記巻取部（下部ダイス）とが同時に移動可能な方向が、前記放電ワイヤによる加工・成形のプロセス方向となる。また、前記放電加工プロセスは、水等の絶縁性液中で行われるが、このプロセスの間、前記送出部（上部ダイス）及び前記巻取部（下部ダイス）からは、前記放電ワイヤに沿って、前記液体と同じ液体が噴射される。
【００２５】
なお、前記放電加工の条件としては、一般に、放電ワイヤへの無負荷極間電圧は、６０〜１５０Ｖ程度であり、切削量は、３０〜５０ｍｍ2 ／分程度であり、前記上部ダイス及び前記下部ダイスから噴射される絶縁性の液体の、噴射圧としては、１０〜２０ｋｇ／ｃｍ2 程度であり、また、温度としては、２０〜３０℃程度である。
【００２６】
−導電性セラミックス塊−
前記導電性セラミックス塊は、公知の導電性セラミックス（炭化ケイ素が好ましい）の焼結体であり、その大きさ、形状、構造等について特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、薄板状の導電性セラミックス成形品を製造する観点からはその形状としては、その軸方向の断面形状が円形、四角形等の多角形等である柱状（棒状）、板状などが好ましく、特に、半導体基板のウエハー等を製造する観点からは、その軸方向の断面形状が円形である中状（棒状）、板状が好ましい。
前記導電性セラミックス塊は、適宜公知の方法により製造したものであってもよいし、市販品等であってもよい。
前記導電性セラミックス塊の体積抵抗値としては、通常、１×１０-1〜１×１０-2Ω・ｃｍ程度である。
【００２７】
−導電性セラミックス塊のスライス−
前記導電性セラミックス塊をスライスし、薄板状にするには、前記放電加工により、前記放電ワイヤを前記プロセス方向に移動させて前記導電性セラミックス塊中を通過させればよい。
【００２８】
図面を参照しながら、その一例を説明すると、図１に示すように、放電加工のワーク１である前記導電性セラミックス塊として、円柱状の棒状体を用いた場合、まず、ワーク１を、その軸方向が放電ワイヤ２のプロセス方向Ａに直交するように、換言すれば、ワーク１の一端面１ａと、プロセス方向Ａに放電ワイヤ２が移動したときに見かけ上形成される放電ワイヤ２のプロセス面とが平行になるように、配置し固定する。このとき、該両面の距離を、短く設定すれば肉薄の円板状成形品が得られ、長く設定すれば肉厚の円柱状成形品が得られることになる。本発明においては、肉薄の円板状成形品を製造するため、前記両面の距離は短く設定される。
なお、このとき、ワーク１と放電ワイヤ２とは、絶縁性液としての水中に配置されている。また、放電ワイヤ２には、ワイヤ自動供給装置における上部ダイス（送出部）３と下部ダイス（巻取部）４とから、放電ワイヤ２に沿って水が噴出されている。
【００２９】
ワーク１を上述のように固定した状態において、放電ワイヤ２をそのプロセス方向Ａに移動させる。このとき、放電ワイヤ２が、ワーク１の表面に接近すると、放電ワイヤ２から最も近いワーク１の表面に瞬間的に放電が生じ、該表面部分が崩壊し、スラッヂ化する。このスラッヂは、上部ダイス（送出部）３と下部ダイス（巻取部）４とから、放電ワイヤ２に沿って噴射される水によって除去される。このワーク１の表面のスラッヂ化と該スラッヂの除去とは、放電ワイヤ２をプロセス方向Ａに移動し、放電ワイヤ２がワーク１中を通過している間、連続的に起こるので、マクロ的には、あたかも放電ワイヤ２によってワーク１が直接切断されているように見える。
【００３０】
そして、本発明においては、放電ワイヤ２の通過によってワーク１中に形成された隙間にシクネスゲージを挿入し固定する。
なお、隙間５に前記シクネスゲージを挿入し固定する時期としては、放電ワイヤ２がワーク１中の約１／３〜２／３程度通過した時が好ましく、ほぼ半分程度通過した時がより好ましい。隙間５への前記シクネスゲージの挿入は、一旦、放電加工のプロセスを中止した状態で行われる。
【００３１】
前記シクネスゲージは、導電性を有すると共に、隙間５に挿入可能な隙間ゲージであり、隙間５に挿入することができればよく、その大きさ、形状、構造等については特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。例えば、前記大きさは、隙間５の面積に応じて適宜決定すればよい。前記形状は、略長方形、矩形等の板状などが好適である。前記構造は、一種単独の部材からなる構造であってもよいし、二以上の部材からなる構造（例えば積層構造物）であってもよい。前記材質は、導電性材質が用いられ、機械的強度等が十分な材質が好ましく、例えばステンレスなどが好適である。
【００３２】
隙間５に挿入する前記シクネスゲージの数としては、特に制限はなく、隙間５の面積、ワーク１の一端面１ａと、プロセス方向Ａに放電ワイヤ２が移動したときに見かけ上形成される放電ワイヤ２のプロセス面との距離、等に応じて適宜選択することができるが、少なくとも１個であり、放電ワイヤ２のプロセスによりワーク１から遊離した薄板状体７を、安定にワーク１に固定でき、該薄板状体７にクラック等を生じさせることなく放電加工プロセスを安定した状態で行うことができる点で、２個以上であるのが好ましい。
【００３３】
隙間５に挿入する前記シクネスゲージの数が、２個以上である場合、これらのシクネスゲージは、互いに等間隔に配置するのが好ましい。このようにシクネスゲージを配置すると、薄板状体７を均等な力で無理なく安定にワーク１に固定でき、該薄板状体７にクラック等を生じさせることなく放電加工プロセスを安定にかつ円滑に行うことができる点で好ましい。
例えば、隙間５に挿入する前記シクネスゲージの数が２個である場合、例えば、水平方向に対し、一つのシクネスゲージ６を＋６０°の位置に、もう一つのシクネスゲージ６を−６０°の位置にそれぞれ配置するのが好ましい。
【００３４】
−送液シクネスゲージ−
本発明においては、隙間５に挿入する前記シクネスゲージとして、本発明の送液シクネスゲージを特に好適に使用することができる。
図２に示すように、例えば、送液シクネスゲージ１０は、放電ワイヤ２の通過によってワーク１である導電性セラミックス塊中に形成された隙間５と同程度の厚みを有し、該隙間５に挿入されると共に、導電性を有するシクネスゲージ１１と、該シクネスゲージ１１を固定すると共に、隙間５に対して放電ワイヤ２に向けて水等の絶縁性液を送液する送液基部１２とを有してなる。
【００３５】
シクネスゲージ１１は、例えば、略長方形状の板状部材であり、上述したシクネスゲージと同様である。
シクネスゲージ１１は、送液基部１２に固定される。
【００３６】
送液基部１２は、シクネスゲージ１１を固定することができ、前記絶縁性液を外部に送液するための送液口１４が設けられ、隙間５に対向する隙間対向面１３を少なくとも有していればよく、その材質、形状、構造、大きさ等については目的に応じて適宜選択することができる。
【００３７】
隙間対向面１３において、送液口１４が、２以上（図２では６個）直線上に配置され、シクネスゲージ１１が、該直線上にその幅方向が位置するように２以上（図２では２個）配置される。このとき、シクネスゲージ１１は、隙間対向面１３から突出した状態で固定される。
隙間対向面１３は、平面であってもよいし、曲面であってもよい。後者の場合としては、例えば、ワーク１の周側面の形状と同じ形状の曲面（ワーク１が円柱形状の場合には、円弧状の曲面）などが挙げられる。この場合、送液口１４と隙間５との距離を短く設定することができ、送液口１４から外部に送液される前記絶縁性液による流れの勢いが、効率良く前記スラッヂに伝達され、これを除去することができる点で有利である。
【００３８】
送液口１４及びシクネスゲージ１１の数としては、特に制限はなく、ワーク１の大きさ、材質等に応じて適宜選択することができる。
【００３９】
送液口１４の口径としては、特に制限はないが、隙間５の厚みと同程度の大きさが好ましい。この場合、送液口１４から前記絶縁性液が効率よく隙間５内に送液され、放電ワイヤ２に送液される点で好ましい。
【００４０】
送液口１４から前記絶縁性液の送液方向としては、放電ワイヤ２に向かう方向が好ましく、プロセス方向Ａと同じ方向がより好ましい。これらの方向の場合、前記放電加工プロセスにより形成されたスラッヂが、これらの方向に送液される前記絶縁性液により直ちに除去されるため、効率よく短時間でワーク１の切断を行うことができる点で有利である。
また、送液口１４が２以上ある場合には、前記絶縁性液は、放電ワイヤ２に向かう方向であれば、総ての送液口１４から同じ方向に送液されてもよいし、互いに異なる方向に送液されてもよい。
【００４１】
送液口１４から前記絶縁性液の送液量としては、ワーク１である前記導電性セラミックス塊の大きさ、材質等により異なり、一概に規定することはできないが、前記スラッジを除去するのに十分な範囲内で適宜選択することができ、切断体積に応じ、５〜１５リットル／分程度が好ましい。
【００４２】
送液口１４から送液される前記絶縁性液は、送液管１６を介して送液シクネスゲージ１０の外部から内部へ導入され、送液路１５を通過して、送液口１４から送液シクネスゲージ１０の外部に勢い良く送液される。
【００４３】
隙間５に前記シクネスゲージ又は前記送液シクネスゲージを挿入した後、これらを固定する方法としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択した挟持手段を用いる方法が採用できる。
前記挟持手段としては、ワーク１の両端面を挟持することができる機能を有するものであれば特に制限はなく、公知の挟持器、例えば、シャコ万力式、セットボルト式、クランプ式などが好適に挙げられる。
なお、図３に示すように、これらの挟持手段を用いる場合において、これらの挟持器における、薄板状体７の表面に接する挟持部８の押圧方向には、シクネスゲージ１１が存在しているようにするのが好ましい。このようにすると、薄板状体７にクラックが発生するのを効果的に防止することができる。
【００４４】
上述のように、隙間５に前記シクネスゲージ又は前記送液シクネスゲージを挿入し固定した後、放電ワイヤ２をプロセス方向Ａ（放電ワイヤ２の移動方向）に前記絶縁性液を勢い良く送液しながら放電ワイヤ２を更に移動させる。
ここでの前記絶縁性液の送液量としては、前記送液口１４から前記絶縁性液の送液量と同様である。
【００４５】
その結果、図４に示すように、放電ワイヤ２は、ワーク１である導電性セラミックス塊中を早い速度で通過し、ワーク１から薄板状体７が短時間で効率よく分離される。放電ワイヤ２による放電加工プロセスが終了すると、即ち、放電ワイヤ２がワーク１中を完全に通過すると、薄板状体７は、ワーク１から、完全に遊離し、切断される。こうして切断された薄板状体７が、目的の薄板状の導電性セラミックス成形品である。
ここで製造された薄板状の導電性セラミックス成形品は、肉薄の円板であり、寸法精度に優れるので、例えば、半導体基板のウエハー等として好適に使用することができる。
【００４６】
【実施例】
（実施例１）
ワークとしての導電性セラミックス塊に、体積抵抗値が１×１０-2Ω・ｃｍであり、直径が３２０ｍｍであり、厚みが２０ｍｍである円柱状の炭化ケイ素焼結体を用いた。
放電ワイヤとして、直径が０．２５ｍｍの黄銅製のものを用いた。
ワイヤ放電による放電加工の条件としては、以下の通りである。即ち、放電ワイヤへの無負荷極間電圧は１１０Ｖであり、切削量は４５ｍｍ2 ／分であり、上部ダイス及び下部ダイスから噴射される水の噴射圧は１５ｋｇ／ｃｍ2 、温度は２５℃である。
放電加工プロセスは、放電加工装置（三菱電気（株）製、ＦＸ２０）用いて行い、水を充填した槽中で行った。
【００４７】
図１から図４に示すように、ワーク１である導電性セラミックス成形品（炭化ケイ素成形品）の厚みが１ｍｍになるように、放電ワイヤ２をプロセス方向Ａに移動させ、ワーク１中を通過させて、放電加工プロセスを行った。そして、放電ワイヤ２がワーク１中のほぼ半分を通過した時点で、一旦、放電加工プロセスを中止した。
【００４８】
そして、放電ワイヤ２の通過によってワーク１中に形成された隙間（厚み０．４ｍｍ）５に、送液シクネスゲージ１０におけるシクネスゲージ１１を２個、プロセス方向Ａに平行に挿入させた。更に、これらのシクネスゲージ１１をシャコ万力式の挟持器を用いて挟持した。
【００４９】
送液シクネスゲージ１０は、厚みが０．４ｍｍであり、ステンレス製の略長方形状のシクネスゲージ１１を２個、これらの幅方向が互いに同一直線上に位置するように、かつ隙間対向面１３から同方向に突出するように送液基部１２に固定してなるものである。
【００５０】
送液基部１２は、略直方体形状であり、隙間対向面１３は平面に設計されている。隙間対向面１３には、その長手方向であってかつ前記直線上に送液口１４が６個設けられている。送液基部１２には、隙間対向面１３の長手方向の両端部にフランジ部が設けられており、該フランジ部によってシクネスゲージ１１が固定されている。このため、隙間対向面１３においては、その長手方向の両端部にシクネスゲージ１１が固定され、それよりも内側に６個の送液口が設けられ、これらが同一直線上に配置されている。このため、送液シクネスゲージ１０におけるシクネスゲージ１１を隙間５内に挿入すると、隙間５と６個の送液口１４とが対向するようになる。この状態において、送液口１４から、送液管１６を介して送液シクネスゲージ１０の外部から内部へ導入され、送液路１５を通過してきた水を、送液シクネスゲージ１０の外部に勢い良く送液すると、該水が隙間５内に送液され、前記放電加工プロセスによって形成されたスラッヂが該水によって効率よく除去され、ワーク１が短時間で切断され得る。
【００５１】
この送液シクネスゲージ１０を用いて、送液口１４から１０リットル／分の送液量で水を、隙間５を介してプロセス方向Ａに向けて勢い良く送液しながら、再び放電加工プロセスを再開した。
【００５２】
その結果、厚みが１ｍｍである円板状の導電性セラミックス成形品（炭化ケイ素成形品）を短時間（２３時間）で効率よく製造することができた。この導電性セラミックス成形品（炭化ケイ素成形品）を洗浄した後、クラック等の発生の有無を目視にて検査したところ異常は観られなかった。また、この導電性セラミックス成形品（炭化ケイ素成形品）は、極めて寸法精度に優れていた。
【００５３】
（比較例１）
実施例１において、送液シクネスゲージを用いず、プロセス方向に向けて水を送液しなかった外は、実施例１と同様にして導電性セラミックス成形品（炭化ケイ素成形品）を製造したところ、３０時間を要した。しかも、得られた導電性セラミックス成形品（炭化ケイ素成形品）について、実施例１と同様に検査したところ、端面にクラックの発生が観られた。
【００５４】
（比較例２）
実施例１において、プロセス方向に向けて水を送液しなかった外は、実施例１と同様にして導電性セラミックス成形品（炭化ケイ素成形品）を製造した。得られた導電性セラミックス成形品（炭化ケイ素成形品）について、実施例１と同様に検査したところ、端面にクラックの発生が観られなかったものの、製造に
時間を要した。
【００５５】
【発明の効果】
本発明によると、前記従来における諸問題を解決することができ、放電加工により、半導体基板等をはじめとする各種の用途に好適な薄板状の導電性セラミックス成形品を、クラック等の破損を生ずることなく寸法精度良く、しかも短時間で効率よく製造することができる導電性セラミックス成形品の製造方法、及び、該導電性セラミックス成形品の製造方法に好適に使用できる送液シクネスゲージを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、本発明の導電性セラミックス成形品の製造方法における放電加工プロセスの一例を説明するための図であって、放電加工プロセスの開始段階の状態を示す図である。
【図２】図２は、本発明の導電性セラミックス成形品の製造方法に用いられる本発明の送液シクネスゲージの一例を示す概略説明図である。
【図３】図３は、本発明の導電性セラミックス成形品の製造方法における放電加工プロセスの一例を説明するための図であって、放電加工プロセスの途中段階の状態を示す図である。
【図４】図４は、本発明の導電性セラミックス成形品の製造方法における放電加工プロセスの一例を説明するための図であって、放電加工プロセスの終了段階の状態を示す図である。
【符号の説明】
１ ワーク
１ａ 一端面
２ 放電ワイヤ
３ 上部ダイス（送出部）
４ 下部ダイス（巻取部）
５ 隙間
７ 薄板状体
８ 挟持部
１０ 送液シクネスゲージ
１１ シクネスゲージ
１２ 送液基部
１３ 隙間対向面
１４ 送液口
１５ 送液路
１６ 送液管
Ａ プロセス方向
【発明の属する技術分野】
本発明は、導電性セラミックス成形品の製造方法及びそれに用いる送液シクネスゲージに関し、更に詳しくは、放電加工により、半導体基板等をはじめとする各種の用途に好適な薄板状の導電性セラミックス成形品を、クラック等の破損を生ずることなく寸法精度良く、しかも短時間で効率よく製造することができる導電性セラミックス成形品の製造方法、及び、該導電性セラミックス成形品の製造方法に好適に使用できる送液シクネスゲージに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、導電性セラミックスは、半導体基板等をはじめとする各種分野の材料として使用されてきている。該導電性セラミックスは、硬度が極めて高いため、該導電性セラミックスの棒状体等の塊の加工・成形は、容易ではない。該導電性セラミックスの塊の加工・成形は、切削工具を用いて行うと、特殊な切削工具が必要になり効率的でないことから、近時では放電加工等により行われてきている。
【０００３】
前記放電加工は、従来より公知の加工技術であり、イオン交換処理等された水（以下、「水」は、総てイオン交換処理等された絶縁性の水を意味する。）等の絶縁性の液体中で、放電電極から被加工品に連続的に放電を行うことにより、該放電がなされた被加工品の表面を崩壊させスラッヂ化し、このスラッヂを除去することにより所望の加工品を得ることができる加工技術である。
前記放電加工には、横加工、斜め加工、割り出し加工、ヘリカル加工、嵌合加工、テーパ加工など、放電電極の形状と同形状の穴乃至溝等を被加工品に形成したり、被加工品の表面形状を放電電極の形状にならすリブ加工や、放電電極としてワイヤが用いて薄板状の部材を得るスライス加工、などが知られている。
【０００４】
従来より、前記導電性セラミックスの塊を薄板状の加工品・成形品にする場合には、前記放電ワイヤを用いたスライス加工が採用されているが、この場合には以下のような問題がある。即ち、該導電性セラミックスは硬度は極めて高いものの、脆いという性質があるため、該スライス加工により分離される側の薄板状の構造物に、前記導電性セラミックスの塊から完全に分離される前に、割れや欠け等のクラックが生じてしまい、所望の高品質の薄板状の加工品・成形品が得られないという問題である。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、前記従来における諸問題を解決し、以下の目的を達成することを課題とする。本発明は、放電加工により、半導体基板等をはじめとする各種の用途に好適な薄板状の導電性セラミックス成形品を、クラック等の破損を生ずることなく寸法精度良く、しかも短時間で効率よく製造することができる導電性セラミックス成形品の製造方法、及び、該導電性セラミックス成形品の製造方法に好適に使用できる送液シクネスゲージを提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するための手段は、以下の通りである。即ち、
＜１＞ 放電ワイヤを移動させて導電性セラミックス塊中を通過させ、該放電ワイヤの通過によって該導電性セラミックス塊中に形成された隙間に、該隙間と同程度の厚みを有し導電性を有するシクネスゲージを挿入し固定した後、該放電ワイヤの移動方向に絶縁性液を送液しながら該放電ワイヤを更に移動させて薄板状の導電性セラミックス成形品を製造することを特徴とする導電性セラミックス成形品の製造方法である。
＜２＞ 絶縁性液が水である前記＜１＞に記載の導電性セラミックス成形品の製造方法である。
＜３＞ 導電性セラミックス塊が、円柱形状である前記＜１＞又は＜２＞に記載の導電性セラミックス成形品の製造方法である。
＜４＞ 導電性セラミックス成形品が、半導体基板である前記＜１＞から＜３＞のいずれかに記載の導電性セラミックス成形品の製造方法である。
＜５＞ 導電性セラミックスが、炭化ケイ素である前記＜１＞から＜４＞のいずれかに記載の導電性セラミックス成形品の製造方法である。
＜６＞ 前記シクネスゲージの固定が、セラミックス塊の両端面を挟持することによって行われる前記＜１＞から＜５＞のいずれかに記載の導電性セラミックス成形品の製造方法である。
＜７＞ 前記＜１＞から＜６＞のいずれかに記載の導電性セラミックス成形品の製造方法に用いられ、
前記放電ワイヤの通過によって前記導電性セラミックス塊中に形成された隙間と同程度の厚みを有し、該隙間に挿入されると共に、導電性を有するシクネスゲージと、該シクネスゲージを固定すると共に、前記隙間に対して前記放電ワイヤの移動方向に絶縁性液を送液する送液基部とを有してなることを特徴とする送液シクネスゲージである。
＜８＞ シクネスゲージが略長方形状の板状部材であり、送液基部が、絶縁性液を外部に送液するための送液口が設けられ、隙間に対向する隙間対向面を少なくとも有し、該隙間対向面から前記シクネスゲージを突出させて固定する前記＜７＞に記載の送液シクネスゲージである。
＜９＞ 隙間対向面において、送液口が、２以上直線上に配置され、シクネスゲージが、該直線上にその幅方向が位置するように２以上配置された前記＜８＞に記載の送液シクネスゲージである。
＜１０＞ 送液口の口径が、隙間の厚みと同程度の大きさである前記＜８＞又は＜９＞に記載の送液シクネスゲージである。
＜１１＞ 前記シクネスゲージを固定する手段として、導電性セラミックス塊の両端面を挟持することができる挟持手段を備える前記＜７＞から＜１０＞のいずれかに記載の送液シクネスゲージである。
【０００７】
前記＜１＞に記載の導電性セラミックス成形品の製造方法においては、薄板状の導電性セラミックス成形品を製造するため、移動可能な放電ワイヤを移動させて導電性セラミックス塊中の極表面に近い部分を通過させる。該放電ワイヤには高圧電流が流れており、該放電ワイヤは放電可能であり、該放電ワイヤから最も近い該導電性セラミックス塊の表面に連続的に放電が生じる。放電が生じた該導電性セラミックス塊の表面部分は、直ちにスラッジ化し崩壊する。この放電ワイヤによる前記導電性セラミックス塊の表面の崩壊は、連続的に起こるので、マクロ的にみると、前記放電ワイヤが該導電性セラミックス塊中を通過し、該放電ワイヤによって該導電性セラミックス塊が切断されているように見える。
【０００８】
このとき、前記導電性セラミックス塊中の前記放電ワイヤが通過した部分には、該放電ワイヤの直径と同程度の厚みの平板状の隙間が形成されている。しかも、該隙間は、該導電性セラミックス塊から分離される薄板状体と、該導電性セラミックス塊との間に存在する。このため、該薄板状体における、一端部は、該導電性セラミックス塊と連続し固定された状態にあり、他端部は、該導電性セラミックス塊から遊離し、これと固定されてなく、振動等の外刺激を受けると共振等し易く、破損し易い状態にある。
【０００９】
そして、前記放電ワイヤの通過によって前記導電性セラミックス塊中に形成された前記隙間に、該隙間と同程度の厚みを有し導電性を有するシクネスゲージを挿入し固定する。すると、前記薄板状体は、その両端部が固定された状態になり、振動等の外刺激を受けても共振等しない。
この状態で、該放電ワイヤの移動方向に絶縁性液を勢い良く送液しながら前記放電ワイヤを更に移動させると、該導電性セラミックス塊におけるスラッヂ化した部分が、該絶縁性液により直ちに除去される。このため、前記放電ワイヤは、前記導電性セラミックス塊中を早い速度で通過し、前記導電性セラミックス塊から前記薄板状体が短時間で効率よく分離され、所望の薄板状の導電性セラミックス成形品が製造される。
【００１０】
前記＜２＞に記載の導電性セラミックス成形品の製造方法においては、絶縁性液が水であるので、低コストで放電加工プロセスを行うことができ、操作、取り扱いが簡便である。
【００１１】
前記＜３＞に記載の導電性セラミックス成形品の製造方法においては、導電性セラミックス塊が円柱形状であるので、肉薄の円板状の導電性セラミックス成形品が製造される。
【００１２】
前記＜４＞に記載の導電性セラミックス成形品の製造方法においては、導電性セラミックス成形品が半導体基板であり、半導体基板が、クラック等を生ずることなく寸法精度良く製造される。
【００１３】
前記＜５＞に記載の導電性セラミックス成形品の製造方法においては、導電性セラミックスが炭化ケイ素であり、炭化ケイ素成形品が、クラック等を生ずることなく寸法精度良く製造される。
前記＜６＞に記載の導電性セラミック成形品の製造方法においては、セラミックス塊の両端面が挟持されることによってシクネスゲージが良好に固定されており、クラックが発生するのが効果的に防止される。
【００１４】
前記＜７＞に記載の送液シクネスゲージは、前記放電ワイヤの通過によって前記導電性セラミックス塊中に形成された隙間と同程度の厚みを有し、該隙間に挿入されると共に、導電性を有するシクネスゲージと、該シクネスゲージを固定すると共に、前記隙間に対して前記放電ワイヤの移動方向に絶縁性液を送液する送液基部とを有してなるので、前記＜１＞から＜６＞のいずれかに記載の導電性セラミックス成形品の製造方法に用いると、以下のように作用する。
【００１５】
即ち、移動可能な放電ワイヤを移動させて導電性セラミックス塊中の極表面に近い部分を通過させる。該放電ワイヤには高圧電流が流れており、該放電ワイヤは放電可能であり、該放電ワイヤから最も近い該導電性セラミックス塊の表面に連続的に放電が生じる。放電が生じた該導電性セラミックス塊の表面部分は、直ちにスラッジ化し崩壊する。この放電ワイヤによる前記導電性セラミックス塊の表面の崩壊は、連続的に起こるので、マクロ的にみると、前記放電ワイヤが該導電性セラミックス塊中を通過し、該放電ワイヤによって該導電性セラミックス塊が切断されているように見える。
【００１６】
このとき、前記導電性セラミックス塊中の前記放電ワイヤが通過した部分には、該放電ワイヤの直径と同程度の厚みの平板状の隙間が形成されている。しかも、該隙間は、該導電性セラミックス塊から分離される薄板状体と、該導電性セラミックス塊との間に存在する。このため、該薄板状体における、一端部は、該導電性セラミックス塊と連続し固定された状態にあり、他端部は、該導電性セラミックス塊から遊離し、これと固定されてなく、振動等の外刺激を受けると共振等し易く、破損し易い状態にある。
【００１７】
そして、前記放電ワイヤの通過によって前記導電性セラミックス塊中に形成された前記隙間に、該隙間と同程度の厚みを有し導電性を有する前記送液シクネスゲージにおけるシクネスゲージを挿入し固定する。すると、前記薄板状体は、その両端部が固定された状態になり、振動等の外刺激を受けても共振等しない。
【００１８】
この状態で、前記送液シクネスゲージにおける送液基部から該放電ワイヤの移動方向に絶縁性液を勢い良く送液しながら前記放電ワイヤを更に移動させると、該導電性セラミックス塊におけるスラッヂ化した部分が、該絶縁性液により直ちに除去される。このため、前記放電ワイヤは、前記導電性セラミックス塊中を早い速度で通過する。前記導電性セラミックス塊から前記薄板状体が短時間で効率よく分離され、所望の薄板状の導電性セラミックス成形品が製造される。
【００１９】
前記＜８＞に記載の送液シクネスゲージにおいては、前記シクネスゲージが略長方形状の板状部材であるので、前記隙間への挿入が容易であり、前記薄板状体は、容易にその両端部が固定される。また、前記送液基部が、絶縁性液を外部に送液するための送液口が設けられ、隙間に対向する隙間対向面を少なくとも有し、該隙間対向面から前記シクネスゲージを突出させて固定するので、前記シクネスゲージが前記隙間に挿入されたとき、該隙間対向面が前記隙間に対向する。この状態で、前記送液口から絶縁性液が前記隙間を介して前記放電ワイヤに向けて送液される。
【００２０】
前記＜９＞に記載の送液シクネスゲージにおいては、前記隙間対向面において、前記送液口が、２以上直線上に配置され、前記シクネスゲージが、該直線上にその幅方向が位置するように２以上配置されているので、前記シクネスゲージが前記隙間に挿入されたとき、該隙間対向面における２以上の送液口が前記隙間に対向して配置される。この状態で、該２以上の送液口から絶縁性液が前記隙間を介して前記放電ワイヤに向けて送液される。
このため、前記導電性セラミックス塊におけるスラッヂ化した部分が、該絶縁性液により直ちに除去され、前記放電ワイヤの前記導電性セラミックス塊中の通過速度が早く、前記導電性セラミックス塊から前記薄板状体が短時間で極めて効率よく分離され、所望の薄板状の導電性セラミックス成形品が製造される。
【００２１】
前記＜１０＞に記載の送液シクネスゲージにおいては、前記送液口の口径が、前記隙間の厚みと同程度の大きさであるので、前記シクネスゲージが前記隙間に挿入され、前記送液口が前記隙間に対向して配置されたとき、該送液口から無駄なく効率良く絶縁性液が前記隙間を介して前記放電ワイヤに向けて送液される。
前記＜１１＞に記載の送液シクネスゲージにおいては、導電性セラミックス塊の両端面を挟持することができる挟持手段が用いられることにより、シクネスゲージが良好に固定されており、クラックが発生するのが効果的に防止される。
【００２２】
【発明の実施の形態】
本発明の導電性セラミックス成形品の製造方法においては、放電ワイヤを用いる放電加工により、導電性セラミックス塊をスライスし薄板状の導電性セラミックス成形品を製造する。
【００２３】
−放電ワイヤを用いる放電加工−
前記放電ワイヤを用いる放電加工としては、特に制限はなく、公知の手法、市販の放電加工装置を用いて、適宜選択した条件にて行うことができる。
前記放電ワイヤとしては、市販品を好適に使用することができ、黄銅線、被覆線等のいすれであってもよい。
前記放電ワイヤは、通常、ワイヤ自動供給装置により、該放電ワイヤを送り出す送出部と、該送出部から送りだされる放電ワイヤを巻き取る巻取部との間で、弛みのない状態で常に保持されている。前記ワイヤ自動供給装置においては、前記送出部と前記巻取部とが、前記放電ワイヤの送出方向と直交する方向に同時に移動可能に設計されている。
【００２４】
なお、一般に、前記送出部は前記巻取部の真上に配置され、前記送出部は「上部ダイス」と称されており、前記巻取部は「下部ダイス」と称されている。前記送出部（上部ダイス）と前記巻取部（下部ダイス）とが同時に移動可能な方向が、前記放電ワイヤによる加工・成形のプロセス方向となる。また、前記放電加工プロセスは、水等の絶縁性液中で行われるが、このプロセスの間、前記送出部（上部ダイス）及び前記巻取部（下部ダイス）からは、前記放電ワイヤに沿って、前記液体と同じ液体が噴射される。
【００２５】
なお、前記放電加工の条件としては、一般に、放電ワイヤへの無負荷極間電圧は、６０〜１５０Ｖ程度であり、切削量は、３０〜５０ｍｍ2 ／分程度であり、前記上部ダイス及び前記下部ダイスから噴射される絶縁性の液体の、噴射圧としては、１０〜２０ｋｇ／ｃｍ2 程度であり、また、温度としては、２０〜３０℃程度である。
【００２６】
−導電性セラミックス塊−
前記導電性セラミックス塊は、公知の導電性セラミックス（炭化ケイ素が好ましい）の焼結体であり、その大きさ、形状、構造等について特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、薄板状の導電性セラミックス成形品を製造する観点からはその形状としては、その軸方向の断面形状が円形、四角形等の多角形等である柱状（棒状）、板状などが好ましく、特に、半導体基板のウエハー等を製造する観点からは、その軸方向の断面形状が円形である中状（棒状）、板状が好ましい。
前記導電性セラミックス塊は、適宜公知の方法により製造したものであってもよいし、市販品等であってもよい。
前記導電性セラミックス塊の体積抵抗値としては、通常、１×１０-1〜１×１０-2Ω・ｃｍ程度である。
【００２７】
−導電性セラミックス塊のスライス−
前記導電性セラミックス塊をスライスし、薄板状にするには、前記放電加工により、前記放電ワイヤを前記プロセス方向に移動させて前記導電性セラミックス塊中を通過させればよい。
【００２８】
図面を参照しながら、その一例を説明すると、図１に示すように、放電加工のワーク１である前記導電性セラミックス塊として、円柱状の棒状体を用いた場合、まず、ワーク１を、その軸方向が放電ワイヤ２のプロセス方向Ａに直交するように、換言すれば、ワーク１の一端面１ａと、プロセス方向Ａに放電ワイヤ２が移動したときに見かけ上形成される放電ワイヤ２のプロセス面とが平行になるように、配置し固定する。このとき、該両面の距離を、短く設定すれば肉薄の円板状成形品が得られ、長く設定すれば肉厚の円柱状成形品が得られることになる。本発明においては、肉薄の円板状成形品を製造するため、前記両面の距離は短く設定される。
なお、このとき、ワーク１と放電ワイヤ２とは、絶縁性液としての水中に配置されている。また、放電ワイヤ２には、ワイヤ自動供給装置における上部ダイス（送出部）３と下部ダイス（巻取部）４とから、放電ワイヤ２に沿って水が噴出されている。
【００２９】
ワーク１を上述のように固定した状態において、放電ワイヤ２をそのプロセス方向Ａに移動させる。このとき、放電ワイヤ２が、ワーク１の表面に接近すると、放電ワイヤ２から最も近いワーク１の表面に瞬間的に放電が生じ、該表面部分が崩壊し、スラッヂ化する。このスラッヂは、上部ダイス（送出部）３と下部ダイス（巻取部）４とから、放電ワイヤ２に沿って噴射される水によって除去される。このワーク１の表面のスラッヂ化と該スラッヂの除去とは、放電ワイヤ２をプロセス方向Ａに移動し、放電ワイヤ２がワーク１中を通過している間、連続的に起こるので、マクロ的には、あたかも放電ワイヤ２によってワーク１が直接切断されているように見える。
【００３０】
そして、本発明においては、放電ワイヤ２の通過によってワーク１中に形成された隙間にシクネスゲージを挿入し固定する。
なお、隙間５に前記シクネスゲージを挿入し固定する時期としては、放電ワイヤ２がワーク１中の約１／３〜２／３程度通過した時が好ましく、ほぼ半分程度通過した時がより好ましい。隙間５への前記シクネスゲージの挿入は、一旦、放電加工のプロセスを中止した状態で行われる。
【００３１】
前記シクネスゲージは、導電性を有すると共に、隙間５に挿入可能な隙間ゲージであり、隙間５に挿入することができればよく、その大きさ、形状、構造等については特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。例えば、前記大きさは、隙間５の面積に応じて適宜決定すればよい。前記形状は、略長方形、矩形等の板状などが好適である。前記構造は、一種単独の部材からなる構造であってもよいし、二以上の部材からなる構造（例えば積層構造物）であってもよい。前記材質は、導電性材質が用いられ、機械的強度等が十分な材質が好ましく、例えばステンレスなどが好適である。
【００３２】
隙間５に挿入する前記シクネスゲージの数としては、特に制限はなく、隙間５の面積、ワーク１の一端面１ａと、プロセス方向Ａに放電ワイヤ２が移動したときに見かけ上形成される放電ワイヤ２のプロセス面との距離、等に応じて適宜選択することができるが、少なくとも１個であり、放電ワイヤ２のプロセスによりワーク１から遊離した薄板状体７を、安定にワーク１に固定でき、該薄板状体７にクラック等を生じさせることなく放電加工プロセスを安定した状態で行うことができる点で、２個以上であるのが好ましい。
【００３３】
隙間５に挿入する前記シクネスゲージの数が、２個以上である場合、これらのシクネスゲージは、互いに等間隔に配置するのが好ましい。このようにシクネスゲージを配置すると、薄板状体７を均等な力で無理なく安定にワーク１に固定でき、該薄板状体７にクラック等を生じさせることなく放電加工プロセスを安定にかつ円滑に行うことができる点で好ましい。
例えば、隙間５に挿入する前記シクネスゲージの数が２個である場合、例えば、水平方向に対し、一つのシクネスゲージ６を＋６０°の位置に、もう一つのシクネスゲージ６を−６０°の位置にそれぞれ配置するのが好ましい。
【００３４】
−送液シクネスゲージ−
本発明においては、隙間５に挿入する前記シクネスゲージとして、本発明の送液シクネスゲージを特に好適に使用することができる。
図２に示すように、例えば、送液シクネスゲージ１０は、放電ワイヤ２の通過によってワーク１である導電性セラミックス塊中に形成された隙間５と同程度の厚みを有し、該隙間５に挿入されると共に、導電性を有するシクネスゲージ１１と、該シクネスゲージ１１を固定すると共に、隙間５に対して放電ワイヤ２に向けて水等の絶縁性液を送液する送液基部１２とを有してなる。
【００３５】
シクネスゲージ１１は、例えば、略長方形状の板状部材であり、上述したシクネスゲージと同様である。
シクネスゲージ１１は、送液基部１２に固定される。
【００３６】
送液基部１２は、シクネスゲージ１１を固定することができ、前記絶縁性液を外部に送液するための送液口１４が設けられ、隙間５に対向する隙間対向面１３を少なくとも有していればよく、その材質、形状、構造、大きさ等については目的に応じて適宜選択することができる。
【００３７】
隙間対向面１３において、送液口１４が、２以上（図２では６個）直線上に配置され、シクネスゲージ１１が、該直線上にその幅方向が位置するように２以上（図２では２個）配置される。このとき、シクネスゲージ１１は、隙間対向面１３から突出した状態で固定される。
隙間対向面１３は、平面であってもよいし、曲面であってもよい。後者の場合としては、例えば、ワーク１の周側面の形状と同じ形状の曲面（ワーク１が円柱形状の場合には、円弧状の曲面）などが挙げられる。この場合、送液口１４と隙間５との距離を短く設定することができ、送液口１４から外部に送液される前記絶縁性液による流れの勢いが、効率良く前記スラッヂに伝達され、これを除去することができる点で有利である。
【００３８】
送液口１４及びシクネスゲージ１１の数としては、特に制限はなく、ワーク１の大きさ、材質等に応じて適宜選択することができる。
【００３９】
送液口１４の口径としては、特に制限はないが、隙間５の厚みと同程度の大きさが好ましい。この場合、送液口１４から前記絶縁性液が効率よく隙間５内に送液され、放電ワイヤ２に送液される点で好ましい。
【００４０】
送液口１４から前記絶縁性液の送液方向としては、放電ワイヤ２に向かう方向が好ましく、プロセス方向Ａと同じ方向がより好ましい。これらの方向の場合、前記放電加工プロセスにより形成されたスラッヂが、これらの方向に送液される前記絶縁性液により直ちに除去されるため、効率よく短時間でワーク１の切断を行うことができる点で有利である。
また、送液口１４が２以上ある場合には、前記絶縁性液は、放電ワイヤ２に向かう方向であれば、総ての送液口１４から同じ方向に送液されてもよいし、互いに異なる方向に送液されてもよい。
【００４１】
送液口１４から前記絶縁性液の送液量としては、ワーク１である前記導電性セラミックス塊の大きさ、材質等により異なり、一概に規定することはできないが、前記スラッジを除去するのに十分な範囲内で適宜選択することができ、切断体積に応じ、５〜１５リットル／分程度が好ましい。
【００４２】
送液口１４から送液される前記絶縁性液は、送液管１６を介して送液シクネスゲージ１０の外部から内部へ導入され、送液路１５を通過して、送液口１４から送液シクネスゲージ１０の外部に勢い良く送液される。
【００４３】
隙間５に前記シクネスゲージ又は前記送液シクネスゲージを挿入した後、これらを固定する方法としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択した挟持手段を用いる方法が採用できる。
前記挟持手段としては、ワーク１の両端面を挟持することができる機能を有するものであれば特に制限はなく、公知の挟持器、例えば、シャコ万力式、セットボルト式、クランプ式などが好適に挙げられる。
なお、図３に示すように、これらの挟持手段を用いる場合において、これらの挟持器における、薄板状体７の表面に接する挟持部８の押圧方向には、シクネスゲージ１１が存在しているようにするのが好ましい。このようにすると、薄板状体７にクラックが発生するのを効果的に防止することができる。
【００４４】
上述のように、隙間５に前記シクネスゲージ又は前記送液シクネスゲージを挿入し固定した後、放電ワイヤ２をプロセス方向Ａ（放電ワイヤ２の移動方向）に前記絶縁性液を勢い良く送液しながら放電ワイヤ２を更に移動させる。
ここでの前記絶縁性液の送液量としては、前記送液口１４から前記絶縁性液の送液量と同様である。
【００４５】
その結果、図４に示すように、放電ワイヤ２は、ワーク１である導電性セラミックス塊中を早い速度で通過し、ワーク１から薄板状体７が短時間で効率よく分離される。放電ワイヤ２による放電加工プロセスが終了すると、即ち、放電ワイヤ２がワーク１中を完全に通過すると、薄板状体７は、ワーク１から、完全に遊離し、切断される。こうして切断された薄板状体７が、目的の薄板状の導電性セラミックス成形品である。
ここで製造された薄板状の導電性セラミックス成形品は、肉薄の円板であり、寸法精度に優れるので、例えば、半導体基板のウエハー等として好適に使用することができる。
【００４６】
【実施例】
（実施例１）
ワークとしての導電性セラミックス塊に、体積抵抗値が１×１０-2Ω・ｃｍであり、直径が３２０ｍｍであり、厚みが２０ｍｍである円柱状の炭化ケイ素焼結体を用いた。
放電ワイヤとして、直径が０．２５ｍｍの黄銅製のものを用いた。
ワイヤ放電による放電加工の条件としては、以下の通りである。即ち、放電ワイヤへの無負荷極間電圧は１１０Ｖであり、切削量は４５ｍｍ2 ／分であり、上部ダイス及び下部ダイスから噴射される水の噴射圧は１５ｋｇ／ｃｍ2 、温度は２５℃である。
放電加工プロセスは、放電加工装置（三菱電気（株）製、ＦＸ２０）用いて行い、水を充填した槽中で行った。
【００４７】
図１から図４に示すように、ワーク１である導電性セラミックス成形品（炭化ケイ素成形品）の厚みが１ｍｍになるように、放電ワイヤ２をプロセス方向Ａに移動させ、ワーク１中を通過させて、放電加工プロセスを行った。そして、放電ワイヤ２がワーク１中のほぼ半分を通過した時点で、一旦、放電加工プロセスを中止した。
【００４８】
そして、放電ワイヤ２の通過によってワーク１中に形成された隙間（厚み０．４ｍｍ）５に、送液シクネスゲージ１０におけるシクネスゲージ１１を２個、プロセス方向Ａに平行に挿入させた。更に、これらのシクネスゲージ１１をシャコ万力式の挟持器を用いて挟持した。
【００４９】
送液シクネスゲージ１０は、厚みが０．４ｍｍであり、ステンレス製の略長方形状のシクネスゲージ１１を２個、これらの幅方向が互いに同一直線上に位置するように、かつ隙間対向面１３から同方向に突出するように送液基部１２に固定してなるものである。
【００５０】
送液基部１２は、略直方体形状であり、隙間対向面１３は平面に設計されている。隙間対向面１３には、その長手方向であってかつ前記直線上に送液口１４が６個設けられている。送液基部１２には、隙間対向面１３の長手方向の両端部にフランジ部が設けられており、該フランジ部によってシクネスゲージ１１が固定されている。このため、隙間対向面１３においては、その長手方向の両端部にシクネスゲージ１１が固定され、それよりも内側に６個の送液口が設けられ、これらが同一直線上に配置されている。このため、送液シクネスゲージ１０におけるシクネスゲージ１１を隙間５内に挿入すると、隙間５と６個の送液口１４とが対向するようになる。この状態において、送液口１４から、送液管１６を介して送液シクネスゲージ１０の外部から内部へ導入され、送液路１５を通過してきた水を、送液シクネスゲージ１０の外部に勢い良く送液すると、該水が隙間５内に送液され、前記放電加工プロセスによって形成されたスラッヂが該水によって効率よく除去され、ワーク１が短時間で切断され得る。
【００５１】
この送液シクネスゲージ１０を用いて、送液口１４から１０リットル／分の送液量で水を、隙間５を介してプロセス方向Ａに向けて勢い良く送液しながら、再び放電加工プロセスを再開した。
【００５２】
その結果、厚みが１ｍｍである円板状の導電性セラミックス成形品（炭化ケイ素成形品）を短時間（２３時間）で効率よく製造することができた。この導電性セラミックス成形品（炭化ケイ素成形品）を洗浄した後、クラック等の発生の有無を目視にて検査したところ異常は観られなかった。また、この導電性セラミックス成形品（炭化ケイ素成形品）は、極めて寸法精度に優れていた。
【００５３】
（比較例１）
実施例１において、送液シクネスゲージを用いず、プロセス方向に向けて水を送液しなかった外は、実施例１と同様にして導電性セラミックス成形品（炭化ケイ素成形品）を製造したところ、３０時間を要した。しかも、得られた導電性セラミックス成形品（炭化ケイ素成形品）について、実施例１と同様に検査したところ、端面にクラックの発生が観られた。
【００５４】
（比較例２）
実施例１において、プロセス方向に向けて水を送液しなかった外は、実施例１と同様にして導電性セラミックス成形品（炭化ケイ素成形品）を製造した。得られた導電性セラミックス成形品（炭化ケイ素成形品）について、実施例１と同様に検査したところ、端面にクラックの発生が観られなかったものの、製造に
時間を要した。
【００５５】
【発明の効果】
本発明によると、前記従来における諸問題を解決することができ、放電加工により、半導体基板等をはじめとする各種の用途に好適な薄板状の導電性セラミックス成形品を、クラック等の破損を生ずることなく寸法精度良く、しかも短時間で効率よく製造することができる導電性セラミックス成形品の製造方法、及び、該導電性セラミックス成形品の製造方法に好適に使用できる送液シクネスゲージを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、本発明の導電性セラミックス成形品の製造方法における放電加工プロセスの一例を説明するための図であって、放電加工プロセスの開始段階の状態を示す図である。
【図２】図２は、本発明の導電性セラミックス成形品の製造方法に用いられる本発明の送液シクネスゲージの一例を示す概略説明図である。
【図３】図３は、本発明の導電性セラミックス成形品の製造方法における放電加工プロセスの一例を説明するための図であって、放電加工プロセスの途中段階の状態を示す図である。
【図４】図４は、本発明の導電性セラミックス成形品の製造方法における放電加工プロセスの一例を説明するための図であって、放電加工プロセスの終了段階の状態を示す図である。
【符号の説明】
１ ワーク
１ａ 一端面
２ 放電ワイヤ
３ 上部ダイス（送出部）
４ 下部ダイス（巻取部）
５ 隙間
７ 薄板状体
８ 挟持部
１０ 送液シクネスゲージ
１１ シクネスゲージ
１２ 送液基部
１３ 隙間対向面
１４ 送液口
１５ 送液路
１６ 送液管
Ａ プロセス方向
Claims (11)
- 放電ワイヤを移動させて導電性セラミックス塊中を通過させ、該放電ワイヤの通過によって該導電性セラミックス塊中に形成された隙間に、該隙間と同程度の厚みを有し導電性を有するシクネスゲージを挿入し固定した後、該放電ワイヤの移動方向に絶縁性液を送液しながら該放電ワイヤを更に移動させて薄板状の導電性セラミックス成形品を製造することを特徴とする導電性セラミックス成形品の製造方法。
- 絶縁性液が水である請求項１に記載の導電性セラミックス成形品の製造方法。
- 導電性セラミックス塊が、円柱形状である請求項１又は２に記載の導電性セラミックス成形品の製造方法。
- 導電性セラミックス成形品が、半導体基板である請求項１から３のいずれかに記載の導電性セラミックス成形品の製造方法。
- 導電性セラミックスが、炭化ケイ素である請求項１から４のいずれかに記載の導電性セラミックス成形品の製造方法。
- 前記シクネスゲージの固定が、セラミックス塊の両端面を挟持することによって行われる請求項１から５のいずれかに記載の導電性セラミックス成形品の製造方法。
- 請求項１から６のいずれかに記載の導電性セラミックス成形品の製造方法に用いられ、
前記放電ワイヤの通過によって前記導電性セラミックス塊中に形成された隙間と同程度の厚みを有し、該隙間に挿入されると共に、導電性を有するシクネスゲージと、該シクネスゲージを固定すると共に、前記隙間に対して前記放電ワイヤの移動方向に絶縁性液を送液する送液基部とを有してなることを特徴とする送液シクネスゲージ。 - シクネスゲージが略長方形状の板状部材であり、送液基部が、絶縁性液を外部に送液するための送液口が設けられ、隙間に対向する隙間対向面を少なくとも有し、該隙間対向面から前記シクネスゲージを突出させて固定する請求項７に記載の送液シクネスゲージ。
- 隙間対向面において、送液口が、２以上直線上に配置され、シクネスゲージが、該直線上にその幅方向が位置するように２以上配置された請求項８に記載の送液シクネスゲージ。
- 送液口の口径が、隙間の厚みと同程度の大きさである請求項８又は９に記載の送液シクネスゲージ。
- 前記シクネスゲージを固定する手段として、導電性セラミックス塊の両端面を挟持することができる挟持手段を備える請求項７から１０のいずれかに記載の送液シクネスゲージ。
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