JP4892278B2 - Work cutting method and wire saw - Google Patents
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Description
本発明は、切断用ワイヤにより構成されたワイヤ群に対して半導体インゴット等のワークを切り込み送りすることにより当該ワークを切断するワイヤソーを用いたワーク切断方法等に関するものである。 The present invention relates to a workpiece cutting method using a wire saw that cuts and feeds a workpiece such as a semiconductor ingot or the like to a wire group constituted by cutting wires.
従来から、ワークをウエハ状に切り出す手段としてワイヤソーが知られている。ワイヤソーは、複数のガイドローラ間に切断用ワイヤが巻き掛けられることにより該ワイヤが多数本並んだ状態で張設され、このワイヤ群をその軸方向に高速駆動しながら該ワイヤ群に遊離砥粒を含むスラリーを供給し、この状態で、ワーク保持部に保持されたワークWを切断用ワイヤの軸方向と直交する方向に、前記ワイヤ群に対して切断込み送りすることにより、ワークをウエハ状に多数毎同時に切り出すように構成されている(特許文献1)。 Conventionally, a wire saw is known as means for cutting a workpiece into a wafer shape. A wire saw is stretched in a state where a large number of wires are arranged by winding a cutting wire between a plurality of guide rollers, and loose abrasive grains are formed on the wire group while driving the wire group at a high speed in the axial direction. In this state, the workpiece W is cut and fed into the wire group in a direction perpendicular to the axial direction of the cutting wire, thereby moving the workpiece into a wafer shape. It is configured to cut out many at the same time (Patent Document 1).
この種のワイヤソーを用いた作業として、例えば太陽電池用のシリコンウエハの切断では、切断用ワイヤを一方向にのみ駆動しながらインゴットをワイヤ群に対して切り込み送りすることにより多数枚のシリコンウエハを切り出すことが行われている。つまり、切断用ワイヤを一方向にのみ駆動しながら作業を進めることにより切断用ワイヤの摩耗による劣化を抑え、これにより切断用ワイヤの切れ味を保つことにより切断面の精度が高いシリコンウエハを効率良く切り出すようにしている。
上記のような太陽電池用のシリコンウエハの切り出し作業においては、近年、より薄厚のシリコンウエハを切り出すことが求められており、これに伴い当該作業に使用されるワイヤソーにおいはワイヤ群の狭ピッチ化が進められている。 In the cutting operation of silicon wafers for solar cells as described above, in recent years, it has been required to cut out thinner silicon wafers. As a result, wire saws used in such operations have a narrow pitch of wires. Is underway.
ところが、このようなワイヤ群の狭ピッチ化が進むに伴い、ワイヤ群の隣り合うワイヤ同士がスラリーを媒介として互いに引っ付くいわゆるリンキング現象が発生し易くなっており、例えば、リンキング現象が発生したままでシリコンウエハの切断作業が進められる結果、シリコンウエハの厚み精度が損なわれるといった不具合を招くことが考えられる。 However, as the pitch of the wire group becomes narrower, the so-called linking phenomenon in which adjacent wires of the wire group are attracted to each other through the slurry is likely to occur. For example, the linking phenomenon remains generated. As a result of the cutting operation of the silicon wafer, it is conceivable that the thickness accuracy of the silicon wafer is impaired.
本発明は、上記の事情に鑑みてなされたものであって、薄厚のウエハをより精度良く、かつ効率的に切り出すことを目的としている。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object thereof is to cut out a thin wafer more accurately and efficiently.
上記の課題を解決するために、本発明は、ワイヤ繰出し装置から繰り出された切断用ワイヤが複数のガイドローラの周囲に巻回されてワイヤ巻取り装置に巻き取られることにより前記ガイドローラ間に複数本のワイヤが並ぶワイヤ群が形成されたワイヤソーを用いてワークを切断する方法であって、前記ワイヤ繰出し装置から前記ワイヤを繰出し、かつ、このワイヤを前記ワイヤ巻取り装置により巻取ることにより前記ワイヤを一方向に一定速度で駆動し、この一方向駆動状態のワイヤに対してワイヤ軸方向と直交する方向にワークを相対的に切断送りすることによりワークの切断を進める本工程に加え、この本工程の前又は途中に実行される工程であって、前記ワイヤ群においてワイヤ同士が引っ付くリンキング現象の解消を促すための振動を前記ワイヤに付与すべく、前記一方向駆動状態におけるワイヤ駆動方向を維持したままでワイヤの駆動速度を一時的に低下させる、又はワイヤの駆動を一時的に停止させるリンキング解消用工程を有するものである(請求項1)。
In order to solve the above-described problems, the present invention provides a cutting wire drawn from a wire feeding device that is wound around a plurality of guide rollers and wound around a wire winding device so that the gap between the guide rollers is reduced. A method of cutting a workpiece using a wire saw in which a group of wires in which a plurality of wires are arranged is formed, wherein the wire is fed from the wire feeding device, and the wire is wound by the wire winding device. In addition to this step of driving the wire at a constant speed in one direction, and cutting the workpiece by relatively cutting and feeding the workpiece in a direction perpendicular to the wire axis direction with respect to the wire in the one-way drive state, This step is performed before or during this step, and is a vibration for urging the elimination of the linking phenomenon that the wires are attracted to each other in the wire group. In order to grant the wire, having the temporarily reduce the driving speed of the wire while maintaining the wire driving direction in one direction driven state, or a wire linking solve for step Ru temporarily stops the driving of (Claim 1).
この方法によると、基本的にはワイヤ群を一方向に駆動するワイヤ駆動状態でワークの切断が進められるため(本工程)、切断用ワイヤの摩耗による劣化を抑え、高い切れ味を保ちつつワークの切断を進めることができる。しかも、この本工程に加え、この本工程の前又は途中でリンキング解消用工程を実施するため、ワイヤ群に所謂リンキング現象が発生している場合にはその解消を促進することが可能となる。そのため、ワイヤの切れ味を維持するという上記の作用を享受しつつ、リンキング現象を伴わない適正なワイヤ群を使って切断作業を進めることが可能となる。 According to this method, since the workpiece is basically cut in the wire driving state in which the wire group is driven in one direction (this step), deterioration due to wear of the cutting wire is suppressed, and the workpiece is maintained while maintaining a high sharpness. Cutting can proceed. In addition, in addition to this step, the linking elimination step is performed before or during this step. Therefore, when a so-called linking phenomenon occurs in the wire group, the elimination can be promoted. Therefore, it is possible to proceed with the cutting operation using an appropriate wire group that does not involve the linking phenomenon while enjoying the above-described effect of maintaining the sharpness of the wire.
特に、リンキング解消用工程では、前記一方向駆動状態におけるワイヤ駆動方向を維持したままその駆動速度を一時的に低下させ、又は駆動を停止させるので、このようにワイヤ群の駆動速度が変化することによりワイヤの振動状態に変化が生じる等して、リンキング現象の解消が促進される。また、切断用ワイヤは固有振動数との関係で、ワーク切断時の高速駆動状態よりも低い速度で駆動されているときの方が振動(共振)し易い傾向があり、上記のように駆動速度を一時的に低速度で駆動することにより、ワイヤ群の振動が適度に増幅され、その結果、リンキング現象の解消が促進されることとなる。
In particular, the re trunking eliminates a step, the reduced while maintaining the wire driving direction in one direction driven state the drive speed temporarily, or so to stop the driving, the driving speed of the thus wire units vary As a result, a change in the vibration state of the wire is caused, and the elimination of the linking phenomenon is promoted. In addition, the cutting wire tends to vibrate (resonate) more easily when driven at a lower speed than the high-speed driving state at the time of cutting the workpiece because of the relationship with the natural frequency. Is temporarily driven at a low speed, the vibration of the wire group is appropriately amplified, and as a result, the elimination of the linking phenomenon is promoted.
なお、上記の各方法においては、前記ワイヤに対してワークの切り込みを開始する位置から所定期間だけ前記リンキング解消用工程を実行し、その後に本工程を開始するのが好適である(請求項2)。
In each method described above, it is preferable that only perform the linking solve for step a predetermined time period from a position to start the cut of the workpiece, and then to start the present process with respect to the wire (claim 2 ).
この方法によれば、ワークに対するワイヤ群の切り込み段階でリンキング現象を解消することが可能となる。なお、「所定期間」とは、ワークの切断送り量、あるいは時間のいずれであってもよい。 According to this method, it is possible to eliminate the linking phenomenon at the cutting stage of the wire group with respect to the workpiece. The “predetermined period” may be either the workpiece cutting feed amount or time.
また、上記の各方法においては、前記本工程中に、前記ワイヤ群に対するワークの切断送り位置を検知する工程を含み、その検知される送り位置が特定の送り位置に到達したときに前記本工程を中断して前記リンキング解消用工程を実行するようにしてもよい(請求項3)。
Further, in each of the above methods, the main step includes a step of detecting a cutting feed position of the workpiece with respect to the wire group, and the main step is performed when the detected feed position reaches a specific feed position. May be interrupted to execute the linking elimination process (claim 3 ).
この方法によれば、ワークの特定の送り位置においてリンキング解消用工程を実行することが可能となる。 According to this method, it is possible to execute the linking elimination process at a specific feed position of the workpiece.
また、上記の各方法においては、前記本工程中に、前記リンキング解消用工程を複数回、間欠的に実行するようにしてもよい(請求項4)。
In each method described above, the in this step, the linking eliminate a step a plurality of times, may be performed intermittently (claim 4).
この方法によれば、より確実にリンキング現象を解消することが可能となる。 According to this method, it is possible to eliminate the linking phenomenon more reliably.
一方、本発明に係るワイヤソーは、複数のガイドローラと、切断用ワイヤを前記ガイドローラに繰出すワイヤ繰出し装置と、前記ワイヤを前記ガイドローラから巻取るワイヤ巻取り装置とを備え、前記ワイヤ繰出し装置から繰り出された前記ワイヤが前記ガイドローラの周囲に巻回されてワイヤ巻取り装置に巻き取られることによりガイドローラ間に複数本のワイヤが並ぶワイヤ群が形成され、かつ前記各作動により前記ワイヤ群が軸方向に駆動され、このワイヤ駆動状態で前記ワイヤ群に対してワークを切断送りすることにより前記ワークを切断するワイヤソーにおいて、前記ワイヤ群に対してその軸方向と直交する方向に前記ワークを相対的に切断送りする切断送り手段と、この切断送り手段によるワークの送り位置であって予め設定された特定の送り位置を記憶する記憶手段と、前記切断送り手段による送り位置を検出する送り位置検出手段と、前記ワイヤ群を駆動すべく前記繰り出し装置およびワイヤ巻取り装置の作動を制御する駆動制御手段と、を備え、前記駆動制御手段は、前記送り位置検出手段によるワークの送り位置の検出に応じて、前記特定の送り位置以外の送り位置では、前記ワイヤ繰出し装置から前記ワイヤを繰出しながらこのワイヤを前記ワイヤ巻取り装置により巻取ることにより前記ワイヤを一方向に一定速度で駆動する一方向駆動状態とするとともに、前記特定の送り位置では、前記一方向駆動状態におけるワイヤ駆動方向を維持したままでワイヤの駆動速度を一時的に低下させる、又はワイヤの駆動を停止させるべく前記ワイヤ繰り出し装置およびワイヤ巻き取り装置の作動を制御するものである(請求項5)。
On the other hand, a wire saw according to the present invention includes a plurality of guide rollers, a wire feeding device that feeds a cutting wire to the guide rollers, and a wire winding device that winds the wires from the guide roller, and the wire feeding device. A wire group in which a plurality of wires are arranged between the guide rollers is formed by winding the wire fed out from the device around the guide roller and winding the wire around the guide roller. In a wire saw in which a wire group is driven in an axial direction and the workpiece is cut and fed to the wire group in this wire driving state, the wire group is cut in a direction orthogonal to the axial direction. A cutting and feeding means for relatively cutting and feeding the workpiece, and a workpiece feeding position by the cutting and feeding means, which are set in advance. Storage means for storing the specific feed position, feed position detection means for detecting the feed position by the cutting feed means, and drive control for controlling the operation of the feeding device and wire take-up device to drive the wire group and means, wherein the drive control means, wherein in response to the detection of the feed position of the workpiece by the feed position detecting means, wherein in the feed position other than the specific feed position, while prior Symbol unwinding the wire from the wire feeding device The wire is wound by the wire winding device so that the wire is driven in one direction at a constant speed, and the wire driving direction in the one-way driving state is maintained at the specific feed position. temporarily reduces the driving speed of the wire while the, or the driving of the wire feeding said wire in order to stop device and And it controls the operation of the ear retractor (claim 5).
この構成によると、ワイヤソーにおいて請求項1に係るワーク切断方法の自動化を図ることが可能となる。 According to this configuration, it is possible to automate the workpiece cutting method according to the first aspect of the wire saw.
本発明のワイヤソーによる切断方法によれば、本工程においてワイヤ群を一方向に駆動(一方向駆動状態)することによりワークの切断を進めるとともに、この本工程に加えて、所謂リンキング現象の解消を促すための振動をワイヤに付与すべくワイヤ駆動状態を前記一方向駆動状態とは異なる状態に一時的に切り替えるリンキング解消用工程を実行するようにしたので、ワイヤ群の切れ味を維持するという作用効果を享受しつつ、リンキング現象を伴わないより適正なワイヤ群を使って切断作業を進めることが可能となる。従って、太陽電池用のシリコンウエハ等の薄厚のウエハをより精度良く、かつ効率的に切り出すことができるようになる。 According to the cutting method using the wire saw of the present invention, the workpiece is cut by driving the wire group in one direction (one-way driving state) in this step, and in addition to this step, the so-called linking phenomenon is eliminated. Since the linking elimination process for temporarily switching the wire driving state to a state different from the one-way driving state in order to impart vibration for urging to the wire is performed, the effect of maintaining the sharpness of the wire group It is possible to proceed with the cutting work using a more appropriate wire group without linking phenomenon. Therefore, a thin wafer such as a silicon wafer for solar cells can be cut out more accurately and efficiently.
本発明の好ましい実施の形態(第1の実施形態)について図面を用いて説明する。 A preferred embodiment (first embodiment) of the present invention will be described with reference to the drawings.
図1は、本発明に係るワイヤソーの全体構成図である。この図に示すワイヤソーは、一対のワイヤ繰出し・巻取り装置10A,10B、ガイドプーリ12A,12B、ガイドプーリ14A,14B、ガイドプーリ16A,16B、ワイヤ張力調節装置18A,18B、ガイドプーリ22A,22B、及び4つのガイドローラ24A,24B,26A,26Bを備えている。
FIG. 1 is an overall configuration diagram of a wire saw according to the present invention. The wire saw shown in this figure includes a pair of wire feeding /
ガイドローラ24A,24Bは互いに同じ高さ位置に配され、ガイドローラ26A,26Bはそれぞれガイドローラ24A,24Bの下方の位置に配されており、ガイドローラ26Aが駆動モータ25によって回転駆動されるようになっている。
The
各ワイヤ繰出し・巻取り装置10A,10Bは、切断用のワイヤWが巻かれるボビン9A,9Bと、これを回転駆動するボビン駆動モータ11A,11Bと、を備えている。一方のワイヤ繰出し・巻取り装置10Aのボビン9Aから繰出されたワイヤWは、ガイドプーリ12A,14A,16A、ワイヤ張力調節装置18Aのプーリ20A、及びガイドプーリ22Aの順に掛けられ、さらにガイドローラ24A,24B,26B,26Aの外周面のガイド溝(図示省略)に嵌め込まれながらこれらガイドローラの外側に多数回螺旋状に巻回された(巻き掛けられた)後、ガイドプーリ22B、ワイヤ張力調節装置18Bのプーリ20B、ガイドプーリ16B,14B,12Bの順に掛けられ、他方のワイヤ繰出し・巻取り装置10Bのボビン9Bに巻き取られており、両ワイヤ張力調節装置18A,18BによってワイヤWに適当な張力が与えられている。そして、駆動モータ25によるガイドローラ26Aの回転駆動方向と、各ボビン駆動モータ11A,11Bによるボビン9A,9Bの回転駆動方向が正逆に切換えられることにより、ワイヤWがボビン9Aから繰出されてボビン9Bに巻き取られる状態と、ワイヤWがボビン9Bから繰出されてボビン9Aに巻き取られる状態とに切換え可能となっている。
Each of the wire feeding /
すなわち、このワイヤソーにおいては、ガイドローラ24A,24Bの間に多数本のワイヤWが互いに平行な状態で張られたワイヤ群を形成しながら、これらワイヤ群がその軸方向に進退駆動可能となっている。なお、この実施形態では、駆動モータ25およびボビン駆動モータ11A,11Bはサーボモータから構成されている。
That is, in this wire saw, a wire group in which a large number of wires W are stretched in parallel with each other is formed between the
前記ガイドローラ24A,24B間に張られたワイヤWの上方には、円柱状のワーク(インゴット)28を移動させるワーク送り装置30(本発明に係る切断送り手段に相当する)が設けられている。このワーク送り装置30は、ワーク保持部32と、ワーク送りモータ34とを備えている。ワーク保持部32は、前記ワーク28をその結晶軸に基づいて目的の結晶方位が得られる向きに保持するものであり、ワーク送りモータ34は、図略のボールネジとの組み合わせにより、前記ワーク保持部32とワーク28とを一体に昇降させる(すなわち切断送りする)ものである。なお、この実施の形態では、ワーク送りモータ34は駆動モータ25等と同様にサーボモータで構成されており、ワーク28の切断送り位置を検出する本発明に係る送り位置検出手段を兼ねている。
Above the wire W stretched between the
前記ガイドローラ24A,24B間に張られたワイヤWの上方において、ワーク28の左右両側の位置には、スラリー供給装置36A,36Bが設けられている。これらのスラリー供給装置36A,36Bは、高速駆動される各ワイヤWに対し、砥粒が混合された加工液(スラリー)を同時供給し、これをワイヤW表面に付着させるものである。
Above the wire W stretched between the
従って、このワイヤソーでは、ガイドローラ24A,24B間に張られた多数本のワイヤWがその長手方向に同時高速駆動され、かつこれらのワイヤWにスラリー供給装置36A,36Bから加工液が供給されながら、これらのワイヤWに対してワーク28が下方に切断送りされることにより、このワーク28から一度に多数枚のウエハ(薄片)が同時に切り出される。
Therefore, in this wire saw, a large number of wires W stretched between the
上記のワイヤソーは、図2に示すようなコントローラ40を有している。このコントローラは、CPUからなる主制御部41(本発明に係る駆動制御手段に相当する)、各種メモリからなる記憶部42(本発明に係る記憶手段に相当する)およびサーボアンプからなるモータ制御部43を含んでいる。
The wire saw has a
主制御部41は、ワイヤソーの駆動を統括的に制御するもので、記憶部42に記憶されている加工プログラムに従って、すなわち予めプログラムされた駆動速度および駆動方向でワイヤWを駆動するとともに、予めプログラムされた切断送り速度でワーク28を切断送りすべくモータ制御部43に制御信号を出力する。
The
以下、この主制御部41によるワーク28の切断動作制御について図3のフローチャートに従ってその作用と共に説明する。
Hereinafter, the cutting operation control of the
ワーク保持部32にワーク28が保持され、ワーク送りモータ34の駆動によりワーク28(ワーク保持部32)が初期位置、例えば図1に示すようにワイヤW(ワイヤ群)から離間した位置にセットされると当フローチャートがスタートする。
The
主制御部41は、まず、駆動モータ25およびボビン駆動モータ11A,11Bを低速で駆動するとともに一定の時間間隔でその駆動方向の切替えを行い、これによりワイヤWを進退駆動させる(ステップS1)。つまり、一方側のワイヤ繰出し・巻取り装置10AからワイヤWを繰り出しながらこのワイヤWを他方側のワイヤ繰出し・巻取り装置10Bにより巻き取る状態(ワイヤWの前進駆動状態という)と、これとは逆に他方側のワイヤ繰出し・巻取り装置10BからワイヤWを繰り出しながらこのワイヤWを上記一方側のワイヤ繰出し・巻取り装置10Aにより巻き取る状態(ワイヤWの後退駆動状態という)とを交互に切替える。なお、この際のワイヤWの駆動速度は、後述するワイヤWの前進駆動状態に比べて十分に低い速度とする。
First, the
次いで、スラリー供給装置36A,36Bを駆動してスラリーの供給を開始するとともに、ワーク送りモータ34を駆動して一定速度でワーク28の切断送りを開始し(ステップS2)、これによりワイヤWに対してワーク28の切り込みを開始する。このようにワイヤWを低速で進退駆動しながらワーク28に切り込ませると、例えばスラリーを媒介として隣接するワイヤW同士が引っ付く所謂リンキング現象が発生している場合でも、当該現象が速やかに解消され、ワーク28に対する各ワイヤWの切り込みが適切、かつ安定的に行われることとなる。すなわち、上記のようにワイヤWを進退駆動させると、進退駆動の切替え時にワイヤWに軽い衝撃が作用することに加え、この進退切替えに伴うワイヤWの速度変化に伴いワイヤWの振動状態が変化し、これら衝撃等によりワイヤに付着したスラリーが脱落し、スラリーを媒介として互いに引っ付いていたワイヤW同士の分離が促進される。また、上記のようにワイヤWが低速駆動されることにより、ワーク28に対するワイヤWの切り込みが安定的に行われることとなる。
Next, the
ワーク28へのワイヤWの切り込み後、ワーク28が所定の切断送り位置に到達すると(ステップS3でYES)、すなわち、ワーク送りモータ34からの出力信号に基づき所定の切断送り位置にワーク28が到達したことを検知すると、上記の進退駆動状態から前進駆動状態にワイヤWの駆動状態を切替えるとともにワイヤWの駆動速度を所定速度まで加速し(ステップS4)、切断送り位置のカウンタ位置に「1」をセットする(ステップS5)。
After the wire W has been cut into the
そして、ワイヤWの駆動速度を前記所定速度に保った状態でワーク送り装置30により一定の送り速度でワーク28を送ることにより切断作業を進め、特定の切断送り位置にワーク28が到達すると(ステップS6でYES)、設定回数だけワイヤWを進退駆動させる(ステップS7)。当実施形態では、ワイヤWの駆動状態を前進駆動に切替えた時点(ステップS4の切替え時点)から例えば5mmだけ切断送りが進行した位置にワーク28が到達するとワイヤWを1〜数回進退駆動させる。つまり、このようにワイヤWを前進駆動しながらワーク28の切断を進める途中で、一時的にワイヤWを1〜数回進退駆動させることにより、リンキング現象が未だ解消していない場合にはその解消が促進されることとなる。
Then, the cutting operation is advanced by feeding the
その後、再びワイヤWを前進駆動状態に切替え、この前進駆動状態でワイヤWを駆動しつつワーク28の切断を進めるとともに、上記カウンタ値が設定値「N」に達したか否かを判断し(ステップS9)、ここで、NOと判断した場合には、当該カウンタ値を「1」だけインクリメントしてステップS6にリターンする(ステップS11)。すなわち、ワイヤWを前進駆動状態で駆動してワーク28の切断を進めながら、ワーク28の切断送りが5mm進行する毎に一時的にワイヤWを進退駆動状態に切替え、これによってリンキング現象の解消を促すようになっている。
Thereafter, the wire W is again switched to the forward drive state, the cutting of the
こうしてステップS9でYESと判断すると、さらにワーク送りモータ34からの出力信号に基づき、ワーク28が所定の切断終了位置に到達したか否かを判断し、ここでYESと判断すると、ワイヤWの駆動を停止して一連のワーク28の切断作業を終了する。
If YES is determined in step S9, it is further determined whether or not the
以上説明したように、このワイヤソー(ワーク切断方法)では、ワイヤWを前進(一方向)駆動状態で駆動しながらワーク28を切断送りすることにより当該ワーク28の切断作業を進め(本発明に係る本工程)、その作業前および途中に一時的に、ワイヤWを進退駆動させることによって上記の通りワイヤWのリンキング現象の解消を促すようにしているので(本発明に係るリンキング解消用工程の実施)、ウエハの切り出しを効率的に行う一方で、ウエハの厚み精度を向上させることができという効果がある。すなわち、ワーク28の大部分の切断は、ワイヤW(ワイヤ群)を一方向に駆動(前進駆動)しながら進めるため、ワイヤWの摩耗を抑えて高い切れ味を保ちつつワーク28の切断を進めることができ、しかも、一時的にワイヤWを進退駆動することによって、ワイヤWの摩耗劣化を殆ど伴うことなくリンキング現象を解消することができる。特に、このワイヤソーでは、ワーク28に対するワイヤWの切り込み開始位置を含む所定の範囲内でワイヤWを進退駆動させるようにしているので、切り込み開始前に事前にリンキング現象を解消することが可能となり、そのため、切断開始段階からワーク28に対して各ワイヤWを個別に、かつ適切に切り込ませることができる。
As described above, in this wire saw (work cutting method), the cutting work of the
従って、太陽電池用のシリコンウエハ等の極薄厚のウエハの切り出しを行うためにワイヤWの間隔が極接近した配置とされるような場合でも、リンキング現象を伴うことなく、極薄厚のウエハを精度良く、かつ効率的に切り出すことができるようになる。 Therefore, even when an extremely thin wafer such as a silicon wafer for solar cells is cut out so that the distance between the wires W is extremely close, the ultra thin wafer can be accurately obtained without any linking phenomenon. It becomes possible to cut out well and efficiently.
次に、本発明に係るワイヤソーの第2の実施形態について説明する。 Next, a second embodiment of the wire saw according to the present invention will be described.
第2の実施形態に係るワイヤソーの基本的な構成は、図1および図2に示したものと基本的に共通しており、主制御部41による切断動作制御のみが図4のフローチャートに示す通り第1の実施形態の動作制御と相違している。
The basic configuration of the wire saw according to the second embodiment is basically the same as that shown in FIGS. 1 and 2, and only the cutting operation control by the
具体的には、第2の実施形態では、図4に示すように、第1の実施形態のステップS1、S4,S7,S8の処理に代えて、それぞれ以下に説明するステップS1′,S4′,S7′,S8′の処理を実行することにより、ワーク28の切断作業中には、ワイヤWの駆動方向の切替えを行うことなくその駆動速度のみを切替えるようにしている。
Specifically, in the second embodiment, as shown in FIG. 4, in place of the processing of steps S1, S4, S7, and S8 of the first embodiment, steps S1 ′ and S4 ′ described below, respectively. , S7 ′ and S8 ′, the driving speed of the wire W is switched without switching the driving direction of the wire W during the cutting operation of the
すなわち、主制御部41は、まずステップS1′で、ワイヤWを前進駆動状態で駆動する。この際、主制御部41は、ワーク28を切断する際の設定速度(基準速度という)よりも十分に遅い速度(以下、単に低速度という)でワイヤWを駆動する。例えば、当実施形態では、基準速度は800m/minに設定され、ステップS1′でのワイヤWの駆動速度は400m/minに設定されている。
That is, the
そして、ワーク28へのワイヤWの切り込み開始後、ワーク28が所定の切断送り位置に到達すると(ステップS3でYES)、ワイヤWの駆動速度を低速度から基準速度まで加速させ、この速度に保ちながらワーク28の切断を進める(ステップS4′)。
Then, after the start of cutting of the wire W into the
次いで、ワーク28が特定の切断送り位置に到達すると(ステップS6でYES)、ワイヤWの駆動速度を減速して設定時間だけワイヤWを低速度で駆動し(ステップS7′)、その後、再びワイヤWの駆動速度を加速して基準速度に戻す(ステップS8′)。
Next, when the
そして、以降、ワイヤWの駆動速度を基準速度に保ちながらワーク28の切断を進め、特定の切断送り位置にワーク28が到達すると(ステップS6でYES)、設定時間だけワイヤWを減速して低速度で駆動する。これにより当実施形態では、ステップS4′の切替え時点から例えば5mmだけ切断送りが進行した位置にワーク28が到達する毎にワイヤWを設定時間だけ低速度で駆動するようにしている。
Thereafter, the
このような第2の実施形態によると、全工程を通じてワイヤWを前進(一方向)駆動状態で駆動するが、上記のようにワイヤWの駆動速度を一時的に低速度に低下させることによりワイヤWのリンキング現象の解消が促進される(リンキング解消用工程)。すなわち、上記のようにワイヤWの駆動速度が変化することによりワイヤWの振動状態に変化が生じる等し、これによってリンキング現象の解消が促進される。特に、ワイヤWは、その固有振動数との関係でワーク切断時の駆動速度よりも低い速度で駆動されているときの方が振動(共振)し易い傾向がある。そのため、上記のように駆動速度を一時的に基準速度から低速度に低下させることによりワイヤWの振動が適度に増幅され、その結果、ワイヤWに付着したスラリーが脱落して互いに引っ付いていたワイヤW同士の分離が促進されることとなる。 According to the second embodiment as described above, the wire W is driven in a forward (one-way) driving state throughout the entire process, but the wire W is temporarily lowered to a low speed as described above, so that the wire is driven. The elimination of the W linking phenomenon is promoted (linking elimination process). That is, as described above, a change in the vibration state of the wire W occurs due to a change in the driving speed of the wire W, thereby promoting the elimination of the linking phenomenon. In particular, the wire W tends to vibrate (resonate) more easily when driven at a speed lower than the driving speed at the time of cutting the workpiece because of its natural frequency. Therefore, by temporarily reducing the driving speed from the reference speed to the low speed as described above, the vibration of the wire W is moderately amplified, and as a result, the slurry adhered to the wire W is dropped and stuck to each other. Separation of W will be promoted.
従って、このような第2の実施形態においても第1の実施形態と同様に、リンキング現象を効果的に解消することができ、その結果、極薄厚のウエハを精度良く、かつ効率的に切り出すことができるという利点がある。また、この第2の実施形態では、全工程を通じてワイヤW(ワイヤ群)を一方向にのみ駆動するので、ワイヤWの摩耗劣化を回避する観点からは第1の実施形態よりも有利なものとなる。 Accordingly, in the second embodiment as well, as in the first embodiment, the linking phenomenon can be effectively eliminated, and as a result, an extremely thin wafer can be cut out accurately and efficiently. There is an advantage that can be. Further, in the second embodiment, the wire W (wire group) is driven only in one direction throughout the entire process, so that it is more advantageous than the first embodiment from the viewpoint of avoiding wear deterioration of the wire W. Become.
なお、以上説明したワイヤソーおよびワーク28の切断の方法は、本発明に係るワイヤソーおよびワーク切断方法の好ましい実施の形態の一例であって、ワイヤソーの具体的な構成や具体的なワークの切断方法は、本発明の要旨を逸脱しない範囲で変更可能である。 The method for cutting the wire saw and workpiece 28 described above is an example of a preferred embodiment of the wire saw and workpiece cutting method according to the present invention, and the specific configuration of the wire saw and the specific workpiece cutting method are as follows. The present invention can be changed without departing from the gist of the present invention.
例えば、第1の実施形態では切断送りが5mm進行する毎にワイヤWを進退駆動させるようにしているが、このようにワイヤWを進退駆動させる位置(切断送りの位置)は、これに限定されるものではなく適宜設定すればよい。また、実施形態のように一定の送り量毎にワイヤWを進退駆動する必要は必ずしもなく、特定の切断送り位置においてのみ一度だけワイヤWを進退駆動させるようにしてもよい。この点は、第2の実施形態についても同様である。但し、実施形態のように、全工程を通じてワイヤWの進退駆動等を複数回、間欠的に実行するようにすれば、より確実にリンギング現象を解消することが可能になるという利点がある。 For example, in the first embodiment, the wire W is driven forward / backward every time cutting feed advances by 5 mm, but the position (cutting feed position) for driving the wire W forward / backward in this way is limited to this. What is necessary is just to set suitably instead of a thing. Further, it is not always necessary to drive the wire W forward / backward for every fixed feed amount as in the embodiment, and the wire W may be driven forward / backward only once at a specific cutting feed position. This is the same for the second embodiment. However, there is an advantage that the ringing phenomenon can be more reliably eliminated by intermittently executing the advance / retreat driving of the wire W a plurality of times throughout the entire process as in the embodiment.
また、リンキングを解消するためのワイヤWの駆動状態(リンキング解消用工程)としては、上記実施形態のようにワイヤWを進退駆動、あるいは低速駆動する以外に、ワイヤWの駆動を停止させるようにしてもよい。この場合も、ワイヤWの振動状態に変化が生じる等し、これによってリンキング現象の解消が促進されることとなる。 In addition, as a driving state of the wire W for eliminating the linking (linking-removing step), the driving of the wire W is stopped in addition to the forward / backward driving or the low-speed driving of the wire W as in the above embodiment. May be. Also in this case, a change occurs in the vibration state of the wire W, thereby promoting the elimination of the linking phenomenon.
W ワイヤ
10A,10B ワイヤ繰出し・巻取り装置
11A,11B ボビン駆動モータ
24A,24B,26A,26B ガイドローラ
25 駆動モータ
28 ワーク
30 ワーク送り装置
34 ワーク送りモータ
36A,36B スラリー供給装置
Claims (5)
前記ワイヤ繰出し装置から前記ワイヤを繰出し、かつ、このワイヤを前記ワイヤ巻取り装置により巻取ることにより前記ワイヤを一方向に一定速度で駆動し、この一方向駆動状態のワイヤに対してワイヤ軸方向と直交する方向にワークを相対的に切断送りすることによりワークの切断を進める本工程に加え、この本工程の前又は途中に実行される工程であって、前記ワイヤ群においてワイヤ同士が引っ付くリンキング現象の解消を促すための振動を前記ワイヤに付与すべく、前記一方向駆動状態におけるワイヤ駆動方向を維持したままでワイヤの駆動速度を一時的に低下させる、又はワイヤの駆動を一時的に停止させるリンキング解消用工程を有することを特徴とするワイヤソーによるワーク切断方法。 A wire saw in which a wire group in which a plurality of wires are arranged between the guide rollers is formed by winding the cutting wire fed from the wire feeding device around the plurality of guide rollers and winding the wire around the guide rollers. A method of cutting a workpiece using
The wire is fed out from the wire feeding device, and the wire is wound up by the wire winding device to drive the wire in one direction at a constant speed. In addition to this step of cutting the workpiece by relatively cutting and feeding the workpiece in a direction perpendicular to the workpiece, this step is executed before or during this step, and the wires are attracted to each other in the wire group. In order to impart vibration to the wire to eliminate the linking phenomenon , the wire driving speed is temporarily reduced while maintaining the wire driving direction in the one-way driving state, or the wire driving is temporarily performed. work cutting method according to a wire saw, characterized in that it comprises a linking solve for step Ru is stopped.
前記ワイヤに対してワークの切り込みを開始する位置から所定期間だけ前記リンキング解消用工程を実行し、その後に本工程を開始することを特徴とするワイヤソーによるワーク切断方法。 The work cutting method according to claim 1,
The wire running only the linking solve for step a predetermined time period from a position to start the cut of the workpiece relative to the workpiece cutting method according to a wire saw, characterized that you initiate this process thereafter.
前記本工程中に、前記ワイヤ群に対するワークの切断送り位置を検知する工程を含み、その検知される送り位置が特定の送り位置に到達したときに前記本工程を中断して前記リンキング解消用工程を実行することを特徴とするワイヤソーによるワーク切断方法。 In the workpiece cutting method according to claim 1 or 2 ,
The process includes a step of detecting a cutting and feeding position of the workpiece with respect to the wire group, and the linking elimination process by interrupting the process when the detected feeding position reaches a specific feeding position. work cutting method according to a wire saw, it characterized that you run a.
前記本工程中に、前記リンキング解消用工程を複数回、間欠的に実行することを特徴とするワイヤソーによるワーク切断方法。 In the workpiece cutting method according to any one of claims 1 to 3,
Wherein in this step, the linking eliminate a step a plurality of times intermittently wire saw process according workpiece cutting, characterized in execution to Rukoto.
前記ワイヤ群に対してその軸方向と直交する方向に前記ワークを相対的に切断送りする切断送り手段と、
この切断送り手段によるワークの送り位置であって予め設定された特定の送り位置を記憶する記憶手段と、
前記切断送り手段による送り位置を検出する送り位置検出手段と、
前記ワイヤ群を駆動すべく前記繰り出し装置およびワイヤ巻取り装置の作動を制御する駆動制御手段と、を備え、
前記駆動制御手段は、前記送り位置検出手段によるワークの送り位置の検出に応じて、前記特定の送り位置以外の送り位置では、前記ワイヤ繰出し装置から前記ワイヤを繰出しながらこのワイヤを前記ワイヤ巻取り装置により巻取ることにより前記ワイヤを一方向に一定速度で駆動する一方向駆動状態とするとともに、前記特定の送り位置では、前記一方向駆動状態におけるワイヤ駆動方向を維持したままでワイヤの駆動速度を一時的に低下させる、又はワイヤの駆動を停止させるべく前記ワイヤ繰り出し装置およびワイヤ巻き取り装置の作動を制御することを特徴とするワイヤソー。
A plurality of guide rollers; a wire feeding device that feeds a cutting wire to the guide roller; and a wire winding device that winds the wire from the guide roller, wherein the wire fed from the wire feeding device is A wire group in which a plurality of wires are arranged between the guide rollers is formed by being wound around the guide roller and being wound around the wire winding device, and the wire group is driven in the axial direction by each operation, In a wire saw that cuts the workpiece by cutting and feeding the workpiece to the wire group in this wire driving state,
Cutting feed means for cutting and feeding the workpiece relative to the wire group in a direction perpendicular to the axial direction;
A storage means for storing a specific feed position set in advance as a work feed position by the cutting feed means;
A feed position detecting means for detecting a feed position by the cutting feed means;
Drive control means for controlling the operation of the feeding device and the wire winding device to drive the wire group,
In response to detection of the workpiece feed position by the feed position detection means, the drive control means winds the wire while feeding the wire from the wire feeding device at a feed position other than the specific feed position. The wire is driven in a one-way driving state in which the wire is driven in one direction at a constant speed by winding the device, and the wire driving speed is maintained while maintaining the wire driving direction in the one-way driving state at the specific feeding position. A wire saw characterized by controlling the operations of the wire feeding device and the wire winding device to temporarily lower the wire or to stop the driving of the wire.
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