JP5172019B2 - ワイヤ放電加工装置、ワイヤ放電加工方法、薄板製造方法および半導体ウエハ製造方法 - Google Patents
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Description
以下に、本発明の実施の形態の構成および動作について説明する。図1は、実施の形態1に係るワイヤ放電加工装置を示した斜視図である。本実施の形態1に係るワイヤ放電加工装置においては、ワイヤボビン1から繰り出された一本のワイヤ電極2が、順次、複数のガイドローラ3a〜3d間を、複数回、互いに微小な間隔を隔てて巻回されて、複数の切断ワイヤ部2aが形成されている。すなわち、ワイヤ電極2は、複数の切断ワイヤ部2aを有する。このワイヤ電極2が巻回されて形成された切断ワイヤ部2aの間隔が被加工物8の加工幅(厚さ)となる。すなわち、各切断ワイヤ部2aに対して所定間隔だけ離間させて被加工物8を対向させて配置した状態で、各切断ワイヤ部2aと被加工物8との間に電圧を印加しながら、被加工物8を各切断ワイヤ部2aに対して切断送りすることにより、被加工物8を各切断ワイヤ部2aで放電切断する。これにより、被加工物8が複数枚の薄板に加工される。なお、被加工物8は、素材を複数の薄板にスライスするものであって、例えば、スパッタリングターゲットとなるタングステンやモリブデンなどの金属、各種構造部材として使われる多結晶シリコンカーバイトなどのセラミックス、半導体デバイスウエハとなる単結晶シリコン及び/又は単結晶シリコンカーバイトなどの半導体素材、太陽電池ウエハとなる単結晶および多結晶シリコンなどの太陽電池素材などがある。半導体素材は、シリコン及びシリコンカーバイトの少なくとも一方を主成分とする材料で形成されていても良い。また、図1の例では、1本のワイヤ電極2を複数のガイドローラに巻回した例について示しているが、この場合に限らず、1本のワイヤ電極2を折り返すことにより複数の切断ワイヤ部が形成されるのであれば、その具体的な構成については特に限定しないものとする。
図7は、実施の形態2に係るワイヤ放電加工装置が備えるノズル180の部分拡大斜視図である。図8は、図7に示すノズル180の側面断面図である。実施の形態1と同様の構成については、同様の符号を付し、詳細な説明を省略する。本実施の形態2では、ワイヤ電極2(複数の切断ワイヤ部2a)の通線作業をより一層容易にするためにノズル構成の変更を行っている。
図9は、実施の形態3に係るワイヤ放電加工装置が備えるノズル180の部分拡大斜視図である。図10は、図9に示すノズル180の側面断面図である。なお、上記実施の形態と同様の構成については、同様の符号を付し、詳細な説明を省略する。
前述した実施の形態1あるいは2では、被加工物の近傍に設置したノズルから加工液を加工部分に噴出する構成のために、ノズルを通って噴出した加工液の加工溝内への流入により、加工溝内に加工液の流れが生じ、加工溝が深くなっても加工屑が加工溝外へ排出されるため良好な加工状態が維持される。このように、ノズルによる加工溝内への加工液の噴出は、加工状態を良好に維持するために適したものであるが、ワイヤ電極は複数のガイドローラ間に巻回させた状態で長さ方向へ走行させるので、ワイヤ電極はノズル内を通過させる必要がある。したがって、ノズルには、被加工物と対向する面に設けた加工液の噴出口だけでなく、噴出口を設置した面と反対側にもワイヤを通過させる通過口(逃げ口)を設ける必要がある。すなわち、被加工物をはさんで両側にノズルを設置した場合、ワイヤ電極は一方のノズルの通過口からノズル内に導入され、噴出口からノズル外に導出されるとともに加工溝内に導入され、さらに加工溝内から導出されるとともに他方のノズルの噴出口からノズル内に導入され、通過口からノズル外に導出される構成となる。
2 ワイヤ電極
2a 切断ワイヤ部
2b 給電ワイヤ部
3a,3b,3c,3d ガイドローラ
5 ワイヤ排出ローラ(巻取りボビン)
6 加工電源
7A,7B 給電子
8 被加工物
61 加工電源ユニット
71,72 給電子ユニット
80 ノズル
80a 凹み部
80b 溝
81 配管接続用孔
81a 入口
81b 出口
82 噴出口
83 逃げ口
84 本体
85 栓
91 噴出口構成板
91a 切欠き
92 逃げ口構成板
92a 切欠き
93 供給配管
94 ワイヤ通過孔
95 Oリング
96 貫通孔
97 ステージ
180 ノズル
184 本体
185 基部
185a 対向面
185b 溝
186 蓋部
186a 対向面
280 ノズル
281 噴出口
282 通過口
283 ワイヤ分離部
284 分離スリット
285 配管用接続穴
286 加工液逃がし口
380 ノズル
381 配管接続用孔
480 ノズル
481 配管接続用孔
Claims (9)
- 互いに離間して並列に設けられかつ被加工物にそれぞれ対向する複数の切断ワイヤ部を有するワイヤ電極と、
パルス状の加工用電圧を発生させる加工用電源と、
前記複数の切断ワイヤ部に電気的に接続され、前記複数の切断ワイヤ部と前記被加工物との間に前記加工用電圧を印加する複数の給電子ユニットと、
前記複数の切断ワイヤ部に沿って加工液が極間へ向かうように、前記加工液を噴出口から噴出させるノズルと、
を備え、
前記ノズルには、
前記複数の切断ワイヤ部を互いに分離された状態で通過させる複数のスリットが前記噴出口の反対側に設けられ、
前記複数の切断ワイヤ部は、前記噴出口と前記複数のスリットとを介して前記ノズルを貫通する
ことを特徴とするワイヤ放電加工装置。 - 前記ノズルは、
前記複数のスリットを形成するとともに、前記複数のスリットの間の部分を塞ぐように構成された切断ワイヤ分離部を有する
ことを特徴とする請求項1に記載のワイヤ放電加工装置。 - 前記切断ワイヤ分離部は、削られ易い材料で形成され、
前記複数のスリットは、前記ワイヤ放電加工装置の運転に伴う前記複数の切断ワイヤ部の走行によって前記切断ワイヤ分離部に自動的に形成される
ことを特徴とする請求項2に記載のワイヤ放電加工装置。 - 1本のワイヤが複数のガイドローラ間を複数回巻き掛けられ、互いに離間して並列に設けられかつ被加工物にそれぞれ対向する複数の切断ワイヤ部を有するワイヤ電極と、
前記複数の切断ワイヤ部に電気的に接続され、前記複数の切断ワイヤ部と前記被加工物との間に加工用電圧を印加する複数の給電子ユニットと、
前記複数の給電子ユニットが接続された前記切断ワイヤ部と前記被加工物との間にパルス状の前記加工用電圧を発生させる加工用電源と、
前記複数の切断ワイヤ部に沿って加工液が極間へ向かうように、前記加工液を噴出口から前記被加工物に向けて噴出させるノズルと、
を備え、
前記ノズルには、前記噴出口を一端側の開口とする貫通孔が形成され、
前記複数の切断ワイヤ部は、前記貫通孔を介して前記ノズルを貫通し前記極間へ延びており、
前記貫通孔は、前記複数の切断ワイヤ部の全体が収納される幅を有するとともに前記幅より短い高さを有する幅広形状を有し、
前記噴出口の開口面積よりも前記貫通孔の他端側の開口面積のほうが小さい
ことを特徴とするワイヤ放電加工装置。 - 前記ノズルは、前記複数の切断ワイヤ部を含む面に沿った平面を境として分割可能な複数の部材で構成され、ワイヤ通線作業時には、前記複数の部材を分離し、前記ノズルの貫通孔を開放し、前記複数の切断ワイヤ部が前記ノズルの前記貫通孔内に通線された後に前記複数の部材が再び組み合わされる
ことを特徴とする請求項4に記載のワイヤ放電加工装置。 - 請求項4に記載のワイヤ放電加工装置により、複数の切断ワイヤ部によって被加工物をスライス加工する
ことを特徴とするワイヤ放電加工方法。 - 請求項4に記載のワイヤ放電加工装置を用いて、複数の切断ワイヤ部によって被加工物を複数枚の薄板へ加工する
ことを特徴とする薄板製造方法。 - 請求項4に記載のワイヤ放電加工装置を用いて、複数の切断ワイヤ部によって半導体素材を複数枚の半導体ウエハへ加工する
ことを特徴とする半導体ウエハ製造方法。 - 前記半導体素材は、シリコン及びシリコンカーバイドの少なくとも一方を主成分とする材料で形成されている
ことを特徴とする請求項8に記載の半導体ウエハ製造方法。
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