JP6045960B2 - バンドソー - Google Patents

Description

本発明は、シリコン、ガラス、石英などのインゴットの切断加工に使用されるバンドソーに関する。

従来のバンドソーとしては、金属エンドレスベルト製の母材の片方の側縁部に沿って半円状の砥粒層が所定間隔ごとに形成されたセグメントタイプと、同じく母材の片方の側縁部の全周に渡って砥粒層が形成された連続タイプと、が知られている。

セグメントタイプのバンドソーは切れ味が良好であるが、切断作業を行っていくうちに、母材と砥粒層との境界部分からの亀裂が発生しやすいなどの短所がある。これに対し、連続タイプのバンドソーは亀裂が発生し難い点においては優れているが、研削液の供給性や切粉の排出性が悪く、切れ味が劣る面がある。

そこで、エンドレスベルトの全周に渡って連続的に形成された超砥粒層と、この超砥粒層からエンドレスベルト両面の幅方向に向けて延出されたセグメント型の超砥粒層とを備えた電着バンドソーが提案されている（例えば、特許文献１参照。）。

特開２００５−５９１６４号公報（特許第４３９７１９３号公報）

特許文献１記載の発明は、エンドレスベルトの側縁部に沿って連続的に形成された超砥粒層と、この砥粒層から幅方向に延出されたセグメント型の超砥粒層とを設けることによって、連続タイプ及びセグメントタイプの両方の長所を兼備した電着バンドソーを提供することを目的としている。

しかしながら、特許文献１記載の電着バンドソーにおいては、連続型の砥粒層とセグメント型の砥粒層の突出高さ（被加工物に向かう方向に突出するサイズ）が同じであるため、切れ味が劣る面がある。

即ち、刃先側の砥材層の突出高さのない構造であるため、加工時に切り粉が砥材層上に目詰まりし易いことから、切れ味が劣る面がある。また、刃先側の砥材層の突出高さのない構造であることにより、加工時に刃先に負荷が加わり易いので、加工負荷により基板（母材）が変形し、加工精度が低下することがある。

そこで、本発明が解決しようとする課題は、切れ味が良好で、亀裂が発生し難く、被加工物の切断面の仕上がりも良好なバンドソーを提供することにある。

本発明のバンドソーは、帯板状の金属エンドレスベルト製の母材の一方の側縁部に沿って形成された砥粒層を有し、前記砥粒層が、母材の側縁部の周方向に沿って形成された連続部と、前記母材の周方向に沿って前記連続部と交互に配列された膨出部と、を備え、前記膨出部が前記連続部より厚さ及び突出高さが大であることを特徴とする。ここで、前記「厚さ」とは母材の板厚方向のサイズをいい、前記「突出高さ」とは被加工物に向かう方向に突出するサイズをいう。

このような構成とすれば、連続部より厚さ及び突出高さが大である膨出部が被加工物に食い込むように作用するので、切れ味が良好であり、母材の側縁部に沿って交互に配置された連続部と膨出部とによって切削液の供給性及び切粉の排出性が確保されるので、被加工物の切断面の仕上がり（例えば、平面度など）も良好である。また、母材の側縁部に沿って連続部と膨出部とが交互に配置されていることにより、母材の側縁部の全周に渡って砥粒層が存在した状態となり、応力集中し易い母材と砥粒層との境界が表れないので、亀裂も発生し難い。

ここで、前記連続部と前記膨出部との境界が滑らかな凹曲面で連続していることが望ましい。このような構成とすれば、応力集中し易い部分を少なくすることができるので、亀裂の防止に有効である。

一方、前記母材の周方向の前記連続部の長さが、前記膨出部の長さと同等であることが望ましい。このような構成とすれば、被加工物の切断面の外周部分にチッピングが発生するのを防止することができる。

なお、前記連続部及び前記膨出部はダイヤモンド砥粒を含むニッケルメッキ層によって形成することができる。

本発明により、切れ味が良好で、亀裂が発生し難く、被加工物の切断面の仕上がりも良好なバンドソーを提供することができる。

本発明の実施形態であるバンドソーを示す斜視図である。 図１中の矢線Ｘ方向から見た図である。 （ａ）は図１中のＡ−Ａ線における断面図であり、（ｂ）は図１中のＢ−Ｂ線における断面図である。 本実施形態のバンドソーと従来品との加工数の違いを示すグラフである。 本実施形態のバンドソーと従来品との加工変位の違いを示すグラフである。

以下、図面に基づいて本発明の実施形態について説明する。図１〜図３に示すように、本実施形態のバンドソー１０は、帯板状の金属エンドレスベルト製の母材１１の一方の側縁部１１ａに沿って形成された砥粒層１２を有し、この砥粒層１２が、母材１１の側縁部１１ａの周方向Ｒに沿って形成された連続部１３と、母材１１の周方向Ｒに沿って連続部１３と交互に配列された膨出部１４とを備えている。膨出部１４の厚さ１４ａは連続部１３の厚さ１３ａより大であり、膨出部１４の突出高さ１４ｂは連続部１３の突出高さ１３ｂより大である。ここで、厚さ１３ａ，１４ａとは母材１１の板厚１１ｔ方向のサイズをいい、突出高さ１３ｂ，１４ｂとは被加工物（図示せず）に向かう方向Ｓに突出するサイズをいう。

図１，図２に示すように、連続部１３と膨出部１４との境界１５は、砥粒層１２の表面の一部をなす滑らかな凹曲面で連続している。図１に示すように、母材１１の周方向Ｒの連続部１３の長さ１３ｒが、膨出部１４の周方向Ｒの長さ１４ｒと同等である。砥粒層１２を構成する連続部１３及び膨出部１４はダイヤモンド砥粒を含むニッケルメッキ層によって形成されている。

図１〜図３に示すように、バンドソー１０において、膨出部１４の厚さ１４ａ及び突出高さ１４ｂが、連続部１３の厚さ１３ａ及び突出高さ１３ｂより大であることにより、切断作業中は、膨出部１４が被加工物（図示せず）に食い込むように作用するので、切れ味が良好である。

また、母材１１の側縁部１１ａに沿って交互に配置された連続部１３と膨出部１４とによって切削液の供給性及び切粉の排出性が確保されるので、被加工物（図示せず）の切断面の仕上がりも良好である。

さらに、図１，図２に示すように、母材１１の側縁部１１ａに沿って連続部１３と膨出部１４とが交互に配置されていることにより、母材１１の側縁部１１ａの全周に渡って砥粒層１２が存在した状態となり、応力集中し易い母材１１と砥粒層１２との境界が周方向Ｒに表れないので、亀裂も発生し難い。

また、前述したように、連続部１３と膨出部１４との境界１５が滑らかな凹曲面で連続しているため、応力集中し易い部分が少なく、亀裂の防止に有効である。

次に、図１に示すバンドソー１０（実施形態品）と従来のバンドソー（従来品）との切断試験の結果について説明する。実施形態品であるバンドソー１０は、全長が４３２０ｍｍ、幅１１ｗが６０ｍｍ、板厚１１ｔが０．５ｍｍの母材１１の一方の側縁部１１ａに沿ってダイヤモンド砥粒（粒度１４０／１７０）を含むニッケルメッキ層からなる砥粒層１２が形成されている。

図１，図２に示すように、バンドソー１０において、膨出部１４の配置間隔１４ｃは８ｍｍ、膨出部１４の周方向Ｒの長さ１４ｒは４ｍｍであり、連続部１３ｒの周方向Ｒの長さ１３ｒは４ｍｍである。

また、バンドソー１０の連続部１３の厚さ１３ａは０．７８ｍｍ、膨出部１４の厚さ１４ａは０．９４ｍｍであり、連続部１３の突出高さ１３ｂは０.１４ｍｍ、膨出部１４の突出高さ１４ｂは０．２２ｍｍである。

一方、比較対象である従来品のバンドソーは、セグメントタイプであり、バンドソー１０と同じサイズの母材の一方の側縁部に沿って、ダイヤモンド砥粒（粒度１４０/１７０）を含むニッケルメッキ層で形成された砥粒層を備えている。従来品の砥粒層のサイズは基板厚み０．５ｍｍに対し、厚さ０．７８ｍｍ、突出高さ０．１４ｍｍであり、セグメントサイズはφ４ｍｍであり、母材の側縁部の長手方向に隣り合うセグメント中心部分とセグメント中心部分との間の距離は８ｍｍである。

前述した従来品と、実施形態品であるバンドソー１０とを用いて、周速１２００ｍ／ｍｉｎ、切断送り速度２５ｍｍ／ｍｉｎの切断条件において、外径寸法１２インチの単結晶シリコンを切断したところ、図４，図５に示すような結果が得られた。

図４は、従来品と実施形態品との「加工数（カット）」の違いを示している。ここで、「加工数（カット）」とは、外径寸法１２インチの単結晶シリコンを規定の加工変位量内で切断した数量である。図４に示すように、従来品の加工数が約５００程度であるのに対し、実施形態品（バンドソー１０）の加工数は約８００であることから、実施形態品（バンドソー１０）は規定の加工変位量内で加工できる数量において優れていることが判る。

次に、図５は、従来品と実施形態品との「加工変位（μｍ）」の違いを示している。ここで、「加工変位（μｍ）」とは、静止状態のバンドソーのたわみ量をゼロ点とした場合に、ワーク加工中に基板（母材）がたわむ量のことである。図５に示すように、従来品の加工変位が約５５μｍ程度であるのに対し、実施形態品（バンドソー１０）の加工変位は約４９μｍであることから、実施形態品（バンドソー１０）は加工時のバンドソーのたわみ量において優れていることが判る。

なお、前述した実施形態に係るバンドソー１０は本発明の一例を示すものであり、本発明のバンドソーは図１〜図５に基づいて説明したバンドソー１０に限定されない。

本発明のバンドソーは、シリコン、ガラス、石英などのインゴットの切断工具として、電子・電気機器の製造業などの分野において広く利用することができる。

１０ バンドソー
１１ 母材
１１ａ 側縁部
１１ｔ 板厚
１１ｗ 幅
１２ 砥粒層
１３ 連続部
１４ 膨出部
１３ａ，１４ａ 厚さ
１３ｂ，１４ｂ 突出高さ
１３ｒ，１４ｒ 長さ
１４ｃ 配置間隔
１５ 境界
Ｒ 周方向
Ｓ 被加工物に向かう方向

Claims (4)

1. 帯板状の金属エンドレスベルト製の母材の一方の側縁部に沿って形成された砥粒層を有し、前記砥粒層が、前記母材の側縁部の周方向に沿って形成された連続部と、前記母材の周方向に沿って前記連続部と交互に配列された膨出部とを備え、前記膨出部が前記連続部より厚さ及び突出高さが大であることを特徴とするバンドソー。
2. 前記連続部と前記膨出部との境界が滑らかな凹曲面で連続している請求項１記載のバンドソー。
3. 前記母材の周方向の前記連続部の長さが、前記膨出部の長さと同等である請求項１または２記載のバンドソー。
4. 前記連続部及び前記膨出部がダイヤモンド砥粒を含むニッケルメッキ層によって形成された請求項１〜３のいずれかに記載のバンドソー。

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