JPH0426979B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、高硬度脆性材料例えば半導体材料、
磁性材料、セラミツクス等をワイヤにて切断（切
込みを含む）するワイヤ式切断装置に関するもの
である。

〔従来の技術〕

従来、例えば半導体材料のインゴツトをウエハ
ー状に切断する手段の一つとしてワイヤを利用す
るワイヤ式切断機がある。この切断機は３個もし
くはそれ以上の溝ローラにワイヤを多数回所定間
隔を存して巻付け、これに被切断部材を押し付
け、砥粒を含む研削液を注ぎつつワイヤと被切断
部材を相対運動せしめ、いわゆるラツピング作用
にて切断する方式が採られている。（例えば特公
昭52−12954号公報）。

上記溝ローラへのワイヤ巻付けは、一般に手作
業により巻付ける方法が採られているが、溝ロー
ラに刻設される溝のピツチは切断するウエハーの
厚みに応じて変える必要があり、その都度複数の
溝ローラを１本ずつすべて交換することとなり、
時間を要する。また取り付けた溝ローラへのワイ
ヤ巻付け回数は100回以上に及ぶ場合があり、こ
の溝にワイヤを順次巻付けることはきわめて困難
で手数を要する欠点がある。

このため機械的に自動的にワイヤを巻付ける巻
付け装置も提案されている（例えば実開昭55−
142243号公報）。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかし溝ローラの交換あるいはワイヤの巻付け
の間は切断作業を行うことができず、切断装置と
しての稼働率が低下する等の問題がある。

本発明はかかる点に鑑み、上記複数の溝ローラ
をユニツトとして本体フレームに着脱可能とし、
オフラインで溝ローラユニツトにダミーワイヤの
巻付けを行い、巻付けを終えたユニツトを装置本
体に取り付けることによつて稼働率の大幅な向上
を計ることを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的を達成するための本発明は、供給リー
ル並びに巻取リールと、それらの中間位置に配備
され、ワイヤを巻回する複数個の溝ローラを有す
る溝ローラユニツトとを備え、上記溝ローラユニ
ツトはそれぞれの溝ローラを面板に回動自在に取
り付け、かつ各溝ローラ間にワイヤを微小間隔を
存して多数巻回してワイヤ列を形成してなり、本
体フレームの前部には上記面板を取り付ける取付
板を備え、溝ローラユニツトを面板により取付板
に着脱自在に取り付けると共に、該溝ローラユニ
ツトのワイヤを供給リール及び巻取リールにそれ
ぞれ接続し、供給リールから繰り出される切断用
ワイヤを溝ローラユニツトを介して巻取リールに
巻取るようにしたものである。

〔作用〕

溝ローラ群へのワイヤの巻付けに際しては、溝
ローラユニツトの面板をフレームの取付板から取
り外し適宜の手段にて溝ローラ群にワイヤを巻付
ける。この間は既にワイヤ巻付けを終わつた別の
溝ローラユニツトをフレームに取付けて切断作業
を行うことができる。

その手順は溝ローラユニツトの面板をフレーム
の取付板に取付け、しかる後ワイヤの両端を供給
リール、巻取リールのそれぞれに巻付けられたワ
イヤに接続し、結び目部分を巻取リールに巻込め
ばよい。

〔実施例〕

第１図は本発明に係るワイヤ式切断装置の正面
図である。このワイヤ式切断装置１は、本体フレ
ーム２とこの本体フレーム２に着脱可能に取付け
られる溝ローラユニツト３並びに溝ローラユニツ
ト３の下方に位置する被切断部材Ｗの支持部材４
とを備える。

本体フレーム２の前部には、上記溝ローラユニ
ツト３を取付ける取付板５が設けられ、後部には
切断用ワイヤ６を巻回する供給リール７並びに巻
取リール８を備える。また本体フレーム２の中央
には溝ローラユニツト３に対するワイヤ６の供給
張力規制手段１０と引出し張力規制手段１１及び
供給リール７に対する繰出し張力規制手段１２並
びに巻取リール８に対する巻取り張力規制手段１
３とを備える。供給張力規制手段１０及び引出し
張力規制手段１１は、それぞれキヤプスタン１
４，１５と、このキヤプスタン１４，１５と溝ロ
ーラユニツト３との間に設けられる定張力設定用
ダンサ１６，１７とよりなる。キヤプスタン１
４，１５は周知の如くそれぞれ大径ローラ１８，
２１と小径ローラ１９，２２及び大径ローラ１
８，２１にそれぞれ接続される駆動モータ２０，
２３とよりなる。キヤプスタン１４，１５は同一
構造であり、一方のキヤプスタン１４について述
べると、キヤプスタン１４はワイヤ６を大径ロー
ラ１８と小径ローラ１９との間に巻回巻付けるこ
とによりワイヤ６の自由移行を規制し、駆動モー
タ２０の回動によりワイヤ６を所定速度にて送り
出すものである。

定張力設定用ダンサ１６，１７はそれぞれワイ
ヤ６を巻回するダンサロール２５，２７及び牽引
ばね２６，２８とよりなり、ワイヤ６に与えられ
る張力によりダンサロール２５または２７が牽引
ばね２６または２８に抗して昇降することにより
上記キヤプスタン駆動モータ２０または２３の回
動を規制してワイヤ６に与えられる張力を所定値
に維持せしめる。

繰出し張力規制手段１２は、供給リール７に取
付けられる繰出し規制用ブレーキ３０及び供給リ
ール７とキヤプスタン１４との間に配備されるダ
ンサ３１とよりなり、ダンサ３１はダンサロール
３２と牽引ばねより構成され、繰出し規制用ブレ
ーキ３０を調節することによりダンサロール３２
を一定位置とし、ワイヤ６を弛まない程度の弱張
力に維持せしめる。この場合、繰出し規制用ブレ
ーキに代えて供給リール７に駆動モータを取り付
け、このモータの回転を上述と同様にダンサロー
ル３２の昇降により規制するようにしてもよい。

巻取り張力規制手段１３は、巻取リール８の駆
動モータ３５及び巻取リール８とキヤプスタン１
５との間に配備されるダンサ３６とよりなり、ダ
ンサ３６はダンサロール３７と牽引ばね３８とか
ら構成される。その作動要領は上記各規制手段と
同様であり、巻取りに必要な弛まない程度の弱張
力に維持せしめる。図中３９はワイヤ６を巻取リ
ール８に対し正規のボビン状に巻くためのトラバ
ース機構である。

溝ローラユニツト３は、第４図乃至第６図に示
す如く、複数個例えば３個の溝ローラ４０，４
１，４２と、この溝ローラを回動自在に挟持する
前部面板４３と後部面板４４とよりなる。

溝ローラ４０，４１，４２には所定の微小間隙
を存して多数の溝４０ａ，４１ａ，４２ａが刻設
され、１本のワイヤ６にはこれら各溝４０ａ，４
１ａ，４２ａに亘つて巻付けられ、下方に位置す
る溝ローラ４１，４２間にはワイヤ列６ａが形成
される。４５は両面板４３，４４を所定間隔に維
持するための間隔保持用リブである。

上記面板４３，４４の少なくとも何れか一方の
一側、好ましくは両面板４３，４４の同一方向一
側に取付板５に取付けるための取付フランジ４
６，４７を備え、中央下部に切欠部４８を形成
し、切断作業時の被切断部材Ｗの上昇を許容す
る。４９は溝ローラ４０に連結される駆動軸であ
り、前部面板４３より突出して取付けられる。

上記取付板５には、取付フランジ４６を嵌入す
る嵌合孔５０，５１が形成され、押え板５２，５
３により溝ローラユニツト３を取付板５に着脱可
能に止着する。５４は溝ローラユニツト３の受台
である。

本体フレーム２には溝ローラ駆動用モータ５５
及びこのモータ５５により駆動される主軸５６を
備え、主軸５６の先端には上記駆動軸４９と連結
するための連結筒５７が主軸５６と共に回転し、
かつ摺動自在に取付けられている。

前記被切断部材Ｗを支持する支持部材４は、被
切断部材Ｗを支承する支持台６０と、昇降手段６
１とを備える。昇降手段６１は駆動モータ６２
と、この駆動モータ６２により回動される螺桿６
３とよりなり、螺桿６３は支持台６０の下部に設
けられる昇降ブロツク６４に螺入されている。６
５は昇降ブロツク６４の昇降を案内する案内部材
である。

上記構成において切断装置１による切断操作に
際しては、溝ローラユニツト３を本体フレーム２
の取付板５にワイヤ列６ａを下方にして取付け、
溝ローラ駆動用モータ５５の回転によりワイヤ６
を高速にて移行せしめる。この溝ローラ４０によ
るワイヤ６の牽引及び繰出しに応じ、キヤプスタ
ン１４，１５はそれぞれダンサロール２５，２７
の昇降を検知して回転速度が増減され、溝ローラ
ユニツト３との間のワイヤ張力、即ちワイヤ列６
ａの張力を所定の高張力に維持せしめる。また供
給リール７及び巻取リール８に対しても同様にダ
ンサロール３２，３７の昇降に応じ繰出し速度、
巻取り速度が規制される。

この状態において被切断部材Ｗは支持部材４の
昇降手段６１により徐々に上昇され、ワイヤ列６
ａにより周知の如く多数のウエハーに切断され
る。尚図示省略したが、ワイヤ列６ａの上方には
カーボランダム等の砥粒を含む切削液散布管が設
けられ、被切断部材Ｗに対し切削液が注がれてい
る。しかる後、支持台６０を降下せしめてワイヤ
列６ａを被切断部材Ｗを抜き取り、切断作業は完
了する。

次に切断するウエハーの厚みを変更するために
溝ローラ４０，４１，４２を交換する手順を説明
する。

まず供給リール７内にワイヤが僅か残るところ
まで巻取リール８内にワイヤを送り込む。これは
次の切断に使用しうるワイヤの長さをできるだけ
長くするためである。ついで第２図に示す溝ロー
ラユニツト３内のワイヤ列６ａの両端即ち溝ロー
ラ４０，４２から引き出されるワイヤを適宜の長
さを存して切断し、溝ローラユニツト側の引き出
したワイヤは巻取リール面板４３または４４に、
また供給リール７側及び巻取リール８側のワイヤ
は緩まないように取付板５にそれぞれ粘着テープ
等により固定する。そして駆動軸４９と連結筒５
７を分離し、溝ローラユニツト３を取付板５から
取り外し、次に使用する溝ローラユニツト３を取
り付ける。この溝ローラユニツト３の各溝ローラ
は所定の溝ピツチを有し、この溝に沿つて予め後
述するワイヤ巻付装置７０（第７図参照）等によ
り適宜ダミーワイヤ８０が所定ピツチで巻き付け
られており、ワイヤの両端は例えば面板４３また
は４４に粘着テープ等により固定されている。

このダミーワイヤ８０の両端をそれぞれ前記取
付板５に固定されている供給リール側、巻取リー
ル側のワイヤ端とを結び、溝ローラユニツトの駆
動軸４９と切断機の連結筒５７を接続して回転せ
しめ、供給リール７にワイヤを徐々に巻き取る。

そして溝ローラユニツト３内のダミーワイヤ８
０がすべて供給リール７に巻き込まれた状態から
次の切断を開始し、前回の切断とは逆に供給リー
ル７が巻取リールに、巻取リール８が供給リール
に使用される。なお、ダミーワイヤは両端に結び
目があるので切断には使用できない。従つてダミ
ーワイヤ８０は通常の切断に使用されるピアノ線
である必要はなく、ナイロン糸のようなものでよ
い。

従つて従来の溝ローラが切断機から取り外せな
い構造では、溝ピツチの変更のための溝ローラ４
０，４１，４２の交換及びワイヤの巻き付け作業
は複雑かつ困難である。即ちワイヤ列６ａの両端
のワイヤを上記要領で切断し、供給リール７側の
ワイヤ及び巻取リール８側のワイヤを切断機の適
所例えば取付板５等に粘着テープ等で固定する。
ついで各溝ローラ４０，４１，４２に巻き付いて
いるワイヤを除去し、溝ローラ４０，４１，４２
を１本ずつ軸受から取り外し、新しい溝ローラと
交換する。その後一方の例えば供給リール７側の
ワイヤ端を繰り出しながら各溝ローラ４０，４
１，４２の溝に順次巻き付けてワイヤ列６ａを形
成し、ワイヤ端を巻取リール８側のワイヤ端と連
結する。この結び目を供給リール７に完全に巻き
込むまでワイヤを走行させ、次の切断の準備を完
了する。但し供給リール７は巻取リールとして、
また巻取リール８は供給リールとして使用され
る。

以上のように溝ローラのセツトをユニツト化
し、切断機本体に着脱できる構造にすることによ
り溝ローラの交換及びワイヤの巻き付け作業がオ
フラインで実施できるので、切断機を停止する時
間を大幅に短縮することができる。なお、切断機
から取り外した溝ローラユニツト３へのダミーワ
イヤの巻き付けは人手によつて行つてもよいが、
ワイヤ巻付装置を使用するのが効果的である。

このワイヤ巻付装置としては勿論適宜構造のも
のが使用できるが、第７図はその１例を示す。図
に示すワイヤ巻付装置７０は溝ローラユニツト３
を支持し、この溝ローラユニツト３を各溝ローラ
４０，４１，４２と平行の軸心を中心として回転
せしめる回動手段７１とワイヤガイド部７２を備
える。

回動手段７１は減速機を備えた駆動部７３と、
この駆動部７３に連結される主軸７４とを備え、
主軸７４はフレーム７５に設けられる軸受７６，
７６により回動自在に支承され、先端には前記溝
ローラユニツト３の取付フランジ７７が取り付け
られている。第６図において７８は前部面板４３
に穿設された取付孔である。

ワイヤガイド部７２はワイヤ８０を巻付けるリ
ール８１と、ワイヤ８０を導く案内機構８２とを
備える。リール８１は軸受８３に回動自在に支持
され、かつ制動部材８４を備え、ワイヤ８０の引
出しに所要の抵抗が付与される。

案内機構８２は、平行に設けられた螺子桿８５
とガイドバー８６とを備え、螺子桿８５は駆動モ
ータ８７に連結され、ガイドプーリ８９を備えた
走行体８８は螺子桿８５に螺合し、かつガイドバ
ー８６を貫挿し、駆動モータ８７の回動により走
行体８８はガイドバー８６に沿つて往復走行され
る。この場合、駆動モータ８７は主軸７４と同期
して回動され、主軸７４の１回転毎に走行体８８
は溝ローラ４０，４１，４２の溝のピツチ長さを
移行する。

尚上記ワイヤ８０は必ずしも切断用ワイヤを用
いる必要はなく適宜のワイヤ例えば繊維糸あるい
は釣糸の如き樹脂製を用いることができる。

ワイヤ８０が巻付けられた溝ローラユニツト３
の取り付けに当つては、取付フランジ４６，４７
を本体フレーム２の取付板５に形成される嵌合溝
５０，５１に嵌挿し、押え板５２，５４により止
着する。

ついで各溝ローラ４０，４１，４２に巻付けら
れたワイヤ８０の両端をそれぞれ本体フレーム２
に予め取付けられる切断用ワイヤ６の供給側、巻
取側に接続し、駆動軸４９を主軸５６に対し連結
筒５７により連結する。ついで切断装置１を運転
することにより溝ローラ４０，４１，４２に巻か
れたワイヤ８０は巻取リール８に巻取られ、溝ロ
ーラ４０，４１，４２には供給リール７から繰出
された切断用ワイヤ６が巻付けられる。これによ
り切断準備が完了する。

尚上記実施例は、切断用ワイヤ６を高速走行さ
せて被切断部材を切断する方式の切断装置につい
て説明したが、ワイヤ６の走行を停止し、あるい
は徐々に走行せしめつつ被切断部材Ｗをワイヤ列
６ａに沿つて往復せしめる方式に対しても適用で
きることは勿論である。

また溝ローラユニツト３は、溝ローラ４０，４
１，４２を前後の面板４３，４４により挟持した
構造を示したが、一方の前部面板４３のみにより
支持せしめる構造としてもよい。

〔発明の効果〕

本発明によるときは、溝ローラ群をユニツトと
し、本体フレームに着脱可能に取付けるようにし
たから、ワイヤの巻付け操作に際しては取外して
巻付けることができるため、巻付けはきわめて容
易かつ迅速に行うことができる。

従つてワイヤ巻付けのための作業休止時間の短
縮を計ることができる。特に予備の溝ローラユニ
ツトを準備し、ワイヤ切断または取替を要すると
き、この予備の溝ローラユニツトと交換すること
により一層の作業能率の向上を計ることができ
る。さらに本発明によるときは、ユニツトは被切
断部材の形状あるいはウエハー厚さ等に適応した
構造とし、切断に際しては所要のユニツトに取替
えることにより直ちに切断作業に移ることができ
るから、多種の厚さの異なるウエハーの切断に対
しても効率よく切替えを行うことができる。

尚上記実施例では切断時、被切断部材を上昇さ
せるようにしたが、ワイヤを降下させるようにし
ても、あるいは被切断部材を押し上げると共にワ
イヤを同時に降下して切断することも可能であ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係るワイヤ式切断装置の全体
正面図、第２図はその平面図、第３図は左側面
図、第４図乃至第６図は溝ローラユニツトに関
し、第４図は正面図、第５図は第４図におけるＸ
−Ｘ線に沿う断面図、第６図は一部切欠して示す
斜視図、第７図はワイヤ巻付装置の正面図であ
る。 １はワイヤ式切断装置、２は本体フレーム、３
は溝ローラユニツト、６はワイヤ、６ａはワイヤ
列、４０，４１，４２は溝ローラ、４３は前部面
板、４４は後部面板、Ｗは被切断部材である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 供給リール並びに巻取リールと、それらの中
   間位置に配備され、ワイヤを巻回する複数個の溝
   ローラを有する溝ローラユニツトとを備え、上記
   溝ローラユニツトはそれぞれの溝ローラを面板に
   回動自在に取り付け、かつ各溝ローラ間にワイヤ
   を微小間隔を存して多数巻回してワイヤ列を形成
   してなり、本体フレームの前部には上記面板を取
   り付ける取付板を備え、溝ローラユニツトを面板
   により取付板に着脱自在に取り付けると共に、該
   溝ローラユニツトのワイヤを供給リール及び巻取
   リールにそれぞれ接続し、供給リールか繰り出さ
   れる切断用ワイヤを溝ローラユニツトを介して巻
   取リールに巻取ることを特徴とするワイヤ式切断
   装置。