JPH0446759A - ワイヤ式切断装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、半導体材料・磁性材料、セラミックス等の脆
性材料を、遊離砥粒を含む加工液とワイヤとで切断加工
するワイヤ式切断装置に係り、特に、ワイヤ送りローラ
の熱膨張変位制御機構を有する切断装置に関するもので
ある。

［従来の技術］ 半導体材料・磁性材料・セラミックス等の脆性材料をワ
イヤ式切断装置により切断加工するための従来装置例を
第６図及び第７図（実開昭５８−５９５５８）に示す。

第６〜７図の例は、ワイヤ巻き付ローラ６〜８の相互間
にわたって所定の間隔でワイヤ１を張り上げ、ワイヤ１
に、図示しない被切断加工物を押し当てなからワイヤ１
を慴動させるとともに、加工液供給ノズルから加工液を
切断加工部に供給して切断するものである。本装置の問
題点は、切断中、ワイヤ巻き付ローラを高速で走行させ
るため、このローラ軸受部の摩擦熱により、ローラ軸が
熱膨張し、ワイヤの走行位置が軸方向に変位する。ワイ
ヤ式切断装置のワイヤ巻付軸６〜８の軸受部２６〜２８
には、微細な砥粒を含む加工液の侵入防止のために、ゴ
ムパツキン等のシール材が具備されでいる。この軸シー
ル部２０〜２２の摩擦による発熱でワイヤ巻付軸６〜８
が加熱され、熱膨張により、このワイヤ巻き材軸６〜８
が伸びることになる。ワイヤ巻付軸６〜８の温度変動は
、シール部摩擦熱に加えて加工液の温度変動や、ワイヤ
巻付軸６〜８に加工液が触ねる量やその位置の変動、あ
るいは雰囲気温度にも影響を受ける。この様な状態で被
切断加工物２を切断すると、被切断面に反りが生じ・る
。

このため、第６図に示す様にオイル温度を調整するヒー
ター３８が具備されたオイルタンク３７がら、オイル温
度制御装置３９で温度を一定に保ったオイル４】をワイ
ヤ巻き付軸６〜８中に循環させ軸温度を一定にすること
で軸方向変位の減少を図っていた。この軸の構造は、第
７図に示す通りであり、オイル４１は、ワイヤ巻き材軸
６〜８の内部を通り、ロータリージヨイント部４２を介
して溝ロー９３〜５の内部流路４３を通り、次に同様の
ロータリージヨイント部４４を介して排出口４５から流
れてる構造のものである。

［発明が解決しようとする課題］ 一般的に、ワイヤ式切断装置の機械的製作積度からくる
切断精度に及ぼす影響は、５ミクロン程度ある。又、従
来のオイル循環による軸温度制御装置では、前記した各
種の温度変動要因のため制ａｌｌＩ精度が±２℃程度で
あり、１℃の軸温度変動で数ミクロンの軸変位が生じる
。このため例えば、シリコンウェハーの切断に使用した
場合、製品として必要な反り１０ミクロン以下の精度を
維持するほどの切断精度が得られず、実用に供されてい
なかった。

本発明は、温度変動等に伴うローラ軸変位量を定に制御
することで、切断精度の向上を図ることを目的とする。

［課題を解決するための手段］ この目的を達成するための本発明に係る切断装置は、被
切断加工物にワイヤを押しつけ摺動させなから、遊離砥
粒を含む加工液を、ワイヤ押し付け部に供給して切断加
工するワイヤ式切断装置において、ワイヤ巻き材軸に、
該ワイヤ巻き材軸の軸方向変位を検知するキャップ検知
センサー（あるいは、軸温度検知センサー）と前記ワイ
ヤ巻き材軸を軸方向に伸縮させる伸縮駆動機構を設ける
とともに前記の検知センサーによる軸方向変位信号（あ
るいは、軸温度信号）に従って、前記伸縮駆動機構を制
御する伸縮量制御装置を設けたことを特徴とする。

「作用］ ここて、ワイヤ巻付軸変位を調整する伸縮駆動機構につ
いて説明する。

本発明に用いる仲ＩＭ駆動機構は、微小変位を高精度で
駆動制御する必要かあるものて、この伸縮駆動機構とし
て、電圧を印加するとその電圧の正負とその大きさに従
って、電圧を印加した本体が伸縮する、いわゆる、圧電
素子と呼ばわる機構を設けている。

その特性は、−例として、直流電圧数百■の印加で、変
旬として数計ミクロン程度の性能を持つものか使用され
る。この伸縮駆動機構をワイヤ巻き材軸６〜８と固定フ
レーム１５の間に（あるいはワイヤ巻き付軸中に）組み
込み、伸縮駆動機構に正（負）の電圧を印加するとワイ
ヤ巻き材軸６〜８か伸びる（縮む）ことを利用したもの
である。

［実施例コ 第１図〜第３図に示した実施例１により、本発明を具体
的に説明する。

ワイヤ１は、被切断加工物２を切断するため溝ローラ３
〜５を備えたワイヤ巻き（１軸６〜８を数回螺旋状に通
り、巻き取られる。加工物の切断時には、被切断加工物
２を搭載し・たｙ降テーブル９か−Ｌ昇し、ワイヤ１を
押付けるとともに、加工液供給ノズルＩＯから微細砥粒
を含む加工液がワイヤ押し付け部に供給される。同時に
、ワイヤ巻き材軸６〜８の先端に例えば、渦流方式によ
る、ギャップ検知センサー１１〜１３を取付、対向して
、基準プレート・１４を別置き固定し、キャップ検知セ
ンサ１１〜１３の出力信号により、軸変位ｄを検知する
とともに、ワイヤ巻き材軸６〜８と固定フレーム１５の
間に（あるいは各ワイヤ巻き付け軸中に）、軸方向の伸
縮を調整する、例えば圧電素子等の伸ｌｒｉ　駆動機構
１６〜１８を組み込み、各ギャップ検知センサー１１〜
１３の検知信号により、伸縮量制御装置１９で予め設定
されたキャップ値（変位量設定値３２）になるように、
比較演算部３５で比較演算を行い、制御部３５で各伸縮
駆動機構１６〜１８の印加電圧を制御し、軸方向変位を
一定に制御調整を行うものである。

次に、本発明の実施例２を第４図と第５図に基づき説明
する。

第４図に示す様に、ワイヤ巻き材軸６〜８の先端内部に
、例えば熱電対等の温度検知センサー２３〜２５を取付
、かつ、ワイヤ巻き材軸６〜８中に軸方向の伸縮を調整
する、例えば圧電素子等の伸縮駆動機構１６〜１８を組
み込む。制御方法は、第５図に示す様に、伸縮量制御装
置１９で、予め軸温度と軸方向変位の関係を求め記憶部
３６に記憶しておき、各温度検知センサー２３〜２５で
検出した温度に対応した軸変位を換算し求め、この変位
量が予め設定された変位量設定値３２と同一になるよう
、各伸縮駆動機構１６〜１８の印加電圧を制御し、常に
ワイヤ巻き付軸長を一定に制御調整を行うものである。

［発明の効果］ 以上に説明したように、本発明によって、ワイヤ巻き材
軸の熱膨張による変位を制御し、切断中のワイヤ巻き付
軸長を一定にすることで、切断鯖度が非常に向上しく反
り減少）、ワイヤ式切断装置の持つ特徴である高価な被
加工物の切代を最小限にでき歩留まりが非常に向１した
。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第３図は、本発明の実施例１を説明する図、第
４図及び第５図は、本発明の実施例２を説明する図、第
６図は、従来装置を説明する図、第７図は、従来装置の
溝ローラ内部冷却構造を説明する図である。 １・・・ワイヤ、２・・・被切断加工物、３〜５・・・
溝ローラ、６〜８・・・ワイヤ巻き材軸、９・・・昇降
テーブル、１０・・・加工液供給ノズル、１１〜１３・
・・キャップ検知センサー、１４・・・基準プレート、
１５・・・固定フレーム、１６〜１８・・・伸縮駆動機
構、＋９−・・伸縮量制御装置、２０〜２２・・・軸シ
ール部、２３〜２５・・・温度検知センサー、２６〜２
８・・・軸受部、２９〜３１・・・軸回転用プーリ３２
・・・変位量設定値、３３・・・制御部、３４・・・変
位電圧変換器、３５・・・比較演算部、３６・・・記憶
部、３７・・・オイルタンク、３８・・・ヒーター、３
９・・・オイル温度制御装置、４０・・・オイル流量制
御装置、４１・・・オイル、４２．４４・・・ロータリ
ージヨイント部、４３・・・内部流路、４５・・・オイ
ル排出口。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、被切断加工物にワイヤを押しつけ摺動させながら、
   遊離砥粒を含む加工液を、ワイヤ押し付け部に供給して
   切断加工するワイヤ式切断装置において、ワイヤ巻き付
   軸に、該ワイヤ巻き付軸の軸方向変位を検知するギャッ
   プ検知センサー（あるいは、軸温度検知センサー）と前
   記ワイヤ巻き付軸を軸方向に伸縮させる伸縮駆動機構を
   設けるとともに、前記の検知センサーによる軸方向変位
   信号（あるいは、軸温度信号）に従って、前記伸縮駆動
   機構を制御する伸縮量制御装置を設けたことを特徴とし
   たワイヤ式切断装置。