JPH0474164B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、単結晶シリコンや水晶、ガラス等の
硬脆材料を薄く切断するのに使用されるスライシ
ングマシンに関するもので、特に、多数枚のバン
ド状ブレードを往復移動させることにより同時に
多数枚のウエハをスライス加工するようにした多
ブレード式スライシングマシンに関するものであ
る。

（従来の技術） 半導体の製造には、単結晶シリコンや水晶等を
薄くスライスしたウエハが用いられる。そのよう
なウエハは、通常、多ブレード式スライシングマ
シンによつて加工されている。

この多ブレード式スライシングマシンは、シリ
コンあるいは水晶のような硬脆材料を切断し得る
バンド状のブレードを多数枚、互いに小さな間隔
を置いて平に配列したブレード枠を、ブレードと
平行な方向に往復移動させることにより、シリコ
ンや水晶等のワークを切断、ウエハリングするよ
うにしたものである。

このようなスライシングマシンにおいては、多
数枚のブレードを強固に保持する必要があるの
で、そのブレード枠は比較的重いものとなつてい
る。一方、このようなスライシングマシンにより
ワークを切断する場合、その切断能率を上げるた
めには、ブレードの往復移動速度を大きくして、
そのサイクル数を増大させればよいことが知られ
ている（特開昭53−124392号公報参照）。

しかしながら、そのような重いブレード枠を高
速で往復移動させようとすると、大きな加速度が
生じるので、マシン本体全体が振動することにな
る。そして、そのような振動が生じると、加工精
度が低下するばかりでなく、切断中、ウエハが割
れてしまうようなこともある。

そこで、上記公報に示されたものでは、バラン
スウエイトを回転させることにより、ブレード枠
の往復移動に対して動的バランスを保つようにし
ている。

（発明が解決しようとする問題点） ところで、このような多ブレード式スライシン
グマシンによつて能率よくワークを切断するため
には、ワークの大きさに応じてブレード枠の往復
移動ストロークを変えることが求められる。しか
しながら、そのようにストロークを変化させる
と、全の動バランスが崩れてしまう。したがつ
て、ブレード枠の往復移動ストロークを調整する
場合には、同時にバランス装置の調整をも行うこ
とが必要となる。

そのような場合、従来のようにバランスウエイ
トの回転によつて動バランスを保つものでは、ブ
レード枠の移動ストロークに合わせて、バランス
ウエイトの回転半径を変えるか、その重量を変化
させるかすることが必要となる。そのような調整
は、ブレード枠の移動ストロークの調整とは全く
異なるものとなる。したがつて、それらの調整を
それぞれ別個に行わなければならず、その調整に
手間がかかるという問題がある。

本発明は、このような問題に鑑みてなされたも
のであつて、その目的は、一か所を調整するのみ
で、ブレード枠の移動ストロークの調整と動バラ
ンスの調整とを同時に行うことができ、それによ
つて、ブレード枠の移動ストロークにかかわら
ず、多ブレード式スライシングマシンの動バラン
スが常に保たれるようにすることである。

（問題点を解決するための手段） この目的を達成するために、本発明では、バラ
ンスウエイトをブレード枠の移動方向と平行な方
向に往復移動自在に支持し、そのバランスウエイ
トとブレード枠とを、中間部を支点として揺動自
在に支持されたレバーの両端に、それぞれリンク
結合するようにしている。バランスウエイトの往
復移動ストロークは、偏心量の調整可能なクラン
ク機構によつて調整されるようになつている。

（作 用） このように構成することにより、バランスウエ
イトは、ブレード枠とは常に反対方向に移動する
ことになる。したがつて、その重量とストローク
とを適切に選定することにより、それらを動的に
バランスさせるとができる。

そして、バランスウエイトの移動ストロークを
変化させると、それに伴つてブレード枠の移動ス
トロークも変化する。しかも、その変化量はほぼ
比例する。したがつて、その場合にも動バランス
は保たれる。

こうして、動バランスを保ちながら、ブレード
枠の移動ストロークを変化させることが可能とな
る。

（実施例） 以下、図面を用いて本発明の実施例を説明す
る。

図は、本発明によるバランス装置の一実施例を
示すもので、第１，２図はそのバランス装置を備
えた多ブレード式スライシングマシンの平面図及
び縦断側面図であり、第３図はそのバランス装置
の作用の説明図である。

第１，２図から明らかなように、この多ブレー
ド式スライシングマシン１は、箱形のフレーム２
を備えている。このフレーム２の上面には、その
中央部から一側（図で右側）端部にまで伸びる一
対の平行なガイドレール３，３が設置されてい
る。このガイドレール３は、全方向の外力に耐え
得るベアリング入りの直動ガイドとされている。

ガイドレール３，３上には、矩形枠状のブレー
ド枠が摺動自在に支持されている。そのブレード
枠４には、下端縁に刃を有するバンド状のブレー
ド５が多数枚、互いに小間隔を置いてガイドレー
ル３と平行に配列されている。そのブレード５
は、両端がブレード枠４に固定され、張力を加え
た状態で保持されている。こうして、ブレード枠
４は、ガイドレール３，３に沿つてブレード５，
５……と平行な方向に移動し得るようにされてい
る。

ブレード枠４の図で左側の端部中央には、上下
２枚のプレートからなるリンク６が連結されてい
る。そのリンク６の先端には、上方に突出するガ
イド軸７が取り付けられている。そして、その軸
７が、フレーム２の上面に固定支持された固定プ
レート８に形成されている長孔状のガイド孔９に
よつて案内されて移動するようにされている。そ
のガイド孔９は、ブレード枠４の中心線上に位置
し、その移動方向に平行なものとされている。

一方、フレーム２の上面には、図で左側の部分
に、一対の平行なガイドレール１０，１０が設け
られている。このガイドレール１０，１０は、ガ
イドレール３，３と平行で、同一中心線を有する
ものとされている。そして、このガイドレール１
０も、ベアリング入りの直動ガイドとされてい
る。

このガイドレール１０，１０上には、両側のブ
ロツク部１１ａ，１１ａとその間を連結する連結
部１１ｂとからなるバランスウエイト１１が摺動
自在に支持されている。したがつて、このバラン
スウエイト１１は、ブレード枠４と平行な方向に
移動し得るようになつている。そのバランスウエ
イト１１の一端部（図で右端部）両側には、上下
２枚のプレートらなるリンク１２，１２が、ピン
１３，１３を介してそれぞれ連結されている。こ
のリンク１２，１２の先端は、それぞれピン１
４，１４を介してレバー１５，１５の一端に連結
されている。このレバー１５の中間部は、フレー
ム２に立設されたピン１６に嵌合され、そのピン
１６を支点として揺動自在に支持されている。こ
れらのレバー１５，１５の他端部にはそれぞれ長
孔１７，１７が設けられており、その長孔１７，
１７に、ブレード枠４に連結されたリンク６のガ
イド軸７が挿通されている。これらバランスウエ
イト１１、リンク１２，１２及びレバー１５，１
５は、ブレード枠４の移動方向中心線に関して左
右対称とされている。

バランスウエイト１１の連結部１１ｂには、ガ
イドレール１０に直交する方向の長孔１８が形成
されている。一方、バランスウエイト１１の下面
側には、フレーム２によつて回転自在に支持され
たクランクホイール１９が設けられている。この
クランクホイール１９には、その上面から突出す
るクランクピン２０が取り付けられている。その
クランクピン２０は、送りねじ機構等によつて、
クランクホイール１９の半径方向に移動調整し得
るようにされている。すなわち、そのクランクピ
ン２０は、クランクホイール１９の回転中心に対
する偏心量が調整可能とされている。そして、そ
のクランクピン２０が、バランスウエイト１１の
長孔１８を貫通するようにされている。

したがつて、クランクホイール１９が回転する
と、クランクピン２０がバランスウエイト１１の
長孔１８に沿つて摺動し、バランスウエイト１１
がガイドレール１０に沿つて往復移動する。そし
て、その往復移動ストロークは、クランクピン２
０の位置をクランクホイール１９の半径方向に調
整することによつて調整することができる。すな
わち、これらクランクホイール１９、クランクピ
ン２０、及びバランスウエイト１１の長孔１８に
よつて、バランスウエイト１１の往復移動ストロ
ークを調整し得るクランク機が構成されている。

第２図に示されているように、クランクホイー
ル１９の下方には、減速ギヤ２１とフライホイー
ル２２とを内蔵したギヤボツクス２３が設けられ
ている。クランクホイール１９は、そのギヤボツ
クス２３の出力軸によつて回転駆動されるように
つている。また、ギヤボツクス２３の入力軸に
は、その外端部にも大径のフライホイール２４が
取り付けられている。そして、その入力軸は、Ｖ
ベルト２５を介してモータ２６によつて回転駆動
されるようになつている。

このスライシングマシン１によつてスライス加
工される単結晶シリコン等のワーク２７は、往復
移動するブレード枠４の下方に設置された支持台
２８上に固定されるようにつている。その支持台
２８は、上下装置２９に支持されている。こうし
て、ワーク２７を下方から上方へと移動させなが
ら、ブレード枠４をブレード５と平行な方向に往
復移動させることにより、そのワーク２７が多数
枚のブレード５，５……によつて多数枚にスライ
ス加工されるようになつている。

次に、このように構成された多ブレード式スラ
イシングマシン１の作用について説明する。

モータ２６を動作させると、その回転がＶベル
ト２５及びギヤボツクス２３を介して減速されて
クランクホイール１９に伝えられ、クランクホイ
ール１９が回転駆動される。クランクホイール１
９が回転すると、その回転中心に対して偏心して
いるクランクピン２０がその回転中心のまわりを
公転する。一方、そのクランクピン２０に長孔１
８を介して係合しているバランスウエイト１１
は、その移動方向がガイドレール１０，１０によ
つて拘束されている。その結果、クランクホイー
ル１９の回転に伴つて、バランスウエイト１１が
ガイドレール１０，１０に沿つて往復移動するこ
とになる。

バランスウエイト１１が例えば図で右方向に移
動ると、一端がそのバランスウエイト１１にリン
ク１２を介して連結されているレバー１５が、そ
の中間部のピン１６を支点として揺動する。した
がつて、そのレバー１５の他端に長孔１７を介し
て係合しているガイド軸７が、図で左方向に引き
寄せられ、ガイド９に沿つて移動する。その結
果、そのガイド軸７にリンク６を介して連結され
ているブレード枠４が、図で左方向に移動する。

こうして、ブレード枠４は、常にバランスウエ
イト１１とは反対方向に往復移動することにな
り、そのブレード枠４に固定されたブレード５，
５……の往復移動によつてワーク２７が切断され
る。

この間において、ブレード枠４及びバランスウ
エイト１１の往復移動により、クランクホイール
１９に加わる負荷が変動するが、その負荷変動に
伴う回転むらはフライホイール２２，２４によつ
て吸収される。しかも、そのフライホイール２
２，２４が、減速される前の高速回転する軸に取
り付けられているので、その効果は十分に発揮さ
れる。また、ブレード枠４及びバランスウエイト
１１が高速で往復移動するときには、それらに極
めて大きな加速度が加わるが、ガイドレール３，
１０が全方向の外力に耐え得るベアリング入りの
直動ガイドとされているので、そのような場合に
も、ブレード枠４及びバランスウエイト１１がガ
イドレール３，１０から外れることは確実に阻止
される。

このようにブレード枠４とバランスウエイト１
１とを互いに逆方向に移動させることにより、全
体を動的にバランスさせることができる。

この場合、動バランスをとろうとする移動物体
は、ブレード枠４、ブレード５，５……及びリン
ク６である。そこで、これらの重量の合計をW₁
とする。一方、これに対して動バランスさせるバ
ランサは、バランスウエイト１１及びリンク１２
である。これらの合計重量をW₂とする。そして、
移動物体の往復移動ストロークをS₁、バランサの
往復移動ストロークをS₂とすると、全体をバラン
スさせるためには、 W₁×S₁＝W²×S² とすればよい。すなわち、バランスウエイト１１
の重量及びその移動ストロークを適宜設定するこ
とによつて、全体の動バランスを図ることができ
る。

第３図は、上記実施例のバランス装置を模式化
した説明図である。

この図から明らかなように、クランクホイール
１９の回転よつて、バランスウエイト１１はS₂の
ストロークで往復移動する。バランスウエイト１
１がそのストロークS₂の中央に位置するとき、ク
ランクピン２０は一点鎖線で示されている位置に
ある。このとき、一対のレバー１５，１５が、図
で一点鎖線で示されているように一直線上に位置
するようにしておく。すると、バランスウエイト
１１がストロークS₂で往復移動する間に、レバー
１５は中間部のピン１６を支点として角度αの範
囲で揺動することになる。この場合、中央位置か
ら両側への揺動角度α₁，α₂は等しい。そして、バ
ランスウエイト１１のストロークS₂とブレード枠
４のストロークS₁との比は、レバー１５の支点で
ある中間部のピン１６から両端のピン１４及びガ
イド軸７までの長さの比によつて定められる。

したがつて、ここでクランクピン２０の偏心量
を調整して、その公転半径を変化させると、バラ
ンスウエイト１１のストロークS₂が変化し、レバ
ー１５の揺動角度αが変化するが、レバー１５の
支点からリンク結合点までの長さの比がぼ一定で
あるので、ブレード枠４のストロークS₁はバラン
スウエイト１１のストロークS₂とほぼ同じ比で変
化することになる。その結果、全体の動バランス
は保たれる。すなわち、クランクピン２０の位置
を調整するだけで、動バランスを保ちながら、ブ
レード枠４のストロークS₁を調整することができ
る。

そして、上記実施例のように、ブレード枠４の
重心を通りその移動方向に平行な直線とバランス
ウエイト１１の重心を通りその移動方向に平行な
直線、すなわちそれらの移動方向中心線が一致す
るようにしておけば、ブレード枠４とバランスウ
エイト１１との相反する方向への往復運動によつ
て横方向のモーメントが発生するようなことはな
くなるので、スライシングマシン１に曲げ力が作
用することもなくなる。したがつて、極めて振動
の少ないスライシングマシンとすることができ
る。

なお、上記実施例においては、クランクホイー
ル１９に取り付けたクランクピン２０によつて直
接バランスウエイト１１を往復移動させるものと
しているが、クランクホイール１９をバランスウ
エイト１１から離れて位置させ、そのクランクホ
イール１９に偏心量調整可能に取り付けられたク
ランクピン２０とバランスウエイト１１とをコネ
クテインロツドにより連結したクランク機構によ
つて、バランスウエイト１１の往復移動ストロー
クが調整されるようにすることもできる。

（発明の効果） 以上の説明から明らかなように、本発明によれ
ば、ブレード枠とバランスウエイトとを、中間部
を支点として揺動するレバーによつて連結し、そ
のバランスウエイトをブレード枠の移動方向とは
常に相反する方向に往復移動させるようにしてい
るので、簡単な構造で、全体の動バランスが保た
れるようにすることができる。そして、クランク
機構の偏心量を調整してバランスウエイトの往復
移動ストロークを調整するようにしているので、
その調整のみによつて動バランスを保つたままブ
レード枠の往復移動ストロークが調整されるよう
になり、その調整作業が容易となる。

したがつて、ワークの大きさに応じてブレード
の往復移動ストロークを容易に変化させることが
できるようになり、多ブレード式スライシングマ
シンの加工効率を高めることができる。また、動
バランスが保たれることにより、振動の発生が抑
制されるので、高速運転が可能となつて、加工効
率を更に高めることができるばかりでなく、その
加工精度も向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明によるバランス装置を備えた
多ブレード式スライシングマシンの一実施例を示
す平面図、第２図は、そのスライシングマシンの
縦断側面図、第３図は、そのバランス装置の作用
を説明するための模式図である。 １……多ブレード式スライシングマシン、３…
…ガイドレール、４……ブレード枠、５……ブレ
ード、６……リンク、１０……ガイドレール、１
１……バランスウエイト、１２……リンク、１５
……レバー、１６……ピン（支点）、１８……長
孔、１９……クランクホイール、２０……クラン
クピン、２７……ワーク。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ ワークを切断し得る多数枚のブレードが互い
   に間隔を置いて平行に配列されているブレード枠
   を、そのブレードと平行な方向に往復移動させる
   ことにより、前記ワークをスライスするようにし
   た多ブレード式スライシングマシンにおいて； 前記ブレード枠の移動方向と平行な方向に往復
   移動自在に支持されたバランスウエイトと、 そのバランスウエイトの往復移動ストロークを
   調整し得る偏心量調整可能なクランク機構とを備
   え、 前記ブレード枠とバランスウエイトとが、中間
   部を支点として揺動自在に支持されたレバーの両
   端に、それぞれリンク結合されている、 多ブレード式スライシングマシンのバランス装
   置。