JPH05245825A - ワイヤ式切断方法 - Google Patents
ワイヤ式切断方法Info
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- JPH05245825A JPH05245825A JP4735992A JP4735992A JPH05245825A JP H05245825 A JPH05245825 A JP H05245825A JP 4735992 A JP4735992 A JP 4735992A JP 4735992 A JP4735992 A JP 4735992A JP H05245825 A JPH05245825 A JP H05245825A
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- rollers
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- cutting
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-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B28—WORKING CEMENT, CLAY, OR STONE
- B28D—WORKING STONE OR STONE-LIKE MATERIALS
- B28D5/00—Fine working of gems, jewels, crystals, e.g. of semiconductor material; apparatus or devices therefor
- B28D5/04—Fine working of gems, jewels, crystals, e.g. of semiconductor material; apparatus or devices therefor by tools other than rotary type, e.g. reciprocating tools
- B28D5/045—Fine working of gems, jewels, crystals, e.g. of semiconductor material; apparatus or devices therefor by tools other than rotary type, e.g. reciprocating tools by cutting with wires or closed-loop blades
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Processing Of Stones Or Stones Resemblance Materials (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 本発明は、総合メリットの高いワイヤ式切断
方法を提供するものである。 【構成】 被切断加工物にワイヤを押し付けて摺動させ
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方法において、ワイ
ヤ張力を２ｋｇ以上で、かつワイヤ走行速度を２５０ｍ
／分以上の条件下で、多溝ローラとワイヤの接触する部
位の単位長さ当たりの平均荷重を７〜１５ｇ／ｍｍで切
断する方法。
方法を提供するものである。 【構成】 被切断加工物にワイヤを押し付けて摺動させ
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方法において、ワイ
ヤ張力を２ｋｇ以上で、かつワイヤ走行速度を２５０ｍ
／分以上の条件下で、多溝ローラとワイヤの接触する部
位の単位長さ当たりの平均荷重を７〜１５ｇ／ｍｍで切
断する方法。
Description
【０００１】
【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方法における、
特に多溝ローラとワイヤの接触する部位の単位長さ当た
りの平均荷重を最適値にして切断する方法に関するもの
である。
・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方法における、
特に多溝ローラとワイヤの接触する部位の単位長さ当た
りの平均荷重を最適値にして切断する方法に関するもの
である。
【０００２】
【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（特開昭６１−１１１８８１号公報）を図
６及び表１に示す。図６の例は、３本多溝ローラ４〜６
の相互間にわたって所定の間隔でワイヤ２を張り上げ、
ワイヤ２に被切断加工物３を押し当てながらワイヤ２を
摺動させるとともに、加工液供給ノズル１０から加工液
１１を切断加工部に供給して切断するもので、ワイヤ２
に砥粒や切屑が付着し、それらが飛散して多溝ローラ４
〜６や出側ガイドローラ１３及び多溝ローラ４〜６の軸
受等を摩耗させるという問題があった。このため装置内
に灯油等を入れた洗浄槽９やフェルト等を用いた加工液
拭き取り部材７を設け、各部の摩耗防止を図っていた。
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（特開昭６１−１１１８８１号公報）を図
６及び表１に示す。図６の例は、３本多溝ローラ４〜６
の相互間にわたって所定の間隔でワイヤ２を張り上げ、
ワイヤ２に被切断加工物３を押し当てながらワイヤ２を
摺動させるとともに、加工液供給ノズル１０から加工液
１１を切断加工部に供給して切断するもので、ワイヤ２
に砥粒や切屑が付着し、それらが飛散して多溝ローラ４
〜６や出側ガイドローラ１３及び多溝ローラ４〜６の軸
受等を摩耗させるという問題があった。このため装置内
に灯油等を入れた洗浄槽９やフェルト等を用いた加工液
拭き取り部材７を設け、各部の摩耗防止を図っていた。
【０００３】表１は従来装置の仕様例で、ワイヤ張力２
ｋｇ以上で、かつワイヤ速度２５０ｍ／分以上の条件下
で、特に、使用した多溝ローラ径が１２０ｍｍ以下と小
さいため、ワイヤの接触する部位の単位長さ当たりの平
均荷重は、１６ｇ／ｍｍ以上と大きくなり、多溝ローラ
の溝摩耗発生頻度が高く、問題となっていた。
ｋｇ以上で、かつワイヤ速度２５０ｍ／分以上の条件下
で、特に、使用した多溝ローラ径が１２０ｍｍ以下と小
さいため、ワイヤの接触する部位の単位長さ当たりの平
均荷重は、１６ｇ／ｍｍ以上と大きくなり、多溝ローラ
の溝摩耗発生頻度が高く、問題となっていた。
【０００４】
【表１】
【０００５】尚、従来装置の多溝ローラ径を小さくした
理由としては、多溝ローラの摩耗損失については、さほ
ど考慮せずに、切断精度を確保し、かつコストの最小化
を図ることを主点においていたからである。切断精度の
確保には、多溝ローラを取りつけ回転駆動させる主軸
を、許容撓み限界内で使用する必要があり、この主軸の
撓みは主軸の径に依存し、また高精度の製作精度を要す
る高価な多溝ローラは、径を小さくするほど安価となる
ため、必要最小限の多溝ローラ径としていた。その結
果、多溝ローラとワイヤの接触する部位の単位長さ当た
りの平均荷重は１６ｇ／ｍｍ以上と大きくなっていた。
理由としては、多溝ローラの摩耗損失については、さほ
ど考慮せずに、切断精度を確保し、かつコストの最小化
を図ることを主点においていたからである。切断精度の
確保には、多溝ローラを取りつけ回転駆動させる主軸
を、許容撓み限界内で使用する必要があり、この主軸の
撓みは主軸の径に依存し、また高精度の製作精度を要す
る高価な多溝ローラは、径を小さくするほど安価となる
ため、必要最小限の多溝ローラ径としていた。その結
果、多溝ローラとワイヤの接触する部位の単位長さ当た
りの平均荷重は１６ｇ／ｍｍ以上と大きくなっていた。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】このように従来装置で
は、単位長さ当たりの平均荷重が１６ｇ／ｍｍ以上と大
きいため、多溝ローラの溝に摩耗が頻繁に発生してい
た。そのため、摩耗による多溝ローラの取り替え頻度が
多くなると総合メリットが無くなるという問題があっ
た。
は、単位長さ当たりの平均荷重が１６ｇ／ｍｍ以上と大
きいため、多溝ローラの溝に摩耗が頻繁に発生してい
た。そのため、摩耗による多溝ローラの取り替え頻度が
多くなると総合メリットが無くなるという問題があっ
た。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明の要旨とするとこ
ろは、被切断加工物を複数箇所同時に切断するため、遊
離砥粒を含む加工液を、ワイヤ押し付け部に供給して、
切断加工する多溝ローラを有するワイヤ式切断方法にお
いて、ワイヤ張力を２ｋｇ以上で、かつワイヤ走行速度
を２５０ｍ／分以上の条件下にて、前記多溝ローラとワ
イヤの接触する部位の単位長さ当たりの平均荷重を７〜
１５ｇ／ｍｍにすることを特徴とするワイヤ式切断方法
にある。
ろは、被切断加工物を複数箇所同時に切断するため、遊
離砥粒を含む加工液を、ワイヤ押し付け部に供給して、
切断加工する多溝ローラを有するワイヤ式切断方法にお
いて、ワイヤ張力を２ｋｇ以上で、かつワイヤ走行速度
を２５０ｍ／分以上の条件下にて、前記多溝ローラとワ
イヤの接触する部位の単位長さ当たりの平均荷重を７〜
１５ｇ／ｍｍにすることを特徴とするワイヤ式切断方法
にある。
【０００８】
【作用及び実施例】図１、図２および表２に示した実施
例により、本発明の特徴を具体的に説明する。まず、図
１の実施例について説明する。ワイヤ繰り出しリール
（図示せず）から出たワイヤ２−１は、被切断加工物３
を切断するため３点支持多溝ローラ４〜６に溝の数だけ
螺旋状に巻き付けられ、出てきたワイヤ２−２はワイヤ
巻き取りリール（図示せず）で巻き取られる。被切断加
工物３を搭載した昇降テーブル８が上昇し、被切断加工
物３を押し付けるとともに、加工液供給ノズル１０から
遊離砥粒を含む加工液１１がワイヤ押し付け部に供給さ
れる。このような構成で切断を繰り返していくと、多溝
ローラ４〜６の溝に摩耗が生じる。このため、図１、図
２に示すように、ワイヤを案内する溝１が複数個具備さ
れた多溝ローラ４〜６の径Ｄを十分大きくしている。
尚、多溝ローラ４〜６の溝１の先端曲率半径は、ワイヤ
２の半径に等しいか、小さくしている。表２の実施例に
示すように、ワイヤ張力Ｔ１時の多溝ローラ径Ｄ１に対
して、ワイヤ張力Ｔ２（Ｔ１＜Ｔ２）時の多溝ローラ径
Ｄ２の関係を、例えば、（Ｄ２／Ｄ１）＞（Ｔ２／Ｔ
１）2/3 として、多溝ローラ径Ｄを大きくしている。ま
たワイヤ走行速度Ｖ１時の多溝ローラ径Ｄ３に対して、
ワイヤ走行速度Ｖ２（Ｖ１＜Ｖ２）時の多溝ローラ径Ｄ
４の関係を、例えば（Ｄ４／Ｄ３）＞（Ｖ２／Ｖ１）
1/3 として、多溝ローラ径Ｄを大きくしている。さら
に、多溝ローラ４〜６とワイヤ２の接触する部位の単位
長さ当たりの平均荷重Ｍａ（Ｍａ＝Ｔ／（（Ｄ／２）×
ａ）ただしＴ：ワイヤ張力、ワイヤの多溝ローラ巻き付
け角度）が、７ｇ／ｍｍ≦Ｍａ≦１５ｇ／ｍｍとなるよ
うに、多溝ローラ径Ｄの範囲を設けたことで、図４に示
すように、多溝ローラ４〜６の寿命が従来の数十倍に延
長した。そのため、総合メリットの高いワイヤ式切断装
置を提供できた。
例により、本発明の特徴を具体的に説明する。まず、図
１の実施例について説明する。ワイヤ繰り出しリール
（図示せず）から出たワイヤ２−１は、被切断加工物３
を切断するため３点支持多溝ローラ４〜６に溝の数だけ
螺旋状に巻き付けられ、出てきたワイヤ２−２はワイヤ
巻き取りリール（図示せず）で巻き取られる。被切断加
工物３を搭載した昇降テーブル８が上昇し、被切断加工
物３を押し付けるとともに、加工液供給ノズル１０から
遊離砥粒を含む加工液１１がワイヤ押し付け部に供給さ
れる。このような構成で切断を繰り返していくと、多溝
ローラ４〜６の溝に摩耗が生じる。このため、図１、図
２に示すように、ワイヤを案内する溝１が複数個具備さ
れた多溝ローラ４〜６の径Ｄを十分大きくしている。
尚、多溝ローラ４〜６の溝１の先端曲率半径は、ワイヤ
２の半径に等しいか、小さくしている。表２の実施例に
示すように、ワイヤ張力Ｔ１時の多溝ローラ径Ｄ１に対
して、ワイヤ張力Ｔ２（Ｔ１＜Ｔ２）時の多溝ローラ径
Ｄ２の関係を、例えば、（Ｄ２／Ｄ１）＞（Ｔ２／Ｔ
１）2/3 として、多溝ローラ径Ｄを大きくしている。ま
たワイヤ走行速度Ｖ１時の多溝ローラ径Ｄ３に対して、
ワイヤ走行速度Ｖ２（Ｖ１＜Ｖ２）時の多溝ローラ径Ｄ
４の関係を、例えば（Ｄ４／Ｄ３）＞（Ｖ２／Ｖ１）
1/3 として、多溝ローラ径Ｄを大きくしている。さら
に、多溝ローラ４〜６とワイヤ２の接触する部位の単位
長さ当たりの平均荷重Ｍａ（Ｍａ＝Ｔ／（（Ｄ／２）×
ａ）ただしＴ：ワイヤ張力、ワイヤの多溝ローラ巻き付
け角度）が、７ｇ／ｍｍ≦Ｍａ≦１５ｇ／ｍｍとなるよ
うに、多溝ローラ径Ｄの範囲を設けたことで、図４に示
すように、多溝ローラ４〜６の寿命が従来の数十倍に延
長した。そのため、総合メリットの高いワイヤ式切断装
置を提供できた。
【０００９】
【表２】
【００１０】図３〜図５を用いて、本発明の作用につい
て説明する。図３は、本発明の実験結果例の多溝ローラ
４〜６とワイヤ２の接触する部位の単位長さ当たりの平
均荷重Ｍａに対する多溝ローラ４〜６の溝１の摩耗開始
時間の関係を示す図である。図３に示すように、多溝ロ
ーラ４〜６とワイヤ２の接触する部位の単位長さ当たり
の平均荷重Ｍａを小さくするほど、溝摩耗開始時間が長
くなり、多溝ローラ４〜６寿命が飛躍的に延長すること
が確認できている。
て説明する。図３は、本発明の実験結果例の多溝ローラ
４〜６とワイヤ２の接触する部位の単位長さ当たりの平
均荷重Ｍａに対する多溝ローラ４〜６の溝１の摩耗開始
時間の関係を示す図である。図３に示すように、多溝ロ
ーラ４〜６とワイヤ２の接触する部位の単位長さ当たり
の平均荷重Ｍａを小さくするほど、溝摩耗開始時間が長
くなり、多溝ローラ４〜６寿命が飛躍的に延長すること
が確認できている。
【００１１】図４は、多溝ローラ４〜６の寿命延長に伴
うランニングコストの減少で総合メリットが増加した実
施例を説明する図である。図４に示すように、一般的な
ワイヤ式切断装置の特徴である、従来の刃物切断装置に
比べ被切断加工物の切り代が減少でき、高価な被切断加
工物の歩留り向上メリットＢが大である。一方、多溝ロ
ーラ４〜６とワイヤ２の接触する部位の単位長さ当たり
の平均荷重Ｍａを小さくするほど、多溝ローラ４〜６の
寿命が伸びるため、ある一定切断時間内の多溝ローラ取
り替え回数が減少でき、高価な多溝ローラの必要数を減
少することでランニングコストを減少できるため、総合
メリットが増加する。
うランニングコストの減少で総合メリットが増加した実
施例を説明する図である。図４に示すように、一般的な
ワイヤ式切断装置の特徴である、従来の刃物切断装置に
比べ被切断加工物の切り代が減少でき、高価な被切断加
工物の歩留り向上メリットＢが大である。一方、多溝ロ
ーラ４〜６とワイヤ２の接触する部位の単位長さ当たり
の平均荷重Ｍａを小さくするほど、多溝ローラ４〜６の
寿命が伸びるため、ある一定切断時間内の多溝ローラ取
り替え回数が減少でき、高価な多溝ローラの必要数を減
少することでランニングコストを減少できるため、総合
メリットが増加する。
【００１２】次に、多溝ローラ４〜６とワイヤ２の接触
する部位の単位長さ当たりの平均荷重Ｍａをさらに減少
するように、多溝ローラ径を増加していくと、図５に示
すように、被切断加工物３を挟んだ両多溝ローラ５、６
のピッチＬが増加する。ワイヤ張力をＴ、ワイヤと被切
断加工物の接触長さをｌ、切り込み量をｄとすると、一
般的に、切断速度と相関のある垂直荷重Ｎは、下式の関
係があることが知られている。
する部位の単位長さ当たりの平均荷重Ｍａをさらに減少
するように、多溝ローラ径を増加していくと、図５に示
すように、被切断加工物３を挟んだ両多溝ローラ５、６
のピッチＬが増加する。ワイヤ張力をＴ、ワイヤと被切
断加工物の接触長さをｌ、切り込み量をｄとすると、一
般的に、切断速度と相関のある垂直荷重Ｎは、下式の関
係があることが知られている。
【００１３】 Ｎ＝ｋ・ｄ・Ｔ／（Ｌ−ｌ） ｋ；係数 上式より、切断条件（切り込み量ｄ、精度）を同一と
し、切断能率（切断速度と相関のある垂直荷重Ｎ）を一
定とするには、多溝ローラ５、６間ピッチＬの増加分に
比例して、ワイヤ張力Ｔを増加する必要がある。一方、
ワイヤが断線しないための許容張力には限界があるた
め、その下限値（図４の多溝ローラとワイヤの接触する
部位の単位長さ当たりの平均荷重Ｍａ＝７ｇ／ｍｍに相
当）未満になるとワイヤの断線が頻繁となり、ワイヤ使
用コスト増に伴い、急激にランニングコストが増加し
た。
し、切断能率（切断速度と相関のある垂直荷重Ｎ）を一
定とするには、多溝ローラ５、６間ピッチＬの増加分に
比例して、ワイヤ張力Ｔを増加する必要がある。一方、
ワイヤが断線しないための許容張力には限界があるた
め、その下限値（図４の多溝ローラとワイヤの接触する
部位の単位長さ当たりの平均荷重Ｍａ＝７ｇ／ｍｍに相
当）未満になるとワイヤの断線が頻繁となり、ワイヤ使
用コスト増に伴い、急激にランニングコストが増加し
た。
【００１４】以上のように、多溝ローラ４〜６とワイヤ
２の接触する部位の単位長さ当たりの平均荷重Ｍａを、
７ｇ／ｍｍ≦Ｍａ≦１５ｇ／ｍｍの範囲になるように多
溝ローラ径を大きくすることで多溝ローラ寿命が従来の
数十倍に延長できた。また、多溝ローラ材質として、樹
脂等の安価な材質で多溝ローラを製作することができ経
済的となった。
２の接触する部位の単位長さ当たりの平均荷重Ｍａを、
７ｇ／ｍｍ≦Ｍａ≦１５ｇ／ｍｍの範囲になるように多
溝ローラ径を大きくすることで多溝ローラ寿命が従来の
数十倍に延長できた。また、多溝ローラ材質として、樹
脂等の安価な材質で多溝ローラを製作することができ経
済的となった。
【００１５】尚、本発明のワイヤ張力を２ｋｇ以上、か
つワイヤ走行速度を２５０ｍ／分以上とした根拠は従来
の刃物式切断装置の被切断加工物１枚当たりの切断速度
を上回る能率を確保するために制限を加えている。
つワイヤ走行速度を２５０ｍ／分以上とした根拠は従来
の刃物式切断装置の被切断加工物１枚当たりの切断速度
を上回る能率を確保するために制限を加えている。
【００１６】
【発明の効果】以上に説明したように、本発明におい
て、単位長さ当たりの平均荷重を７〜１５ｇ／ｍｍにす
ることで、切断に寄与する多溝ローラの寿命を数十倍以
上に伸ばすことができ、ランニングコストが低減し、生
産性が向上出来た。また、切断中の溝ローラの異常摩耗
が減少し、被加工物の歩留りが向上出来た。
て、単位長さ当たりの平均荷重を７〜１５ｇ／ｍｍにす
ることで、切断に寄与する多溝ローラの寿命を数十倍以
上に伸ばすことができ、ランニングコストが低減し、生
産性が向上出来た。また、切断中の溝ローラの異常摩耗
が減少し、被加工物の歩留りが向上出来た。
【図１】本発明の実施例を説明する図である。
【図２】本発明の多溝ローラの構造を説明する図であ
る。
る。
【図３】多溝ローラとワイヤの接触する部位の単位長さ
当たりの平均荷重に対する多溝ローラの溝摩耗開始時間
を説明する図である。
当たりの平均荷重に対する多溝ローラの溝摩耗開始時間
を説明する図である。
【図４】多溝ローラとワイヤの接触する部位の単位長さ
当たりの平均荷重（Ｍａ）と総合メリットの関係を説明
する図である。
当たりの平均荷重（Ｍａ）と総合メリットの関係を説明
する図である。
【図５】多溝ローラ径増に伴う、切断速度を一定とする
場合のワイヤ張力増加補正の必要性を説明する図であ
る。
場合のワイヤ張力増加補正の必要性を説明する図であ
る。
【図６】従来法を説明する図である。
１ 溝 ２、２−１、２−２ ワイヤ ３ 被切断加工物 ４〜６ 多溝ローラ ７ 加工液拭き取り部材 ８ 昇降テーブル ９ 洗浄装置 １０ 加工液供給ノズル １１ 加工液 １２ 入側ガイドローラ １３ 出側ガイドローラ
Claims (1)
- 【請求項１】 被切断加工物を複数箇所同時に切断する
ため、遊離砥粒を含む加工液を、ワイヤ押し付け部に供
給して、切断加工する多溝ローラを有するワイヤ式切断
方法において、ワイヤ張力を２ｋｇ以上で、かつワイヤ
走行速度を２５０ｍ／分以上の条件下にて、前記多溝ロ
ーラとワイヤの接触する部位の単位長さ当たりの平均荷
重を７〜１５ｇ／ｍｍにすることを特徴とするワイヤ式
切断方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4735992A JPH05245825A (ja) | 1992-03-04 | 1992-03-04 | ワイヤ式切断方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4735992A JPH05245825A (ja) | 1992-03-04 | 1992-03-04 | ワイヤ式切断方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05245825A true JPH05245825A (ja) | 1993-09-24 |
Family
ID=12772934
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4735992A Withdrawn JPH05245825A (ja) | 1992-03-04 | 1992-03-04 | ワイヤ式切断方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05245825A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6067976A (en) * | 1994-01-10 | 2000-05-30 | Tokyo Seimitsu Co., Ltd. | Wafer cut method with wire saw apparatus and apparatus thereof |
-
1992
- 1992-03-04 JP JP4735992A patent/JPH05245825A/ja not_active Withdrawn
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6067976A (en) * | 1994-01-10 | 2000-05-30 | Tokyo Seimitsu Co., Ltd. | Wafer cut method with wire saw apparatus and apparatus thereof |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 19990518 |