JPH0617302Y2 - ワイヤ電極の案内装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本考案は、ラジカル（遊離基）反
応を利用したワイヤ電極式の精密切断装置などに用いて
好適な、ワイヤ電極の案内装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】シリコン単結晶等の切断には、従来、ダ
イヤモンドホィールによるダイシング加工方法が採用さ
れているが、この方法による切断では、表面に塑性加工
層の残留、微細クラックが発生し、製造されたウエハー
の歩留りが低下する原因となっている。

【０００３】このような問題点を解消するために、ラジ
カル反応を利用した精密加工方法が提案されている（特
開平１−１２５８２９号公報）。このラジカル反応によ
る精密加工方法は、反応ガスの雰囲気中に配した被加工
物近傍で、放電又はレーザ光励起により反応ガスを活性
化させてラジカルを生成し、該ラジカルと被加工物の構
成原子又は分子とをラジカル反応させて被加工物を加工
するものである。この加工方法は、例えば半導体デバイ
ス製造用シリコン単結晶やゲルマニウム単結晶、ガリウ
ム−ひ素化合物、或いは通常の機械的方法では加工が困
難なセラミックス、ガラスなどの加工を対象としてい
る。

【０００４】そして、上記の公開公報には、加工方法の
一例として、ワイヤ供給用ボビンに巻かれたワイヤ電極
をワイヤ引取りボビンに巻き取りながら該ワイヤ電極に
電圧を印加し、ワイヤ電極と被切断物間に放電を発生さ
せて反応ガスを活性化させ、該反応ガスによりラジカル
を生成して該ラジカルと被切断物の構成原子又は分子と
をラジカル反応させて被切断物を切断するラジカル反応
による精密切断方法が開示されている。なお、この精密
切断方法を実施するには、ワイヤ電極を適当な案内装置
で案内して所定の位置で正確に走行させることが必要不
可欠である。

【０００５】ところで、ワイヤ類を案内するには、従
来、図７に示すように、固定部材２２に形成した透孔２
２ａにワイヤ類Ｗを通したり、図８に示すように、二つ
の案内面２３ａ、２３ｂを円弧状の底面２３ｃで連絡し
たＶ字状の溝を外周に有するローラ２３を用いている。

【０００６】

【考案が解決しようとする課題】前者のものでは透孔２
２ａの摩耗が激しく、また案内精度を高めようとする
と、必然的に透孔２２ａの内径をワイヤ類Ｗの外径に限
りなく近付ける必要があり、ワイヤ類の走行抵抗が非常
に大きくなって断線しやすくなるため、前述のラジカル
反応による精密切断装置のワイヤ電極の案内装置として
は不適当である。

【０００７】また後者のものは、径方向に簡単に変形す
るロープなどの場合、溝の二つの案内面２３ａ，２３ｂ
と底面２３ｃの形状にしたがって変形するため、特に問
題はないが、ワイヤ電極のように剛構造のものであると
次のような問題がある。すなわち、案内精度を高めるた
めには、溝の二つの案内面２３ａ，２３ｂと底面２３ｃ
をそのワイヤ電極Ｗの断面形状に正しく一致させなけれ
ばならず、ワイヤ電極の太さ毎に専用のローラ２３を準
備する必要があって面倒である。また、溝の底面２３ｃ
を使用せずに二つの案内面２３ａ，２３ｂだけで案内す
るようにすると、溝の開き角度が小さい場合には、ワイ
ヤ電極Ｗが溝の二つの案内面２３ａ，２３ｂの間に食い
込んで安定した走行が損なわれ、また溝の開き角度が大
きい場合には、案内面２３ａ，２３ｂのワイヤ電極規制
機能が低下して案内精度が悪くなる。

【０００８】したがって、従来の一般的なワイヤ等の案
内技術では、ワイヤ電極を円滑かつ正確に走行させるこ
とができない。

【０００９】本考案は、走行を阻害しないで精度よくワ
イヤ電極を案内することができるワイヤ電極の案内装置
を提供することを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、第１の考案は、外周にワイヤ電極の案内面を円錐
状に形成した２個の案内ローラを、ワイヤ電極の走行方
向に互いに位置をずらし、かつ互いの案内面をワイヤ電
極の走行方向に見てＶ字状に配して設けた二つの案内機
構を、ワイヤ電極の走行方向にワイヤ電極による加工域
を隔てて直線状に配設した構成とし、また第２の考案
は、外周にワイヤ電極の二つの案内面をＶ字状に形成し
た第１案内ローラの隣に、外周にワイヤ電極の一つの案
内面を形成した第２案内ローラをその案内面をワイヤ電
極の走行方向に見て上記第１案内ローラの二つの案内面
の底部に配し、上記二つの案内面に対するワイヤ電極の
食込みを防止して設けた二つの案内機構を、ワイヤ電極
の走行方向にワイヤ電極による加工域を隔て、かつ第２
案内ローラを内側に配して直線状に設けた構成とした。

【００１１】

【作用】第１の考案においては、ワイヤ電極は、二つの
案内機構の各２個の案内ローラの円錐状案内面に案内さ
れて加工域を走行する。各案内機構の二つの円錐状案内
面はワイヤ電極の走行方向に位置をずらしており、従来
のような溝を形成していないため、ワイヤ電極は円滑か
つ正確に案内されるようになる。また、第２の考案にお
いては、各案内機構の内側の案内ローラが外側の案内ロ
ーラの二つの案内面に対するワイヤ電極の食込みを防ぐ
ため、この場合においてもワイヤ電極は円滑かつ正確に
案内されるようになる。

【００１２】

【実施例】図１は本考案に係るワイヤ電極の案内装置を
設備したラジカル反応による新しい精密切断装置を示
す。 図１において符号１はフレームであり、三つのチャンバ
Ｃａ，Ｃｂ，Ｃｃを有する。第１のチャンバＣａにはワ
イヤ電極Ｗの供給機構２が、また中央の第２のチャンバ
Ｃｂには切断機構３が、更に第３のチャンバＣｃにはワ
イヤ電極Ｗの引取り機構４がそれぞれ設けられている。

【００１３】ワイヤ電極Ｗの供給機構２は、ワイヤ電極
Ｗが巻かれているワイヤ供給用ボビン５を主体とし、ワ
イヤ電極Ｗを位置決めローラ６とシール装置７を介して
チャンバＣｂ内に供給する。チャンバＣｂに供給された
ワイヤ電極Ｗは２対の案内ローラ８，９、１０，１１に
案内されて他のシール装置１３を通り、第３のチャンバ
Ｃｃに引き取られる。シール装置７，１３は隔壁１ａ，
１ｂに設けられている。各案内ローラ８，９、１０，１
１は後で詳述する本考案の案内装置を構成している。

【００１４】切断機構３は、反応ガスの供給ノズル１４
と、吸引ノズル１５と、保持板１６とを主体とする。ワ
イヤ電極Ｗには給電ブラシ１２，１２によって電圧が印
加され、被切断物１７との間で放電を起こす。各給電ブ
ラシ１２は、通常、案内ローラ８，９、１０，１１間に
設けられる。また、供給ノズル１４は、ラジカル反応に
よって被切断物１７に形成される切断溝の溝幅よりも薄
くされており、ワイヤ電極Ｗに従って切断溝に入りその
溝底に反応ガスを噴出する。吸引ノズル１５は、余剰反
応ガスとラジカル反応で生じた生成物を吸引する。吸引
ノズル１５による吸引作用で中央のチャンバＣｂ内の気
圧は左右のチャンバＣａ，Ｃｃの気圧よりも僅かに低く
保たれる。保持板１６は被切断物１７を支え、ラジカル
反応による被切断物１７の切断の進行にしたがって上下
装置１８で動かされて被切断物１７を上昇させる。

【００１５】また、ワイヤ電極Ｗの引取り機構４は、引
取りローラ１９を主体とし、該引取りローラ１９の回転
駆動装置（図示せず）による回転でボビン５からワイヤ
電極Ｗを引き取る。符号２０はシール装置１３と引取り
ローラ１９の間に配設されたガイドローラである。な
お、ワイヤ電極Ｗには、通常、０.０５〜０.３mm径の各
種材質のワイヤが使用され、５００ｇ〜２ｋｇ程度の張
力がかけられる。ワイヤ電極Ｗの走行系は絶縁されてい
る。

【００１６】前記の本考案に係るワイヤ電極の案内装置
の一実施例は図２と図３に示されている。この案内装置
は二つの案内機構Ａ，Ｂから成り、各案内機構Ａ，Ｂの
各案内ローラ８，９，１０，１１は、いずれもその外周
に二つの案内面８ａ，８ｂ、９ａ，９ｂ、１０ａ，１０
ｂ、１１ａ，１１ｂを有する。各案内面８ａ，８ｂ，９
ａ，９ｂ，１０ａ，１０ｂ，１１ａ，１１ｂは円錐状に
形成され、それらの間にＶ字状の溝を形成している。各
案内ローラ８，９，１０，１１は、ワイヤ電極Ｗの走行
方向と案内ローラ８，９，１０，１１の回転中心線の方
向（ワイヤ電極Ｗの走行方向と直交する方向）にそれぞ
れ位置をずらして配設されている。一方の案内ローラ
８，１０は案内面８ａ，１０ａによってワイヤ電極Ｗを
案内し、また他方の案内ローラ９，１１は一方の案内ロ
ーラ８，１０の案内面８ａ，１０ａとは反対側の案内面
９ｂ，１１ｂでワイヤ電極Ｗを案内する。二つの案内機
構Ａ，Ｂはワイヤ電極Ｗによる加工域Ｚを隔てて直線状
に配設されている。

【００１７】上記二つの案内面８ａ，９ｂ、１０ａ，１
１ｂはワイヤ電極Ｗの走行方向に見てＶ字状になってお
り、案内面８ａ，１０ａはワイヤ電極Ｗの図３における
上側への自由移動を阻止し、また案内面９ｂ，１１ｂは
ワイヤ電極Ｗの図３における下側への自由移動を止める
とともに、二つの案内面８ａ，９ｂ、１０ａ，１１ｂは
互いに協同してワイヤ電極Ｗの図２における下側への自
由移動を止める。なお、一方の案内ローラ８，１０の案
内面８ｂ，１０ｂと他方の案内ローラ９，１１の案内面
９ａ，１１ａはワイヤ電極Ｗには触れておらず、ワイヤ
電極Ｗの走行には全く関与していない。上記の構成によ
り、ワイヤ電極Ｗは溝に食い込むようなことなく、ワイ
ヤ電極Ｗによる加工域Ｚを所定の位置で精度よく、かつ
円滑に走行する。ワイヤ電極Ｗの走行に直接関与する各
案内面８ａ，９ｂ，１０ａ，１１ｂは円錐状とされてい
て、ワイヤ電極Ｗの側面が各案内面８ａ，９ｂ，１０
ａ，１１ｂに接触した接触点Ｓ（図２）の下流側（図２
で右側）において、ワイヤ電極Ｗを絶えず下側、つまり
Ｖ溝の谷側に修正移動させるように働いているので、そ
のような修正機能を全く持たない円柱状のローラと違っ
て、ワイヤ電極Ｗが案内面に沿って上方に移動してその
位置を横にずらすことがない。

【００１８】なお、上に述べたように、一方の案内ロー
ラ８，１０の案内面８ｂ，１０ｂと他方の案内ローラ
９，１１の案内面９ａ，１１ａは遊んでいるので、これ
を省くことができる。案内機構Ａ，Ｂのいずれか一方
を、案内面８ｂ（１０ｂ）と案内面９ａ（１１ａ）でワ
イヤ電極Ｗを案内するようにすることもできる。このよ
うにすると、ワイヤ電極Ｗが給電ブラシ１２，１２で下
に押され、案内面に沿って下に動くことがあっても、ワ
イヤ電極Ｗを案内する内側の案内ローラ９，１０の案内
面９ｂ，１０ｂ（９ａ，１０ａ）の傾斜方向が同一とな
っているため、案内機構Ａと案内機構Ｂ間におけるワイ
ヤ電極Ｗの平行性が保たれる。

【００１９】案内装置は図４ないし図６に示すように構
成することができる。すなわち、案内機構Ａの外側の案
内ローラ８と案内機構Ｂの外側の案内ローラ１１は図２
及び図３の各案内ローラ８，９，１０，１１と同様に二
つの案内面８ａ，８ｂ、１１ａ，１１ｂを有し、また、
案内機構Ａの内側の案内ローラ９と案内機構Ｂの内側の
案内ローラ１０は中央に案内面（底面）９ｃ，１０ｃを
有する。各案内機構Ａ，Ｂの各案内ローラ８，９，１
０，１１はワイヤ電極Ｗの走行方向の位置のみをずら
し、ワイヤ電極Ｗの走行方向に正しく並んで設けられて
いる。

【００２０】この装置においては、ワイヤ電極Ｗは、案
内機構Ａの場合、外側の案内ローラ８の二つの案内面８
ａ，８ｂで図５の左右方向の位置ずれを防止され、ま
た、内側の案内ローラ９の底部の案内面９ｃにより図６
の下方向の位置ずれ、及びこれに起因する案内面８ａ，
８ｂに対する食込みを止められる。案内機構Ｂの場合も
同様に、外側の案内ローラ１１の二つの案内面１１ａ，
１１ｂで図５の左右方向の位置ずれを防止され、また、
内側の案内ローラ１０の底部の案内面１０ｃにより図６
の下方向の位置ずれ、及びこれに起因する案内面１１
ａ，１１ｂに対する食込みを止められる。したがってワ
イヤ電極Ｗは、この装置の場合も加工域Ｚを所定の位置
で精度よく、かつ円滑に走行する。なお、この場合内側
の案内ローラ９，１０は、底部の案内面９ｃ，１０ｃを
有する環状溝が形成されたものとする代わりに、単に、
上記底部の案内面９ｃ，１０ｃの最小径に相当する平坦
な外形を有する円筒（円柱）状に形成してもよい。給電
ブラシ１２がワイヤ電極Ｗに下方への小さい接触圧力を
かけて案内ローラ８と案内ローラ９及び案内ローラ１０
と案内ローラ１１の間に設けられていても、内側の案内
ローラ９，１０は、ワイヤ電極Ｗが案内面９ｃ，１０ｃ
に食い込むことのないローラであるため、加工域Ｚにお
けるワイヤ電極Ｗの上下方向の位置が不安定になること
はない。

【００２１】

【考案の効果】以上説明したように、第１の考案は、外
周にワイヤ電極の案内面を円錐状に形成した２個の案内
ローラが、ワイヤ電極の走行方向に互いに位置をずら
し、かつ互いの案内面をワイヤ電極の走行方向に見てＶ
字状に配して設けられた二つの案内機構が、ワイヤ電極
の走行方向にワイヤ電極による加工域を隔てて直線状に
配設された構成とされているので、加工域においてワイ
ヤ電極を所定の位置で正確、かつ円滑に走行させること
ができる。しかも円錐状とされた案内面は、小径側にワ
イヤ電極を修正移動させる機能を持つため、ワイヤ電極
が上方に位置をずらすおそれがなく、一層正確に所定の
位置を走行する効果がある。 また第２の考案は、外周にワイヤ電極の二つの案内面を
Ｖ字状に形成した第１案内ローラの隣に、外周にワイヤ
電極の一つの案内面を形成した第２案内ローラがその案
内面をワイヤ電極の走行方向に見て上記第１案内ローラ
の二つの案内面の底部に配し、上記二つの案内面に対す
るワイヤ電極の食込みを防止して設けられた二つの案内
機構が、ワイヤ電極の走行方向にワイヤ電極による加工
域を隔て、かつ第２案内ローラを内側に配して直線状に
設けられた構成とされているので、この装置においても
加工域においてワイヤ電極を所定の位置で正確、かつ円
滑に走行させることができる。また二つの案内機構の内
側の案内ローラは、案内面にワイヤ電極が食い込まない
ローラであるため、各案内機構の前後二つの案内ローラ
の間に給電ブラシを設けた場合でも、加工域においてワ
イヤ電極がその給電ブラシに押されて下に位置をずらす
ことがない。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本考案の案内装置を設備したラジカル反応に
よる精密切断装置の概略図である。

【図２】 第１の考案に係るワイヤ電極の案内装置の一
実施例を示す正面図である。

【図３】 同じく平面図である。

【図４】 第２の考案に係るワイヤ電極の案内装置の一
実施例を示す正面図である。

【図５】 図４の（Ｖ−Ｖ）線矢視図である。

【図６】 図４の（VI−VI）線矢視図である。

【図７】 従来の案内装置の断面図である。

【図８】 従来の他の案内装置の正面図である。

【符号の説明】

８，９，１０，１１ 案内ローラ ８ａ，８ｂ，８ｃ，９ａ，９ｂ，９ｃ 案内面１０ａ，１０ｂ，１０ｃ，１１ａ，１１ｂ，１１ｃ 案
内面 Ａ，Ｂ 案内機構 Ｗ ワイヤ電極Ｚ 加工域

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭59−129622（ＪＰ，Ａ) 実開 昭56−171133（ＪＰ，Ｕ)

Claims (2)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 外周にワイヤ電極の案内面を円錐状に形
   成した２個の案内ローラが、ワイヤ電極の走行方向に互
   いに位置をずらし、かつ互いの案内面をワイヤ電極の走
   行方向に見てＶ字状に配して設けられた二つの案内機構
   が、ワイヤ電極の走行方向にワイヤ電極による加工域を
   隔てて直線状に配設されたことを特徴とするワイヤ電極
   の案内装置。
2. 【請求項２】 外周にワイヤ電極の二つの案内面をＶ字
   状に形成した第１案内ローラの隣に、外周にワイヤ電極
   の一つの案内面を形成した第２案内ローラがその案内面
   をワイヤ電極の走行方向に見て上記第１案内ローラの二
   つの案内面の底部に配し、上記二つの案内面に対するワ
   イヤ電極の食込みを防止して設けられた二つの案内機構
   が、ワイヤ電極の走行方向にワイヤ電極による加工域を
   隔て、かつ第２案内ローラを内側に配して直線状に設け
   られたことを特徴とするワイヤ電極の案内装置。