JPH09248822A - ワイヤソーのガイドローラ磨耗検出構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】容易かつ確実にガイドローラの磨耗限界を検出
することができるワイヤソーのガイドローラ磨耗検出構
造の提供。 【解決手段】ガイドローラ２０の内部に形成したエア流
路７４Ａにコンプレッサ４０からエアを供給して、その
エア流路７４Ａ内を一定圧に保持する。このエア流路７
４Ａは、ガイド溝７２Ａが磨耗限界に達すると、その磨
耗したガイド溝７２Ａと連通するするように形成されて
いる。したがって、ガイド溝７２Ａが磨耗限界まで磨耗
して、エア流路７４Ａと連通すると、その連通部よりエ
アが漏洩して、エア流路７４内のエア圧が低下する。こ
のエア流路７４Ａ内のエア圧の低下を圧力センサ９４で
検出して、ガイドローラ２０のガイド溝７２Ａが磨耗限
界に達したことを検出する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はワイヤソーのガイド
ローラ磨耗検出構造に係り、特に被加工物を走行するワ
イヤで多数のウェーハに切断するワイヤソーのガイドロ
ーラ摩耗検出構造に関する。

【０００２】

【従来の技術】ワイヤソーに適用されるガイドローラ
は、加工液が付着したワイヤをガイドするため、使用し
ているうちにガイド溝が磨耗する。この磨耗したガイド
ローラの使用は、作動不良等の原因となるため、ガイド
溝が所定量磨耗した場合は、新しいガイドローラに交換
する。

【０００３】従来、このガイドローラの交換時期の判断
は、ガイドローラの回転数の変化に基づいて行ってい
た。すなわち、ガイドローラが磨耗すると、その径が縮
径してガイドローラの回転数が増加することに基づき、
ガイドローラの回転数が一定値を越えた場合に、それを
磨耗限界として、新たなガイドローラに交換することに
している。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、回転数
によりガイドローラの磨耗限界を検出する方法では、切
断位置に応じてワイヤの走行速度を変化させて切断する
場合や、ワイヤを往復動させて切断する場合、取り付け
るガイドローラの径が変わった場合等、切断条件や設定
条件で回転数が変わるため、それぞれに応じて検出条件
を設定しなければならず極めて煩雑であった。また、間
接的な検出方式であるため、精度が悪いという欠点もあ
った。

【０００５】本発明は、このような事情に鑑みてなされ
たもので、容易かつ確実にガイドローラの磨耗限界を検
出することができるワイヤソーのガイドローラ磨耗検出
構造を提供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決する為の手段】本発明は前記目的を達成す
るために、一対のワイヤリール間をガイドローラにガイ
ドされて走行するワイヤを複数個の溝付ローラに巻き掛
けてワイヤ列を形成し、該ワイヤ列に被加工物を押し当
てることにより、該被加工物を多数のウェーハに切断す
るワイヤソーにおいて、前記ガイドローラの内部に形成
されたエア流路と、前記エア流路内にエアを供給して該
エア流路内を一定圧に保つエア供給手段と、前記エア流
路内のエア圧を検出する圧力センサと、からなり、前記
ガイドローラのガイド溝が所定量磨耗して前記エア流路
と連通することによる前記エア流路内のエア圧の低下
を、前記圧力センサで検出することにより前記ガイドロ
ーラの磨耗を検出することを特徴とする。

【０００７】本発明によれば、ガイドローラのガイド溝
が磨耗して磨耗限界に達すると、そのガイドローラ内部
に形成したエア流路と連通する。一方、前記エア流路内
には、エアが供給され、一定圧に保持されているので、
前記ガイド溝とエア流路とが連通することにより、その
連通部よりエアが漏洩して、エア流路内の圧力が低下す
る。このエア流路内の圧力の低下を圧力センサで検出す
ることにより前記ガイドローラの磨耗限界を検出する。
これにより、確実に磨耗限界でガイドローラを交換する
ことができる。また、切断条件等が変わっても、常に一
定条件の下で検出を行なうことができる。

【０００８】

【発明の実施の形態】以下添付図面に従って本発明に係
るワイヤソーのガイドローラ磨耗検出構造の好ましい実
施の形態について詳説する。図１は、本発明に係るガイ
ドローラの摩耗検出構造が適用されたワイヤソー１０の
全体構成図である。

【０００９】一方のワイヤリール１２に巻回されたワイ
ヤ1 ４は、ワイヤ案内装置１６、複数のガイドローラ１
８、１８、ダンサローラ２０を経由して３本の溝付きロ
ーラ２２、２２、２２に順次巻き掛けられてワイヤ列２
４を形成した後、複数のガイドローラ１８、１８、ダン
サローラ２０、ワイヤ案内装置１６を経て他方のワイヤ
リール２６に巻き取られる。

【００１０】前記ダンサローラ２０には所定重量の錘４
４が吊設され、走行するワイヤ１４に常に所要の張力が
付与される。前記ワイヤ走行路の途中にはワイヤ洗浄装
置４６が設けられ、このワイヤ洗浄装置４６によってワ
イヤ１４に付着した加工液４０が除去される。前記ワイ
ヤリール１２、２６及び３本のうちの１本の溝付きロー
ラ２２には、それぞれ正逆回転可能な駆動モータ２８、
３０、３２が連結され、この駆動モータ２８、３０、３
２に駆動されて、ワイヤ１４は一対のワイヤリール１
２、２６間を往復走行する。

【００１１】前記ワイヤ列２４には、砥液貯留タンク３
８に貯留された砥粒（通常、ＧＣ♯６００〜♯１０００
程度のものが使用される）を含む加工液４０が砥液供給
ノズル４２から供給される。前記ワイヤ列２４の下方に
は、ワークである半導体インゴット５４がスライスベー
ス５８、ワーク接着ブロック５６を介してワーク送りテ
ーブル４８に支持されている。ワーク送りテーブル４８
は、モータ５０で回動するボールネジ５２により上下方
向に移動自在に設けられ、前記半導体インゴット５４
は、このワーク送りテーブル４８を上方に移動させるこ
とにより高速走行するワイヤ列２４に押し当てられ、多
数のウェーハに切断される。

【００１２】図２は、本発明に係るワイヤソーのガイド
ローラ磨耗検出構造が適用されたガイドローラの実施の
形態の構成図である。同図に示すように、中空状に形成
されたシャフト６０の先端には、ベアリング６２、６２
を介してベアリングケース６４が回動自在に取り付けら
れている。ベアリングケース６４はリング状に形成され
ており、その基端部には、フランジ６４ａが形成されて
いる。また、ベアリングケース６４の先端部には、ケー
ス内にスラリ等が流入するのを防止するためにベアリン
グキャップ６６が、図示しないボルトによって密着固定
されている。

【００１３】前記ベアリングキャップ６６の外周面に
は、雄ネジ部６６ａが形成されており、この雄ネジ部６
６ａには、環状に形成された挟持リング６８が螺合され
ている。挟持リング６８は、前記ベアリングケース６４
よりも大径に形成されており、その外周面には、滑り止
め用の溝が多数形成されている。ガイドローラ１８は、
前記ベアリングケース６４の外周部に装着され、そのベ
アリングケース６４のフランジ６４ａと挟持リング６８
とに挟持されて、ベアリングケース６４に固定される。

【００１４】このガイドローラ１８は、プラスチック等
の合成樹脂材で形成されており、その外周部には、ワイ
ヤ案内用のガイド溝７２Ａ、７２Ｂが２溝形成されてい
る。ガイド溝を２溝形成するのは、ガイドローラ１８の
寿命を伸ばすためであり、一方が磨耗した後、反転させ
て他方側を利用することにより、通常のガイドローラ１
８の２倍寿命を伸ばすことができる。なお、使用時は、
ベアリングケース６４の先端側（図中左側）に位置して
いる方のガイド溝を使用する。

【００１５】また、ガイドローラ１８の内部には、図３
及び図４に示すように、ガイドローラ１８の内周部に連
通するエア流路７４Ａ、…、７４Ｂ、…が、各ガイド溝
７２Ａ、７２Ｂに対して６０°間隔で形成されている。
一方のガイド溝７２Ａ側に形成されたエア流路７４Ａ
は、互いに連通する縦穴７６Ａと横穴７８Ａとから構成
され、縦穴７６Ａは、ガイドローラ１８の外周より中心
に向かって穿設されている。そして、その外周側の端部
に栓部材８０Ａを圧入されて密閉されている。

【００１６】一方、横穴７８Ａは、ガイドローラ１８の
側面より、軸線に沿って前記縦穴７６Ａと連通するよう
に穿設され、その側面側の端部に栓部材８２Ａを圧入さ
れて密閉されている。この横穴７８Ａは、前記ガイド溝
７２Ａから所定距離ｄの位置に穿設されており、距離ｄ
は、前記ガイド溝７２Ａの磨耗限界と同量に設定されて
いる。すなわち、この横穴７８Ａ（エア流路７４Ａ）
は、ガイド溝７２Ａが使用により磨耗し、その磨耗限界
に達すると、ガイド溝７２Ａと互いに連通するように構
成されている。

【００１７】他方のガイド溝７２Ｂ側に形成されたエア
流路７４Ｂも同様に形成され、ガイド溝７２Ｂが磨耗限
界に達すると、その磨耗したガイド溝７２Ｂとエア流路
７４Ｂとが互いに連通するように構成されている。な
お、このガイド溝７２Ｂ側に形成されたエア流路７４Ｂ
は、前記エア流路７４Ａに対して、その設置位置を３０
°ズラして（６０°間隔の１／２）形成されている。

【００１８】このガイドローラ１８に形成されたエア流
路７４Ａ、７４Ｂは、ガイドローラ１８がベアリングケ
ース６４に装着されると、そのベアリングケース６４に
形成されたエア流路８４、８４、…と連通する。ベアリ
ングケース６４に形成されたエア流路８４と連通するの
は、ベアリングケース６４の先端側、すなわち、使用側
に位置したガイド溝７２Ａのエア流路７４Ａのみであ
り、基端側、すなわち、待機側に位置したガイド溝７２
Ｂのエア流路７４Ｂとは連通しないように構成されてい
る。

【００１９】このベアリングケース６４に形成されたエ
ア流路８４、８４、…は、更に、前記ベアリングキャッ
プ６６に形成されたエア流路８６、８６、…に連通され
ている。ベアリングキャップ６６に形成されたエア流路
８６、８６、…は、ベアリングキャップ６６内の空洞部
８８に連通されており、この空洞部８８には、前記シャ
フト６０の中空部が連通されている。したがって、前記
一連のエア流路７４Ａ、８４及び８６は、このシャフト
６０の中空部と連通されている。

【００２０】シャフト６０の中空部には、ワイヤソーの
稼働とともにコンプレッサ９０からエアが供給され、そ
のエア圧は、レギュレタ９２によって常に一定に保たれ
ている。このシャフト６０の中空部に供給されるエアの
エア圧は、圧力センサ９４で逐次検出され、その検出値
は、制御装置９６に出力されている。制御装置９６は、
その圧力センサ９４の検出値に基づいて、使用中のガイ
ド溝７２Ａの磨耗限界を判断する。

【００２１】すなわち、シャフト６０の中空部に供給さ
れるエアのエア圧は、レギュレタ９２によって常に一定
に保たれているので、このシャフト６０の中空部に連通
された一連のエア流路７４Ａ、８４、８６内の圧力も一
定に保たれている。したがって、ガイド溝７２Ａが磨耗
限界に達し、エア流路７４Ａと連通すると、エア流路７
４内のエアが、その連通部より吹き出し、エア流路７４
Ａ、８４、８６及びシャフト６０内のエア圧は低下す
る。このエア流路７４Ａ、８４、８６及びシャフト６０
内のエア圧の低下を検出することにより、使用中のガイ
ド溝７２Ａの磨耗限界を判断することができる。

【００２２】なお、前記ベアリングケース６４の基端部
は、ラビリンス構造とされている。前記のごとく構成さ
れた本発明に係るワイヤソーのガイドローラ磨耗検出構
造が適用されたガイドローラの実施の形態の作用は次の
通りである。なお、ガイドローラ１８の装着は、ガイド
ローラ１８に形成されたエア流路７４Ａと、ベアリング
ケース６４に形成されたエア流路８４とが、互いに連通
するように位置決めしたのち、挟持リング６８で固定し
て行う。また、装着されたガイドローラ１８は、２つあ
るガイド溝７２Ａ、７２Ｂのうち、ベアリングケース６
４の先端側に位置しているガイド溝７２Ａを利用する。

【００２３】ワイヤソーの稼働とともに、コンプレッサ
９０からシャフト６０内にエアが供給される。エアは、
レギュレタ９２を介して供給されるため、シャフト６０
内及びこのシャフト６０に連通されたエア流路７４Ａ、
８４、８６内は、常に一定圧に保たれている。また、こ
の供給されるエアのエア圧は、圧力センサ９４で逐次検
出され、その検出値は制御装置９６に出力されている。

【００２４】このガイドローラ１８でガイドするワイヤ
（図示せず）には、砥粒が付着しているため、使用を重
ねるているうちにガイド溝７２Ａは磨耗する。磨耗が進
行し、磨耗限界に達すると、その磨耗したガイド溝７２
Ａは、ガイドローラ１８に形成されたエア流路７４Ａと
連通する。エア流路７４Ａ内には、一定圧のエアが供給
されているので、前記ガイド溝７２Ａとエア流路７４Ａ
とが連通すると、その連通部よりエアが吹き出し、エア
流路７４Ａ、８４、８６及びシャフト６０内のエア圧が
低下する。

【００２５】エア流路７４Ａ、８４、８６及びシャフト
６０内のエア圧の低下は、圧力センサ９４で検出され、
その検出値情報を入力した段階で、制御装置９６は、作
業者にガイドローラ１８の交換時期であることを警告す
る。ガイドローラ１８の交換は、ガイド溝が２溝形成さ
れていることから、次のようにして行われる。すなわ
ち、ベアリングケース６４から挟持リング６８を取り外
し、ガイドローラ１８を反転させたのち、再び挟持リン
グ６８をベアリングケース６４に螺合させて固定する。
これにより、待機側に位置していた未使用のガイド溝７
２Ｂが使用側に位置し、再び使用が可能になる。なお、
この時も前記同様、エア流路７４Ｂと、ベアリングケー
ス６４に形成されたエア流路８４とが、互いに連通する
ように位置決めしたのち、挟持リング６８で固定する。

【００２６】この交換したガイド溝７２Ｂも、前記同様
の方法で磨耗限界を検出し、磨耗限界に達したところ
で、ガイドローラ１８を交換する。なお、このときのガ
イドローラ１８の交換は、前回の場合と異なり、両方の
ガイド溝７２Ａ、７２Ｂ共に磨耗限界に達しているの
で、新たなガイドローラ１８と交換する。このように、
本実施の形態のワイヤソーのガイドローラ磨耗検出構造
によれば、ガイドローラ１８の磨耗が、限界に達したこ
とを直接判断することができるので、誤動作無く、確実
に磨耗限界でガイドローラ１８を交換することができ
る。

【００２７】また、切断条件やガイドローラ１８の径に
左右されることなく、常に同一条件で磨耗検出を行うこ
とができる。なお、本実施の形態では、ガイド溝が２溝
形成されたガイドローラ１８に本発明を適用した例で説
明したが、ガイド溝が１溝のみのガイドローラ１８にお
いても同様に適用することができる。

【００２８】また、ガイドローラ１８に形成したエア流
路７４Ａ、７４Ｂの数にも限りはなく、１箇所のみに形
成してもよく、また、多数箇所に形成してもよい。多数
箇所に形成した場合は、より精度良く磨耗限界の検出を
行なうことが可能になる。さらに、本発明に係る磨耗検
出構造をガイドローラ１８のみではなく、溝付きローラ
２２の摩耗検出に適用してもよい。

【００２９】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
ガイドローラの磨耗が、磨耗限界に達したことを直接判
断することができるので、確実にガイドローラを磨耗限
界で交換することができる。また、従来のように、切断
条件やガイドローラの径の変化に左右されることなく、
常に一定条件で検出を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るガイドローラ磨耗検出構造が適用
されたワイヤソーの実施の形態の全体構成図

【図２】本発明に係るガイドローラ磨耗検出構造が適用
されたガイドローラの実施の形態の構成図

【図３】本発明に係るガイドローラ磨耗検出構造が適用
されたガイドローラの実施の形態の平面部分断面図

【図４】本発明に係るガイドローラ磨耗検出構造が適用
されたガイドローラの実施の形態の側面部分断面図

【符号の説明】

１０…ワイヤソー ６０…シャフト ６４…ベアリングケース ６８…挟持リング ７０…ガイドローラ ７２Ａ、７２Ｂ…ガイド溝 ７４Ａ、８４、８６…エア流路 ９０…コンプレッサ ９２…レギュレタ ９４…圧力センサ ９６…制御装置

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 一対のワイヤリール間をガイドローラに
   ガイドされて走行するワイヤを複数個の溝付ローラに巻
   き掛けてワイヤ列を形成し、該ワイヤ列に被加工物を押
   し当てることにより、該被加工物を多数のウェーハに切
   断するワイヤソーにおいて、 前記ガイドローラの内部に形成されたエア流路と、 前記エア流路内にエアを供給して該エア流路内を一定圧
   に保つエア供給手段と、 前記エア流路内のエア圧を検出する圧力センサと、から
   なり、前記ガイドローラのガイド溝が所定量磨耗して前
   記エア流路と連通することによる前記エア流路内のエア
   圧の低下を、前記圧力センサで検出することにより前記
   ガイドローラの磨耗を検出することを特徴とするワイヤ
   ソーのガイドローラ磨耗検出構造。