JPH0966520A - ワイヤソー装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ワイヤソー装置において、ワークをワイヤに
対して、熟練を要することなく、短時間にかつ正確にし
かも非接触にて方位合わせできるようにする。 【解決手段】 ワーク２４を支持する支持部材２０の端
面２５に対向して、検出装置３１を配設する。この検出
装置３１により、支持部材２０の端面２５の位置を複数
箇所で測定して、ワーク２４の水平方向及び垂直方向の
傾きを検出する。この検出結果に基づいて、ワイヤ１４
に対するワーク２４の結晶方位を調整する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、例えば半導体材
料、磁性材料、セラミック等の脆性材料をワイヤにより
切断するワイヤソー装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】一般に、この種のワイヤソー装置におい
ては、複数の加工用ローラ間にワイヤが所定ピッチで螺
旋状に巻き付けられ、このワイヤが一方向または双方向
に走行されながら、そのワイヤ上に砥粒を含むスラリが
供給される。そして、この状態でワイヤに対してワーク
が押し付けられて、ワークが結晶方位に沿って、あるい
は結晶方位に対して所定角度でスライス状に切断加工さ
れる。

【０００３】従って、切断加工の開始に際しては、ワイ
ヤの延びる方向とワークの結晶方位とを所定の位置関係
に設定する必要がある。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところが、従来は、方
位合わせが手作業のみによって行われているため、その
方位合わせを正確に行うためには、熟練と勘を要するも
のであった。 このため、特開昭６０ー１９７３６１号
公報においては、コリメータによりワークの結晶方位角
を検出するようにした技術が開示されている。しかしな
がら、この公報においては、ワークの端面に方位角検出
用の反射鏡を貼付したり、ワイヤ上にワイヤ走行方向を
探るためのゲージをセットしたりする手間がかかるもの
であった。

【０００５】この発明は、このような従来の技術に存在
する問題点に着目してなされたものである。その目的と
するところは、ワークをワイヤに対して方位合わせする
際、熟練を要することなく短時間に作業することができ
るとともに、方位合わせを正確に行うことができるワイ
ヤソー装置を提供することにある。

【０００６】

【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、請求項１に記載の発明では、ワイヤの走行方向と
ワークの結晶方位との位置関係の調整のために、ワイヤ
の延びる方向を検出するための第１の検出手段と、ワイ
ヤの延びる方向に対する前記支持部材の傾きを検出する
ための第２の検出手段と、支持部材の傾き角度を調整す
るための調整手段とを設けたものである。

【０００７】従って、ワークをワイヤに対して方位合わ
せする際には、第１の検出装置により、ワイヤの延びる
方向が検出される。次いで、ワイヤの延びる方向に対し
て、支持部材の傾きが検出される。そして、その検出結
果により必要に応じて支持部材の傾き角度が調節され
る。

【０００８】請求項２に記載の発明では、請求項１にお
いて、第１の検出手段の検出結果に基づいて、ワイヤの
延びる方向に対する第２の検出手段の傾きを調節するた
めの調節手段を有し、第２の検出手段は自身の傾きに基
づいて支持部材の傾きを検出するものである。

【０００９】従って、第１の検出手段の検出結果に応じ
て第２の検出手段の傾き角度が調節され、その第２の検
出手段の角度を基準にして支持部材の傾き角度が検出さ
れる。

【００１０】請求項３に記載の発明においては、請求項
１または２において、第１の検出手段は、ワイヤの延び
る方向を非接触に検出する請求項１または２に記載のワ
イヤソー装置。

【００１１】従って、ワイヤの延びる方向がワイヤに接
触することなく検出される。請求項４に記載の発明にお
いては、請求項１〜３のいずれかにおいて、第２の検出
手段は、支持部材の水平方向の傾きを検出するものであ
る。

【００１２】従って、水平面内においてワークの方位合
わせを行うことができる。請求項５に記載の発明におい
ては、請求項１〜４のいずれかにおいて、第２の検出手
段は、支持部材の垂直方向の傾きを検出するものであ
る。

【００１３】従って、垂直面内においてワークの方位合
わせを行うことができる。請求項６に記載の発明におい
ては、請求項１〜５のいずれかにおいて、支持部材は測
定面を有し、第２の検出手段はその測定面の傾きを非接
触で検出するものである。

【００１４】従って、支持部材の検出に際して、測定面
に接触する必要がない。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、この発明の一実施形態を、
図面に基づいて詳細に説明する。図１及び図２に示すよ
うに、切断機構１１はフレーム１２上に装設されてい
る。この切断機構１１は所定間隔をおいて平行に延びる
３本の加工用ローラ１３を備え、それらの外周には多数
の環状溝１３ａが所定ピッチで形成されている。

【００１６】鋼線よりなる１本の切断用ワイヤ１４は前
記加工用ローラ１３の各環状溝１３ａに連続的に巻回さ
れている。そして、図示しないモータにより、加工用ロ
ーラ１３が回転されて、ワイヤ１４が一方向または双方
向に所定の走行速度で走行される。

【００１７】ワーク支持機構１６は前記切断機構１１の
上方において、フレーム１２に装設されている。この切
断機構１６のサドル１７はフレーム１２の上部前面にレ
ール１８を介して昇降可能に支持され、その前面には取
付基板１９が突設されている。支持部材としての支持板
２０は取付基板１９の下面に、第１支軸２１を介して水
平面内で回動可能に、かつ第２支軸２２を介して垂直面
内で回動可能に取り付けられている。取付ブロック２３
は取付基板１９の下部に突設され、その下面にはワーク
２４が接着固定される。

【００１８】測定面２５は前記支持板２０の端面に形成
され、水平方向の傾き測定面２５ａ（以下、水平測定面
という）と、垂直方向の傾き測定面２５ｂ（以下垂直測
定面という）とを備えている。水平調節ネジ２６は取付
基板１９の後面に螺合され、この水平調節ネジ２６を回
動させることにより、支持板２０を水平面内で回動させ
て、ワーク２４の水平方向の傾きを変更することができ
る。垂直調節ネジ２７は取付基板１９の上面に螺合さ
れ、この垂直調節ネジ２７を回動させることにより、支
持板２０を垂直面内で回動させて、ワーク２４の垂直方
向の傾きを変更することができる。

【００１９】そして、このワイヤソー装置の運転時に
は、ワイヤ１４が切断機構１１の加工用ローラ１３間で
一方向または双方向に走行されながら、ワーク支持機構
１６が切断機構１１に向かって下降される。このとき、
スラリ供給装置１５からワイヤ１４とワーク２４との間
に砥粒を含むスラリが供給されるとともに、そのワイヤ
１４に対しワーク２４が押し付けられ、ラッピング作用
によってワーク２４がスライス加工される。

【００２０】図１に示すように、取付台２８は一対のネ
ジ２９により前記フレーム１２に固定され、その上面に
は調節手段としての調節装置３０及び検出装置３１が装
着されている。調節装置３０は、水平面内において回動
可能及びワイヤ１４の走行方向へ移動可能な第１ガイド
板３３と、上下方向へ移動可能な第２ガイド板３４と、
第１ガイド板３３の移動方向と直交する方向へ移動可能
な第３ガイド板３５を有している。第１の検出手段とし
てのツールスコープ３２は第３ガイド板３５上に設置さ
れている。

【００２１】また、このツールスコープ３２は、本体３
２ａと、ワイヤ１４の直下に近接配置される対物窓３２
ｂと、接眼窓３２ｃとを備えている。そして、図３
（ａ）及び図３（ｂ）に示すように、対物窓３２ｂから
取り込まれたワイヤ１４の画像が接眼窓３２ｃに基準線
Ｌ１とともに投影されるようになっている。

【００２２】第２の検出手段としての非接触センサ３６
は前記支持板２０の測定面２５と対向するように、ブラ
ケット３７を介してツールスコープ３２の本体３２ａに
取り付けられている。そして、図４に示すように、この
非接触センサ３６により、測定面２５上の水平方向及び
垂直方向へ異なった３箇所Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３において、
それらの位置が検出される。

【００２３】表示装置３８はコード３９により前記非接
触センサ３６に接続され、その前面にはワーク２４の傾
き量を表示するための表示部３８ａ，３８ｂが配置され
ている。そして、この表示装置３８は、非接触センサ３
６から検出信号を入力したとき、測定面２５ａ上の２箇
所Ｐ１，Ｐ２の検出信号に基づき、ワーク２４の水平方
向の傾き量を算出して、表示部３８ａに表示する。ま
た、表示装置３８は、測定面２５ｂ上の２箇所Ｐ１，Ｐ
３の検出信号に基づき、ワーク２４の垂直方向の傾き量
を算出して、表示部３８ｂに表示する。

【００２４】次に、前記のように構成されたワイヤソー
装置について動作を説明する。さて、ワーク２４の外面
には、例えばワーク端面を基準にした結晶方位角を表す
表示が付されている。この表示は、ワーク２４の製造段
階で付される。そして、この表示にあわせて、ワーク２
４が支持板２０に対して所要の位置関係をもってセット
される。従って、支持板２０とワイヤ１４との位置関係
を設定すれば、ワイヤ１４に対するワーク２４の方位合
わせを行うことができる。

【００２５】そこで、ワーク２４をワーク支持機構１６
の支持板２０に取り付けた状態で、そのワーク２４をワ
イヤ１４に対して方位合わせする際には、まず調節装置
３０により、検出装置３１をワイヤ１４に対して所定位
置に調節設定する。すなわち、ツールスコープ３２の監
視窓３２ｃを覗くと、その監視窓３２ｃには、例えば図
３（ａ）及び図３（ｂ）に示すように、端縁のワイヤ１
４が基準線Ｌ１とともに投影される。この投影されたワ
イヤ１４を基準線Ｌ１と一致させるように、あるいは所
定角度をなすように第１ガイド板３３を回動させ、また
は第３ガイド板３５を移動させると、検出装置３１の非
接触センサ３６がワイヤ１４の延びる方向に対して所定
位置関係に設定される。

【００２６】この状態で、図４に示すように、非接触セ
ンサ３６を支持板２０の測定面２５上において、検出箇
所Ｐ１に対応させ、その検出箇所Ｐ１の位置を検出す
る。次に、第１ガイド板３３を移動させて、非接触セン
サ３６を測定面２５上の検出箇所Ｐ２に対応させ、その
検出箇所Ｐ２の位置を検出する。さらに、第１ガイド板
３３及び第２ガイド板３４を移動させて、非接触センサ
３６を測定面２５上の検出箇所Ｐ３に対応させ、その検
出箇所Ｐ３の位置を検出する。

【００２７】すると、表示装置３８では、支持板２０の
水平方向の傾き量が測定面２５ａ上の２箇所Ｐ１，Ｐ２
の検出信号に基づいて算出され、表示部３８ａに表示さ
れる。また、支持板２０の垂直方向の傾き量が測定面２
５ｂ上の２箇所Ｐ１，Ｐ３の検出信号に基づいて算出さ
れ、表示部３８ｂに表示される。

【００２８】その後、この表示装置３８の表示部３８ａ
に表示された水平方向の傾き量に応じて、ワーク支持機
構１６の水平調節ネジ２６を回動調節すると、支持板２
０が水平面内で回動されて、ワーク２４の水平方向の傾
きが変更される。また、表示部３８ｂに表示された垂直
方向の傾き量に応じて、垂直調節ネジ２７を回動調節す
ると、支持板２０が垂直面内で回動されて、ワーク２４
の垂直方向の傾きが変更される。そのため、この表示装
置３８の表示部３８ａ，３８ｂを監視しながら、調節つ
まみ２６，２７を回動させ、ワーク２４の結晶方位を水
平方向及び垂直方向において、ワイヤ１４の延びる方向
に対して調整することができる。

【００２９】このワイヤソー装置は以上のように構成さ
れているため、以下のような利点を有する。 (1) ツールスコープ３２によりワイヤ２４の延びる方向
を検出するとともに、その検出結果に応じて非接触セン
サ３６により測定面２５ａの傾きが検出されるため、熟
練や勘を要することなく、容易にかつ正確に方位合わせ
することができる。 (2) ワイヤ２４の延びる方向がツールスコープ３２によ
り光学的に検出されるため、その検出を正確かつ簡単に
行うことができるばかりでなく、ワイヤ２４の走行中に
おいても検出が可能になる。 (3) 測定面２５ａの傾きの測定が非接触センサ３６によ
り非接触で行われるため、測定面２５ａに傷がついた
り、支持板２０が不本意に動いたりしない。また、測定
面２５ａ上のゴミの影響も受けにくい。 (4) ワーク２４の傾きの検出が水平方向及び垂直方向の
両方向で行われるため、水平、垂直方向の方位合わせを
行うことができる。 (5) 検出装置３１の検出に先立って、予め調節装置３０
により、検出装置３１をワイヤ１４に対し所定位置に調
節設定できるため、検出装置３１の検出精度を向上させ
ることができる。

【００３０】なお、この発明は以下のような形態でも実
施できる。 （１）ワイヤ１４の延びる方向の検出をレーザ光を用い
て行うこと。すなわち、ワイヤ１４の延びる方向におけ
る異なる複数位置でワイヤ１４の延びる方向と交差する
ようにレーザ光をスキャンさせ、スキャンされたレーザ
光がワイヤ１４により遮られるタイミングまたは位置の
データに基づいてワイヤ１４の延びる方向を検出するこ
と。 （２）検出装置３１における非接触センサ３６に代えて
接触型センサを使用すること。 （３）ワーク支持機構１６の調節ネジ２６，２７に代え
てサーボモータを設け、そのサーボモータの回転により
支持板２０を水平面内及び垂直面内で回動させて、ワー
ク２４の傾きを測定ダータに基づき自動的に変更するよ
うに構成すること。

【００３１】

【発明の効果】この発明は、以上のように構成されてい
るため、次のような効果を奏する。請求項１に記載の発
明によれば、ワークをワイヤに対して方位合わせする
際、熟練や勘を要することなく短時間に作業することが
できるとともに、方位合わせを正確に行うことができ
る。

【００３２】請求項２に記載の発明では、第１の検出手
段の検出に先立って、予め調節手段により、第１の検出
手段をワイヤに対し所定位置に調節設定できるため、検
出精度向上させることができる。

【００３３】請求項３に記載の発明においては、ワイヤ
の延びる方向を光学的に検出するため、その検出を正確
かつ容易に、しかもワイヤの走行中であっても行うこと
ができる。

【００３４】請求項４に記載の発明においては、第２の
検出手段は、ワークの水平方向の方位合わせ容易に行う
ことができる。請求項５に記載の発明においては、ワー
クの垂直方向の方位合わせを容易に行うことができる。

【００３５】請求項６に記載の発明においては、測定面
の傾きを非接触で検出できるため、測定面に傷が付いた
りするのを防止でき、また測定器に機械的構造をもたな
いため誤差の発生が少ない。

【図面の簡単な説明】

【図１】 この発明のワイヤソー装置の一実施形態を示
す要部斜視図。

【図２】 そのワイヤソー装置の全体を示す斜視図。

【図３】 設定装置によりワイヤの相対位置を測定する
状態を示す説明図。

【図４】 検出装置により支持部材の端面を検出する状
態を示す説明図。

【符号の説明】

１１…切断機構、１２…フレーム、１３…加工用ロー
ラ、１４…ワイヤ、１５…スラリ供給パイプ、１６…ワ
ーク支持機構、１９…取付基板、２０…支持部材として
の支持板、２４…ワーク、２５…測定面、２５ａ…水平
方向の傾き測定面、２５ｂ…垂直方向の傾き測定面、２
６…水平調節ネジ、２７…垂直調節ネジ、３０…設定装
置、３１…検出装置、３２…ツールスコープ、３６…非
接触センサ、３８…表示装置、Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３…検出
位置。

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ワークを支持部材に支持し、複数の加工
   用ローラ間に螺旋状に巻き付けられたワイヤを一方向ま
   たは双方向に走行させ、前記支持部材とワイヤとの相対
   移動によりワークをワイヤに押し付けるとともに、ワー
   クとワイヤとの間に砥粒を含むスラリーを供給して、そ
   のワークを切断するようにしたワイヤソー装置におい
   て、 前記ワイヤの走行方向とワークの結晶方位との位置関係
   の調整のために、ワイヤの延びる方向を検出するための
   第１の検出手段と、ワイヤの延びる方向に対する前記支
   持部材の傾きを検出するための第２の検出手段と、支持
   部材の傾き角度を調整するための調整手段とを設けたワ
   イヤソー装置。
2. 【請求項２】 第１の検出手段の検出結果に基づいて、
   ワイヤの延びる方向に対する第２の検出手段の傾きを調
   節するための調節手段を有し、第２の検出手段は自身の
   傾きに基づいて支持部材の傾きを検出する請求項１に記
   載のワイヤソー装置。
3. 【請求項３】 第１の検出手段は、ワイヤの延びる方向
   を非接触に検出する請求項１または２に記載のワイヤソ
   ー装置。
4. 【請求項４】 第２の検出手段は、支持部材の水平面内
   における傾きを検出する請求項１〜３のいずれかに記載
   のワイヤソー装置。
5. 【請求項５】 第２の検出手段は、支持部材の垂直面内
   における傾きを検出する請求項１〜４のいずれかに記載
   のワイヤソー装置。
6. 【請求項６】 支持部材は測定面を有し、第２の検出手
   段はその測定面の傾きを非接触で検出する請求項１〜５
   のいずれかに記載のワイヤソー装置。