JPH11147218A - ワイヤソー - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ワークをワイヤソーに装着する前の準備作業
に要する時間を短縮することができるワイヤソーを提供
する。 【解決手段】 ワーク支持機構２１にワーク取付板３５
を介してワーク２２を支持する。ワーク取付板３５上に
は、ワーク２２を変移させて、ワーク２２の結晶方位を
ワイヤ１８の走行方向に対して位置決め調整するための
第１結晶方位調整機構３６を設ける。ワーク支持機構２
１には、ワーク２２を水平方向に変移させて、ワーク２
２の結晶方位を調整するための第２結晶方位調整機構３
７を設ける。

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、ワイヤを用い
て、半導体材料、磁性材料、セラミック等の硬脆材料よ
りなるワークに対し、切断等の加工を施すようにしたワ
イヤソーに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】この種のワイヤソーにおいては、複数の
加工用ローラが所定間隔おきに配設され、それらのロー
ラの外周には複数の環状溝が所定ピッチで形成されてい
る。また、各加工用ローラ間において、環状溝には１本
のワイヤが順に巻回されている。さらに、加工用ローラ
間のワイヤに対応してワーク支持機構が配設され、この
ワーク支持機構の下部にはワークがワーク取付板に接着
固定した状態で着脱可能に取り付けられている。そし
て、ワイヤが走行されながら、そのワイヤ上に遊離砥粒
を含むスラリが供給され、この状態でワーク支持機構に
より、ワイヤに対しワークが押し付け接触されて、ワー
クに切断等の加工が施されるようになっている。

【０００３】この種のワイヤソーにおいては、ワークの
結晶方位を予め測定し、その測定結果に応じて、結晶方
位がワイヤの走行方向と所定の位置関係を有するよう
に、ワークを位置決め調整する必要があった。このよう
な要望に対処するために、例えば特開平９−２９７３４
号公報に示すような構成が、従来から提案されている。

【０００４】この従来構成においては、ワークを水平方
向及び垂直方向に変移させるための結晶方位調整機構
が、ワーク取付板に装備されている。そして、ワイヤソ
ーのワーク支持機構にワークを装着するのに先立って、
ワークにワーク取付板を接着固定した状態で、結晶方位
調整機構により、ワークの軸線を水平面内及び垂直面内
で変移させて、ワークの結晶方位をワイヤの走行方向と
一致するように調整していた。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところが、この従来の
ワイヤソーにおいては、ワークを水平方向及び垂直方向
の２方向に変移させるための結晶方位調整機構が、ワー
ク取付板上に装備され、ワークをワイヤソーのワーク支
持機構に装着するのに先立って、ワークの結晶方位を調
整するようになっている。このため、ワークをワイヤソ
ーに装着する前の準備作業が面倒で時間がかかるととも
に、ワーク取付板構造が複雑になり、大型化するという
問題があった。

【０００６】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、ワークをワイヤソーに装着する前の準備
作業に要する時間を短縮することができるとともに、ワ
ーク取付板の構造をコンパクトにできるワイヤソーを提
供することにある。

【０００７】

【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に記載の発明は、ワーク支持機構にワー
ク取付板を介してワークを支持し、複数の加工用ローラ
間に所定ピッチで巻回したワイヤを走行させながら、ワ
ークをワイヤに接触させて、加工を施すようにしたワイ
ヤソーにおいて、前記ワーク取付板上には、ワークを回
転方向に変移させて、ワークの結晶方位をワイヤの走行
方向に対して回転方向の位置決め調整するための第１結
晶方位調整機構を設け、ワーク支持機構には、ワークを
水平方向に変移させて、ワークの結晶方位をワイヤの走
行方向に対して水平方向に位置決め調整するための第２
結晶方位調整機構を設けたことを要旨とする。

【０００８】請求項２に記載の発明は、ワーク支持機構
にワーク取付板を介してワークを支持し、複数の加工用
ローラ間に所定ピッチで巻回したワイヤを走行させなが
ら、ワークをワイヤに接触させて、加工を施すようにし
たワイヤソーにおいて、前記ワーク取付板上には、ワー
クを垂直方向に変移させて、ワークの結晶方位をワイヤ
の走行方向に対して垂直方向の位置決め調整するための
第１結晶方位調整機構を設け、ワーク支持機構には、ワ
ークを水平方向に変移させて、ワークの結晶方位をワイ
ヤの走行方向に対して水平方向に位置決め調整するため
の第２結晶方位調整機構を設けたことを要旨とする。

【０００９】

【発明の実施の形態】（第１の実施形態）以下に、この
発明の第１の実施形態を、図１〜図５に基づいて説明す
る。

【００１０】図１及び図２に示すように、装置基台１１
上にはコラム１２が立設されている。コラム１２の一側
には切断機構１３がブラケット１４を介して装設されて
いる。この切断機構１３は所定間隔をおいて平行に延び
る複数の加工用ローラ１５，１６，１７を備え、それら
の外周には環状溝１５ａ，１６ａ，１７ａが所定ピッチ
で形成されている。なお、図面においては理解を容易に
するために、環状溝１５ａ，１６ａ，１７ａの数を実際
よりも少なく描いてある。

【００１１】前記加工用ローラ１５，１６，１７の各環
状溝１５ａ，１６ａ，１７ａには、１本の線材よりなる
ワイヤ１８が連続的に巻回されている。ブラケット１４
にはワイヤ走行用モータ１９が配設され、このモータ１
９により図示しない伝達機構を介して加工用ローラ１
５，１６，１７が回転される。そして、これらの加工用
ローラ１５，１６，１７の回転によって、ワイヤ１８が
所定の走行速度で走行される。このワイヤ１８の走行
は、一定量前進（例えば１０ｍ）及び一定量後退（例え
ば９ｍ）を繰り返し、全体として歩進的に前進するよう
に行われる。

【００１２】前記切断機構１３の上方に位置するよう
に、ブラケット１４上にはスラリ供給機構２０が配設さ
れ、このスラリ供給機構２０から加工用ローラ１５，１
６，１７間のワイヤ１８上に、遊離砥粒を含む水性また
は油性のスラリが供給される。スラリ供給機構２０の上
方において、コラム１２にはワーク支持機構２１が上下
動可能に支持され、その下部にはワーク２２が装着され
ている。すなわち、ワーク２２の外周面には、予め中間
板としての例えばカーボン板３３及びガラス板３４を介
してワーク取付板３５が接着固定され、そのワーク取付
板３５を介してワーク２２がワーク支持機構２１の下部
に装着されている。

【００１３】前記ワーク取付板３５には、第１結晶方位
調整機構３６が設けられている。そして、この調整機構
３６により、ワーク支持機構２１に対するワーク２２の
装着に先立って、ワーク２２がに変移されて、ワーク２
２の結晶方位が回転方向において位置決め調整される。

【００１４】また、前記ワーク支持機構２１には、第２
結晶方位調整機構３７が設けられている。そして、この
調整機構３７により、ワーク支持機構２１に対するワー
ク２２の装着後に、ワーク２２が変移されて、ワーク２
２の結晶方位が水平方向に位置決め調整されてワイヤ１
８の走行方向と所定の位置関係を有するように調整され
る。

【００１５】前記コラム１２上にはワーク昇降用モータ
２３が配設され、このモータ２３により図示しないボー
ルスクリュー等を介してワーク支持機構２１が上下動さ
れる。そして、ワイヤソーの運転時には、ワイヤ１８が
切断機構１３の加工用ローラ１５，１６，１７間で走行
されながら、ワーク支持機構２１が切断機構１３に向か
って下降される。このとき、スラリ供給機構２０からワ
イヤ１８上へ遊離砥粒を含むスラリが供給されるととも
に、そのワイヤ１８に対し各ワーク２２が押し付け接触
され、ラッピング作用によって各ワーク２２がスライス
状に切断加工される。

【００１６】前記装置基台１１上にはリール機構２４が
装設され、ワイヤ１８を繰り出すための繰出しリール２
５と、ワイヤ１８を巻き取るための巻取りリール２６と
を備えている。装置基台１１には回転方向及び回転速度
を変更可能なサーボモータよりなる一対のリール回転用
モータ２７，２８が配設され、それらのモータ軸にはリ
ール２５，２６が連結されている。

【００１７】前記装置基台１１上にはリール機構２４に
隣接してトラバース機構２９が装設され、繰出しリール
２５からのワイヤ１８の繰出し及び巻取りリール２６へ
のワイヤ１８の巻取りを、上下にトラバースしながら案
内する。そして、前記リール機構２４の両リール２５，
２６の回転により、繰出しリール２５から切断機構１３
へワイヤ１８が繰り出されるとともに、加工後のワイヤ
１８が巻取りリール２６に巻き取られる。

【００１８】前記リール機構２４と切断機構１３との間
には、張力保持機構３０及びガイド機構３１が配設され
ている。そして、切断機構１３の加工用ローラ１５，１
６，１７間に巻回されたワイヤ１８の両端が、ガイド機
構３１の各ガイドローラ３２を介して張力保持機構３０
に掛装されている。この状態で、張力保持機構３０によ
り、加工用ローラ１５，１６，１７間のワイヤ１８に所
定の張力が付与されるようになっている。

【００１９】次に、前記第１結晶方位調整機構３６及び
第２結晶方位調整機構３７の構成について詳細に説明す
る。図３〜図５に示すように、前記ワーク支持機構２１
内には支持板４０が配設されている。支持板４０の下面
には第２結晶方位調整機構３７を構成する第２調整ブロ
ック４１が上端中央に突設した支軸４２を介して、一対
のベアリング４３により回転可能に支持されている。第
２調整ブロック４１の下部にはクランプ部材４４が固設
され、その両側にはアリ溝４４ａが形成されている。ク
ランプ部材４４の下部には第１結晶方位調整機構３６を
構成する第１調整ブロック４５が、その両側に突設した
アリ部４５ａをクランプ部材４４のアリ溝４４ａに係合
させることによって位置決め支持される。

【００２０】前記第１調整ブロック４５の両側下面には
円弧凹状のガイド面４５ｂが、ワーク２２の軸線Ｌ１を
中心とした同一円周上で、その軸線Ｌ１と直交する方向
へ延びるように形成されている。そして、この第１調節
ブロック４５の下部には、ワーク２２上に接着固定した
ワーク取付板３５が、その両側の円弧状突片３５ａをガ
イド面４５ｂに接触させた状態で、一対の保持板４６に
より摺接回動可能に保持されている。

【００２１】前記クランプ部材４４に支持された第１調
整ブロック４５のアリ部４５ａと対応するように、第２
調整ブロック４１の側部には一対のクランプ用シリンダ
４７が傾斜状態で配設されている。そして、これらのシ
リンダ４７が突出動作されたとき、ピストンロッド４７
ａの先端が第１調整ブロック４５のアリ部４５ａに圧接
されて、第１調整ブロック４５がクランプ部材４４に対
してクランプされる。

【００２２】図３及び図４に示すように、前記第１調整
ブロック４５の中央には第１調整用モータ４８がブラケ
ット４９を介して回動可能に支持され、そのモータ軸に
はボールスクリュー５０が連結されている。ワーク取付
板３５上にはナット５１が支持アーム５２を介して回動
可能に支持され、このナット５１にはボールスクリュー
５０が螺合されている。

【００２３】そして、クランプ部材４４にワーク２２を
装着するのに先立って、この第１調整用モータ４８が回
転されたとき、ボールスクリュー５０及びナット５１を
介してワーク取付板３５に回動力が付与され、そのワー
ク取付板３５が第１調整ブロック４５のガイド面４５ｂ
に沿って回動される。これにより、ワーク２２が軸線Ｌ
１の周りで回転変移されて、ワーク２２の結晶方位がワ
イヤ１８の走行方向に合わせて回転方向に調整される。

【００２４】前記ワーク取付板３５の各円弧状突片３５
ａには複数の長溝５３が形成され、第１調整ブロック４
５からこれらの長溝５３を介して各保持板４６に筒状ナ
ット５４が挿通されている。各筒状ナット５４には、保
持板４６の下面から一対の座金５５及び圧縮バネ５６を
介してボルト５７が螺合されている。そして、これらの
ボルト５７を締め付けることにより、ワーク取付板３５
が第１調整ブロック４５と保持板４６との間に挟着固定
されて、ワーク２２の結晶方位が前述した回転方向の調
整状態に保持される。

【００２５】図５に示すように、前記支持板４０の側部
には第２調整用モータ５８がブラケット５９を介して回
動可能に支持され、そのモータ軸にはボールスクリュー
６０が連結されている。第２調整ブロック４１の側部に
はナット６１が支持アーム６２を介して回動可能に支持
され、このナット６１にはボールスクリュー６０が螺合
されている。

【００２６】そして、クランプ部材４４にワーク２２が
装着された状態で、この第２調整用モータ５８が回転さ
れたとき、ボールスクリュー６０及びナット６１を介し
て第２調整ブロック４１が支軸４２を中心に回転され
る。これにより、ワーク２２の軸線Ｌ１が水平面内で回
転変移されて、ワーク２２の結晶方位がワイヤ１８の走
行方向に合わせて水平方向に調整される。

【００２７】図４及び図５に示すように、前記支持板４
０には複数の円弧状の長孔６３が形成され、第２調整ブ
ロック４１からこれらの長孔６３に筒状ナット６４が挿
通されている。支持板４０上には円環状の締付板６５が
配設され、この締付板６５上から一対の座金６６及び圧
縮バネ６７を介して、各筒状ナット６４にボルト６８が
螺合されている。そして、これらのボルト６８を締め付
けることにより、第２調整ブロック４１が支持板４０に
固定されて、ワーク２２の結晶方位が前述した水平方向
の調整状態に保持される。

【００２８】次に、前記のように構成されたワイヤソー
の動作を説明する。さて、このワイヤソーにおいては、
予めワーク２２の外周面にカーボン板３３及びガラス板
３４を介してワーク取付板３５が接着固定される。な
お、このワーク取付板３５には第１調整ブロック４５を
含む第１結晶方位調整機構３６が装備されている。ま
た、このようにワーク２２の外周面にワーク取付板３５
が接着固定された状態で、図示しないＸ線方位測定装置
等を使用して、ワーク２２の結晶方位が測定される。そ
して、この結晶方位の測定結果に応じて、第１結晶方位
調整機構３６により、ワーク２２の結晶方位が回転方向
に調整される。

【００２９】すなわち、第１調整用モータ４８の回転に
より、ボールスクリュー５０及びナット５１を介してワ
ーク取付板３５に回動力が付与され、そのワーク取付板
３５が第１調整ブロック４５のガイド面４５ｂに沿って
回動される。これにより、ワーク２２が軸線Ｌ１の周り
で回転変移されて、ワーク２２の結晶方位が回転方向に
調整される。この状態で、ボルト５７の締め付けによ
り、ワーク取付板３５が第１調整ブロック４５と保持板
４６との間に挟着固定されて、ワーク２２の結晶方位が
回転方向の調整状態に保持される。

【００３０】その後、図３及び図４に示すように、第１
調整ブロック４５の両端アリ部４５ａがクランプ部材４
４のアリ溝４４ａに係合されて、ワーク２２がクランプ
部材４４の下部に位置決め支持される。この状態で、両
シリンダ４７が突出動作され、ピストンロッド４７ａの
先端が第１調整ブロック４５のアリ部４５ａに圧接され
て、第１調整ブロック４５がクランプ部材４４にクラン
プされる。

【００３１】このように、ワーク２２が装着された後、
図５に示すように、第２調整用モータ５８の回転によ
り、ボールスクリュー６０及びナット６１を介して第２
調整ブロック４１が支軸４２を中心に回転される。これ
により、ワーク２２の軸線Ｌ１が水平面内で回転変移さ
れて、ワーク２２の結晶方位がワイヤ１８の走行方向に
合わせて水平方向に調整される。この状態で、ボルト６
８の締め付けにより、第２調整ブロック４１が支持板４
０に固定されて、ワーク２２の結晶方位が水平方向の調
整状態に保持される。

【００３２】その後、ワイヤソーの運転が開始される
と、ワイヤ１８がリール機構２４の繰出しリール２５か
ら繰り出され、切断機構１３の加工用ローラ１５，１
６，１７間において歩進的に走行された後、巻取りリー
ル２６に巻き取られる。そして、スラリ供給機構２０に
より、加工用ローラ１５，１６，１７間のワイヤ１８上
に遊離砥粒を含むスラリが供給されながら、ワーク支持
機構２１の下降により、ワイヤ１８に対してワーク２２
が押し付け接触される。これにより、ワーク２２が所定
の厚さに切断加工される。

【００３３】前記の実施形態によって期待できる効果に
ついて、以下に記載する。・ この実施形態において
は、ワーク取付板３５上に第１結晶方位調整機構３６が
設けられ、この調整機構３６により、ワーク支持機構２
１に対するワーク２１の装着前に、ワーク２２が回転方
向に変移されて、ワーク２２の結晶方位が回転方向に位
置決め調整されるようになっている。また、ワーク支持
機構２１には第２結晶方位調整機構３７が設けられ、こ
の調整機構３７により、ワーク支持機構２１に対するワ
ーク２２の装着後に、ワーク２２が水平方向に変移され
て、ワーク２２の結晶方位が調整されるようになってい
る。このため、ワーク２２をワーク支持機構２１に装着
する前に、ワーク２２の結晶方位を２方向に調整するこ
となく１方向のみに調整すればよく、ワーク２２の装着
前の準備作業に要する時間を短縮することができるとと
もに、ワーク取付板３５の構造をコンパクトにできる。

【００３４】（第２の実施形態）次に、この発明の第２
の実施形態を、前記第１の実施形態と異なる部分を中心
に説明する。

【００３５】さて、この第２の実施形態においては、図
６に示すように、ワーク２２の外周面にワーク取付板３
５を接着固定した状態で、ワーク取付板３５上に配設さ
れた第１調整ブロック４５の円弧状ガイド面４５ｂが、
ワーク２２の軸線Ｌ１と同一方向へ延長配置されるよう
に構成されている。

【００３６】このため、ワーク支持機構２１に対するワ
ーク２２の装着に先立って、第１調整用モータ４８の回
転により、ワーク支持板３５が第１調整ブロック４５の
ガイド面４５ｂに沿って回動されたときには、ワーク２
２の軸線Ｌ１が垂直面内で傾斜変移されて、ワーク２２
の結晶方位が垂直方向に調整される。

【００３７】また、ワーク支持機構２１に対するワーク
２２の装着後に、第２調整用モータ５８の回転により、
第２調整ブロック４１が支軸４２を中心に回転されたと
きには、前記第１の実施形態と同様に、ワーク２２の軸
線Ｌ１が水平面内で回転変移されて、ワーク２２の結晶
方位がワイヤ１８の走行方向に合わせて水平方向に調整
される。

【００３８】従って、この第２の実施形態においても、
前述した第１の実施形態とほぼ同様の作用効果を発揮さ
せることができる。なお、この実施形態は、次のように
変更して具体化することも可能である。

【００３９】・ 前記実施形態の動作においては、ワイ
ヤ１８の走行方向と、ワーク２２の結晶方位とが一致す
るように調整したが、ワイヤ１８の走行方向と、ワーク
２２の結晶方位とが所定の角度関係（例えば３度）をな
すように調整すること。

【００４０】前述した実施の形態から把握される技術的
思想は以下の通りである。 （１）第１結晶方位調整機構は、ワークをその軸線が上
下方向に傾斜する方向において垂直方向に変位させると
ともに、第２結晶方位調整機構はワークを水平面内にお
いて変位させるように構成されている請求項１に記載の
ワイヤソー。

【００４１】このように構成すれば、ワークの結晶方位
をワイヤの走行方向に正確に一致させることができる。 （２）第１の結晶方位調整機構は、ワークをその軸線を
中心に回転変位させるとともに、第２結晶方位調整機構
はワークを水平面内において変位させるように構成され
ている請求項１に記載のワイヤソー。

【００４２】このように構成しても、ワークの結晶方位
をワイヤの走行方向に正確に一致させることができる。

【００４３】

【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または請求
項２に記載の発明によれば、ワークをワイヤソーに装着
する前に、ワークの結晶方位を１方向のみに調整すれば
よく、ワークの装着前の準備作業に要する時間を短縮す
ることができるとともに、ワーク取付板の構造をコンパ
クトにできる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 ワイヤソーの第１の実施形態を正面図。

【図２】 同じくワイヤソーの平面図。

【図３】 ワイヤソーにおける結晶方位調整機構を示す
要部破断正面図。

【図４】 同じく結晶方位調整機構の要部破断側面図。

【図５】 同じく結晶方位調整機構の要部平面図。

【図６】 第２の実施形態の結晶方位調整機構を示す要
部破断正面図。

【符号の説明】

１３…切断機構、１５，１６，１７…加工用ローラ、１
８…ワイヤ、２１…ワーク支持機構、２２…ワーク、３
５…ワーク取付板、３６…第１結晶方位調整機構、３７
…第２結晶方位調整機構、４１…第２調整ブロック、４
４…クランプ部材、４５…第１調整ブロック、４７…ク
ランプ用シリンダ、４８…第１調整用モータ、５８…第
２調整用モータ、Ｌ１…軸線。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ワーク支持機構にワーク取付板を介して
   ワークを支持し、複数の加工用ローラ間に所定ピッチで
   巻回したワイヤを走行させながら、ワークをワイヤに接
   触させて、加工を施すようにしたワイヤソーにおいて、 前記ワーク取付板上には、ワークを回転方向に変移させ
   て、ワークの結晶方位をワイヤの走行方向に対して回転
   方向の位置決め調整するための第１結晶方位調整機構を
   設け、ワーク支持機構には、ワークを水平方向に変移さ
   せて、ワークの結晶方位をワイヤの走行方向に対して水
   平方向に位置決め調整するための第２結晶方位調整機構
   を設けたワイヤソー。
2. 【請求項２】 ワーク支持機構にワーク取付板を介して
   ワークを支持し、複数の加工用ローラ間に所定ピッチで
   巻回したワイヤを走行させながら、ワークをワイヤに接
   触させて、加工を施すようにしたワイヤソーにおいて、 前記ワーク取付板上には、ワークを垂直方向に変移させ
   て、ワークの結晶方位をワイヤの走行方向に対して垂直
   方向の位置決め調整するための第１結晶方位調整機構を
   設け、ワーク支持機構には、ワークを水平方向に変移さ
   せて、ワークの結晶方位をワイヤの走行方向に対して水
   平方向に位置決め調整するための第２結晶方位調整機構
   を設けたワイヤソー。