JPH11188603A - ワイヤ式切断加工装置における被切断材の送り速度制御装置および方法 - Google Patents

ワイヤ式切断加工装置における被切断材の送り速度制御装置および方法

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JPH11188603A
JPH11188603A JP36627397A JP36627397A JPH11188603A JP H11188603 A JPH11188603 A JP H11188603A JP 36627397 A JP36627397 A JP 36627397A JP 36627397 A JP36627397 A JP 36627397A JP H11188603 A JPH11188603 A JP H11188603A
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JP
Japan
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cutting
deflection
wire
cut
feed speed
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JP36627397A
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English (en)
Inventor
Takayoshi Takahashi
孝代司 高橋
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Tokyo Seiko Co Ltd
Original Assignee
Tokyo Seiko Co Ltd
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Publication date
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23DPLANING; SLOTTING; SHEARING; BROACHING; SAWING; FILING; SCRAPING; LIKE OPERATIONS FOR WORKING METAL BY REMOVING MATERIAL, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23D59/00Accessories specially designed for sawing machines or sawing devices
    • B23D59/001Measuring or control devices, e.g. for automatic control of work feed pressure on band saw blade
    • B23D59/002Measuring or control devices, e.g. for automatic control of work feed pressure on band saw blade for the position of the saw blade
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23DPLANING; SLOTTING; SHEARING; BROACHING; SAWING; FILING; SCRAPING; LIKE OPERATIONS FOR WORKING METAL BY REMOVING MATERIAL, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23D57/00Sawing machines or sawing devices not covered by one of the preceding groups B23D45/00 - B23D55/00
    • B23D57/003Sawing machines or sawing devices working with saw wires, characterised only by constructional features of particular parts
    • B23D57/0046Sawing machines or sawing devices working with saw wires, characterised only by constructional features of particular parts of devices for feeding, conveying or clamping work

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Processing Of Stones Or Stones Resemblance Materials (AREA)
  • Finish Polishing, Edge Sharpening, And Grinding By Specific Grinding Devices (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 切断用ワイヤ24のたわみ量が常にほぼ一定に
保たれるように,適正な速度でワーク(被切断材)5を
切断用ワイヤ24に向って送り込む。 【構成】 ワイヤ式切断加工装置(ワイヤソー)におい
て,切断用ワイヤ(ソーワイヤ)24のたわみ量を検出す
る。ワイヤ24のたわみ量が大きくなると,切断用ワイヤ
24へのワーク5の送り速度を遅くする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【技術分野】この発明は,半導体材料,磁性材料,セラ
ミックス等のいわゆる脆性材料をウエハ状に切断するの
に適したワイヤ式切断加工装置における被切断材の送り
速度制御装置および方法に関する。
【0002】
【発明の背景】ワイヤ式切断加工装置は,ワイヤソーと
も呼ばれ,平行に配置された複数の溝ロールを備えてい
る。これらの溝ロールの溝に切断用ワイヤが一定間隔で
平行に張設される。ワイヤを一方向に走行させかつ砥粒
を含む加工液をノズル(図示略)により吹きかけなが
ら,送り装置によって被切断材を切断用ワイヤに押し付
けて被切断材を輪切りしていく。
【0003】走行する切断用ワイヤに被切断材を押し付
けながら被切断材を切断するものであるから,切断用ワ
イヤは被切断材の送り方向にたわむことになる。切断用
ワイヤのたわみ量は被切断材の断面形状,加工液の供給
状態,被切断材の送り速度等,種々の要因によって変化
する。被切断材の送り速度とたわみ量との関係について
言えば被切断材の送り速度が速いと切断用ワイヤのたわ
み量が大きくなり,切断精度が低下する。最悪の場合,
切断用ワイヤが断線することもある。逆に被切断材の送
り速度が遅いと,被切断材を切断するのに要する時間が
長くなる。また,切断用ワイヤの消費量が多くなる。
【0004】
【発明の開示】この発明は,切断用ワイヤのたわみ量に
応じた適切な送り速度で被切断材を切断用ワイヤに押し
付けることができるようにすることを目的とする。
【0005】この発明による被切断材の送り速度制御装
置は,複数の平行に配置された溝ロールに切断用ワイヤ
を掛け,少なくとも一つの溝ロールを回転駆動すること
により切断用ワイヤを走行させ,かつ砥粒を含む加工液
を供給して被切断材を切断するワイヤ式切断加工装置に
おいて,上記切断用ワイヤに被切断材を送り込む送り装
置,被切断材の切断箇所付近における上記切断用ワイヤ
のたわみ量を検出するたわみ量センサ,および上記たわ
み量センサによって検出されたたわみ量が多くなると被
切断材の送り速度を遅くするように上記送り装置を制御
する送り速度制御手段を備えているものである。
【0006】この発明は,被切断材の送り速度制御方法
も提供している。すなわち,複数の平行に配置された溝
ロールに切断用ワイヤを掛け,少なくとも一つの溝ロー
ルを回転駆動することにより切断用ワイヤを走行させ,
走行する切断用ワイヤに被切断材を送り込みながら切断
箇所付近に砥粒を含む加工液を供給して被切断材を切断
するワイヤ式切断加工装置において,この発明による被
切断材の送り速度制御方法は,上記切断用ワイヤの切断
箇所付近におけるたわみ量を検出し,検出されたたわみ
量が多いほど切断用ワイヤに送り込む被切断材の送り速
度を遅くするように制御するものである。
【0007】被切断材の送り速度の制御は,検出したた
わみ量に応じて行ってもよいし,検出したたわみ量の基
準量からの偏差に応じて行ってもよいし,検出したたわ
み量の変化分に応じて行ってもよい。上記基準のたわみ
量を被切断材の位置(切断箇所)に応じて変化させても
よい。また,送り速度の決定は,たわみ量に基づいて送
り速度を算出してもよいし,あらかじめ定めた送り速度
に,たわみ量に応じた変化分を加減してもよい。あらか
じめ定めた送り速度は一定値でもよいし,被切断材の位
置(切断箇所)に応じて変化する値でもよい。
【0008】いずれにしてもこの発明によると,切断用
ワイヤのたわみ量が検出される。この検出されたたわみ
量に応じて,たわみ量が増大すれば被切断材の送り速度
を相対的に減少させ,たわみ量が減少すれば送り速度を
相対的に増大させる。これにより,常に適切なたわみ量
が実現される。適正な切断条件の確立により,被切断材
の切断精度が安定する。
【0009】
【実施例の説明】図1は,ワイヤ式切断加工装置におけ
る溝ロールの配置,被切断材の送り装置,および被切断
材の送り速度制御装置を示している。
【0010】3つの溝ロール21,22および23が直角三角
形の頂点に相当する位置に互いに平行に配置され,かつ
回転自在に支持されている。溝ロール21〜23の周面には
それぞれ一定間隔で溝が形成されている。溝の間隔が切
断により形成されるウエハの厚さを規定する。切断用ワ
イヤ24がこれらの溝ロール21〜23にそれらの溝に沿って
順番に掛けられ,各溝ロールにおける溝の数だけ巻回さ
れている。
【0011】切断用ワイヤ24はワイヤ繰出し機構から供
給され,ワイヤ巻取り機構(ともに図示略)に巻取られ
る。
【0012】3つの溝ロール21〜23のうちの少なくとも
いずれか一つが回転駆動され,溝ロール21〜23に掛けら
れた切断用ワイヤ24が走行する。溝ロール21と22の配置
は上下の関係にある。したがって,溝ロール21と22との
間において切断用ワイヤ24は鉛直下方に(または上方
に)走行する。
【0013】ワーク(被切断材)5の送り装置1は溝ロ
ール21と22の間を鉛直に走行する切断用ワイヤ24の側方
(図1において左側)に配置されている。送り装置1は
送り機構3を含み,この送り機構3によってワーク5は
鉛直に走行する切断用ワイヤ24に対して直交する方向
(水平方向)に移動自在に保持される。
【0014】送り装置1はモータ2を含む。モータ制御
回路11によってモータ2が駆動されることにより,送り
機構3によってワーク5が水平方向に移動する。ワーク
5を鉛直に走行するワイヤ24によって切断することきに
は,ワーク5は送り機構3によって,後述するように制
御された速度でワイヤ24に向って(図1において右方向
に)送り込まれる。
【0015】走行するワイヤ24が送り込まれるワーク5
に接続する箇所(切断箇所)には砥粒を含む加工液が供
給される。これにより,ワーク5は切断されていく。
【0016】送り装置1にはワーク5の位置を計測する
ための位置センサ4が設けられている。この位置センサ
4はたとえば送り機構3における送り量または位置を検
出するもので,センサ4の検出信号に基づいてワーク5
の送り量または位置が測定される。位置センサ4の検出
信号は,コントローラ7に入力する。
【0017】切断用ワイヤ24がワーク5と接触する箇所
(加工箇所)の近傍には切断用ワイヤ24のたわみ量を検
出するたわみ量センサ6が設けられている。
【0018】たわみ量検出センサ6には,たとえば渦電
流方式の変位センサを用いることができる。この変位セ
ンサにより変位センサから切断用ワイヤ24までの距離が
検出される。検出された距離が切断用ワイヤ24のたわみ
量を表わしている。たわみ量検出センサ6には,渦電流
方式の変位センサだけでなく超音波式の変位センサ,レ
ーザ式の変位センサを用いることもできる。
【0019】たわみ量検出センサ6によって検出された
切断用ワイヤ24のたわみ量を表す信号は,コントローラ
7に入力する。
【0020】コントローラ7はシーケンス・コントロー
ラ,コンピュータ,ハードウエア回路,その他の装置に
より実現される。いずれにしてもコントローラ7は送り
速度パターンを発生する機能と,たわみ量/速度修正量
変換機能とを持つ。これらの機能は,最も簡単にはメモ
リによって実現される。もちろん,プログラムにより実
現することもできるし,ハードウエア回路により実現す
ることもできる。説明の便宜上,送り速度パターンを発
生するコントローラ7の部分を送り速度パターン発生回
路8と呼び,たわみ量/速度修正量変換機能を持つコン
トローラ7の部分をたわみ量/速度修正量変換回路9と
呼ぶことにする。
【0021】パターン発生回路8には,ワーク5の位置
とその位置におけるワーク5の基準送り速度との関係を
示すパターンがあらかじめ設定されている。位置センサ
4から与えられる検出信号に基づいて,検出信号が表わ
すワークの位置に応じた送り速度信号がパターン発生回
路8から出力され加算回路10に与えられる。
【0022】この実施例では送り速度パターンはワーク
5の断面形状(円形)に応じて定められ,ワーク5の位
置と送り速度との関係は次の通りである。
【0023】ワーク5の先端(周面)が切断用ワイヤ24
に接触する位置までは,ワーク5は一定速度で切断用ワ
イヤ24の方向に送られる。
【0024】ワーク5の先端が切断用ワイヤ24に接触す
る位置からワーク5が送られる方向に向ってワーク5速
度が遅くなる。送り速度は,ワーク5の中心部が切断用
ワイヤ24の走行位置に達するまで序々に遅くなる。ワー
ク5の中心部が切断用ワイヤ24の走行位置を過ぎると,
送り速度は,序々に速くなり,ワーク5が切断用ワイヤ
24から離れる位置以遠では送り速度は再び一定の速度に
戻る。
【0025】たわみ量/速度修正量変換回路9には,ワ
イヤ24のたわみ量とそのたわみ量に応じたワーク5の送
り速度の修正量との関係を示すパターンがあらかじめ設
定されている。このパターンは,切断用ワイヤ24のたわ
み量が大きいほどワーク5の切断用ワイヤ24への押付け
速度が遅くなるように(負の速度修正量が大きくなるよ
うに)設定されている。たわみ量センサ6からたわみ量
を表す検出信号が入力すると,そのたわみ量に対応する
速度修正量を表す信号がたわみ量/速度修正量変換回路
9から出力され,加算回路10に与えられる。
【0026】加算回路10において,送り速度信号に速度
修正量信号が加算され,送り速度信号が修正される。修
正された送り速度信号はモータ制御回路11に与えられ,
この修正された送り速度信号に基づいて送り装置1のモ
ータ2が制御される。
【0027】送り速度パターンはワーク5の断面形状に
応じて設定されており,この送り速度パターンにしたが
えば切断用ワイヤ24によってほぼ一定速度でワーク5が
切断され,ワイヤ24のたわみ量も常にほぼ一定に保たれ
る筈であるが,何らかの原因でワイヤ24のたわみ量が変
化したときには,この変化に応じてワーク5の通り速度
が修正される。すなわち,たわみ量が増大すれば送り速
度は相対的に遅くなり,たわみ量が減少すれば送り速度
は相対的に速くなる。これによって,たわみ量は常にほ
ぼ一定に保持され,常に適正な切断が行われる。
【0028】上記実施例では切断用ワイヤは鉛直上方,
または下方に走行する。この発明は切断用ワイヤが水平
方向に走行するワイヤ式切断加工装置,切断用ワイヤが
斜め方向に走行する装置にも適用できる。また,溝ロー
ルは3個に限らず,2個でもよいし,4個以上でもよ
い。
【図面の簡単な説明】
【図1】溝ロールの配置,ワークの送り装置,および送
り装置の速度制御装置の構成を示すものである。
【符号の説明】 1 送り装置 2 モータ 3 送り機構 4 位置センサ 5 ワーク(被切断材) 6 たわみ量センサ 7 コントローラ 8 速度パターン発生回路 9 たわみ量/速度修正量変換回路 11 モータ制御回路 21,22,23 溝ロール 24 切断用ワイヤ

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 複数の平行に配置された溝ロールに切断
    用ワイヤを掛け,少なくとも一つの溝ロールを回転駆動
    することにより切断用ワイヤを走行させ,かつ砥粒を含
    む加工液を供給して被切断材を切断するワイヤ式切断加
    工装置において,上記切断用ワイヤに被切断材を送り込
    む送り装置,被切断材の切断箇所付近における上記切断
    用ワイヤのたわみ量を検出するたわみ量センサ,および
    上記たわみ量センサによって検出されたたわみ量が多く
    なると被切断材の送り速度を遅くするように上記送り装
    置を制御する送り速度制御手段,を備えた被切断材の送
    り速度制御装置。
  2. 【請求項2】 複数の平行に配置された溝ロールに切断
    用ワイヤを掛け,少なくとも一つの溝ロールを回転駆動
    することにより切断用ワイヤを走行させ,走行する切断
    用ワイヤに被切断材を送り込みながら切断箇所付近に砥
    粒を含む加工液を供給して被切断材を切断するワイヤ式
    切断加工装置において,上記切断用ワイヤの切断箇所付
    近におけるたわみ量を検出し,検出されたたわみ量が多
    いほど切断用ワイヤに送り込む被切断材の送り速度を遅
    くするように制御する,被切断材の送り速度制御方法。
JP36627397A 1997-12-25 1997-12-25 ワイヤ式切断加工装置における被切断材の送り速度制御装置および方法 Pending JPH11188603A (ja)

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