JPS61209870A - ワイヤ式のこぎり機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （発明の分野） 本発明は一般にワイヤ式のこぎり機、とりわけ複数のワ
イヤストランド（ＳｔｒａｎｄＳ　ｏｒ　ｗｉｒｅ）を
供給する供給源を有する、もろい材料を切断するための
ワイヤ式のこぎり機に関する。

（背景技術） ワイヤ式のこぎり機は従来、時折使用されてきた。しか
し、それらの従来型機械は単一のワイヤストランドを供
給する送りリールないし供給リールを具備するものであ
った。この単一のワイヤストランドは３個ないし４個の
ワイヤ案内群に構成された複数個のワイヤ案内の周囲に
巻取られる。

ワイヤ案内（ｇＬｌｉｄｅ）は巻込まれたワイヤを受収
するための多数のみぞを有している。ワイヤはらせん状
に巻かれ、その結果ワイヤ案内で「ピッチ・リードＪの
不ぞろいが生ずることがあった。巻取られたワイヤは複
数のワイヤストランドへと形成され、切断ないしのこ引
き領域に対するのこ刃を供する。ワイヤにより切断ない
しのこ引きされる材料はのこ刃を形成するワイヤを通し
て移動されるので、切断材料はワイヤ中の荒さくｆ）　
ｉ　ｔｃｈ）およびよじれにより端部に曲りやそりが生
じることがよくあった。単一のワイヤループ供給システ
ムの別な欠点は、切断作業中にワイヤが切れた場合、と
くにもろい材料の厚さが厚い場合には切断材料に、ざら
にきずが生ずることであった。

（発明の目的および要約゛） したがって、本発明の目的は新規でかつ改善されたワイ
ヤ式のこぎり機を提供することでおる。

本発明の別の目的は切断ワイヤが相互に平行で荒くない
ワイヤ式のこぎり機を提供することである。

本発明のざらに別の目的は複数のワイヤストランドを供
給可能なワイヤ供給源を有するワイヤ式のこぎり機を提
供することである。

本発明のざらに別の目的は切断領域に対してワイヤの前
後運動をもたらし、同時に一時的に切断動作に用いるワ
イヤを貯蔵するための単一の装置を有するワイヤ式のこ
ぎり機を提供することである。

本発明のざらに別の目的はそれぞれが別個に張力制御さ
れる複数のワイヤストランドを供給するワイヤ供給源を
提供することである。

本発明のざらに補足の目的は可動部品数を減少せしめ、
それにより信頼性を高め保守が簡単なワイヤ式のこぎり
機を提供することである。

本発明の上記の目的および別の目的と利点はそれぞれが
別個に張力制御される複数のワイヤを供給可能なワイヤ
供給源を提供することによって達成可能である。そのた
めに、平行なワイヤを有するワイヤ式のこぎり機が提供
される。このワイヤ式のこぎり機はさらにワイヤのこぎ
り領域でワイヤに対して前後運動をもたらし、同時に、
切断動作をもたらすために使用されるワイヤ用の中間的
な貯蔵を提供する装置をも含んでいる。

（実施例の説明） 次に添付図面を参照しつつ、本発明の実施例を詳細に説
明する。

第１図にはシステムのほぼ全体を通して平行に整序され
たワイヤを有するワイヤ式のこぎり機を図示する。ワイ
ヤ供給源ないしワイヤ供給装置１０は固定ワイヤ案内１
２、可動ワイヤ案内１３、固定ワイヤ案内１９、固定ワ
イヤ案内２２、可動ワイヤ案内３１、固定ワイヤ案内３
４および巻取り装置３６と接触する複数のワイヤストラ
ンド１１を供給する。ワイヤ案内はすべて多重のみぞを
有しているので、それぞれのみぞは複数のワイヤストラ
ンド１１の１つを受納しかつ複数のワイヤが固定した平
行な形状に保持される。ワイヤ案内１２，１９，２２お
よび３４は回転自在であるが、相互に対しては固定され
ていることに留意されたい。換言すれば、これらのロー
ラ、すなわちワイヤ案内は固定した間隔関係を保持し、
他方、ワイヤ案内１３および３１は回転自在であるだけ
ではなく１３′および３１′　（点線で表示）および矢
印１５および３０で示されているように移動可能である
。

ワイヤ案内１９と２２は間隔隔離された関係を保ち、そ
の間に切断領域を形成している。半導体結晶その他のよ
うなもろい材料２３が可動機構２６に取付けられ、この
可動機構２６はもろい材料２３をワイヤ案内１９と２２
の間でワイヤのストランドを横切って移動せしめること
が可能である。スペーサ２４は機構２６ともろい材料２
３のつなぎ（ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）としての役割を果た
している。

半導体の場合、スペーサ２４は通常プラスチックまたは
ガラスであり、半導体材料２３と機構２６とに接着され
ている。機構２６が半導体材料２３を多重のワイヤスト
ランドと切断領域２１を通して押すと、半導体材料は複
数個のウェーハへと切断される。

切断動作は複数のワイヤストランドを切断領域２１の研
磨スラリー内で前後に移動することによりもたらされる
。この前後運動は駆動ギヤ１８、駆動ベルトまたはチェ
ーン１７および歯付きホイール１６と３３を有する装置
によってもたらされる。ホイールないしギア１６はアー
ム１４に取付けられ、このアーム上にワイヤ案内１３が
実装されている。ホイール１６が回転するとアーム１４
が経路で撮動してワイヤ案内１３を矢印１５で示すよう
に円状に移動せしめる。ワイヤ案内１３′は、円状の動
作中のワイヤ案内１３の瞬間位置の１つを示したもので
ある。ホイール１６が円状の経路でワイヤ案内１３を駆
動している間、ホイール３３はアーム３２が矢印３０で
示す円状経路でワイヤ案内３１を駆動するようにする。

駆動機構はワイヤ案内１３と３１を同期的かつ反対方向
に駆動する。ワイヤ案内１３がその最下位置にある時は
ワイヤ案内３１は最上位置にあり、また、ワイヤ案内１
３がワイヤ案内１３′で示すように最も左の位置にある
時は、ワイヤ案内３１はワイヤ案内３１′で示す最も右
の位置にあることに留意されたい。ワイヤ案内１３と３
１は長いロッカーアームに装着することも可能であり、
このロッカーアームは案内１３と３１を逆の上下運動で
移動せしめる。しかし、有利な実施例においては、ワイ
ヤ案内１３と３１は円形状に移動される。ざらに、ホイ
ール１６と３３は拡大して、ワイヤ案内１３と３１を、
それぞれの周辺近くに実装して、アーム１４と３２に代
えることも可能であろう。

ワイヤ供給源１０は複数個のワイヤストランドを引張り
状態に保っているので、ワイヤ案内１３と３１の動作は
追加的にワイヤが供給源１０から送られることが防がれ
る。したがって、ワイヤ案内１３がワイヤ案内１３′の
位置の方向に移動すると、ワイヤ案内１２と１９の間で
得られるワイヤは少なくなる。同時に、ワイヤ案内３１
はワイヤ案内３１′の位置方向に移動し、それによりワ
イヤ案内２２と３４の間のワイヤ量が増す。それによっ
て切断領域２１内の複数のワイヤストランドの前後運動
が発生してワイヤのこびきないし切断動作が生ずる。巻
取り装置３６は、有利な実施例においては、ワイヤを受
納する極めて深い複数個のみぞを有するスプールである
。切断領域２１内でワイヤが切断機能を行なう際、ワイ
ヤは細く摩耗する傾向がある。巻取り装置３６は、ワイ
ヤが破損する程細く摩耗することを防ぐ速度で供給源１
０から新たなワイヤを引出す。巻取り装置３６は、好ま
しくは減速するためのギヤボックスを有する可変速度モ
ータにより駆動可能である。

可変速度モータは供給源１０から新たなワイヤを引出す
に十分なトルクを供給する。

切断ないしのこぎり動作はスラリー供給オリフィス２７
および２８により切断領域２１内のワイヤストランドに
供給された研磨スラリーによって行なわれる。シールド
ないしバスケット２９は切断される材料を捕捉しかつ研
磨スラリーから大きい粒子をこすためにもろい材料２３
を包囲している。シールド２９は複数の孔を有しており
スラリーがスラリータンクないし貯蔵器３７に戻れるよ
うになっている。スラリータンク３７はスラリー３８を
集積しかつポンプ３９を用いてスラリーをオリフィス２
７．２８へとくみ戻す。矢印４１はスラリー線（ｌｉｎ
ｅ）を記号化したもので、その全体を示すものではない
。

従来型ののこぎり機は通常、切断領域から離れた中間蓄
蔵システムを有していた。この中間蓄蔵システムは切断
領域を横切る前後運動中にワイヤを蓄蔵および供給する
ために使用された。このようなシステムでは、スラリー
はそれが中間蓄蔵領域に達する前にそぎ落さなければな
らなかった。

通常、スラリーをそぎ落すには圧縮空気が使用された。

そぎ落されたスラリーはむだになり、同時にこの手順に
は大量の圧縮空気が必要であった。

圧縮空気は大ぎな騒音を発する傾向がめった。従来型の
のこぎり機の有するこのような間゛足点は、本発明にお
いては、中間貯蔵領域が切断領域と近く、かつ巻取りリ
ールの移動が、急激な損耗を起すほど大きくはないので
、スラリーをワイヤからそぎ落す必要がないため、克服
される。

第２Ａ図はワイヤ供給源１０をより詳細に図示したもの
である。供給源１０はブラケット５２により保持された
スピンドル５０を有する。スピンドル５０には後に詳述
するようにキーみぞ（ａｐｌ　１ｎｓ）ないしみぞをつ
けることができる。複数のリールないしワイヤ保持器５
１はスピンドル５０上に実装されている。摩擦円板５３
が各り一ル５１の間と一連のリール５１のそれぞれの端
部に配置されている。リール５１はワッシャ５４に対し
て押圧する圧縮装置５７を介して軸方向に負荷をかけら
れている。圧縮装置５７はスプリングとして図示されて
いるが、リール５１の軸方向負荷をもたらす任意の適切
な手段でよい。リールを保持する負荷ないし摩擦の量は
ナツト５６を締め、スプリング５７を圧縮することによ
り増すことができる。好ましい実施例では、摩擦パッド
５３により供給される摩擦は実質的に同一の静的、動的
摩擦をもたらす。供給リール５１は同一の軸負荷を有す
るが、所望の張力を相互に独立してワイヤに与えること
ができる。１つのリールの回転は隣接するリールを回転
せしめるものではない。

ブラケット５２は角度をもってスピンドル５０を保持す
ることに留意されたい。角度をもたせているので、複数
のワイヤ１１のストランドはそれが第１図に示す第１の
ワイヤ案内１２に達する時までに相互により近い間隔に
なることができる。

スピンドル５０が保持されている角度の正接はリール５
１の幅プラス摩擦円板５３の厚さの組合わせでワイヤ案
内みぞの幅を割った値に等しい。換言すると、ワイヤ案
内内のみぞは１つのワイヤストランドを収納するに過ぎ
ず、みぞは相互に近接しているので、供給源１０から、
ワイヤスプールを出るワイヤがワイヤ案内１２のワイヤ
案内みぞと平行になるためには補償を行なう必要がおる
。

したがって、角度の正接はワイヤ案内上のワイヤの分離
間隔を、リール５１上のワイヤの分離間隔で割った値で
ある。このことによりスプールないしリールはより広く
なり、相当量のワイヤを保持することが可能になる。

第２Ｂ図は第２Ａ図のＢ−Ｂ線に沿った円板５１の断面
図である。第２Ｂ図はスピンドル５０内のキーみぞない
しみぞを示し、また、それらが摩擦円板５３内の切欠き
と合致して摩擦ディスク５３がスピンドル５０上で回転
しないように保持される態様を示している。摩擦力をリ
ール５１に供給する別の方法は固定シートまたはプレー
トを各リール５１と、固定プレートの各サイド上の摩擦
パッドの間に配置することである。このような場合は、
摩擦パッドはスピンドル上で回転自在となろう。

第２Ｃ図は第２Ａ図のＣ−Ｃ線に沿ったワイヤ供給リー
ル５１の断面図である。リール５１のハブはスピンドル
５０内のみぞと合致するためのノツチを有していないこ
とに留意されたい。これにより、リール５１はスピンド
ル５０上で回転することができる。

（発明の効果） さて、ここまでの説明で可動部品の数が少なく、ワイヤ
張力用の帰還制御システムを省き、かつ巻取りリールお
よび駆動モータの逆転を要しない新規で改善されたワイ
ヤのこぎり機が提供されることが理解されよう。この結
果、信頼性が高まり、保守コストの低減が可能である。

ワイヤは平行に整序されるので切断領域にピッチの不ぞ
ろいが生じ、その結果、ワイヤがねじれて、半導体結晶
をウェーハに切断する際に半導体ウェーハの曲りやそり
が生じることを防止できる。本発明に係る平行ワイヤシ
ステムでは、ワイヤが破損しても、２つのウェーハだけ
が損傷するだけであり、他方、従来型のワイヤ式のこぎ
りでは単一の半導体結晶から出るすべてのウェーハが損
傷してしまうのである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例の概略図である。 第２Ａ図は第１図に示すワイヤ式のこぎり機のワイヤ供
給源を示す外観図である。 第２Ｂ図は、第２Ａ図のＢ−Ｂ線に沿ったワイヤ供給源
の断面図である。 第２Ｃ図は第２Ａ図のＣ−Ｃ線に沿ったワイヤ供給源の
断面図である。 １０：ワイヤ供給源、 １１：ワイヤストランド、 １２．１９，２２，３４：固定ワイヤ案内、１３．３１
　：可動ワイヤ案内、 １６．３３：歯付きホイール、 １８：駆動ギヤ、　２３：切断材料、 ２４ニスペーサ、　２６：可動機構、 ２７．２８ニスラリ−供給オリフィス、３６二巻取り装
置、　３７：スラリータンク、３９：ポンプ、　５０ニ
スピンドル、 ５１；リール、　５２ニブラケツト、 ５３：摩擦パッド、　５４：ワッシャ、５６：ナツト、
　５７：圧縮装置。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、もろい材料を切断するためのワイヤ式のこぎり機に
   おいて、複数のワイヤストランドを供給するための手段
   と、複数のワイヤストランドに前後運動を付与しかつ同
   時に前後運動を行っているワイヤを中間的に蓄蔵する手
   段と、切断用に使用した後、複数のワイヤストランドを
   巻取るための巻取り手段とを具備することを特徴とする
   ワイヤ式のこぎり機。 ２、前記のワイヤストランドを供給するための手段はス
   ピンドル上に押圧して保持されている複数のリールを有
   するスピンドルおよびそれぞれのリール間の摩擦パッド
   を含む特許請求の範囲第１項に記載のワイヤ式のこぎり
   機。