TWI566864B

TWI566864B - Manufacture of wire saws and wire saws

Info

Publication number: TWI566864B
Application number: TW103106232A
Authority: TW
Inventors: Yoshio Miyasaka; Osamu Kato; Hiroshi Sasabe; takahide Nishio; Shinichi Sakata
Original assignee: Fuji Kihan Co Ltd; Wire Eng Productivity Llc
Priority date: 2013-04-11
Filing date: 2014-02-25
Publication date: 2017-01-21
Also published as: CN104097270B; CN104097270A; JP6245833B2; KR101563418B1; JP2014205211A; KR20140122999A; TW201438833A

Description

線鋸及線鋸之製造方法

本發明係關於一種從矽、水晶、藍寶石等硬質脆性材料之晶錠(ingot)等切出矽晶圓或晶體振盪器、基板等製品時所使用之線鋸及上述線鋸之製造方法，更詳細而言，本發明係關於一種藉由電鍍使金剛石(鑽石(diamond))等之研磨粒附著於鋼琴線(高拉力鋼線(piano wire))或硬鋼線等芯線而成之固定研磨粒型之線鋸及其製造方法。

於從矽、水晶、藍寶石之晶錠等硬質脆性材料切出矽晶圓、晶體振盪器、基板等製品時，習知使用有「線鋸」。

作為使用該線鋸之切割方法，存在有：「游離研磨粒方式」，其係使用由表面不具備研磨粒之鋼琴線等所構成之線鋸，一邊對該線鋸噴灑研磨粒與水或油之作為懸浮液之漿料，一邊使其以高速與工件接觸，藉此，利用於線鋸與工件間轉動之研磨粒而進行工件之切割；以及「固定研磨粒方式」，其係使用於芯線預先使金剛石等之研磨粒附著於表面之線鋸，一邊對該線鋸噴灑用以進行潤滑及冷卻之水或油等冷卻介質，一邊使其以高速與工件接觸，藉此進行切割。

此外，作為研磨粒對在此種固定研磨粒方式下所使用之線鋸之附著方法，被提出有藉由樹脂製黏結劑等進行研磨粒之接著、藉由電鍍進行研磨粒之電鍍、藉由黏結劑之接著與電鍍之組合等。

作為一例，作為組合藉由黏結劑之接著與電鍍而成者，存在有如下方法：藉由有機接著劑於具有導電性之芯線之外周面螺旋狀地形成接著劑層，使研磨粒附著於該接著劑層而將研磨粒一次固定於芯線之表面，並且利用從其上進一步藉由電鍍而形成之金屬鍍敷層將研磨粒進行二次固定(專利文獻1)。

專利文獻1：日本特開2011-230258號公報

利用線鋸進行切割之半導體、水晶、藍寶石等硬質脆性材料大多為昂貴之材料，被要求於切割時儘可能地切出較多之製品。

此處，在如圖6(A)所示般利用線鋸1從矽單結晶錠等工件W切出製品之情形，如於圖6(B)中以放大圖表示般，線鋸1通過之部分之晶錠(ingot)被切削而消失，因此，必須以切割裕度δ確保該切割時所產生之損耗部分。

此外，由於利用線鋸所切出之製品之表面變得粗糙，因此，切割後，必須對表面進行研磨，因此，必須事先以研磨裕度t確保因該研磨而導致之損耗部分。

因此，工件W之切割中所使用之線鋸1之間隔d，係以最終製品之厚度X加上切割裕度δ與研磨裕度t後之間隔而設定，因此，於欲從相同尺寸之工件切出更多製品之情形時，若使所使用之線鋸1之線徑變細而使切割裕度δ變小，及/或使切割後之製品之表面粗糙較小而使研磨裕度t變小，則線鋸之間隔d較狹窄，可從相同大小之工件W切出之製品數量增加。

然而，線徑較小之線鋸1強度較低而壽命較短，並且亦容易產生斷線等，因此，若不藉由重新改變材質或構造等謀求線鋸之強度改善而僅單純地使線鋸之線徑變細，則必須頻繁地進行線鋸之更換，不僅更換時作業中斷而作業性降低，且伴隨昂貴之線鋸之更換而使製品之製造成本上升。

此外，即使假設成功地使線鋸之線徑變細而減少切割裕度δ，於切割後所獲得之剖面之粗糙度增加之情形時，亦必須將上述研磨裕度t設定為較大，從而不僅無望使所切出之製品數量增加，而且使研磨作業所需之時間與勞力增大，生產性降低。尤其是，若於切割時產生碎屑等不良情況，則即使好不容易切出來作為製品，亦成為不良品而無法出貨，使良率變得更差。

此處，在藉由電鍍使研磨粒附著後處於未使用狀態之線鋸中，形成於芯線2上之研磨粒電鍍層3，如圖7所示般成為研磨粒31埋於鍍敷金屬32'中之狀態，若於此狀態下開始使用，則覆蓋研磨粒31之部分之鍍敷金屬32'藉由與工件W表面之接觸而被去除，緊接著研磨粒31露出於表面而形成切割刃，藉此發揮較大之切削力，因此，於形成此種切割刃之前之開始使用時間點，線鋸1之切削力相對較低。

因此，在研磨粒31由鍍敷金屬32'覆蓋之狀態下所進行之切割、與之後於研磨粒31露出而發揮了本來之切削力之狀態下所進行之切割中，切削量產生較大之差異，因此，若使工件W相對於切割方向之送入速度為一定而進行切割，則於剛更換線鋸1之後，使工件W以超出需要之力按壓於線鋸1，容易產生線鋸1之斷線、或對工件W造成超出需要之損傷而使剖面變粗糙等初期不良之情況。

作為避免產生此種初期不良情況之方法，亦考慮有如下之方法，：於藉由鍍敷形成研磨粒電鍍層3之後，於用於切割之前，預先去除覆蓋研磨粒31之表面之鍍敷金屬32'；作為此種方法，例如，考慮有使用Al₂O₃或SiC磨石之線鋸之表面研磨、藉由使用Al₂O₃研磨粒之噴砂(sandblast)進行之蝕刻(etching)、浸漬於酸等化學品中而進行之蝕刻。

然而，於藉由上述方法使研磨粒31露出之情形，利用磨石之研磨或利用噴砂之蝕刻中，藉由對研磨粒電鍍層3施加較大之外力而將覆蓋研磨粒之部分之鍍敷金屬32'削落從而使研磨粒31露出，因此，若藉由該方法進行處理，則不僅使覆蓋研磨粒31之部分之鍍敷金屬32'剝離，而且亦使研磨粒電鍍層3本身剝離，或者使研磨粒31脫落，從而使處理後之線鋸1之性能降低。

此外，於處理後，殘留於芯線2上之鍍敷金屬32'之表面成為緞紋狀(pearskin)等而殘留無數傷痕，因此，於線鋸1之使用中，容易以該傷痕為起點破壞並剝離研磨粒電鍍層3、或產生線鋸1之斷線等。

相對於此，使用酸等化學品之蝕刻中，雖未對研磨粒電鍍層3施加機械性的力，但由於化學品之蝕刻而表面變得粗糙(殘留無數傷痕)，因此，於產生研磨粒電鍍層3之強度降低或線鋸1之壽命降低之方面，與上述利用磨石之研磨或利用噴砂之蝕刻之情形相同。

並且，利用化學品之蝕刻中，金屬部分被大致均勻地蝕刻，因此，不僅覆蓋於研磨粒31上之鍍敷金屬32'被蝕刻，作為用以固定研磨粒31之基礎而應殘留之部分之鍍敷金屬32'亦被蝕刻，研磨粒之保持力降低而於蝕刻中及作為線鋸之使用中研磨粒容易脫落，於該方面而言，亦使線鋸之壽命縮短。

如此，為了使研磨粒31露出而設想對線鋸1進行之上述處理，均為關係到線鋸1之強度降低之處理，若欲使上述處理後之線鋸1維持與處理前之線鋸1相同程度之強度，則必須使線鋸1之線徑變粗。

因此，作為用以預先使電鍍於線鋸1之研磨粒31露出之處理而於上述說明中設想之處理與線鋸1之細徑化為相反之要求並無法同時實現，因此，對於良率提高之要求亦無法應對。

因此，本發明之目的在於提供一種具有使電鍍於芯線之研磨粒之一部分露出之構造、且提高了線鋸之強度及壽命之線鋸及上述線鋸之製造方法。

以下，將用於解決課題之技術手段與用於實施發明之形態中所使用之符號一併記載。該符號係用以明確申請專利範圍之記載與實施形態之記載之對應者，當然並非限制性地用於本申請案發明之技術範圍之解釋者。

為了達成上述課題，於實施形態中，本發明之線鋸1之特徵在於：具備於線徑0.05~0.2mm之芯線2電鍍平均粒徑8~35μm之研磨粒31而形成之研磨粒電鍍層3；上述研磨粒電鍍層3具有：切割刃31a，其係由經表面處理而露出之上述研磨粒31之一部分形成，該表面處理係對藉由電鍍以於上述芯線2上分散有上述研磨粒31之狀態成膜之鍍鎳層，於實施形態中以噴射壓力0.15~0.30MPa噴射硬度HV500~ 1000、比重2.0~3.0、平均粒徑10~62μm之陶瓷或玻璃之球狀珠粒且使其等碰撞；及鎳層32，其係藉由上述球狀珠粒之碰撞而硬化，使上述研磨粒31之基部固定於上述芯線2上，且厚度為4~10μm(參照圖1)。

此外，本發明之線鋸1之製造方法之特徵在於包含：藉由電鍍而於芯線2形成分散有平均粒徑8~35μm之研磨粒31之鍍鎳層即研磨粒電鍍層3之步驟；以及以噴射壓力0.15~0.30MPa對形成有上述研磨粒電鍍層3之上述芯線2噴射硬度為HV500~1000、比重2.0~3.0、平均粒徑10~62μm之陶瓷系之球狀珠粒且使其等碰撞之表面處理步驟；於上述表面處理步驟中，藉由與上述球狀珠粒之碰撞而使上述研磨粒31之一部分露出於上述鍍鎳層上，從而於上述研磨粒電鍍層3形成切割刃31a，並且形成有使上述研磨粒31之基部固定於上述芯線2上的藉由與上述珠粒之碰撞而硬化、硬度上升之厚度為4~10μm的鎳層32。

另外，於上述製造方法中，較佳為：上述研磨粒電鍍層3之電鍍係藉由胺基磺酸浴(sulfamate bath)進行。

根據以上所說明之本發明之構成，根據本發明之線鋸1，可獲得以下之顯著效果。

藉由噴射既定之硬度、比重、粒徑、材質之球狀珠粒進行表面處理，利用從鎳露出之研磨粒31之一部分形成切割刃31a，並且藉由與球狀珠粒之碰撞，使上述研磨粒31之基部固定於芯線2上之鎳層32之硬度提高，藉此，本發明之線鋸1從使用開始初期便發揮較高之切削性，抑制初期不良情況之產生，並且，由於鎳層32之強化，不僅可使研磨粒電鍍層3之剝離或研磨粒31之脫落難以產生，亦可謀求線鋸1整體之強度提高。

其結果為，本發明之線鋸1，與相同線徑之習知之線鋸相比，強度較高，其結為果，能夠使用線徑較習知者細之線鋸進行工件W之切割，因此，能夠使參照圖6(B)所說明之切割裕度δ變窄，從而可從相同大小之晶錠切出更多製品。

此外，在與相同線徑之已知之線鋸進行比較之情形，能夠使壽命延長1.5倍，此外，可提昇線鋸對晶錠之接觸速度，因此，亦能縮短切割所需要之時間。

並且，在本發明之線鋸1中，從開始使用便露出切割刃31a，不產生初期不良情況所導致之切割面之粗糙，切割後之剖面美觀且碎屑等之產生亦較少，能夠筆直地進行切割，因此，關於切割後藉由研磨去除之研磨裕度t[參照圖6(B)]，亦能夠設定成較小，就該方面而言，亦可提高良率、降低研磨處理之時間及勞力。

另外，於藉由胺基磺酸浴進行了研磨粒電鍍層3之形成的情形，以如此方式所形成之鍍鎳層為高硬度，並且內部應力較低，亦能夠防止因內部應力而產生之研磨粒電鍍層3之剝離，可謀求線鋸1之進一步的長壽命化。

1‧‧‧線鋸

2‧‧‧芯線

3‧‧‧研磨粒電鍍層

31‧‧‧研磨粒(金剛石研磨粒)

31a‧‧‧切割刃

32‧‧‧鎳層

32'‧‧‧鍍敷金屬

4‧‧‧低摩擦材料層

5‧‧‧基底鍍鎳層

6‧‧‧噴射嘴

7‧‧‧加工裝置

71‧‧‧機櫃

72‧‧‧載置台

73‧‧‧線導入孔

74‧‧‧圓筒管

δ‧‧‧切割裕度

d‧‧‧線鋸之間隔

t‧‧‧研磨裕度

圖1係本發明之線鋸之軸線方向中的要部剖面圖。

圖2係球狀珠粒之噴射方法的說明圖。

圖3係球狀珠粒之噴射中所使用之加工裝置的立體圖。

圖4係加工裝置內之球狀珠粒之噴射方法的說明圖。

圖5係加工裝置內之球狀珠粒之噴射方法的說明圖。

圖6(A)係藉由線鋸之工件之切割方法的說明圖，(B)係(A)之要部放大圖。

圖7係電鍍有研磨粒之狀態下之線鋸之軸線方向中的要部剖面圖。

圖8係實施例1之線鋸表面之顯微照片(使用前)。

圖9係利用實施例1之線鋸所切割之矽晶錠切割部之顯微照片。

圖10係實施例1之線鋸表面之顯微照片(使用後)。

圖11係螺旋狀地設置有研磨粒電鍍層之實施形態中之線鋸之軸線方向中的要部剖面圖。

圖12係比較例2之線鋸(研磨粒電鍍後未進行表面處理者)之表面顯微照片(使用前)。

圖13係利用比較例2之線鋸所切割之矽晶錠切割部之顯微照片。

圖14係比較例2之線鋸之表面顯微照片(使用後)。

接著，以下一邊參照隨附圖式一邊對本發明之實施形態進行說明。

圖1中，符號1係本發明之線鋸。

該線鋸1具備成為母材之芯線2、及藉由利用鍍鎳將研磨粒31電鍍於該芯線2之表面而形成之研磨粒電鍍層3。

作為上述芯線2，除了於研磨粒電鍍型之線鋸一般所使用之鋼琴線以外，可使用硬鋼線等鋼線。此外，習知的一般之線鋸，為了確保所需之強度而使用線徑超過0.2mm之粗細之芯線2，但本發明之線鋸1如下述般，藉由對研磨粒電鍍層3之表面處理而使鎳層32強化，其結果為，亦能夠使線鋸1之強度提高，因此，作為芯線，可使用0.2mm以下者，較佳為使用0.05~0.2mm者，以如此方式使所使用之芯線之線徑變細，藉此能夠使晶錠之切割裕度δ[參照圖6(B)]減少、從相同尺寸之晶錠切出更多製品。

形成於該芯線2上之研磨粒電鍍層3，如圖1所示般係由平均粒徑8~35μm之研磨粒31、及使上述研磨粒31之基部固著於芯線上之厚度4~10μm之鎳層32構成。

作為設置於該研磨粒電鍍層3之研磨粒，除了金剛石研磨粒、cBN(立方晶氮化硼)研磨粒等超硬質研磨粒以外，亦可對應於作為切割對象之工件之材質而使用Al₂O₃、SiC等陶瓷系研磨粒，本實施形態中，使用金剛石研磨粒。

分散有研磨粒之鍍鎳層之電鍍，可藉由已知之電鍍法進行。鍍鎳，於根據鍍浴之種類而獲得之鍍鎳膜之硬度會產生差異，所獲得之鍍鎳膜越為硬質越佳。

此外，若所形成之鍍敷層之內部應力較大，則所形成之鍍敷層容易從芯線2剝離，因此，本實施形態中，於可形成所形成之鍍敷層之硬度較高且內部應力較小之鍍敷層之胺基磺酸浴中進行成膜，形成硬度為HV400~500左右之鍍鎳層。

研磨粒電鍍層3，於進行下述表面處理之前之狀態時，如圖7所示，以於鍍敷金屬32'即鎳中埋入有研磨粒31之狀態分散。

如此般，作為使鍍敷金屬32'即鎳與分散粒子即研磨粒31複合化並附著於芯線2之方法，考慮有如下方法：「懸浮共析」，係使懸浮之分散粒子吸附於連續地成長之鍍敷之表面，並藉由所析出之金屬將該分散粒子連續地取入鍍敷膜中；以及「沈澱共析」，係使分散粒子沈澱於水平地配置之鍍敷面，強制地使粒子與芯線表面接觸而使其等複合；在本申請案中，由於必須於剖面成為圓形之線材即芯線2之全周形成研磨粒電鍍層3，因此藉由懸浮共析進行研磨粒電鍍層3之形成。

上述之研磨粒電鍍層3，於圖1及圖7所示之實施形態中，為以完全地覆蓋芯線2之表面整體之方式形成者，但亦可如圖11所示，螺旋狀地形成於芯線2之表面。

如此般，若螺旋狀地形成研磨粒電鍍層3(參照圖11)，則作為潤滑、冷卻介質而注入線鋸1之水或油等容易被保持於研磨粒電鍍層3之非形成部，此外，切割時所產生之切削屑等容易透過研磨粒電鍍層3之非形成部而排出，因此，能夠謀求進一步之切削能力之提高與壽命之提高，尤其是，於研磨粒電鍍層3之非形成部分設有氟樹脂等低摩擦材料層4之構成中，可與摩擦之降低相互作用而謀求更進一步之高速切削與線鋸之長壽命化。

進一步地，於芯線2之表面形成有基底鍍鎳層5，藉此能夠於低摩擦材料層4之形成時進行燒接等，此外，可使對低摩擦材料螺旋狀地進行切削剝離等時磨石對芯線2造成之損傷降低。

如此般為了螺旋狀地形成研磨粒電鍍層3，本實施形態中，使具有絕緣性且摩擦係數較低之材料、例如由氟樹脂所構成之低摩擦材料層4螺旋狀地附著於芯線之表面，可藉由電鍍對該低摩擦材料層4之非形成部分形成上述研磨粒電鍍層3。

作為一例，本實施形態中，可於形成上述低摩擦材料層4之前，於芯線2之表面同樣地形成20μm左右之基底鍍鎳層5，於該基底鍍鎳層5之表面整體燒接塗覆氟樹脂後，藉由砂輪將形成研磨粒電鍍層3之部分之氟樹脂膜呈螺旋狀地削落，將未被削落而殘留之氟樹脂膜作為上述低摩擦材料層4。

於低摩擦材料之塗覆前所形成之基底鍍鎳層5，保護芯線2不受進行燒接塗覆氟樹脂時之熱影響，並且具有在將氟樹脂膜之一部分切削去除時防止切削波及芯線2之效果。

本實施形態中，亦可於進行用以去除表面凹凸之鍍鎳之後，藉由電鍍而於以如此方式露出於表面之部分之基底鍍鎳層5上形成上述研磨粒電鍍層3，藉此螺旋狀地形成研磨粒電鍍層3。

藉由電鍍而剛形成後之研磨粒電鍍層3，如圖7示意性地所示般，成為鍍敷金屬32'即鎳覆蓋研磨粒31之狀態，處於切割時具有切削工件W之作用之金剛石研磨粒31未露出於表面之狀態。

因此，藉由電鍍形成有研磨粒電鍍層3後，對線鋸1之表面進行噴射球狀珠粒並使其等碰撞之表面處理，藉此，如圖1或圖11所示，使金剛石研磨粒31之一部分露出而形成切割刃31a，並且利用藉由與球狀珠粒之碰撞而硬化之4~10μm之鎳層32使金剛石研磨粒31之基部固定於芯線2上。

作為所使用之球狀珠粒，可使用硬度HV500~1000、比重2.0~3.0、平均粒徑10~62μm之範圍者，作為符合上述硬度及比重之材質，可使用陶瓷系(包含玻璃)珠粒。

此外，球狀珠粒之噴射壓力，若未達0.15MPa則無法實現研磨粒31之露出與鎳層32之硬度上升，另一方面，若超過0.30MPa，則對研磨粒電鍍層3造成之損傷較大，研磨粒31之脫落量變多，並且會產生鎳層32之剝離，因此設為0.15~0.30MPa。

該噴射壓力，較佳為於與所使用之球狀珠粒之關係中從0.15MPa~0.30MPa之範圍選擇最佳之噴射壓力，該最佳之噴射壓力，處於如下傾向：所使用之球狀珠粒之比重、硬度越大，則越朝低壓側變動(shift)，球狀珠粒之比重、硬度越低，則越朝高壓側變動。

為了能夠對線材即線鋸1之表面整體均勻地噴射球狀珠粒並使其等碰撞，球狀珠粒之噴射必須從線鋸1之所有方向進行，本實施形態中，如圖2所示，以線鋸1為中心每隔約120°之等角度配置3根噴射嘴6，從各噴射嘴6分別噴射壓縮氣體，例如與壓縮空氣一併噴射球狀珠粒，並使其等碰撞，藉此能夠對線鋸之周面整體噴射球狀珠粒並使其等碰撞。

另外，圖2所示之例中，表示有使用3根噴射嘴6之加工例，但亦可進一步設置更多的噴射嘴6而進行處理，此外，亦可藉由使線鋸1一邊以軸線為中心旋轉一邊通過噴射嘴6之中心，而遍及線鋸1之表面全周進行更加均勻之處理。

圖3中之符號7，係用以進行對如此之線鋸1之球狀珠粒之噴射、碰撞之加工裝置，於內部具備作業空間之機櫃(cabinet)71內，如圖4所示，以既定間隔將載置線鋸1之T字狀之載置台72配置於形成於機櫃71之側面之線導入孔73至線引出孔(未圖示)之間，並且於該載置台72上，安裝有用以引導線鋸1之圓筒管74。

該圓筒管74係局部間斷，藉由朝向該間斷之部分配置噴射嘴6，而可使球體珠粒碰撞於導入機櫃71內之線鋸1。

另外，圖4所示之實施形態中，係以於載置台72上安裝單一之圓筒管74而僅加工1條線鋸1之方式構成，但上述圓筒管74對該載置台72之安裝，亦可如圖5所示般為複數條平行地進行者，藉由以如此方式構成，可平行地同時進行進給並加工複數條線鋸1，藉此可大幅提高生產性。

以如此方式，藉由對研磨粒電鍍層3噴射球狀珠粒，而如圖7所示般已埋於鍍敷金屬32'即鎳中之金剛石研磨粒31，如圖1所示般，其一部分露出而形成切割刃31a，並且使上述金剛石研磨粒31之基部固定之鎳層32之硬度上升，藉此，不僅防止金剛石研磨粒31之脫落，亦強化線鋸1整體。

[實施例]

以下，說明本發明之線鋸之製造實施例。

[實施例1]

<研磨粒電鍍層之形成>

將直徑0.12mm之硬鋼線作為芯線，藉由利用胺基磺酸浴之電鍍於其表面整體形成使平均粒徑30μm之金剛石研磨粒分散而成之研磨粒電鍍層，獲得直徑0.12mm之金剛石電鍍線鋸。

另外，形成於研磨粒之未附著部分中之芯線表面之鍍鎳之厚度為約5μm，下述表面處理前之研磨粒電鍍層之母層金屬即鎳層之硬度以HV計為450。

<表面處理條件>

對形成有上述研磨粒電鍍層之金剛石電鍍線噴射球狀珠粒，進行表面處理。

球狀珠粒之投射，係使用市售之珠擊裝置(不二製作所製「SC-4S-303(微粉用)」)，以線鋸為中心以120°之等角度配置3根噴孔之直徑為7mm之噴嘴，並且進行位置固定，以噴嘴距離130mm進行球狀珠粒之噴射。線鋸之進給速度為15m/min。

作為球狀珠粒，使用陶瓷系之硬質珠粒(不二機販製「FHB」系列)#400(粒徑53~38μm)，對以噴射壓力0.15MPa、0.20MPa、0.25MPa進行處理之各情形，評價處理後之研磨粒電鍍層之表面狀態。

另外，將實施例1中所使用之球狀珠粒之組成及物性表示於表1。

<試驗結果>

將對依照上述所說明之實施例1之製造條件所獲得之研磨粒電鍍層之狀態進行了確認之結果表示於表2。

根據以上之結果，確認了在變化之噴射壓力0.15~0.25MPa之整個範圍內，藉由研磨粒之一部分露出而形成切割刃，且鎳層之硬度上升。

當然，於以噴射壓力0.15MPa進行表面處理之情形，雖進行有研磨粒之露出，但可觀察到露出狀態存在少許不足，並且鎳層之硬度之上升與以0.20MPa進行噴射之情形相比亦較低，雖然與未進行表面處理之線鋸相比性能得到提高，但與將噴射壓力設為0.20MPa而進行表面處理之情形相比，效果之提高較低。

另一方面，於將噴射壓力設為0.25MPa之例中，亦確認了藉由研磨粒之露出之切割刃之形成與鎳層之硬度之提高，雖然與未處理之線鋸相比可觀察到性能之提高，但確認到產生略微脫落之研磨粒，以及雖然少量但研磨粒電鍍層剝離，確認了表面處理進行得略微過度。

因此，確認了在與實施例1中所使用之球狀珠粒之關係下，於將噴射壓力設為0.20MPa之情形，研磨粒電鍍層可處理成為最佳之狀態。

[實施例2]

<試驗條件>

作為在表面處理中所使用之球狀珠粒，除了使用玻璃珠粒(不二製作所製「FGB」)#400之方面、及以噴射壓力0.20MPa、0.25MPa、0.30MPa之3種模式進行之方面以外，係與實施例1相同。

另外，實施例2中所使用之球狀珠粒之組成及物性如表3所示。

<試驗結果>

將對依照上述所說明之實施例2之製造條件所獲得之線鋸之研磨粒電鍍層之狀態進行了確認之結果表示於表4。

根據以上之結果，確認了於噴射壓力0.20~0.30MPa之整個範圍內獲得藉由研磨粒之露出之切割刃之形成、及鎳層之硬度上升的效果。

此外，確認了在與實施例2中所使用之球狀珠粒之關係下，於將噴射壓力設為0.25MPa之情形，研磨粒電鍍層可處理成為最佳之狀態。

另外，確認了與上述實施例1相比，使用相對於實施例1中所使用之球狀珠粒為低密度且低硬度之球狀珠粒之實施例2中，與實施例1之情形相比，最佳之噴射壓力往高壓側變動。

[實施例3]

<試驗條件>

除了作為表面處理中所使用之球狀珠粒而使用陶瓷系之硬質珠粒(不二機販製「FHB」)#600(粒徑38~10μm)之方面以外，係與實施例1相同。

另外，實施例3中所使用之球狀珠粒之組成及物性，除了粒徑以外如於表1所示。

<試驗結果>

將對依照上述所說明之實施例3之製造條件所獲得之線鋸之研磨粒電鍍層之狀態進行了確認之結果表示於表5。

根據以上之結果，確認了與實施例1同樣地，於噴射壓力0.15~0.25MPa之整個範圍內，獲得藉由研磨粒之露出之切割刃之形成、及鎳層之硬度上升的效果。

另外，實施例3中所使用之珠粒，除了粒徑較小之方面以外，係與實施例1中所使用之球狀珠粒相同，該球狀珠粒之噴射壓力之最佳值係與實施例1之情形相同，為0.20MPa。

從該實施例1與實施例3之比較結果，可判斷所使用之球狀珠粒之粒徑變化對噴射壓力之最佳值之變化之影響較少。

[比較例1]

<試驗條件>

代替實施例1中之表面處理，而使用氧化鋁製之砂粒(不二製作所製「白剛玉(White Alundum)」)#400(粒徑44~37μm)、硬度HV2000，以噴射壓力0.10MPa、0.15MPa進行利用噴砂之蝕刻。其他條件係與實施例1同樣。

<試驗結果>

將對依照上述所說明之比較例1之製造條件進行利用噴砂之蝕刻後之研磨粒電鍍層之狀態進行了觀察之結果表示於表6。

根據以上之結果，確認了使用氧化鋁製之砂粒之利用噴砂之蝕刻中，既未實現研磨粒之適當露出，亦未實現鎳層之硬度上升。

而且，藉由比較例1之方法經處理之研磨粒電鍍層中，鎳層之表面呈緞紋狀粗糙，成為破壞之起點之傷痕遍及整體形成，因此認為由此產生鎳層之強度之降低，進一步產生線鋸自身之強度降低。

矽晶錠之切割試驗

[比較例2]

分別使用藉由上述實施例1中記載之方法所製造之本發明之線鋸(實施例1)、與藉由與實施例1同樣之方法形成研磨粒電鍍層後未進行表面處理之狀態之線鋸(比較例2)，進行矽晶錠之切割。

使用實施例1之線鋸所切割之矽晶錠之切割面(參照圖9)，與使用比較例2之線鋸所切割之矽晶錠之切割面(參照圖13)相比，切削寬度明顯較小，切割面之粗糙亦較少，凹凸較小較為美觀，並且，能夠筆直地進行切割。

據此判斷，藉由使用本發明之線鋸，能夠一併減少參照圖6(B)所說明之切割裕度δ、研磨裕度t，其結果為，能夠從相同長度之晶錠切出更多製品，並且可縮短切出後之研磨時間。

而且，比較例2之線鋸中，相對於在表面存在有大量凸部之使用前之狀態(參照圖12)，在使用後表面之凸部幾乎消失(參照圖14)，因切割矽晶錠而使藉由電鍍附著於表面之研磨粒幾乎脫落，成為無法再使用之狀態。

相對於此，實施例1之線鋸中，可確認即使用於切割之後(參照圖10)，亦於與使用前(參照圖8)大致同樣之狀態殘留有凸部，根據本發明，能提供一種不僅可獲得無粗糙之美觀之切割面、難以產生研磨粒之脫落且壽命長之線鋸。

1‧‧‧線鋸

2‧‧‧芯線

3‧‧‧研磨粒電鍍層

31‧‧‧研磨粒(金剛石研磨粒)

31a‧‧‧切割刃

32‧‧‧鎳層

Claims

一種線鋸，其特徵在於：具備於芯線電鍍研磨粒而形成之研磨粒電鍍層；該研磨粒電鍍層具有：切割刃，係由對藉由電鍍而以於該芯線上以使該研磨粒埋設於鎳中之方式分散有該研磨粒之狀態成膜之鍍鎳層，進行噴射球狀珠粒並使其等碰撞之表面處理而藉此於該鍍鎳層上露出之該研磨粒之一部分形成；及鎳層，係藉由該表面處理而硬化，使該研磨粒之基部固定於該芯線上。
如申請專利範圍第1項之線鋸，其具備於線徑0.05~0.2mm之該芯線電鍍平均粒徑8~35μm之該研磨粒而形成之該研磨粒電鍍層。
如申請專利範圍第2項之線鋸，其中，該研磨粒電鍍層具備該切割刃，該切割刃係由進行該表面處理而露出之該研磨粒之一部分形成，該表面處理係對藉由電鍍以於該芯線上以使該研磨粒埋沒於鎳中之方式分散有該研磨粒之狀態成膜之該鍍鎳層，以噴射壓力0.15~0.30MPa噴射硬度為HV500~1000、比重為2.0~3.0、平均粒徑為10~62μm之該球狀珠粒且使其等碰撞。
如申請專利範圍第3項之線鋸，其中，該研磨粒電鍍層具有藉由該球狀珠粒之碰撞而硬化的使該研磨粒之基部固定於該芯線上且厚度為4~10μm的該鎳層。
一種線鋸之製造方法，其特徵在於，包含：藉由電鍍而於芯線形成以使研磨粒埋沒於鎳中之方式分散有該研磨粒之鍍鎳層即研磨粒電鍍層之步驟；以及對形成有該研磨粒電鍍層之該芯線噴射球狀珠粒且使其等碰撞之表面處理步驟；於該表面處理步驟中，藉由與該球狀珠粒之碰撞而使該研磨粒之一部分露出於該鍍鎳層上，從而於該研磨粒電鍍層形成切割刃，並且形成有使該研磨粒之基部固定於該芯線上的藉由與該球狀珠粒之碰撞而硬化、硬度上升的鎳層。
如申請專利範圍第5項之線鋸之製造方法，其包含：藉由電鍍而於芯線形成分散有平均粒徑8~35μm之該研磨粒之該鍍鎳層即該研磨粒電鍍層之步驟；以及以噴射壓力0.15~0.30MPa對形成有該研磨粒電鍍層之該芯線噴射硬度HV500~1000、比重2.0~3.0、平均粒徑10~62μm之該球狀珠粒且使其等碰撞之該表面處理步驟。
如申請專利範圍第5項之線鋸之製造方法，其中，藉由該表面處理步驟，形成有厚度4~10μm之該鎳層。
如申請專利範圍第5項之線鋸之製造方法，其中，藉由胺基磺酸浴進行該研磨粒電鍍層之電鍍。
如申請專利範圍第5項之線鋸之製造方法，其中，該球狀珠粒係由陶瓷或玻璃形成。