WO2017141382A1 - マルチワイヤ走行モジュール、マルチワイヤ走行モジュールの使用方法及びワイヤ放電加工機 - Google Patents

マルチワイヤ走行モジュール、マルチワイヤ走行モジュールの使用方法及びワイヤ放電加工機 Download PDF

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WO2017141382A1
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WO
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wire
guide roller
cutting
wire portion
cutting wire
Prior art date
Application number
PCT/JP2016/054605
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English (en)
French (fr)
Inventor
三宅 英孝
中川 孝幸
橋本 隆
柴田 淳一
Original Assignee
三菱電機株式会社
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Publication date
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23HWORKING OF METAL BY THE ACTION OF A HIGH CONCENTRATION OF ELECTRIC CURRENT ON A WORKPIECE USING AN ELECTRODE WHICH TAKES THE PLACE OF A TOOL; SUCH WORKING COMBINED WITH OTHER FORMS OF WORKING OF METAL
    • B23H7/00Processes or apparatus applicable to both electrical discharge machining and electrochemical machining
    • B23H7/02Wire-cutting
    • B23H7/08Wire electrodes
    • B23H7/10Supporting, winding or electrical connection of wire-electrode

Definitions

  • the present invention relates to a multi-wire traveling module for simultaneously cutting a plurality of wafers from an ingot, a method for using the multi-wire traveling module, and a wire electric discharge machine.
  • the ingot specifications to be cut are set first, and after determining the specifications based on the main roller, such as the distance between rollers and the roller diameter, based on the ingot diameter, the main
  • the device is designed exclusively in consideration of the design of the drive mechanism that becomes the roller rotation device, and the design matters such as the mechanical rigidity and the device size.
  • the wire span which is the wire facing length of the cutting wire portion for processing the workpiece, cannot be adjusted by changing the installation position of the main roller.
  • the wire saw designed exclusively cannot change the distance between rollers.
  • the method of installing the sub-roller requires a separate mechanism for installing the sub-roller, which complicates the device structure.
  • the wire span can be shortened, the wire span cannot be extended in order to cut a workpiece having a size larger than the interval between the main rollers.
  • the distance from the installation position of the power supply that feeds the machining power to the wire to the discharge location, that is, along with the change in the wire circumference to the workpiece The resistance value of the wire changes, and further affects the electric discharge machining characteristics.
  • the difference in resistance value due to the peripheral lengths of the parallel wires is an important factor for the feeding method for the parallel wires.
  • the individual power supply method for supplying power to each wire from an electrically isolated power supply, or the collective power supply method for supplying power to each wire from a common single power supply is optimal for the installation position of the power supply and the wire circumference.
  • the wire circumferential length is determined by the distance between the main rollers around which the wire is wound, that is, the arrangement position thereof.
  • the layout design of the main roller affects the processing performance from the viewpoint of adjusting the wire circumference.
  • the roller shaft diameter is enlarged to ensure the rigidity of the main roller, the core of the roller body is made of steel, and the weight is increased and the roller is supported. Increase the size of the bearing to obtain the rigidity of the bearing.
  • the contact area of the wire wound around the roller is increased, The main roller diameter increases.
  • a method of suppressing wire vibration by increasing the tension applied to the wire is taken.
  • a tension close to the wire breakage limit is set in order to reliably suppress the wire vibration, and a high rigidity that can withstand a wire tension assuming parallel running of several tens to several hundreds of wires is provided.
  • the electric discharge type with a smaller processing reaction force is used to melt and remove the workpiece by thermal processing by electric discharge.
  • the high hardness material include silicon carbide (SiC) and gallium nitride (GaN).
  • SiC silicon carbide
  • GaN gallium nitride
  • EDM with a 0.100 mm diameter wire can realize wafer processing with a cutting margin of about 130 ⁇ m to 150 ⁇ m, and simultaneous wafer processing with multiple wires can increase wafer yield per ingot and reduce wafer costs. it can.
  • Patent Document 1 uses a device corresponding to a wire electric discharge machine as a base machine, arranges two or three rollers with respect to the Z axis, winds a wire between the arranged rollers, A cutting wire made of parallel wires is formed, and an electric discharge machining power source is connected to the cutting wire and fed to perform multi-wire electric discharge machining.
  • Patent Document 1 uses a driving roller, there is a problem that the roller arrangement position cannot be changed as in the case of the wire saw design.
  • the present invention has been made in view of the above, and an object of the present invention is to obtain a multi-wire travel module capable of changing a wire span in accordance with the size of a workpiece.
  • the present invention includes a plurality of guide roller mounting holes, a base plate attached to a wire electric discharge machine, and a plurality of guide roller mounting holes.
  • at least one of the guide rollers is driven to rotate as the wire wound around the guide roller travels.
  • the multi-wire travel module according to the present invention has an effect that the wire span can be changed in accordance with the size of the workpiece.
  • FIG. 1 Schematic diagram of the wire electric discharge machine according to Embodiment 1 of the present invention Front view of multi-wire travel module according to Embodiment 1 Side view of multi-wire travel module according to Embodiment 1 Front view of base plate of multi-wire travel module according to Embodiment 1 The figure which shows another structure of the multi-wire traveling module which concerns on Embodiment 1.
  • FIG. 1 shows another structure of the multi-wire traveling module which concerns on Embodiment 1.
  • FIG. 1 Front view of a base plate of a multi-wire travel module according to Embodiment 2 of the present invention
  • Side view of multi-wire travel module according to Embodiment 2 Front view of a base plate of a multi-wire travel module according to Embodiment 3 of the present invention
  • FIG. 3 The figure which shows the example of installation of the non-cutting wire part guide roller to the base plate of the multi-wire traveling module which concerns on Embodiment 3.
  • FIG. The figure which shows the example of installation of the non-cutting wire part guide roller to the base plate of the multi-wire traveling module which concerns on Embodiment 3.
  • FIG. 1 The figure which shows the example of installation of the non-cutting wire part guide roller to the base plate of the multi-wire traveling module which concerns on Embodiment 3.
  • FIG. 5 A perspective view of a multi-wire traveling module according to Embodiment 6 of the present invention.
  • FIG. 7 The figure which shows the state which inclined the multi-wire driving
  • FIG. 7 A perspective view of the multi wire travel module concerning Embodiment 5 of the present invention.
  • FIG. 1 is a schematic diagram of a wire electric discharge machine according to Embodiment 1 of the present invention.
  • FIG. 2 is a front view of the multi-wire travel module according to the first embodiment.
  • FIG. 3 is a side view of the multi-wire travel module according to the first embodiment.
  • the wire electric discharge machine 50 includes a wire reel 2 that supplies a wire 1 for electric discharge machining, a tension control mechanism 3 that controls the tension of the wire 1, a wire feed mechanism 4 that pulls the wire 1 out of the wire reel 2, and sends the wire 1; A lower guide 5 for guiding the processed wire 1, a wire recovery mechanism 6 for recovering the processed wire 1, a vertical feed mechanism 7 for moving the wire feed mechanism 4 in the vertical direction, and for setting the workpiece W.
  • a multi-wire travel module 20 is attached to the vertical feed mechanism 7.
  • the workpiece W is fixed to a jig 11 installed on the surface plate 8.
  • the multi-wire travel module 20 includes a base plate 25 detachably fixed to the vertical feed mechanism 7, a power supply 26 that applies a voltage to the wire 1, a power supply 27 that supplies a voltage to the power supply 26, and a power supply 27.
  • a control unit 28 that controls the timing of supplying a voltage to the power supply 26 and an inter-electrode nozzle 29 that injects a machining liquid between the wire 1 and the workpiece W are provided.
  • the base plate 25 is a pair of guide rollers that form the cutting wire portion 30, a cutting wire portion first guide roller 21 and a cutting wire portion second guide roller 22, and a non-cutting guide roller that does not form the cutting wire portion 30.
  • the wire part first guide roller 23 and the non-cut wire part second guide roller 24 are rotatably supported.
  • the cutting wire portion first guide roller 21 and the cutting wire portion second guide roller 22 are cutting wire portion guide rollers forming the cutting wire portion 30, and the non-cutting wire portion first guide roller 23 and the non-cutting wire portion second.
  • the guide roller 24 is a non-cutting wire portion guide roller that does not form a cutting wire portion. In the following description, when these are collectively referred to without distinction, they are simply referred to as guide rollers.
  • the guide roller that forms the cutting wire portion 30 and the guide roller that does not form the cutting wire portion 30 are changed by changing the installation position of the workpiece W. It can also be replaced. That is, when the electric discharge machining is performed while moving the multi-wire travel module 20 in the right direction on the paper surface of FIG. 2, the cutting wire portion first guide roller 21 and the cutting wire portion second guide roller 22 form the cutting wire portion 30. However, when electric discharge machining is performed while moving the multi-wire travel module 20 in the left direction in FIG.
  • the non-cutting wire portion first guide roller 23 and the non-cutting wire portion second guide roller 24 side is the cutting wire.
  • Part 30 the cutting wire portion is a discharge wire portion that performs electric discharge machining on the workpiece W, but the cutting wire portion guide roller and the non-cutting wire portion guide roller are distinctions for convenience of explanation, and depending on the processing feed direction,
  • the guide roller can be a cutting wire section guide roller or a non-cutting wire section guide roller.
  • the wire 1 drawn from the wire reel 2 is surrounded by a cutting wire portion first guide roller 21, a cutting wire portion second guide roller 22, a non-cutting wire portion first guide roller 23, and a non-cutting wire portion second guide roller 24.
  • the cutting wire portion 30 shown in FIG. 2 is configured between the cutting wire portion first guide roller 21 and the cutting wire portion second guide roller 22.
  • the cutting wire portion 30 is a part of the wire 1 that generates electric discharge with the workpiece W.
  • the portion of the wire 1 that becomes the cutting wire portion 30 changes continuously as the wire 1 travels.
  • the cutting wire portion first guide roller 21, the cutting wire portion second guide roller 22, the non-cutting wire portion first guide roller 23, and the non-cutting wire portion second guide roller 24 have the same structure.
  • the cost of the wire travel module 20 is reduced.
  • the cutting wire portion first guide roller 21, the cutting wire portion second guide roller 22, the non-cutting wire portion first guide roller 23, and the non-cutting wire portion second guide roller 24 have the same structure.
  • the guide rollers are made lighter by using aluminum, which has a higher specific strength than steel materials.
  • the guide roller is not provided with a power source and is driven to rotate by a frictional force generated when the wire 1 travels. That is, the guide roller is a driven rotation type cantilever support type. Since the guide roller is a cantilever support type, when it is installed on the base plate 25, the opposite side of the base plate 25 is open without any obstacles, and the wire winding work is performed on a plurality of guide rollers. Can be done easily.
  • the power supply 26 includes at least one of an independent power supply method and a collective power supply method.
  • the independent power feeding method in which power is supplied to each of the wires 1 that are arranged in parallel by being wound, power is supplied to the wires 1 independently from the power supply 26 that is electrically insulated from each other. .
  • the power supply 26 that feeds the machining power to the wire 1 is aligned at the same pitch as the wires 1 that are arranged in parallel by winding so that the relative positions of the power supply 26 are not shifted from each other and are not in contact with each other.
  • the unit is stored in a dedicated holder in an aligned state.
  • a power supply line connected to each of the power supply units 26 in the unitized power supply train is connected to a machining power source.
  • the unitized power supply train is arranged so that the corresponding power supply 26 is in contact with each of the wires 1 that are to be fed in parallel and run in parallel.
  • the total current corresponding to the number of wires contacting the common power supply 26 is reduced to one. Power is supplied from two power supply units 26.
  • the position where the power supply 26 is brought into contact with the wire 1 is variable. Therefore, the distance between the discharge point of the workpiece W and the feeding point can be adjusted, the machining current can be limited by the important wire length in the batch feeding method, and the possibility that the wire 1 is melted is avoided. Therefore, it is not necessary to limit the supply current, and the processing speed can be improved.
  • FIG. 4 is a front view of the base plate of the multi-wire travel module according to the first embodiment.
  • the base plate 25 includes cutting wire portion first guide roller mounting holes 251a, 251b, 251c, 251d, 251e, cutting wire portion second guide roller mounting holes 252a, 252b, 252c, 252d, 252e, non-cutting wire portion first.
  • 1 guide roller mounting holes 253a and 253b and non-cut wire portion second guide roller mounting holes 254a and 254b are provided.
  • the cutting wire portion first guide roller mounting hole 251a and the cutting wire portion second guide roller mounting hole 252a are used to cut the cutting wire portion first guide roller 21 and the cutting wire portion first when cutting an ingot having an ingot diameter of 2 inches.
  • Two guide rollers 22 are attached.
  • the cutting wire portion first guide roller mounting hole 251b and the cutting wire portion second guide roller mounting hole 252b are used to cut the cutting wire portion first guide roller 21 and the cutting wire portion first when cutting an ingot having an ingot diameter of 3 inches.
  • Two guide rollers 22 are attached.
  • the cutting wire portion first guide roller mounting hole 251c and the cutting wire portion second guide roller mounting hole 252c are used to cut the cutting wire portion first guide roller 21 and the cutting wire portion first when cutting an ingot having an ingot diameter of 4 inches.
  • Two guide rollers 22 are attached.
  • the cutting wire portion first guide roller mounting hole 251d and the cutting wire portion second guide roller mounting hole 252d are used to cut the cutting wire portion first guide roller 21 and the cutting wire portion first when cutting an ingot having an ingot diameter of 6 inches.
  • Two guide rollers 22 are attached.
  • the cutting wire portion first guide roller mounting hole 251e and the cutting wire portion second guide roller mounting hole 252e are used to cut the cutting wire portion first guide roller 21 and the cutting wire portion first when cutting an ingot having an ingot diameter of 8 inches.
  • Two guide rollers 22 are attached.
  • the non-cut wire portion first guide roller mounting hole 253a and the non-cut wire portion second guide roller mounting hole 254a are provided when the ingot diameter is 2 inches, 3 inches, or 4 inches when cutting an ingot.
  • the 1 guide roller 23 and the non-cut wire portion second guide roller 24 are attached.
  • the non-cutting wire portion first guide roller mounting hole 253b and the non-cutting wire portion second guide roller mounting hole 254b are used when cutting an ingot having an ingot diameter of 6 inches or 8 inches. 23 and a non-cut wire portion second guide roller 24 are attached.
  • the base plate 25 includes cutting wire portion guide roller mounting holes 251a, 251b, 251c, 251d, and 251e and cutting wire portion second guide roller mounting holes 252a and 252b. , 252c, 252d, 252e, non-cut wire portion first guide roller mounting holes 253a, 253b and non-cut wire portion second guide roller mounting holes, which are non-cut wire portion guide roller mounting holes. A plurality of 254a and 254b are provided.
  • the base plate 25 is provided with a fixing screw mounting hole 255.
  • the base plate 25 is attached to the vertical feed mechanism 7 using a fixing screw attachment hole 255.
  • the guide roller is driven and reduced in weight and rotated without being affected by the frictional load of the wire 1 and the inertia of the roller shaft even without power assistance by an external device. it can.
  • the guide roller does not require an external power mechanism and a power source, the degree of freedom of arrangement on the base plate 25 is high, and the base plate 25 on which the guide roller is arranged can be easily mounted on the vertical feed mechanism 7.
  • the peripheral structure including the main roller is a large structure
  • the multi-wire traveling module 20 according to the first embodiment is a standard Since a typical wire electric discharge machine 50 is used as a base machine, the size of the apparatus for performing the slicing process can be reduced to the size of the wire electric discharge machine 50. Furthermore, since the multi-wire travel module 20 can use the automatic wire connection device of the wire electric discharge machine 50 except for the step of winding the wire in the wire passing work, the work setup can be simplified.
  • the user can perform wafer multi-wire slicing without feeling a difference from the operation of wire electric discharge machining, which is the original usage of the wire electric discharge machine 50.
  • the multi-wire travel module 20 rotates the guide roller even in a cantilevered support structure by setting the number of times of winding the wire 1 around the guide roller to about 20 times that is 1/10 to 1/40 of a normal wire saw. Will not cause any problems.
  • the width of the processing groove which is the cutting allowance, will be made even narrower in order to reduce costs, and a wire with a thinner wire diameter is used to reduce the processing groove width. It is effective to do.
  • Driving the guide roller is important for stable slicing with a thin wire.
  • the inertia of the roller increases depending on the load of the bearing, the load of the drive transmission mechanism, or the roller weight. .
  • a tension greater than the breaking strength of a thin wire having a wire diameter of 0.050 mm to 0.070 mm is required.
  • the guide rollers of the multi-wire travel module 20 are originally driven, and a plurality of guide rollers are wound around without being transmitted with power from an external power source such as a motor due to weight reduction.
  • the wire 1 can be rotated with traveling only by the frictional force with the wire 1. Further, the guide roller of the multi-wire travel module 20 can rotate even if the wire 1 is wound once.
  • the case where all the guide rollers of the multi-wire travel module 20 are driven is taken as an example, but external power may be transmitted to some of the guide rollers, that is, multi-wire travel.
  • the module 20 may be such that at least some of the guide rollers are driven.
  • the cutting wire portion first guide roller 21, the cutting wire portion second guide roller 22, the non-cutting wire portion first guide roller 23, and the non-cutting wire portion No. 2 The cutting wire portion 30 formed between the cutting wire portion first guide roller 21 and the cutting wire portion second guide roller 22 by winding the wire 1 around the guide roller 24 is the minimum necessary for cutting the ingot. Can be set to any span. Therefore, the multi-wire travel module 20 according to the first embodiment can perform stable electric discharge machining with less vibration of the wire 1 during electric discharge machining. Thereby, the processing groove width which is a cutting allowance which becomes a loss of a material can be narrowed, processing speed and processing accuracy can be improved, and processing cost can be reduced.
  • FIG. 5 is a diagram showing another structure of the multi-wire travel module according to Embodiment 1. If the width of the workpiece W is equal to or less than the diameter of the guide roller, it is wound between two guide rollers, that is, a cutting wire portion first guide roller 21 and a cutting wire portion second guide roller 22, as shown in FIG. Two workpieces W can be cut simultaneously by installing the workpiece W and performing wire electrical discharge machining on the wire 1 as shown in FIG.
  • FIG. FIG. 6 is a front view of the base plate of the multi-wire travel module according to Embodiment 2 of the present invention.
  • the base plate 31 cutting wire portion first guide roller mounting holes 311a, 311b, 311c, cutting wire portion second guide roller mounting holes 312a, 312b, 312c, non-cutting wire portion first guide roller mounting holes 313 are provided.
  • a non-cut wire portion second guide roller mounting hole 314 and a fixing screw mounting hole 315 are provided.
  • the base plate 31 is formed with a notch 316.
  • the notch 316 is provided between the cutting wire portion first guide roller mounting holes 311a, 311b, 311c and the cutting wire portion second guide roller mounting holes 312a, 312b, 312c.
  • the base plate 31 is provided with a fixing screw mounting hole 315 and is fixed to the vertical feed mechanism 7 using the fixing screw mounting hole 315.
  • FIG. 7 is a side view of the multi-wire travel module according to the second embodiment.
  • the multi-wire travel module 20 according to the second embodiment since the notch 316 is provided in the base plate 31, the ingot and the base plate 31 interfere when slicing is performed on a portion other than the end portion of the ingot. Can be prevented. Therefore, even when it is desired to cut out the wafer from the central portion of the ingot, it is not necessary to perform the slicing process in order from the end portion of the ingot.
  • the multi-wire travel module 20 according to Embodiment 2 can perform slicing processing on a portion other than the end portion of the ingot. Others are the same as in the first embodiment.
  • FIG. FIG. 8 is a front view of the base plate of the multi-wire travel module according to Embodiment 3 of the present invention.
  • FIG. 10 and FIG. 11 are diagrams showing an example of installation of the non-cut wire portion guide roller on the base plate of the multi-wire travel module according to the third embodiment.
  • the base plate 32 includes cutting wire portion first guide roller mounting holes 321a and 321b, cutting wire portion second guide roller mounting holes 322a and 322b, a plurality of non-cutting wire portion guide roller mounting holes 323, and fixing screw mounting.
  • a hole 324 is provided.
  • the base plate 32 is provided with an enlarged portion 32a on the left side in FIG.
  • the multi-wire travel module 20 according to Embodiment 3 can change the wire path by changing the position and number of the non-cut wire portion guide roller mounting holes 323 among the plurality of non-cut wire portion guide roller mounting holes 323. It has become.
  • the wire route may be any route that can be drawn with one stroke without crossing the wire travel route.
  • the multi-wire travel module 20 according to Embodiment 3 can easily change the wire path by attaching the non-cutting wire part guide roller to the non-cutting wire part guide roller mounting hole 323 provided in the enlarged part 32a.
  • FIG. 9 is more than the configuration shown in FIG. 10 or FIG.
  • the peripheral length of the wire 1 becomes longer.
  • the configuration of FIG. 10 and the configuration of FIG. 11 are the same in the number of non-cutting wire portion guide rollers 33, but the configuration of FIG. 11 in which the non-cutting wire portion guide rollers 33 are closely arranged is a wire.
  • the circumference of 1 is short. That is, among the configurations shown in FIGS. 9, 10, and 11, the circumference of the wire 1 in the configuration shown in FIG. 9 is the longest, and the circumference of the wire 1 in the configuration shown in FIG. 11 is the shortest. .
  • the parallel between the feeders 26 in parallel is electrically determined by the difference between the wire resistance value between adjacent feeders 26 and the wire resistance value from the feeder 26 to the discharge point on the workpiece W. It is in an insulated state.
  • the circumferential length of the wire 1 between the adjacent power supply 26, that is, the resistance value is about 10 times larger than the resistance value proportional to the wire length from the power supply 26 to the discharge point on the workpiece W. Is set. With this setting, the adjacent feeders 26 are in a state of electrical insulation between the adjacent feeders 26 due to the difference in resistance even though there is electrical continuity by the single wire 1. Therefore, since the current supplied to each of the power supply 26 flows preferentially toward the workpiece W having a small resistance value, simultaneous electric discharge machining at a plurality of locations on the wire 1 is realized.
  • the position where the resistance value difference between the wires 1 is enlarged is preferable. It is better to install the unit as close to the workpiece W as possible.
  • the total current corresponding to the number of wires in contact with the common power supply 26 is reduced to one. Since power is supplied from one power supply 26, it is necessary to limit the machining current with a resistance value from the power supply 26 to the discharge point so that concentrated power supply to a specific wire does not occur. That is, since the wire length for obtaining a required resistance value is required from the power supply 26 to the discharge point, it is better to install the unit storing the power supply 26 away from the workpiece W.
  • the multi-wire travel module 20 according to the third embodiment can freely change the travel route of the wire 1 depending on the number and attachment positions of the non-cut wire portion guide rollers 33, the specification change of the wire 1 or the workpiece W can be changed.
  • the influence on the electric discharge machining characteristics due to the change in the discharge energy due to the difference in the internal resistance value can be reduced by adjusting the resistance value between the wires to be wound. Thereby, in the slice process using the multi-wire traveling module 20 according to the third embodiment, stable electric discharge machining can be performed.
  • FIG. FIG. 12 is a cross-sectional view showing the structure of the guide roller of the multi-wire travel module according to the fourth embodiment.
  • a guide roller 40 used as a cutting wire portion guide roller or a non-cutting wire portion guide roller is a driven rotary cantilever support roller. After the guide ring 41, the spacer 42 and the bearing 43 are combined, the bearing 43 By combining with a base 44 having a shaft 44a to be fitted, it is unitized so that it can be rotated alone and installed freely.
  • the guide roller 40 includes a screw hole 44b processed on the bottom surface side of the base 44, cutting wire portion first guide roller mounting holes 251a, 251b, 251c, 251d, and 251e processed on the base plate 25, and a cutting wire portion first. 2 Fixing using guide roller mounting holes 252a, 252b, 252c, 252d, 252e, uncut wire portion first guide roller mounting holes 253a, 253b and non-cut wire portion second guide roller mounting holes 254a, 254b Thus, the guide roller 40 can be freely arranged on the base plate 25.
  • the multi-wire travel module 20 other than the guide roller 40 is the same as in the first embodiment.
  • the guide ring 41 is sandwiched between two pressing plates 45 and 46 so as to rotate together with the bearing 43, and is fastened by a fixing screw 47.
  • the guide ring 41 incorporating the bearing 43 is fitted to the shaft 44 a of the base 44 and assembled by fastening the bearing retainer 48 and the fixing screw 49 to constitute the guide roller 40.
  • the guide ring 41 is made of aluminum which has good workability in cutting and has a higher specific strength than iron. Since the machining power supply to the wire 1 is supplied via the power supply 26, the guide ring 41 with which the wire 1 comes into contact electrically insulates the wires 1 that are in parallel with each other by winding the wire 1. It is necessary to prevent a short circuit between them. For this reason, in the fourth embodiment, the outer peripheral surface of the guide ring 41 is subjected to a hard anodizing treatment with a film thickness of about 10 ⁇ m to 50 ⁇ m to make the outer peripheral surface of the guide ring 41 insulative, so A short circuit is prevented.
  • the guide ring 41 is formed with a plurality of V-grooves serving as wire guide grooves at equal pitches along the outer peripheral surface. Since the guide ring 41 is made of aluminum, it is easy to turn the wire guide groove. Since the guide ring 41 is subjected to the hard alumite treatment, the wear resistance of the wire guide groove is improved as compared with the case where the hard anodize treatment is not performed.
  • the multi-wire travel module 20 in which the guide ring 41 can be attached and detached independently, can quickly respond to a change in wafer specifications by replacing the guide ring 41 with a wire guide groove having a different specification.
  • the behavior of the wire 1 becomes unstable as the wire guide groove wears.
  • the guide ring 41 can be attached and detached alone, maintenance such as reworking the wire guide groove on the guide ring 41 with the worn wire guide groove is easy.
  • the guide roller mounting holes 254a and 254b are selected, and the unitized guide roller 40 can be easily and freely arranged on the base plate 25 by a screw fixing method.
  • FIG. 13 is a view showing another structure of the guide roller of the multi-wire travel module according to the fourth embodiment.
  • the structure is the same as that shown in FIG. 12 except that flanges 41a are provided at both ends in the axial direction of the guide ring 41 indicated by arrow A in FIG.
  • FIG. FIG. 14 is a perspective view of a multi-wire travel module according to Embodiment 5 of the present invention.
  • the multi-wire traveling module 20 according to the fifth embodiment is the same as the multi-wire traveling module 20 according to the first embodiment, but the winding method of the wire 1 is different from that of the first embodiment.
  • the wire 1 fed out from the wire feed mechanism 4 is hung on the non-cutting wire portion second guide roller 24 next to the cutting wire portion first guide roller 21, and again the cutting wire portion first guide roller.
  • the winding start portion 1 a is formed by being hung on the belt 21.
  • the cutting wire portion first guide roller 21, the cutting wire portion second guide roller 22, the non-cutting wire portion first guide roller 23, and the non-cutting wire portion second guide roller 24 are hung a plurality of times in this order, whereby Are formed in parallel.
  • the wire 1 hung on the non-cutting wire portion first guide roller 23 after the cutting wire portion second guide roller 22 is again hooked on the cutting wire portion second guide roller 22.
  • a winding end portion 1b is formed.
  • a wire supplied through a wire guide installed at the tip of a vertical feed mechanism is inserted into a wire guide located on a lower extension line of the wire guide and pulled into the wire recovery mechanism 6. It is conveyed by being. Therefore, the vibration of the wire forming the cutting wire portion is restrained by the upper and lower wire guides, and the wire vibration is suppressed.
  • the multi-wire travel module 20 includes a cutting wire configured by the wires 1 that are arranged in parallel between the cutting wire portion first guide roller 21 and the cutting wire portion second guide roller 22 by winding the wire 1.
  • the part 30 is not provided with a mechanism corresponding to a wire guide. Therefore, the wire 1 conveyed from the up-and-down feed mechanism 7 side is cut into the cutting wire portion first guide roller 21, the cutting wire portion second guide roller 22, the non-cutting wire portion first guide roller 23, the non-cutting wire portion first. Since the two guide rollers 24 are sequentially wound, the force for pressing the wire 1 against the cutting wire portion first guide roller 21 that contacts first is insufficient, and the wire 1 is cut at the cutting wire portion first guide roller 21 at the beginning of winding. Make fun.
  • the wire 1 inserted into the lower guide 5 is also cut after being wound around the cutting wire portion first guide roller 21 and then passing through the cutting wire portion second guide roller 22 and inserted into the lower guide 5. There is no force to press the wire 1 against the wire portion second guide roller 22, and the wire 1 is separated from the cutting wire portion second guide roller 22.
  • the winding of the wire 1, that is, the first row of wires 1 of the cutting wire portion 30, is not connected to the cutting wire portion first guide roller 21 immediately after the conveyance from the vertical feed mechanism 7 side. After being wound at least once with the cutting wire portion second guide roller 24 to form the winding start portion 1a, it is wound around the cutting wire portion second guide roller 22.
  • the wire 1 in the last row of the cutting wire portion 30 After the cutting wire portion first guide roller 21 is wound, it passes through the cutting wire portion second guide roller 22 and passes through the lower guide. Before being inserted into the wire 5, the wire is wound around the non-cut wire portion first guide roller 23 at least once, and then wound around the wire guide second guide roller 22 again and inserted into the lower guide 5.
  • the multi-wire travel module 20 is different from the cutting wire portion first guide roller 21 and the cutting wire portion second guide roller 22 in the non-cutting wire portion first guide roller 23 and the non-cutting wire portion.
  • the second guide roller 24 is attached to the non-cutting wire portion first guide roller mounting holes 253a, 253b and the non-cutting wire portion second guide roller mounting holes 254a, 254b, and the non-cutting wire portion second guide roller 24 and the cutting wire
  • the wire 1 is wound around the first guide roller 21, the cutting wire portion first guide roller 21, the cutting wire portion second guide roller 22, the non-cutting wire portion first guide roller 23, and the non-cutting wire portion second
  • the wire 1 is wound around the guide roller 24 a set number of times, and the non-cut wire portion first guide roller 23 and the cut wire portion second gear.
  • the wire 1 is recovered after the wound wire 1 to the Dorora 24.
  • the wire 1 in the first row of the cutting wire portion 30 is pressed against the cutting wire portion first guide roller 21 by the winding start portion 1a, and the wire 1 in the final row ends.
  • the cutting wire portion is pressed against the second guide roller 22 by the portion 1b. That is, since the winding start portion 1a and the winding end portion 1b function as a wire guide or a wire presser, the wires 1 in the first row and the last row are also the same as other wires 1 in the cutting wire portion 30. Vibration can be suppressed. Further, in the multi-wire traveling module 20 according to the fifth embodiment, since the traveling direction of the wire is the direction of gravity, machining waste generated by electric discharge machining is easily discharged.
  • FIG. FIG. 15 is a perspective view of a multi-wire travel module according to Embodiment 6 of the present invention.
  • the multi-wire travel module 20 according to the sixth embodiment is different from the first embodiment in that a fixing screw mounting hole 255 is provided on the non-cutting side.
  • the fixing screw attachment hole 255 is provided adjacent to the non-cut wire portion second guide roller attachment hole 254 shown in FIG.
  • the wire 1 fed out from the wire feeding mechanism 4 includes a non-cutting wire portion second guide roller 24, a non-cutting wire portion first guide roller 23, a cutting wire portion second guide roller 22, and a cutting wire.
  • a cutting wire portion 30 in which the wire 1 is arranged in parallel by being hung a plurality of times in the order of the first guide roller 21 is formed. Further, at the end of winding, the wire 1 is fed to the lower guide 5 after being hung on the non-cut wire portion first guide roller 23 after the non-cut wire portion second guide roller 24.
  • the multi-wire travel module 20 includes a cutting wire portion first guide roller 21, a cutting wire portion second guide roller 22, a non-cutting wire portion first guide roller 23, and a non-cutting wire portion second guide roller 24. Since the winding of the wire 1 is started from the non-cutting wire portion second guide roller 24 and is finished by the non-cutting wire portion first guide roller 23, the wire 1 in the first row and the final row of the cutting wire portion 30 is used. There is no slack.
  • the winding of the wire 1 for forming the winding start portion and the winding end portion that prevents the wire 1 from loosening at the winding start portion and the winding end portion of the wire 1 is performed. Since it is unnecessary, the wire 1 is easily wound around the multi-wire travel module 20 according to the fifth embodiment. That is, in the multi-wire travel module according to the sixth embodiment, it is not necessary to wind the wire 1 around the guide roller only at the beginning and end of winding of the wire 1 so that the wire 1 follows the guide roller.
  • the cutting wire portion 30 is It is formed so as to be shifted to the machining feed direction side from the vertical feed mechanism 7.
  • the maximum feed amount during processing by the left and right feed mechanism 10 is smaller than that of the multi-wire travel module 20 according to the fifth embodiment. Therefore, the multi-wire travel module 20 according to the fifth embodiment is used when it is desired to secure the maximum feed amount in the left-right direction, and the multi-wire travel according to the sixth embodiment is performed when the winding work of the wire 1 is desired to be simplified. It is better to use the module 20 as appropriate.
  • FIG. FIG. 16 is a diagram showing a configuration of a wire electric discharge machine according to Embodiment 7 of the present invention.
  • the wire electric discharge machine 50 according to Embodiment 7 includes a tilt mechanism 7a at the tip of the vertical feed mechanism 7, and the multi-wire travel module 20 is installed in the vertical feed mechanism 7 via the tilt mechanism 7a. Yes.
  • FIG. 17 is a view showing a state in which the multi-wire travel module is tilted so that the guide roller installation surface faces upward by the tilt mechanism of the wire electric discharge machine according to the seventh embodiment.
  • FIG. 18 is a diagram illustrating a state in which the multi-wire traveling module is tilted so that the guide roller installation surface faces downward by the tilt mechanism of the wire electric discharge machine according to the seventh embodiment.
  • the multi-wire travel module 20 mounted on the tip of the vertical feed mechanism 7 of the wire electric discharge machine 50 via the tilt mechanism 7a can change the tilt around the rotation axis parallel to the machining progress direction by the tilt mechanism 7a.
  • the inclination of the cutting wire part 30 with respect to the workpiece W is also variable.
  • the machining trajectory of the wire 1 with respect to the workpiece W is commanded based on the program trajectory input to the numerical controller.
  • the wire electric discharge machine 50 includes a front-rear feed mechanism 9 and a left-right feed mechanism 10, and can feed the surface plate 8 in an arbitrary direction.
  • the cutting direction with respect to the horizontal plane can be corrected by the front / rear feed mechanism 9 and the left / right feed mechanism 10. That is, the inclination control around the axis perpendicular to the machining progress direction can be handled by the relative feed control of the surface plate 8 by the numerical control program of the wire electric discharge machine 50.
  • a wafer having an off-angle can be sliced from the bulk crystal by combining the machining trajectory by the front-and-rear feed mechanism 9 and the left-right feed mechanism 10 and the tilt mechanism 7a.
  • the configuration described in the above embodiment shows an example of the contents of the present invention, and can be combined with another known technique, and can be combined with other configurations without departing from the gist of the present invention. It is also possible to omit or change the part.

Abstract

マルチワイヤ走行モジュール(20)は、複数対の切断ワイヤ部ガイドローラ用取付孔及び複数の非切断ワイヤ部ガイドローラ用取付孔を有し、ワイヤ放電加工機(50)に取り付けられるベース板(25)と、複数の切断ワイヤ部ガイドローラ用取付孔のうちのいずれか二つに着脱可能に取り付けられた一対の切断ワイヤ部ガイドローラ(21-22)と、複数の非切断ワイヤ部ガイドローラ用取付孔のうちの少なくともいずれかに着脱可能に取り付けられた非切断ワイヤ部ガイドローラ(23-24)とを備え、切断ワイヤ部ガイドローラ及び非切断ワイヤ部ガイドローラは、切断ワイヤ部ガイドローラ及び非切断ワイヤ部ガイドローラに巻き回されるワイヤ(1)の走行に伴って従動回転する。

Description

マルチワイヤ走行モジュール、マルチワイヤ走行モジュールの使用方法及びワイヤ放電加工機
 本発明は、インゴットから複数のウェハを同時に切り出すマルチワイヤ走行モジュール、マルチワイヤ走行モジュールの使用方法及びワイヤ放電加工機に関する。
 ウェハ加工機の主流であるワイヤソーの設計においては、切断対象とするインゴット仕様が最初に設定され、インゴット口径に基づき、ローラ間距離及びローラ直径といったメインローラを基準とした仕様を決定した後、メインローラの回転装置となる駆動機構の設計、並びに機械剛性及び装置サイズといった設計事項を考慮して装置が専用設計される。
 したがって、ワイヤソーの場合、装置が完成した後、被加工物を加工する切断ワイヤ部のワイヤ対向長であるワイヤスパンを、メインローラの設置位置変更によって調整することはできない。換言すると、専用設計されたワイヤソーは、ローラ間距離を変えることができない。このため、ワイヤスパンを短縮するにあたっては、メインローラ間に設置されたサブローラを切断ワイヤ部に対して押し込み、ワイヤとサブローラとの接点をワイヤスパン途中に設けて支点とする必要がある。しかし、サブローラを設置する手法では、サブローラを設置するための機構が別途必要となり、装置構造が複雑化する。また、ワイヤスパンは短縮化可能であるが、メインローラの間隔以上のサイズの被加工物を切断加工するためにワイヤスパンを延長することはできない。
 また、放電加工式ワイヤソーの場合、ワイヤスパンの調整に加えて、加工電源をワイヤに給電する給電子の設置位置から放電箇所までの距離、すなわち、被加工物までのワイヤ周長変化に伴ってワイヤの抵抗値が変化し、さらには、放電加工特性に影響する。並列するワイヤの周長に起因する抵抗値の違いは、並列させたワイヤに対する給電方式にとって重要な要因である。電気的に絶縁された給電子から各ワイヤに給電する個別給電方式、又は共通する1個の給電子から各ワイヤに給電する一括給電方式は、給電子の設置位置及びワイヤ周長にそれぞれ最適値があり、ワイヤ周長はワイヤを巻き掛けるメインローラ間距離、すなわち、その配置位置で決定される。放電式ワイヤソーについては、切断ワイヤ部のワイヤスパン調整に加え、ワイヤ周長調整の点からもメインローラの配置設計が加工性能に影響する。
 メインローラの配置位置を自在に変更できない要因には、メインローラの剛性確保のためローラ軸径が大型化し、ローラ本体の芯金部分が鋼製であるがゆえの重量の増加と、ローラを支持する軸受の剛性を得るための軸受の大型化とが挙げられる。通常、メインローラに巻き掛けられたワイヤがローラ表面で滑ることを抑制するためにメインローラとワイヤとの摩擦力を確保する必要性から、ローラに巻き掛けるワイヤの接触面積の増大が図られ、メインローラ直径が大径化する。
 また、ワイヤに付加する張力を大きくすることにより、ワイヤ振動を抑制する方法がとられる。この方法をとる場合には、ワイヤ振動を確実に抑制するために、ワイヤ破断限界に近い張力が設定され、数十から数百本のワイヤ並走を想定したワイヤ張力に耐える高い剛性が、メインローラ及び軸受に要求される。それゆえ、メインローラが大型かつ重量物となることは、装置設計上避けられない。
 また、ワイヤ直径0.050mmから0.070mmの細線ワイヤを使用した高硬度素材のスライス加工では、放電による熱加工によって被加工物を溶融除去するために加工反力が小さい放電式の方が接触式であるワイヤソー方式よりも有利である。ここでの高硬度素材には、炭化シリコン(SiC)及び窒化ガリウム(GaN)を挙げることができる。たとえば、直径0.100mmのワイヤによる放電加工では、切り代130μmから150μm程度のウェハ加工を実現でき、複数本のワイヤによる同時ウェハ加工により、インゴットあたりのウェハ収量を増大させ、ウェハコスト低減が期待できる。
 特許文献1に開示される発明は、ワイヤ放電加工機に相当する装置をベース機とし、Z軸に対して2個又は3個のローラを配置し、配置したローラ間でワイヤを巻き掛け、複数本の並列ワイヤによる切断ワイヤを構成しこれに放電加工電源を接続、給電してマルチワイヤ放電加工を行う。
特開平10-055508号公報
 しかしながら、上記特許文献1に開示される技術は、駆動型ローラを用いる方式であるため、上記ワイヤソーの設計と同様にローラ配置位置の変更ができないという問題があった。
 本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、被加工物の大きさに合わせてワイヤスパンを変更可能なマルチワイヤ走行モジュールを得ることを目的とする。
 上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、複数のガイドローラ用取付孔を有し、ワイヤ放電加工機に取り付けられるベース板と、複数のガイドローラ用取付孔のうちのいずれか二つに着脱可能に取り付けられた一対のガイドローラとを備える。本発明では、ガイドローラの少なくとも一つは、該ガイドローラに巻き回されるワイヤの走行に伴って従動回転する。
 本発明に係るマルチワイヤ走行モジュールは、被加工物の大きさに合わせてワイヤスパンを変更できるという効果を奏する。
本発明の実施の形態1に係るワイヤ放電加工機の模式図 実施の形態1に係るマルチワイヤ走行モジュールの正面図 実施の形態1に係るマルチワイヤ走行モジュールの側面図 実施の形態1に係るマルチワイヤ走行モジュールのベース板の正面図 実施の形態1に係るマルチワイヤ走行モジュールの別の構造を示す図 本発明の実施の形態2に係るマルチワイヤ走行モジュールのベース板の正面図 実施の形態2に係るマルチワイヤ走行モジュールの側面図 本発明の実施の形態3に係るマルチワイヤ走行モジュールのベース板の正面図 実施の形態3に係るマルチワイヤ走行モジュールのベース板への非切断ワイヤ部ガイドローラの設置例を示す図 実施の形態3に係るマルチワイヤ走行モジュールのベース板への非切断ワイヤ部ガイドローラの設置例を示す図 実施の形態3に係るマルチワイヤ走行モジュールのベース板への非切断ワイヤ部ガイドローラの設置例を示す図 実施の形態4に係るマルチワイヤ走行モジュールのガイドローラの構造を示す断面図 実施の形態4に係るマルチワイヤ走行モジュールのガイドローラの別の構造を示す図 本発明の実施の形態5に係るマルチワイヤ走行モジュールの斜視図 本発明の実施の形態6に係るマルチワイヤ走行モジュールの斜視図 本発明の実施の形態7に係るワイヤ放電加工機の構成を示す図 実施の形態7に係るワイヤ放電加工機の傾斜機構でガイドローラ設置面が下を向くようにマルチワイヤ走行モジュールを傾けた状態を示す図 実施の形態7に係るワイヤ放電加工機の傾斜機構でガイドローラ設置面が上を向くようにマルチワイヤ走行モジュールを傾けた状態を示す図
 以下に、本発明の実施の形態に係るマルチワイヤ走行モジュール、マルチワイヤ走行モジュールの使用方法及びワイヤ放電加工機を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。
実施の形態1.
 図1は、本発明の実施の形態1に係るワイヤ放電加工機の模式図である。図2は、実施の形態1に係るマルチワイヤ走行モジュールの正面図である。図3は、実施の形態1に係るマルチワイヤ走行モジュールの側面図である。ワイヤ放電加工機50は、放電加工用のワイヤ1を供給するワイヤリール2と、ワイヤ1の張力を制御する張力制御機構3と、ワイヤ1をワイヤリール2から引き出して送るワイヤ送り機構4と、加工後のワイヤ1を案内する下部ガイド5と、加工後のワイヤ1を回収するワイヤ回収機構6と、ワイヤ送り機構4を上下方向に移動する上下送り機構7と、被加工物Wの設置用の定盤8と、定盤8を前後方向に移動させる前後送り機構9と、定盤8を左右方向に移動させる左右送り機構10とを有する。上下送り機構7には、マルチワイヤ走行モジュール20が装着されている。また、被加工物Wは、定盤8に設置された治具11に固定されている。
 マルチワイヤ走行モジュール20は、上下送り機構7に着脱可能に固定されるベース板25と、ワイヤ1に電圧を印加する給電子26と、給電子26に電圧を供給する電源27と、電源27から給電子26へ電圧を供給するタイミングを制御する制御部28と、ワイヤ1と被加工物Wとの間に加工液を噴射する極間ノズル29と、を有する。ベース板25は、切断ワイヤ部30を形成する一対のガイドローラである切断ワイヤ部第1ガイドローラ21及び切断ワイヤ部第2ガイドローラ22と、切断ワイヤ部30を形成しないガイドローラである非切断ワイヤ部第1ガイドローラ23及び非切断ワイヤ部第2ガイドローラ24とを回転自在に支持している。切断ワイヤ部第1ガイドローラ21及び切断ワイヤ部第2ガイドローラ22は、切断ワイヤ部30を形成する切断ワイヤ部ガイドローラであり、非切断ワイヤ部第1ガイドローラ23及び非切断ワイヤ部第2ガイドローラ24は、切断ワイヤ部を形成しない非切断ワイヤ部ガイドローラである。以下の説明では、これらを区別せずに総称する場合には、単にガイドローラと言う。
 なお、ここでは説明の便宜上切断ワイヤ部30を形成する切断ワイヤ部第1ガイドローラ21及び切断ワイヤ部第2ガイドローラ22と、切断ワイヤ部30を形成しない非切断ワイヤ部第1ガイドローラ23及び非切断ワイヤ部第2ガイドローラ24とを区別しているが、被加工物Wの設置位置を変更することにより、切断ワイヤ部30を形成するガイドローラと切断ワイヤ部30を形成しないガイドローラとを入れ替えることもできる。即ち、図2の紙面右方向にマルチワイヤ走行モジュール20を移動させながら放電加工を行う場合には、切断ワイヤ部第1ガイドローラ21及び切断ワイヤ部第2ガイドローラ22が切断ワイヤ部30を形成するが、図2の紙面左方向にマルチワイヤ走行モジュール20を移動させながら放電加工を行う場合には、非切断ワイヤ部第1ガイドローラ23及び非切断ワイヤ部第2ガイドローラ24の側が切断ワイヤ部30となる。すなわち、切断ワイヤ部とは、被加工部Wを放電加工する放電ワイヤ部であるが、切断ワイヤ部ガイドローラ及び非切断ワイヤ部ガイドローラは、説明の便宜上の区別であり、加工送り方向によって、ガイドローラは、切断ワイヤ部ガイドローラにも非切断ワイヤ部ガイドローラにもなりうる。
 ワイヤリール2から引き出されたワイヤ1は、切断ワイヤ部第1ガイドローラ21、切断ワイヤ部第2ガイドローラ22、非切断ワイヤ部第1ガイドローラ23及び非切断ワイヤ部第2ガイドローラ24の周りに複数回巻き回されることにより、切断ワイヤ部第1ガイドローラ21と切断ワイヤ部第2ガイドローラ22との間に、図2に示す切断ワイヤ部30を構成している。切断ワイヤ部30は、被加工物Wとの間に放電を発生させるワイヤ1の一部分である。ワイヤ1の切断ワイヤ部30となる部分は、ワイヤ1の走行にともって連続的に変化する。
 切断ワイヤ部第1ガイドローラ21、切断ワイヤ部第2ガイドローラ22、非切断ワイヤ部第1ガイドローラ23及び非切断ワイヤ部第2ガイドローラ24は、同じ構造であり、部品の共通化によってマルチワイヤ走行モジュール20のコストの低減が図られている。
 なお、切断ワイヤ部第1ガイドローラ21、切断ワイヤ部第2ガイドローラ22、非切断ワイヤ部第1ガイドローラ23及び非切断ワイヤ部第2ガイドローラ24は、同じ構造である。
 ガイドローラは、鉄鋼材料よりも比強度が高いアルミニウムを材料とすることで軽量化が図られている。ガイドローラは、動力源を備えておらず、ワイヤ1が走行する際に生じる摩擦力によって従動回転する。すなわち、ガイドローラは、従動回転式の片持ち支持型である。ガイドローラは片持ち支持型であるため、ベース板25に設置された状態では、ベース板25の反対側は障害物がなく開放されており、複数個のガイドローラに対してのワイヤ巻き掛け作業が容易に行える。
 給電子26は、独立給電方式のものと、一括給電方式のものとの少なくとも一方を含んでいる。
 巻き掛けることによって平行に並列しているワイヤ1のそれぞれに対して給電する独立給電方式では、互いに電気的に絶縁された給電子26から個別、に独立してワイヤ1に対して給電が行われる。そのため、加工電源をワイヤ1に給電する各給電子26は、互いの相対位置がずれることなく、かつ、互いが接触しないように、巻き掛けることによって並列しているワイヤ1と同等のピッチで整列させられ、専用のホルダに整列状態で収納されてユニット化されている。ユニット化された給電子列の各給電子26に接続された給電線は加工電源と接続されている。ユニット化された給電子列は、給電対象である並列走行するワイヤ1の一本一本に、対応する給電子26が接触するように配置される。
 一方、巻き掛けることによって並列しているワイヤ1の複数箇所に対し、同一の給電子26から一括して給電する一括給電方式では、共通する給電子26に接触するワイヤ本数分の総電流を一つの給電子26から給電する。
 給電子26は、ワイヤ1に接触させる位置が可変となっている。したがって、被加工物Wの放電点と給電点との距離調整が可能であり、一括給電方式において重要なワイヤ長による加工電流の制限を行うことができ、ワイヤ1が溶断する可能性を回避するために給電電流を制限する必要がなく、加工速度の向上を図れる。
 図4は、実施の形態1に係るマルチワイヤ走行モジュールのベース板の正面図である。ベース板25は、切断ワイヤ部第1ガイドローラ用取付孔251a,251b,251c,251d,251e、切断ワイヤ部第2ガイドローラ用取付孔252a,252b,252c,252d,252e、非切断ワイヤ部第1ガイドローラ用取付孔253a,253b及び非切断ワイヤ部第2ガイドローラ用取付孔254a,254bが設けられている。
 切断ワイヤ部第1ガイドローラ用取付孔251a及び切断ワイヤ部第2ガイドローラ用取付孔252aは、インゴット径が2インチのインゴットを切断する場合に切断ワイヤ部第1ガイドローラ21及び切断ワイヤ部第2ガイドローラ22が取り付けられる。切断ワイヤ部第1ガイドローラ用取付孔251b及び切断ワイヤ部第2ガイドローラ用取付孔252bは、インゴット径が3インチのインゴットを切断する場合に切断ワイヤ部第1ガイドローラ21及び切断ワイヤ部第2ガイドローラ22が取り付けられる。切断ワイヤ部第1ガイドローラ用取付孔251c及び切断ワイヤ部第2ガイドローラ用取付孔252cは、インゴット径が4インチのインゴットを切断する場合に切断ワイヤ部第1ガイドローラ21及び切断ワイヤ部第2ガイドローラ22が取り付けられる。切断ワイヤ部第1ガイドローラ用取付孔251d及び切断ワイヤ部第2ガイドローラ用取付孔252dは、インゴット径が6インチのインゴットを切断する場合に切断ワイヤ部第1ガイドローラ21及び切断ワイヤ部第2ガイドローラ22が取り付けられる。切断ワイヤ部第1ガイドローラ用取付孔251e及び切断ワイヤ部第2ガイドローラ用取付孔252eは、インゴット径が8インチのインゴットを切断する場合に切断ワイヤ部第1ガイドローラ21及び切断ワイヤ部第2ガイドローラ22が取り付けられる。
 非切断ワイヤ部第1ガイドローラ用取付孔253a及び非切断ワイヤ部第2ガイドローラ用取付孔254aは、インゴット径が2インチ、3インチ又は4インチのインゴットを切断する場合に非切断ワイヤ部第1ガイドローラ23及び非切断ワイヤ部第2ガイドローラ24が取り付けられる。非切断ワイヤ部第1ガイドローラ用取付孔253b及び非切断ワイヤ部第2ガイドローラ用取付孔254bは、インゴット径が6インチ又は8インチのインゴットを切断する場合に非切断ワイヤ部第1ガイドローラ23及び非切断ワイヤ部第2ガイドローラ24が取り付けられる。
 すなわち、ベース板25は、切断ワイヤ部ガイドローラ用取付孔である切断ワイヤ部第1ガイドローラ用取付孔251a,251b,251c,251d,251e及び切断ワイヤ部第2ガイドローラ用取付孔252a,252b,252c,252d,252eが複数設けられており、非切断ワイヤ部ガイドローラ用取付孔である非切断ワイヤ部第1ガイドローラ用取付孔253a,253b及び非切断ワイヤ部第2ガイドローラ用取付孔254a,254bが複数設けられている。
 また、ベース板25には、固定用ねじ取付孔255が設けられている。ベース板25は、固定用ねじ取付孔255を用いて上下送り機構7に取り付けられる。
 実施の形態1に係るマルチワイヤ走行モジュール20では、ガイドローラは、従動回転化及び軽量化されているため、外部装置による動力アシストがなくともワイヤ1の摩擦負荷及びローラ軸のイナーシャの影響なく回転できる。
 ガイドローラは、外部動力機構及び動力源が不要であるため、ベース板25への配置の自由度が高いとともに、ガイドローラを配置したベース板25の上下送り機構7への装着が容易である。
 ワイヤソー、又はワイヤソーをベース機とした放電式のマルチワイヤ加工機の場合、メインローラを含めた周辺構造が大掛かりな構造となるのに対し、実施の形態1に係るマルチワイヤ走行モジュール20は、標準的なワイヤ放電加工機50をベース機とするため、スライス加工を行う装置のサイズをワイヤ放電加工機50のサイズにまで小型化できる。さらに、マルチワイヤ走行モジュール20は、ワイヤ通線作業では、ワイヤを巻き掛ける工程を除いてワイヤ放電加工機50の自動結線装置を使用できるため、作業の段取りを簡便化できる。
 また、マルチワイヤ走行モジュール20を用いることにより、ユーザは、マルチワイヤによるウェハのスライス加工を、ワイヤ放電加工機50の本来の使い方であるワイヤ放電加工の操作との違いを感じることなく行える。
 なお、ガイドローラによるワイヤの搬送実験結果から、ガイドローラの直径を標準的なワイヤソーのローラの直径の1/3程度に小径化しても、安定したワイヤ走行が可能であることが確認された。マルチワイヤ走行モジュール20は、ガイドローラにワイヤ1を巻き回す回数を、通常のワイヤソーの1/10から1/40にあたる20回程度とすることで、片持ち支持構造であってもガイドローラの回転に支障は生じない。
 ウェハのスライス加工では、コスト低減のために、切り代である加工溝幅をより一層狭くすることが期待されており、加工溝幅の狭小化の実現には、より細い線径のワイヤを使用することが有効である。
 線径の細いワイヤによるスライス加工を安定して行うには、ガイドローラの駆動が重要となる。駆動式のローラを搭載した加工装置において、外部装置を作動させず、動力アシストを行わずにローラを従動させる場合、軸受の負荷、駆動伝達機構の負荷又はローラ重量により、ローラのイナーシャが大きくなる。イナーシャの大きいローラを従動させる起動トルクを発生させるためには、線径0.050mmから0.070mmの細線ワイヤでの破断耐力以上の張力が必要である。
 すなわち、駆動式のローラを搭載した加工装置において単に駆動ローラの駆動系を外して従動化した状態で使用することは困難であり、イナーシャ自体を小さくする軽量化が不可欠となる。
 実施の形態1に係るマルチワイヤ走行モジュール20のガイドローラは、元から従動式であり、軽量化により、複数個のガイドローラがモータなどの外部動力源から動力を伝達されることなく、巻き掛けられたワイヤ1との摩擦力のみによってワイヤ1の走行とともに回転できる。また、マルチワイヤ走行モジュール20のガイドローラは、ワイヤ1が巻き回される回数が1回であっても回転できる。なお、上記の説明においては、マルチワイヤ走行モジュール20の全てのガイドローラが従動式である場合を例にしたが、一部のガイドローラに外部動力が伝達されてもよい、すなわち、マルチワイヤ走行モジュール20は、少なくとも一部のガイドローラが従動式であれば良い。
 実施の形態1に係るマルチワイヤ走行モジュール20では、選択配置された切断ワイヤ部第1ガイドローラ21、切断ワイヤ部第2ガイドローラ22、非切断ワイヤ部第1ガイドローラ23及び非切断ワイヤ部第2ガイドローラ24にワイヤ1を巻き掛けて切断ワイヤ部第1ガイドローラ21と切断ワイヤ部第2ガイドローラ22との間に形成される切断ワイヤ部30は、インゴットを切断するために必要最小限のスパンに設定できる。したがって、実施の形態1に係るマルチワイヤ走行モジュール20は、放電加工中のワイヤ1の振動が少なく、安定した放電加工を行える。これにより、素材の損失となる切り代である加工溝幅を狭くでき、加工速度及び加工精度を向上させるとともに加工コストを低減できる。
 なお、ベース板25に設置するガイドローラは、切断ワイヤ部第1ガイドローラ21及び切断ワイヤ部第2ガイドローラ22のみとすることも可能である。図5は、実施の形態1に係るマルチワイヤ走行モジュールの別の構造を示す図である。被加工物Wの幅がガイドローラの直径以下であれば、図5に示すように、切断ワイヤ部第1ガイドローラ21及び切断ワイヤ部第2ガイドローラ22の2個のガイドローラ間で巻き掛けられるワイヤ1に対し、図5に示すように被加工物Wを設置してワイヤ放電加工を行うことで、二つの被加工物Wを同時に切断することができる。
実施の形態2.
 図6は、本発明の実施の形態2に係るマルチワイヤ走行モジュールのベース板の正面図である。ベース板31には、切断ワイヤ部第1ガイドローラ用取付孔311a,311b,311c、切断ワイヤ部第2ガイドローラ用取付孔312a,312b,312c、非切断ワイヤ部第1ガイドローラ用取付孔313、非切断ワイヤ部第2ガイドローラ用取付孔314及び固定用ねじ取付孔315が設けられている。
 また、ベース板31には、切り欠き316が形成されている。切り欠き316は、切断ワイヤ部第1ガイドローラ用取付孔311a,311b,311cと切断ワイヤ部第2ガイドローラ用取付孔312a,312b,312cとの間に設けられている。
 また、ベース板31には、固定用ねじ取付孔315が設けられており、固定用ねじ取付孔315を用いて上下送り機構7に固定される。
 図7は、実施の形態2に係るマルチワイヤ走行モジュールの側面図である。実施の形態2に係るマルチワイヤ走行モジュール20は、ベース板31に切り欠き316が設けられているため、インゴットの端部以外の部分にスライス加工を行う際にインゴットとベース板31とが干渉することを防止できる。したがって、インゴットの中央部からウェハを切り出したい場合でも、インゴットの端部から順にスライス加工を行っていく必要はない。このように、実施の形態2に係るマルチワイヤ走行モジュール20は、インゴットの端部以外の部分に対してスライス加工を行うことが可能である。この他については実施の形態1と同様である。
実施の形態3.
 図8は、本発明の実施の形態3に係るマルチワイヤ走行モジュールのベース板の正面図である。図9、図10及び図11は、実施の形態3に係るマルチワイヤ走行モジュールのベース板への非切断ワイヤ部ガイドローラの設置例を示す図である。ベース板32は、切断ワイヤ部第1ガイドローラ用取付孔321a,321b、切断ワイヤ部第2ガイドローラ用取付孔322a,322b、複数の非切断ワイヤ部ガイドローラ用取付孔323及び固定用ねじ取付孔324が設けられている。ベース板32は、図8での左側、すなわち切断ワイヤ部30から離れた側に拡大部32aが設けられており、拡大部32aにも非切断ワイヤ部ガイドローラ取付用孔323が形成されている。実施の形態3に係るマルチワイヤ走行モジュール20は、複数の非切断ワイヤ部ガイドローラ用取付孔323のうち非切断ワイヤ部ガイドローラを取り付ける位置及び数を変えることで、ワイヤ経路を変更できるようになっている。ワイヤ経路は、ワイヤの走行経路が交差せず、一筆描きができる経路であればよい。
 実施の形態3に係るマルチワイヤ走行モジュール20は、拡大部32aに設けた非切断ワイヤ部ガイドローラ取付孔323に非切断ワイヤ部ガイドローラを取り付けることでワイヤ経路を変更しやすくなる。
 図9に示す構成では、ベース板32には、切断ワイヤ部第1ガイドローラ21及び切断ワイヤ部第2ガイドローラ22に加えて14個の非切断ワイヤ部ガイドローラ33が取り付けられている。図10に示す構成では、ベース板32には切断ワイヤ部第1ガイドローラ21及び切断ワイヤ部第2ガイドローラ22に加えて8個の非切断ワイヤ部ガイドローラ33が取り付けられている。図11に示す構成では、ベース板32には切断ワイヤ部第1ガイドローラ21及び切断ワイヤ部第2ガイドローラ22に加えて8個の非切断ワイヤ部ガイドローラ33が取り付けられている。ワイヤ1を巻き掛ける非切断ワイヤ部ガイドローラの個数を多くすると、ワイヤ1の走行方向を反転させながら巻き掛け及び搬送できるので、図9に示す構成では、図10又は図11に示す構成よりもワイヤ1の周長が長くなる。図10の構成と図11の構成とでは、非切断ワイヤ部ガイドローラ33の数が同じであるが、非切断ワイヤ部ガイドローラ33が密集して配置されている図11の構成の方がワイヤ1の周長は短い。すなわち、図9、図10及び図11のそれぞれに示す構成の中では、図9に示す構成でのワイヤ1の周長が最も長く、図11に示す構成でのワイヤ1の周長が最も短い。
 独立給電方式の場合は、隣接する給電子26間のワイヤ抵抗値と、給電子26から被加工物W上の放電点までのワイヤ抵抗値との差によって、並列する給電子26間が電気的に絶縁された状態となっている。隣接する給電子26間のワイヤ1の周長、すなわち抵抗値の方が、給電子26から被加工物W上の放電点までのワイヤ長に比例する抵抗値よりも10倍程度大きくなるように設定されている。この設定により、隣接する給電子26は、1本のワイヤ1によって電気的導通があるにも関わらず、抵抗差により、隣接する給電子26間は一種の電気的絶縁状態となる。したがって、各給電子26に給電された電流は抵抗値の小さい被加工物W側へ優先して流れるため、ワイヤ1の複数箇所での同時放電加工が実現される。
 したがって、巻き掛けることによって並列しているワイヤ1へ個別に給電子26が接して給電する独立給電方式では、ワイヤ1間の抵抗値の差を拡大する位置が好ましいため、給電子26を収納したユニットは、可能な限り被加工物Wに近づけて設置される方がよい。
 一方、巻き掛けることによって並列しているワイヤ1の複数箇所に対し、同一の給電子26が同時に接して給電する一括給電方式では、共通する給電子26に接触するワイヤ本数分の総電流を一つの給電子26から給電するため、特定ワイヤに対する集中給電が起こらないように給電子26から放電点までの抵抗値で加工電流を制限する必要がある。すなわち、給電子26から放電点までは必要な抵抗値を得るためのワイヤ長が必要となるため、給電子26を収納したユニットは被加工物Wから離して設置する方がよい。
 実施の形態3に係るマルチワイヤ走行モジュール20は、非切断ワイヤ部ガイドローラ33の個数及び取り付け位置により、ワイヤ1の走行経路を自由に変更できるため、ワイヤ1の仕様変更又は被加工物Wの内部抵抗値の違いによる放電エネルギーの変化による放電加工特性への影響は、巻き掛けるワイヤ間の抵抗値を調整することで軽減できる。これにより、実施の形態3に係るマルチワイヤ走行モジュール20を用いたスライス加工では、安定した放電加工を行うことができる。
実施の形態4.
 図12は、実施の形態4に係るマルチワイヤ走行モジュールのガイドローラの構造を示す断面図である。切断ワイヤ部ガイドローラ又は非切断ワイヤ部ガイドローラに用いられるガイドローラ40は、従動回転式の片持ち支持型ローラであり、ガイドリング41とスペーサ42とベアリング43とを組み合わせた後、ベアリング43がはめ込まれる軸44aを有するベース44と組み合わせることにより、単体で回転し自在設置可能にユニット化されている。ガイドローラ40は、ベース44の底面側に加工されたねじ穴44bと、ベース板25に加工された切断ワイヤ部第1ガイドローラ用取付孔251a,251b,251c,251d,251e、切断ワイヤ部第2ガイドローラ用取付孔252a,252b,252c,252d,252e、非切断ワイヤ部第1ガイドローラ用取付孔253a,253b及び非切断ワイヤ部第2ガイドローラ用取付孔254a,254bとを使用した固定により、ベース板25へのガイドローラ40の自在配置が可能である。ガイドローラ40以外の部分のマルチワイヤ走行モジュール20は実施の形態1と同様である。
 ガイドリング41は、ベアリング43とともに回転するように2枚の押さえ板45,46で挟みこまれ、固定ねじ47によって締結される。ベアリング43を組み込んだガイドリング41はベース44の軸44aに対してはめ込まれ、ベアリング押さえ48と固定ねじ49の締結によって組立てられ、ガイドローラ40を構成する。
 ガイドリング41には、切削加工における加工性が良好でありかつ鉄よりも比強度が高いアルミニウムが材料に用いられている。ワイヤ1への加工電源の給電は、給電子26を介して行われるため、ワイヤ1が接触するガイドリング41は、巻き掛けることによって並列しているワイヤ1同士を電気的に絶縁し、ワイヤ1同士の間の短絡を防止する必要がある。このため、実施の形態4では、ガイドリング41の外周面に対し、被膜厚さ10μmから50μm程度の硬質アルマイト処理を施して、ガイドリング41の外周面を絶縁性にし、ワイヤ1同士の間の短絡を防止している。
 なお、図12では図示を省略しているが、ガイドリング41には、ワイヤ案内用溝となる複数本のV溝が外周面に沿って等ピッチで加工されている。ガイドリング41はアルミニウム製であるため、ワイヤ案内用溝の旋盤加工は容易である。ガイドリング41に硬質アルマイト処理が施されていることにより、硬質アルマイト処理を施さない場合と比べてワイヤ案内用溝の耐摩耗性も向上している。
 被加工物Wのスライス加工では、加工結果物であるウェハの仕様が変更されるとワイヤ1を並列させるピッチの変更が必要となる。ガイドリング41を単独で着脱できる実施の形態4に係るマルチワイヤ走行モジュール20は、ワイヤ案内用溝の仕様が異なるガイドリング41に交換することによってウェハの仕様の変更に迅速に対応できる。
 また、被加工物Wのスライス加工では、ワイヤ案内用溝の摩耗に伴ってワイヤ1の挙動が不安定となる。実施の形態4に係るマルチワイヤ走行モジュール20は、ガイドリング41を単独で着脱できるため、ワイヤ案内用溝が摩耗したガイドリング41にワイヤ案内用溝を再加工するなどのメンテナンスが容易である。
 実施の形態4に係るマルチワイヤ走行モジュール20では、被加工物Wの切断幅及びワイヤ1の走行経路といった仕様に応じて、ベース板25に加工された切断ワイヤ部第1ガイドローラ用取付孔251a,251b,251c,251d,251e、切断ワイヤ部第2ガイドローラ用取付孔252a,252b,252c,252d,252e、非切断ワイヤ部第1ガイドローラ用取付孔253a,253b及び非切断ワイヤ部第2ガイドローラ用取付孔254a,254bを選択し、ねじ固定方式によってベース板25に容易かつ自在に、ユニット化されたガイドローラ40を配置できる。
 図13は、実施の形態4に係るマルチワイヤ走行モジュールのガイドローラの別の構造を示す図である。図13に矢印Aで示すガイドリング41の軸方向の両端部にフランジ41aが設けられていること以外は、図12に示す構造と同様である。ガイドリング41の軸方向の両端部にフランジ41aを設けることにより、ワイヤ案内用溝からワイヤ1が外れても、脱落したワイヤ1はフランジ41aに引っかかり、ガイドリング41から脱落しにくくなる。
実施の形態5.
 図14は、本発明の実施の形態5に係るマルチワイヤ走行モジュールの斜視図である。実施の形態5に係るマルチワイヤ走行モジュール20は、実施の形態1に係るマルチワイヤ走行モジュール20と同様であるが、ワイヤ1の巻き掛け方法が実施の形態1と異なっている。実施の形態5においては、ワイヤ送り機構4から送り出されるワイヤ1は、切断ワイヤ部第1ガイドローラ21の次に非切断ワイヤ部第2ガイドローラ24に掛けられ、再び切断ワイヤ部第1ガイドローラ21に掛けられることによって巻き始め部1aが形成されている。そして、切断ワイヤ部第1ガイドローラ21、切断ワイヤ部第2ガイドローラ22、非切断ワイヤ部第1ガイドローラ23及び非切断ワイヤ部第2ガイドローラ24の順に複数回掛けられることによって、ワイヤ1が並列配置された切断ワイヤ部30が形成されている。また、ワイヤ1の巻き終わりの部分では、切断ワイヤ部第2ガイドローラ22ののちに非切断ワイヤ部第1ガイドローラ23に掛けられたワイヤ1が再び切断ワイヤ部第2ガイドローラ22に掛けられて巻き終わり部1bが形成されている。
 一般的なワイヤ放電加工機では、上下送り機構先端に設置されたワイヤガイドを通過して供給されるワイヤは、ワイヤガイドの下方延長線上に位置するワイヤガイドに挿入され、ワイヤ回収機構6へ引き込まれることによって搬送される。したがって、切断ワイヤ部をなすワイヤの振動は、上下のワイヤガイドで拘束され、ワイヤ振動が抑制される。
 実施の形態1に係るマルチワイヤ走行モジュール20は、ワイヤ1の巻き掛けにより切断ワイヤ部第1ガイドローラ21と切断ワイヤ部第2ガイドローラ22との間に並列するワイヤ1によって構成される切断ワイヤ部30には、ワイヤガイドに相当する機構を備えていない。それゆえ、上下送り機構7側から搬送されてきたワイヤ1を、切断ワイヤ部第1ガイドローラ21、切断ワイヤ部第2ガイドローラ22、非切断ワイヤ部第1ガイドローラ23、非切断ワイヤ部第2ガイドローラ24と順次巻き掛けるため、最初に接触する切断ワイヤ部第1ガイドローラ21に対してワイヤ1を押しつける力が不足し、巻き始めの部分ではワイヤ1は切断ワイヤ部第1ガイドローラ21からかい離する。
 同様に、下部ガイド5に挿入されるワイヤ1についても、切断ワイヤ部第1ガイドローラ21を巻き掛けた後、切断ワイヤ部第2ガイドローラ22を通過して下部ガイド5に挿入するため、切断ワイヤ部第2ガイドローラ22に対してワイヤ1を押し付ける力がなく、ワイヤ1は切断ワイヤ部第2ガイドローラ22からかい離する。
 このため、実施の形態5では、ワイヤ1の巻き始め、すなわち切断ワイヤ部30の1列目のワイヤ1については、上下送り機構7側からの搬送直後に切断ワイヤ部第1ガイドローラ21と非切断ワイヤ部第2ガイドローラ24との間で少なくとも1回巻き掛けて巻き始め部1aを形成した後、切断ワイヤ部第2ガイドローラ22に対して巻き掛けられる。
 また、ワイヤ1の巻き終わり、すなわち切断ワイヤ部30の最終列目のワイヤ1については、切断ワイヤ部第1ガイドローラ21を巻き掛けた後、切断ワイヤ部第2ガイドローラ22を通過し下部ガイド5に挿入される前に、非切断ワイヤ部第1ガイドローラ23に対して少なくとも1回巻き掛けた後、再び切断ワイヤ部第2ガイドローラ22に巻き掛けられ、下部ガイド5に挿入される。
 このように実施の形態5に係るマルチワイヤ走行モジュール20は、切断ワイヤ部第1ガイドローラ21及び切断ワイヤ部第2ガイドローラ22とは異なる非切断ワイヤ部第1ガイドローラ23及び非切断ワイヤ部第2ガイドローラ24を非切断ワイヤ部第1ガイドローラ用取付孔253a,253b及び非切断ワイヤ部第2ガイドローラ用取付孔254a,254bに取り付け、非切断ワイヤ部第2ガイドローラ24と切断ワイヤ部第1ガイドローラ21とにワイヤ1を巻き掛けた後に、切断ワイヤ部第1ガイドローラ21、切断ワイヤ部第2ガイドローラ22、非切断ワイヤ部第1ガイドローラ23及び非切断ワイヤ部第2ガイドローラ24にワイヤ1を設定回数巻き掛け、非切断ワイヤ部第1ガイドローラ23と切断ワイヤ部第2ガイドローラ24とにワイヤ1を巻き掛けた後にワイヤ1を回収する。
 実施の形態5に係るマルチワイヤ走行モジュール20では、切断ワイヤ部30の1列目のワイヤ1は巻き始め部1aによって切断ワイヤ部第1ガイドローラ21に押し付けられ、最終列のワイヤ1は巻き終わり部1bによって切断ワイヤ部第2ガイドローラ22に押し付けられる。すなわち、巻き始め部1a及び巻き終わり部1bがワイヤガイド、あるいは、ワイヤ押さえ相当の機能をなすため、1列目と最終列目のワイヤ1も、切断ワイヤ部30の他のワイヤ1と同様に振動を抑制できる。また、実施の形態5に係るマルチワイヤ走行モジュール20は、ワイヤの走行方向が重力方向であるため、放電加工によって発生した加工くずが排出されやすい。
 なお、切断ワイヤ部第2ガイドローラ22における巻き掛けを終えた後のワイヤ1の下方に下部ガイド5のワイヤ挿入口が位置するように、ワイヤ1を巻き掛ける数、すなわち、並列ワイヤ本数に応じて、ワイヤ放電加工機50のV軸などを利用して移動させておくと、ワイヤ1が下部ガイド5を通過する際に摩擦が生じにくく、ワイヤ1の走行の支障となりにくい。
実施の形態6.
 図15は、本発明の実施の形態6に係るマルチワイヤ走行モジュールの斜視図である。実施の形態6に係るマルチワイヤ走行モジュール20は、固定用ねじ取付孔255が非切断側に設けられている点で実施の形態1と相違している。換言すると、実施の形態6に係るマルチワイヤ走行モジュール20では、固定用ねじ取付孔255は、図4に示した非切断ワイヤ部第2ガイドローラ用取付孔254に隣接して設けられている。実施の形態6においては、ワイヤ送り機構4から送り出されたワイヤ1は、非切断ワイヤ部第2ガイドローラ24、非切断ワイヤ部第1ガイドローラ23、切断ワイヤ部第2ガイドローラ22及び切断ワイヤ部第1ガイドローラ21の順に複数回掛けられてワイヤ1が並列配置された切断ワイヤ部30が形成されている。また、ワイヤ1は、巻き終わりの部分では、非切断ワイヤ部第2ガイドローラ24ののちに非切断ワイヤ部第1ガイドローラ23に掛けられてから下部ガイド5へ送られている。
 実施の形態6に係るマルチワイヤ走行モジュール20は、切断ワイヤ部第1ガイドローラ21、切断ワイヤ部第2ガイドローラ22、非切断ワイヤ部第1ガイドローラ23及び非切断ワイヤ部第2ガイドローラ24へのワイヤ1の巻き掛けを、非切断ワイヤ部第2ガイドローラ24から始め、非切断ワイヤ部第1ガイドローラ23で終えるため、切断ワイヤ部30の1列目及び最終列目のワイヤ1に弛みが生じることがない。
 実施の形態6に係るマルチワイヤ走行モジュール20は、ワイヤ1の巻き始め及び巻き終わりの部分でのワイヤ1の弛みを防止する巻き始め部及び巻き終わり部を形成するためのワイヤ1の巻き掛けが不要であるため、実施の形態5に係るマルチワイヤ走行モジュール20よりもワイヤ1の巻き掛け作業が容易である。すなわち、実施の形態6に係るマルチワイヤ走行モジュールは、ワイヤ1の巻き始め及び巻き終わりの部分において、ガイドローラにワイヤ1を沿わせるためだけにワイヤ1をガイドローラに巻き付ける必要がない。
 なお、実施の形態6に係るマルチワイヤ走行モジュール20は、下部ガイド5の上方に非切断ワイヤ部第1ガイドローラ23及び非切断ワイヤ部第2ガイドローラ24が位置するため、切断ワイヤ部30は上下送り機構7よりも加工送り方向側にずれて形成される。このため、実施の形態6では、左右送り機構10による加工時の最大送り量は、実施の形態5に係るマルチワイヤ走行モジュール20よりも小さくなる。したがって、左右方向の最大送り量を確保したい場合には実施の形態5に係るマルチワイヤ走行モジュール20を用い、ワイヤ1の巻き掛け作業を簡略化したい場合には実施の形態6に係るマルチワイヤ走行モジュール20を用いるようにして使い分けると良い。
実施の形態7.
 図16は、本発明の実施の形態7に係るワイヤ放電加工機の構成を示す図である。実施の形態7に係るワイヤ放電加工機50は、上下送り機構7の先端部に傾斜機構7aを備えており、マルチワイヤ走行モジュール20は、傾斜機構7aを介して上下送り機構7に設置されている。
 図17は、実施の形態7に係るワイヤ放電加工機の傾斜機構でガイドローラ設置面が上を向くようにマルチワイヤ走行モジュールを傾けた状態を示す図である。図18は、実施の形態7に係るワイヤ放電加工機の傾斜機構でガイドローラ設置面が下を向くようにマルチワイヤ走行モジュールを傾けた状態を示す図である。ワイヤ放電加工機50の上下送り機構7の先端に傾斜機構7aを介して装着されたマルチワイヤ走行モジュール20は、傾斜機構7aによって加工進行方向と平行な回転軸回りに傾きを変更可能であり、被加工物Wに対する切断ワイヤ部30の傾きも可変である。
 シリコン、炭化シリコン及び窒化ガリウムといった異方性を有する導体素材では、それらのバルク結晶に対して特定の角度でウェハをスライス加工することにより、得られたウェハから作製されたデバイスに優れた電気特性を持たせることができる。したがって、バルク結晶からウェハをスライス加工する場合、バルク結晶の結晶方位を考慮したスライス加工が必要となる。
 ワイヤ放電加工機50では、被加工物Wに対するワイヤ1の加工軌跡は、数値制御装置に入力されたプログラム軌跡に基づいて指令される。ワイヤ放電加工機50は、図1に示すように、前後送り機構9及び左右送り機構10を備えており、定盤8を任意方向に送ることができるため、被加工物Wであるバルク結晶の水平面に対する切断方向は、前後送り機構9と左右送り機構10とにより補正できる。すなわち、加工進行方向に対して垂直に交差する軸の軸回りの傾き制御は、ワイヤ放電加工機50の数値制御プログラムによる定盤8の相対的な送り制御によって対応可能である。
 したがって、前後送り機構9及び左右送り機構10による加工軌跡と傾斜機構7aとを組み合わせることによって、バルク結晶からオフ角を持つウェハをスライス加工できる。
 以上の実施の形態に示した構成は、本発明の内容の一例を示すものであり、別の公知の技術と組み合わせることも可能であるし、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、構成の一部を省略、変更することも可能である。
 1 ワイヤ、1a 巻き始め部、1b 巻き終わり部、2 ワイヤリール、3 張力制御機構、4 ワイヤ送り機構、5 下部ガイド、6 ワイヤ回収機構、7 上下送り機構、7a 傾斜機構、8 定盤、9 前後送り機構、10 左右送り機構、11 治具、20 マルチワイヤ走行モジュール、21 切断ワイヤ部第1ガイドローラ、22 切断ワイヤ部第2ガイドローラ、23 非切断ワイヤ部第1ガイドローラ、24 非切断ワイヤ部第2ガイドローラ、25,31,32 ベース板、32a 拡大部、33 非切断ワイヤ部ガイドローラ、26 給電子、27 電源、28 制御部、29 極間ノズル、30 切断ワイヤ部、40 ガイドローラ、41 ガイドリング、41a フランジ、42 スペーサ、43 ベアリング、44 ベース、44a 軸、44b ねじ穴、45,46 押さえ板、47,49 固定ねじ、48 ベアリング押さえ、50 ワイヤ放電加工機、251a,251b,251c,251d,251e,311a,311b,311c,321a,321b 切断ワイヤ部第1ガイドローラ用取付孔、252a,252b,252c,252d,252e,312a,312b,312c,322a,322b 切断ワイヤ部第2ガイドローラ用取付孔、253a,253b,313 非切断ワイヤ部第1ガイドローラ用取付孔、254a,254b,314 非切断ワイヤ部第2ガイドローラ用取付孔、255,315,324 固定用ねじ取付孔、316 切り欠き、323 非切断ワイヤ部ガイドローラ用取付孔。

Claims (15)

  1.  複数のガイドローラ用取付孔を有し、ワイヤ放電加工機に取り付けられるベース板と、
     複数の前記ガイドローラ用取付孔のうちのいずれか二つに着脱可能に取り付けられた一対のガイドローラとを備え、
     前記ガイドローラの少なくとも一つは、該ガイドローラに巻き回されるワイヤの走行に伴って従動回転することを特徴とするマルチワイヤ走行モジュール。
  2.  前記ガイドローラは、前記ベース板に片持ち支持されることを特徴とする請求項1に記載のマルチワイヤ走行モジュール。
  3.  前記ワイヤに対して加工電圧を印加する給電子を備えることを特徴とする請求項1に記載のマルチワイヤ走行モジュール。
  4.  前記給電子は、前記ガイドローラに巻き回されることによって並列した前記ワイヤに、個別に接することを特徴とする請求項3に記載のマルチワイヤ走行モジュール。
  5.  前記給電子は、前記ガイドローラに巻き回されることによって並列した前記ワイヤの複数箇所に、同時に接触することを特徴とする請求項3に記載のマルチワイヤ走行モジュール。
  6.  前記給電子を前記ワイヤに接触させる位置が可変であることを特徴とする請求項3に記のマルチワイヤ走行モジュール。
  7.  前記ベース板は、一対の前記ガイドローラが取り付けられた前記ガイドローラ用取付孔同士の間に切り欠きを有することを特徴とする請求項1に記載のマルチワイヤ走行モジュール。
  8.  前記ガイドローラは、前記ベース板に着脱可能に固定されるベースと、該ベースに着脱自在に装着されて回転自在に支持され前記ワイヤに接するガイドリングと、を有することを特徴とする請求項1に記載のマルチワイヤ走行モジュール。
  9.  前記ガイドリングは、該ガイドリングの軸方向の端部にフランジを有することを特徴とする請求項8に記載のマルチワイヤ走行モジュール。
  10.  前記ベース板は、前記ワイヤ放電加工機への取り付け用の固定用ねじ取付孔を有し、
     前記ベース板を前記ワイヤ放電加工機に装着した際に前記固定用ねじ取付孔の下方に位置する前記ガイドローラ用取付孔に前記一対のガイドローラとは異なるガイドローラが取り付けられていることを特徴とする請求項1に記載のマルチワイヤ走行モジュール。
  11.  前記ベース板は、前記ワイヤ放電加工機への取り付け用の固定用ねじ取付孔を有し、
     前記ベース板を前記ワイヤ放電加工機に装着した際に前記固定用ねじ取付孔の下方に位置する前記ガイドローラ用取付孔に前記一対のガイドローラが取り付けられていることを特徴とする請求項1に記載のマルチワイヤ走行モジュール。
  12.  請求項10に記載のマルチワイヤ走行モジュールの使用方法であって、
     前記一対のガイドローラを、切断ワイヤ部を形成する切断ワイヤ部ガイドローラとし、
     前記一対のガイドローラとは異なるガイドローラを、前記切断ワイヤ部を形成しない非切断ワイヤ部ガイドローラとし、
     前記切断ワイヤ部ガイドローラ及び前記非切断ワイヤ部ガイドローラへの前記ワイヤの巻き掛けを、前記前記非切断ワイヤ部ガイドローラから始め、前記非切断ワイヤ部ガイドローラで終えることを特徴とするマルチワイヤ走行モジュールの使用方法。
  13.  請求項11に記載のマルチワイヤ走行モジュールの使用方法であって、
     前記一対のガイドローラを、切断ワイヤ部を形成する切断ワイヤ部ガイドローラとし、
     前記ガイドローラ用取付孔に取り付けた、前記一対のガイドローラとは異なるガイドローラを、前記切断ワイヤ部を形成しない非切断ワイヤ部ガイドローラとし、
     前記切断ワイヤ部ガイドローラの一方と前記非切断ワイヤ部ガイドローラとに前記ワイヤを巻き掛けた後に、前記切断ワイヤ部ガイドローラ及び前記非切断ワイヤ部ガイドローラに前記ワイヤを設定回数巻き掛け、
     前記非切断ワイヤ部ガイドローラと前記切断ワイヤ部ガイドローラの他方とに前記ワイヤを巻き掛けた後に前記ワイヤを回収することを特徴とするマルチワイヤ走行モジュールの使用方法。
  14.  被加工物が固定される定盤と、
     請求項1から11のいずれか1項に記載のマルチワイヤ走行モジュールが取り付けられ、前記定盤に対する前記マルチワイヤ走行モジュールの高さを変更可能な上下送り機構とを備えることを特徴とするワイヤ放電加工機。
  15.  前記上下送り機構は、前記定盤に対する前記マルチワイヤ走行モジュールの傾きを、加工進行方向と平行な回転軸の軸回りに変化させる傾斜機構を備えることを特徴とする請求項14に記載のワイヤ放電加工機。
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