JP2000326324A

JP2000326324A - ワイヤソーによる切断方法

Info

Publication number: JP2000326324A
Application number: JP13736799A
Authority: JP
Inventors: Kiyoshi Morikawa; 清森川; Sueo Sakata; 季男坂田
Original assignee: Kashiwara Machine Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Kashiwara Machine Manufacturing Co Ltd
Priority date: 1999-05-18
Filing date: 1999-05-18
Publication date: 2000-11-28

Abstract

(57)【要約】【課題】切断終了後のワイヤ抜きに伴う能率低下とソ
ーマークの発生を防止する。【解決手段】水平方向に並列する複数本のワイヤ１３
ａ，１３ａ・・でワーク３０を切断する際に、ワーク３
０をダミー材２３を介してワーク保持部材２２に取り付
ける。ダミー材２３の裏側に、ワーク幅より広い幅の空
間２４を形成し、複数本のワイヤ１３ａ，１３ａ・・が
この空間２４に到達するまで、切断を行う。切断終了と
同時にワーク保持部材２２から分離するため、ワイヤ抜
きが不要になる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はワイヤソーによる切
断方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】シリコン単結晶やセラミックなどから薄
板であるウエーハへの切り出しなどには、従来よりワイ
ヤソーが使用されている。ワイヤソーによる切断では、
図７に示すように、水平方向に並列する複数本のワイヤ
１，１・・に対し、ワーク２を昇降（通常は下降）させ
ることにより、ワーク２が複数枚の薄板であるウエーハ
に切断される。切断は、ワイヤ１，１・・を一方向に走
行させるか、往復動を繰り返することにより行われる。

【０００３】このようなワイヤソーによる切断では、ワ
イヤ１，１・・が加工負荷により撓む。この撓みを吸収
するために、ワーク２をダミー材４を介してワーク保持
部材５に固定し、ワイヤ１，１・・の最も撓んだ部分が
ダミー材４に達するまで切断を続けることが行われる。
ここで、ダミー材４はワーク２の裏面（切断終了側の
面）に接着され、ワーク保持部材５に対しては接着又は
ボルト止めにより固定される。

【０００４】ダミー材４の使用により、ワイヤ１，１・
・の撓みに関係なくワーク２の切り残しが防止される
が、一方で切断終了時にワイヤ１，１・・がダミー材４
内に残り、そのダミー材４を介して切断後のワーク２が
保持部材５に固定され続ける。このため、ダミー材４内
に残るワイヤ１，１・・を抜き取る操作が、切断後のワ
ークの取り外しのために必要となる。

【０００５】従来、ワーク取り外しのためのワイヤ抜き
取り方法としては、ワイヤを意図的に切る方法と、ワイ
ヤ１，１・・を元の位置まで戻す所謂ワイヤ抜きとが知
られているが、ワイヤを意図的に切る方法はワイヤの巻
き直しを必要とするため、現在はワイヤ抜きが多用され
ている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
ワイヤソーによる切断には、このワイヤ抜きに関連して
以下の問題がある。

【０００７】ワイヤ抜きは、ワイヤ１，１・・を走行さ
せた状態で切断後のワーク２を切断時と逆方向に昇降
（通常は上昇）させることにより行われるが、このと
き、ワーク２は複数枚の薄板になっているため、砥液の
表面張力や砥粒で密着することがあり、薄板同士が密着
すると、ワイヤ１，１・・は抜けなくなる。このような
状態でワーク２の昇降を続けると、薄板の表面に筋疵が
入る。これをソーマークと呼び、顕著なときは数十ミク
ロンも削り取られた状態になる。

【０００８】このため、ワイヤ１，１・・が抜けないと
きには一旦ワーク２の昇降を停止して、ワイヤ１，１・
・が揃うのを待つか、ワーク２の昇降送りを逆にしてワ
イヤ１，１・・のレベルを揃えるかして、ワイヤ抜きを
再開するようにしているが、手間や時間がかかる操作で
あることには変わりなく、これよる作業能率の低下やソ
ーマークの発生が問題になっている。

【０００９】また、このような操作を行ってもワイヤ
１，１・・が揃わないことがあり、そのまま操作を続け
るとワイヤ１，１・・が切れることがあり、ワイヤ１，
１・・が切れるような場合はひどいソーマークが発生
し、製品として使用不可能になるものも発生する。この
ため、ワイヤ１，１・・を意図的に切って取り出すこと
もある。

【００１０】いずれにしても、従来のワイヤソーによる
切断では、切断後のワークを取り出すためにワイヤ抜き
が必要であり、そのワイヤ抜きによるソーマークの発生
と作業能率の低下が大きな問題となっている。

【００１１】本発明の目的は、切断後のワークを迅速に
取り出することができ、しかも、そのワークに機械的な
ダメージを与えるおそれがないワイヤソーによる切断方
法を提供することにある。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明のワイヤソーによる切断方法は、並列する複
数本のワイヤによりワークを複数枚の薄板に切断する際
に、ワークの切断終了側の面にダミー材を接合すると共
に、そのダミー材を、少なくともワークの切断部分の横
幅に相当する部分に空間を残してワーク保持部材に固定
し、並列する複数本のワイヤが前記空間に達するまで切
断を行うことにより、切断終了時に複数枚の薄板を前記
ワーク保持部材から分離するものである。

【００１３】本発明のワイヤソーによる切断方法では、
切断終了時にダミー材が切り抜かれるため、切断後のワ
ークである複数枚の薄板がワーク保持部材から分離す
る。このため、ワーク取り出しのためのワイヤ抜きが不
要になる。従って、ワイヤ抜きに伴うソーマークの発生
も作業能率の低下も防止される。また、ダミー材を切り
抜くにもかかわらず、ワーク保持部材への切り込みが防
止される。前記空間の高さは、ワーク保持部材への切り
込みを防止しつつ、ダミー材を切り抜き得る大きさとす
る。

【００１４】ワークの取り付け姿勢については、切断開
始側の面を上方、下方のいずれに向けてもよいが、下方
に向けた方が、切断終了時にワーク保持部材から分離し
た複数枚の薄板が自重で下方に落下するので、その受け
及び取り出しがより簡単になる。また、切断中に切断溝
からの砥液の排出が促進される。落下による機械的なダ
メージは、落下距離を小さくすることや、接触部に緩衝
材を設置することなどにより回避される。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下に本発明の実施形態を図面に
基づいて説明する。図１は本発明の切断方法に好適に使
用されるワイヤソーの装置構成図で側面図、図２は切断
開始前の状態を示すワーク保持部の正面図、図３は切断
終了時の状態を示すワーク保持部の正面図である。

【００１６】ワイヤソーは、図１及び図２に示すよう
に、切断機構１０と、その上方に設けられたワーク送り
機構２０とを備えている。

【００１７】切断機構１０は、フレーム１１内に設けら
れた複数の滑車１２，１２・・と、滑車１２，１２・・
に巻回されたワイヤ１３とを有している。ワイヤ１３は
切断部に、複数本のワイヤ１３ａ，１３ａ・・が水平方
向に並列するワイヤ列を形成し、ワイヤ１３ａ，１３ａ
・・が一方向走行を行うか、往復動を繰り返しながら走
行するよう、図示されない駆動装置により送り駆動され
る。

【００１８】ワイヤ１３ａ，１３ａ・・の下方にはワー
ク受け１４が設けられている。ワーク受け１４は、砥液
受けを兼ねるパン１４ａと、パン１４ａ内に設けられた
複数本の水平なバー状の支持部材１４ｂ，１４ｂ・・と
を有している。パン１４ａは台車形式になっていて、フ
レーム１１に囲まれた使用位置からその側方へ引き出さ
れ、又その側方位置からフレーム１１に囲まれた使用位
置へ搬入される。支持部材１４ｂ，１４ｂ・・は、切断
を終えたワークをパン１４ａ内に直立状態で支持する。

【００１９】ワーク送り機構２０は、昇降ベース２１の
下方にワーク３０を下向きに保持して昇降させる構造に
なっている。具体的には、昇降ベース２１はボールネジ
等により昇降駆動される。昇降ベース２１の下面には、
ワーク保持部材としての接着金具２２が取り付けられて
おり、接着金具２２には、ワーク３０の裏面（切断終了
側の面・ここでは上面）に接着されたダミー材２３が接
着又はボルト止めされる。

【００２０】ダミー材２３は、ここでは両側一対のスペ
ーサ２３ａ，２３ａと、スペーサ２３ａ，２３ａに跨が
ってその下面に取り付けられた平板状の本体２３ｂとか
らなり、スペーサ２３ａ，２３ａを接着金具２２の下面
に接着又はボルト止めすることにより、本体２３ｂの下
面に接着されたワーク３０を接着金具２２の下面に下向
きに固定すると共に、接着金具２２との間に空間２４を
形成する。空間２４はワーク３０の裏側に位置してお
り、その横幅は、ワーク３０を全幅にわたって切断する
ため、ワーク３０の横幅より大きく設定されている。ワ
ーク３０の幅方向一部を切断する場合は、空間２４は切
断部分の裏側にあって、切断部分の横幅より広ければよ
い。

【００２１】次に、上記ワイヤソーを使用してワーク３
０を切断する方法について詳細に説明する。

【００２２】昇降ベース２１を上昇させた状態で、ワー
ク３０の裏面に接着されたダミー材２４を接着金具２２
の下面に取り付ける。これにより、ワーク３０は表面を
下方に向けてワイヤ１３ａ，１３ａ・・の上方に保持さ
れる。また、ダミー材２３は、少なくともワーク幅に相
当する部分に空間２４を残して接着金具２２に固定され
る。

【００２３】ワーク３０の取り付けが終わると、ワイヤ
１３ａ，１３ａ・・を駆動しながら昇降ベース２１を徐
々に降下させる。これにより、ワーク３０がワイヤ１３
ａ，１３ａ・・により表面（下面）から切断され始め
る。ワーク３０の切断を終えた部分は、ワイヤ１３ａ，
１３ａ・・の下方に降下し、その下方に配置されたワー
ク受け１４に徐々に挿入される。切断に使用された砥液
もワーク受け１４に回収される。そして、図３に示すよ
うに、ワイヤ１３ａ，１３ａ・・が空間２４に到達する
まで、ワーク３０の降下を続けることにより、ワーク３
０は複数枚の薄板３１，３１・・に切断されると共に、
その切断終了と同時に接着金具２２から分離する。

【００２４】切断されたワーク３０、即ち薄板３１，３
１・・は、自重によってワーク受け１４内に落下し、ワ
ーク受け１４内の支持部材１４ｂ，１４ｂ・・により直
立状態のまま支持される。ワーク受け１４内に薄板３
１，３１・・が収容されると、ワーク受け１４を側方に
引き出す。また、作業スペースを確保するために、ワー
ク取り出し時には昇降ベース２１を上昇させておく。

【００２５】かくして、切断後のワーク３０は、ワイヤ
１３を意図的に切ることもなく、またワイヤ抜きも行う
ことなく、切断終了と同時に保持部材である接着金具２
２から取り外される。従って、ワイヤ抜きに伴うソーマ
ークの発生も作業能率の低下も防止される。

【００２６】切断後のワーク３０の落下に伴う機械的な
ダメージを回避するために、落下距離は５０ｍｍ以下に
制限するのが良い。また、支持部材１４ｂ，１４ｂ・・
は、衝撃吸収のために樹脂等で作製したり、樹脂等でコ
ーティングした構造が好ましい。

【００２７】図４は他のワーク取り付け構造を示す装置
主要部の正面図である。上記実施形態では、ダミー材２
３の裏側にスペーサ２３ａ，２３ａによって空間２４を
形成したが、図４に示すように、ワーク保持部材である
接着金具２２の表面に幅広の浅い溝を形成することよっ
ても、空間２４の形成は可能であり、その形成手段は特
に限定しない。

【００２８】図５及び図６は更に別のワーク取り付け構
造を示す装置主要部の正面図及び側面図である。上記実
施形態では、ワーク３０は角形のブロックであるが、円
柱体でもよく、この場合、ダミー材２３の表面は、円柱
体の外周面に嵌合するよう、その外周面に対応する円弧
面２３ｃとされる。また、ワーク受け１４も、ワーク３
０の形状に対応した構造・形状とされる。

【００２９】なお、図１〜図３の実施形態では、滑車１
２は４本とされているが、３本構造でも２本構造でもよ
い。ワーク受け１４は砥液受けを兼ねるが、それぞれを
独立させ、固定された砥液受けからワーク受けだけを取
り出すような構造も可能である。

【００３０】また、上述の実施形態では、ワーク３０を
昇降させているが、ワーク３０の寸法・形状によっては
切断機構１０を昇降させることも可能である。

【００３１】ワーク３０の昇降については更に、ワーク
３０を切断機構１０に対して相対的に下降させる形態だ
けでなく、ワーク３０を切断機構１０に対して相対的に
上昇させる形態でもよい。

【００３２】この場合、ワーク３０はその表面（切断開
始側の面）を上方に向けた上向きに固定されるので、ワ
イヤ１３ａ，１３ａ・・でダミー材２３を切り抜くとき
にワーク３０が倒れるのを防止したり、ワーク３０を持
ち上げるためのワーク支持機構を設けるのが良い。ワー
ク３０が上向きの場合、ワーク３０を支持しないでダミ
ー材２３を切り抜くと、ワーク３０が倒れたり空間２４
内に落ち込む。

【００３３】ワーク３０の表面（切断開始側の面）を下
方に向ける下向き固定は、このような懸念がなく、ワー
ク支持機構を省略できる点から有利ということである。

【００３４】

【発明の効果】以上に説明した通り、本発明のワイヤソ
ーによる切断方法は、ワークの裏面に接合されるダミー
材を、少なくともワーク幅に相当する部分に空間を残し
てワーク保持部材に固定し、並列する複数本のワイヤが
前記空間に達するまで切断を行うことにより、切断を終
えたワークを切断終了と同時にワーク保持部材から分離
するので、ワーク取り出しのためのワイヤ切断もワイヤ
抜きも不要である。従って、高品質な切断薄板製品を安
価に提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の切断方法に好適に使用されるワイヤソ
ーの装置構成図で側面図である。

【図２】切断開始前の状態を示すワーク保持部の正面図
である。

【図３】切断終了時の状態を示すワーク保持部の正面図
である。

【図４】他のワーク取り付け構造を示す装置主要部の正
面図である。

【図５】更に別のワーク取り付け構造を示す装置主要部
の正面図及び側面図である。

【図６】更に別のワーク取り付け構造を示す装置主要部
の正面図及び側面図である。

【図７】ワイヤソーによる切断方法の説明図である。

【符号の説明】

１０切断機構１３ワイヤ１４ワーク受け２０ワーク送り機構２１昇降ベース２２接着金具（ワーク保持部材）２３ダミー材２４空間３０ワーク３１薄板（ウエーハ）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続きＦターム(参考） 3C058 AA05 AB04 CA01 CA05 CB02 CB03 DA03 3C069 AA01 BA06 BB03 BB04 BC01 CA04 CB01 DA01 EA01 EA03 EA05

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】並列する複数本のワイヤによりワークを
複数枚の薄板に切断する際に、ワークの切断終了側の面
にダミー材を接合すると共に、そのダミー材を、少なく
ともワークの切断部分の横幅に相当する部分に空間を残
してワーク保持部材に固定し、並列する複数本のワイヤ
が前記空間に達するまで切断を行うことにより、切断終
了時に複数枚の薄板を前記ワーク保持部材から分離する
ことを特徴とするワイヤソーによる切断方法。
【請求項２】ワークの切断開始側の面を下方に向けて
ダミー材をワーク保持部材に固定し、切断終了時にワー
ク保持部材から分離した複数枚の薄板を下方に落下させ
て回収することを特徴とする請求項１に記載のワイヤソ
ーによる切断方法。