JPH0735385Y2 - 走行ワイヤへの給電装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本考案は、ラジカル（遊離基）反
応を利用した精密切断装置のワイヤ電極等に給電する給
電装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】シリコン単結晶等の切断には、従来、ダ
イヤモンドホイールによるダイシング加工方法が採用さ
れているが、この方法による切断では、表面に塑性加工
層の残留、微細クラックが発生し、製造されたウェハー
の歩留りが低下する原因となっている。

【０００３】このような問題点を解消するために、ラジ
カル反応を利用した精密加工方法が提案されている（特
開平１−１２５８２９号公報）。このラジカル反応によ
る精密加工方法は、反応ガスの雰囲気中に配した被加工
物近傍で、放電又はレーザ光励起により反応ガスを活性
化させてラジカルを生成し、該ラジカルと被加工物の構
成原子又は分子とをラジカル反応させて被加工物を加工
するものである。この加工方法は、例えば半導体デバイ
ス製造用シリコン単結晶やゲルマニウム単結晶、ガリウ
ム−ひ素化合物、或いは通常の機械的方法では加工が困
難なセラミックス、ガラスなどの加工を対象としてい
る。

【０００４】そして、上記の公開公報には、加工方法の
一例として、ワイヤ供給用ボビンに巻かれたワイヤ電極
をワイヤ引取りボビンに巻き取りながら該ワイヤ電極に
電圧を印加し、ワイヤ電極と被切断物間に放電を発生さ
せて反応ガスを活性化させ、該反応ガスによりラジカル
を生成して該ラジカルと被切断物の構成原子又は分子と
をラジカル反応させて被切断物を切断するラジカル反応
による精密切断方法が開示されている。

【０００５】上記の精密切断方法を実施するためには、
ワイヤ電極を走行させ、これに給電して電圧を印加しな
ければならないが、このような場合、従来においては、
固定式の給電ブラシや回転式の給電ブラシをワイヤ電極
に押し付けて給電することが行われている。

【０００６】

【考案が解決しようとする課題】ところが、上記従来の
給電方式では、固定式と回転式で程度の差はあるもの
の、いずれの場合も給電ブラシが走行するワイヤ電極に
よって部分的に摩耗して接触不良を生じやすいという問
題点がある。

【０００７】本考案は、給電ブラシが部分的に摩耗して
接触不良を生じにくい、走行ワイヤへの給電装置を提供
することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本考案は、ワイヤを案内する２個の案内ローラの
間に、該２個の案内ローラに案内されて走行するワイヤ
に該ワイヤを上記案内ローラに押し付けるように接触し
て給電する給電ブラシを設け、該給電ブラシに給電ブラ
シをワイヤの走行方向に対して交差する方向に揺動させ
る揺動装置を付設した構成とした。

【０００９】

【作用】給電ブラシは揺動装置でワイヤの走行方向に対
して交差する方向に揺動させられる。このため、ワイヤ
に対する給電ブラシの接触部位が絶えず変わることとな
り、給電ブラシの部分的な摩耗と、これに起因する接触
不良が防止される。

【００１０】

【実施例】本考案の提案者らが開発したラジカル反応に
よる新しい精密切断装置の概要を、まず図１を参照して
説明する。図１において符号１はフレームであり、三つ
のチャンバＣａ，Ｃｂ，Ｃｃを有する。第１のチャンバ
Ｃａにはワイヤ電極（ワイヤ）Ｗの供給機構２が、また
中央の第２のチャンバＣｂには切断機構３が、更に第３
のチャンバＣｃにはワイヤ電極Ｗの引取り機構４がそれ
ぞれ設けられている。

【００１１】ワイヤ電極Ｗの供給機構２は、ワイヤ電極
Ｗが巻かれているワイヤ供給用ボビン５を主体とし、ワ
イヤ電極Ｗを位置決めローラ６とシール装置７を介して
チャンバＣｂ内に供給する。チャンバＣｂに供給された
ワイヤ電極Ｗは絶縁された案内ローラ８，９、８，９に
案内されて他のシール装置１０を通り、第３のチャンバ
Ｃｃに引き取られる。シール装置７，１０は隔壁１ａ，
１ｂに設けられている。

【００１２】切断機構３は、本考案の給電装置１２，１
３と、反応ガスの供給ノズル１４と、吸引ノズル１５
と、保持板１６とを主体とする。給電装置１２，１３は
ワイヤ電極Ｗに電圧を印加し、ワイヤ電極Ｗと被切断物
１７との間で放電を起こさせるものであり、その具体構
造は後で述べる。また、供給ノズル１４は、ラジカル反
応によって被切断物１７に形成される切断溝の溝幅より
も薄くされており、ワイヤ電極Ｗに従って切断溝に入り
その溝底に反応ガスを噴出する。吸引ノズル１５は、余
剰反応ガスとラジカル反応で生じた生成物を吸引する。
吸引ノズル１５による吸引作用で中央のチャンバＣｂ内
の気圧は左右のチャンバＣａ，Ｃｃの気圧よりも僅に低
く保たれる。保持板１６は被切断物１７を支え、ラジカ
ル反応による被切断物１７の切断の進行にしたがって上
下装置１８で動かされて被切断物１７を上昇させる。

【００１３】また、ワイヤ電極Ｗの引取り機構４は、引
取りローラ１９を主体とし、該引取りローラ１９の回転
駆動装置（図示せず）による回転でボビン５からワイヤ
電極Ｗを引き取る。符号２０はシール装置１０と引取り
ローラ１９の間に配設されたガイドローラである。な
お、ワイヤ電極Ｗには、通常、０.０５〜０.３mm径の各
種材質のワイヤが使用され、その張力は、通常５００
〜２ とされる。

【００１４】次に、本考案に係る走行ワイヤへの給電装
置１２，１３の詳細構造を図２ないし図５を参照して説
明する。これらの図は本考案の一実施例を示すもので、
チャンバＣｂ内には、上下部材２２が調節ねじ２３によ
って上下に調節自在に設けられている。上下部材２２は
横移動部材２４を有する。横移動部材２４は調節ねじ２
５によって、案内ローラ８，９の並び方向と直交する水
平方向（図２で紙面に垂直な方向）に調節自在に上下部
材２２に取り付けられている。各案内ローラ８，９は、
横移動部材２４に軸２６で取り付けられており、外周に
Ｖ字状に形成された二つの案内面８ａ，８ｂ、９ａ，９
ｂでワイヤ電極Ｗを水平に案内する。

【００１５】また、チャンバＣｂ内には、取付板２７が
設けられ、この取付板２７には揺動部材２８が取り付け
られている。揺動部材２８はラック２９を備え、取付板
２７に設けられたレール３１に沿ってワイヤ電極Ｗの走
行方向に対して直交する方向（図４で左右方向）に揺動
自在である。揺動部材２８のラック２９には、揺動用モ
ータ３２の出力軸に連結されたピニオン３３が噛み合わ
されており、揺動用モータ３２の作動で間欠的に往復回
動して揺動部材２８をレール３１に沿って揺動させる。
揺動用モータ３２は隔壁１ａ，１ｂに設けられた透孔１
ｃに挿通され、固定板３４で気密に取り付けられてい
る。

【００１６】揺動部材２８には給電ブラシ３５の支持部
材３６が取り付けられている。支持部材３６は揺動部材
２８に設けられたレール３７に沿って上下自在とされ、
ばね３８で上に付勢されている。揺動部材２８には、ボ
ルト３９が支持部材３６の軸孔３６ａを貫通して螺着さ
れ、支持部材３６の上下位置を調節自在にしている。給
電ブラシ３５は一対のガイドピン４１，４１を有し、該
ガイドピン４１，４１をガイドパイプ４２，４２に挿通
して支持部材３６の先端に上下自在に絶縁状態で取り付
けられている。各ガイドピン４１，４１の上部に架設さ
れた架設部材４３と支持部材３６の間には引きばね４４
が設けられており、給電ブラシ３５を下に付勢してい
る。給電ブラシ３５には可撓線４５を介して電源（図示
せず）が接続される。揺動用モータ３２とピニオン３
３、及びラック２９等は給電ブラシ３５の揺動装置４６
を構成する。

【００１７】次に、上記のように構成された本考案に係
る走行ワイヤへの給電装置の作用を説明する。引取り機
構４を作動させてワイヤ電極Ｗを供給機構２のボビン５
から引取りローラ１９に引き取りながら、供給ノズル１
４から反応ガスを供給するとともに、揺動用モータ３２
の作動で各給電ブラシ３５，３５を揺動させ、ワイヤ電
極Ｗに電圧を印加してワイヤ電極Ｗと被切断物１７との
間に放電を発生させる。この放電によって反応ガスが活
性化してラジカルを生成し、該ラジカルは被切断物の構
成原子又は分子とラジカル反応する。この結果、被切断
物１７に溝が穿設され、被切断物１７が切断されるよう
になる。

【００１８】上記において、引きばね４４は、給電ブラ
シ３５を下に動かしてワイヤ電極Ｗに押し付ける。この
ため、給電ブラシ３５が接触不良を起こすことがない。
また、給電ブラシ３５は、揺動装置４６の働きによって
ワイヤ電極Ｗと直交する方向に揺動し、ワイヤ電極Ｗと
の接触部位を絶えず変えているため、給電ブラシ３５が
部分的に摩耗することがなく、長期間の使用に耐えると
ともに、部分的な摩耗に起因する接触不良を生じること
がない。なお、給電ブラシ３５の揺動サイクルは、案内
ローラ８，９の間隔やワイヤ電極Ｗの材質、及びワイヤ
電極Ｗの張力等によって変化する、案内ローラ８，９間
のワイヤ電極Ｗの固有振動数を考慮し、ワイヤ電極Ｗが
共振しないサイクルに設定される。

【００１９】図６は本考案の他の実施例を示す。この実
施例においては、２個の案内ローラ８，９はワイヤ電極
Ｗの走行方向と案内ローラ８，９の回転中心線の方向に
互いに位置をずらして設けられており、ワイヤ電極Ｗの
走行方向に見て互いにＶ字状に向き合う案内面８ｂ，９
ａによってワイヤ電極Ｗを案内する。このため、通例の
ように案内ローラ８，９の各案内面８ａ，８ｂ、９ａ，
９ｂにワイヤ電極Ｗを触れさせてこれを案内する場合と
違って、ワイヤ電極ＷがＶ字状の溝に食い込むことがな
く、円滑に走行する。

【００２０】また、図６の実施例においては、給電ブラ
シ３５は、揺動装置（図示せず）によってワイヤ電極Ｗ
と角度θで交差する方向に揺動させられる。この構成で
は、給電ブラシ３５の揺動距離をＰとした場合、ワイヤ
電極Ｗの直径方向の給電ブラシ３５の揺動幅Ｔは Ｐsin
θとなるため、それだけワイヤ電極Ｗが振動しにくくな
り、走行精度が向上する。なお、揺動装置４６と給電ブ
ラシ３５の支持構造等は基本的に図２ないし図５のもの
と同じである。

【００２１】揺動装置４６は上記に限らず、例えば、ピ
ニオン３３をカムに代えるとともに、揺動部材２８にカ
ム板を取り付け、揺動用モータ３２によるカムの一方向
回転で揺動部材３６と一緒に給電ブラシ３５を揺動させ
ることができる。本考案は、ラジカル反応を利用した精
密切断装置のワイヤ電極以外の走行ワイヤに対する給電
にも適用できることは言うまでもない。

【００２２】

【考案の効果】以上説明したように、本考案に係る走行
ワイヤへの給電装置は、ワイヤを案内する２個の案内ロ
ーラの間に、該２個の案内ローラに案内されて走行する
ワイヤに該ワイヤを上記案内ローラに押し付けるように
接触して給電する給電ブラシが設けられ、該給電ブラシ
には給電ブラシをワイヤの走行方向に対して交差する方
向に揺動させる揺動装置が付設された構成とされている
ので、給電ブラシが部分的に摩耗して短期間で接触不良
を生じることがない。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本考案に係る走行ワイヤへの給電装置を設備
したラジカル反応による精密切断装置の概略図である。

【図２】 本考案に係る走行ワイヤへの給電装置の一実
施例を示す正面図である。

【図３】 同じく、一部分を切断した平面図である。

【図４】 同じく、一部分を切断した側面図である。

【図５】 ピニオンとラック等の関係を示す外観図であ
る。

【図６】 本考案の他の実施例を示す平面図である。

【符号の説明】

８，９ 案内ローラ ３５ 給電ブラシ ４６ 揺動装置 Ｗ ワイヤ電極（走行ワイヤ）

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 ワイヤを案内する２個の案内ローラの間
   に、該２個の案内ローラに案内されて走行するワイヤに
   該ワイヤを上記案内ローラに押し付けるように接触して
   給電する給電ブラシが設けられ、該給電ブラシには給電
   ブラシをワイヤの走行方向に対して交差する方向に揺動
   させる揺動装置が付設されたことを特徴とする走行ワイ
   ヤへの給電装置。