JPH10277913A - ワイヤソー切断機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】ワイヤの張力の管理を容易に行うことができる
ワイヤソー切断機を提供する。 【解決手段】半導体単結晶材料１を切断するワイヤ１１
と、ワイヤ１１の切断部分１２が巻き掛けられて張られ
る一対の溝付ローラ２１、２２と、ワイヤ１１を走行さ
せるワイヤ走行駆動リール６０、６０と、一対の溝付ロ
ーラ２１、２２の回転をそれぞれ調整自在なワイヤ張力
調整用ローラ回転駆動機構３０とを有する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ワイヤを走行させ
て被加工物を切断するワイヤソー切断機に係り、特に、
ワイヤ張力の管理を容易にすることができるワイヤソー
切断機に関する。

【０００２】

【従来の技術】例えば、半導体チップを製造する過程で
は、丸棒状の半導体単結晶材料を、その結晶軸に直交す
る方向に切断して、多数の半導体ウェーハに切り分ける
工程がある。この工程では、ワイヤソー切断機などを用
いている。そのような半導体チップ製造工程で用いられ
るワイヤソー切断機は、ワイヤと、ワイヤが巻き掛けら
れて張られる一対の切断用ローラと、ワイヤを往復走行
させるワイヤ走行駆動機構と、ワイヤの前記一対の切断
用ローラから端部側の部分に設けられ、ワイヤの張力を
調整するワイヤ張力調整手段とを備えている。ワイヤ張
力調整手段でワイヤの張力を調整するのは、ワイヤの切
れ味、或いは耐久性を基準値以内に保つために重要であ
る。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、そのよ
うな従来のワイヤソー切断機では、ワイヤの張力を調整
するワイヤ張力調整手段がワイヤの前記一対の切断用ロ
ーラから端部側の部分に設けられていたため、ワイヤ全
体で最もその切れ味、或いは耐久性に影響する切断部分
の張力を高精度に調整することは困難であり、ワイヤの
張力の管理が難しかった。

【０００４】本発明は、このような事情に鑑みてなされ
たもので、ワイヤの張力の管理を容易に行うことができ
るワイヤソー切断機を提供することを目的とする。

【０００５】

【課題を解決する為の手段】本発明によれば、被加工物
を切断するワイヤと、該ワイヤの切断部分が巻き掛けら
れて張られる複数の切断用ローラと、前記ワイヤを走行
させるワイヤ走行駆動機構とを備えるワイヤソー切断機
において、前記複数の切断用ローラの内、少なくとも一
対の切断用ローラの回転をそれぞれ調整自在なワイヤ張
力調整用ローラ回転駆動機構を有することを特徴とす
る。従って、ワイヤ張力調整用ローラ回転駆動機構によ
り、一対の切断用ローラの回転トルクをそれぞれ調整す
ることで、ワイヤの切断部分の張力を調整する。

【０００６】また、本発明によれば、前記ワイヤの切断
部分の張力を検知する張力検知機構と、前記張力検知機
構で検知された前記ワイヤの切断部分の張力に基づい
て、該ワイヤの切断部分の張力を調整するように前記ワ
イヤ張力調整用ローラ回転駆動機構を制御する制御装置
とを有することを特徴とする。従って、制御装置により
ワイヤの切断部分の張力の調整が容易且つ迅速に行われ
る。

【０００７】

【発明の実施の形態】以下添付図面に従って本発明に係
る研削装置の好ましい実施の形態について詳説する。図
１に示すように、ワイヤソー切断機１００は、被加工物
としての丸棒状の半導体単結晶材料１を切断するワイヤ
１１を有する切断機本体１０と、半導体単結晶材料１を
支持し、ワイヤ１１に押し付ける結晶材料支持機構９０
とを備えている。尚、図１の概略図では、説明を明快に
するために半導体単結晶材料１を一つだけ描写したが、
結晶材料支持機構９０は、図２、図３に示すように、複
数個の半導体単結晶材料１を支持し、同時にワイヤ１１
に押し付けるものである。

【０００８】切断機本体１０は、前記ワイヤ１１と、ワ
イヤ１１の切断部分１２が巻き掛けられて張られるワイ
ヤ巻掛け部２０と、ワイヤ１１の両端部にそれぞれ設け
られ、ワイヤ１１を往復走行させるワイヤ走行駆動機構
としてのワイヤ走行駆動リール６０、６０と、ワイヤ１
１に砥粒を含むスラリーを供給する図２のスラリー供給
機構７０と、ワイヤ１１の切断部分１２よりワイヤ走行
駆動リール６０、６０側の部分に設けられ、ワイヤ１１
に鉛直な荷重Ｗを付加することで、ワイヤ１１全体の張
力を調整する二個のワイヤ張力調整手段８０、８０とを
有している。

【０００９】ワイヤ巻掛け部２０は、図３に示すように
水平方向に平行に設けられた一対の切断用ローラである
溝付ローラ２１、２２と、一対の溝付ローラ２１、２２
を回転自在に支持する二組の軸受２４、２４、２５、２
５と、一対の溝付ローラ２１、２２をワイヤ１１の走行
方向にそれぞれ回転駆動すると共に、一対の溝付ローラ
２１、２２の回転トルクをそれぞれ調整自在なワイヤ張
力調整用ローラ回転駆動機構３０と、ワイヤ１１の切断
部分１２の張力を検知する図１の張力検知機構４０と、
張力検知機構４０で検知されたワイヤ１１の切断部分１
２の張力に基づいて、一対の溝付ローラ２１、２２の回
転トルクを調整してワイヤ１１の切断部分１２の張力を
調整し既定値に保持するようにワイヤ張力調整用ローラ
回転駆動機構３０を制御する制御装置５０とを有してい
る。

【００１０】溝付ローラ２１、２２は、図３に示すよう
に外周面に回転軸線ＣＴ１、ＣＴ２方向に等間隔に離間
する環状の溝２１ａ、２２ａを多数有しており、ワイヤ
１１は、この一対の溝付ローラ２１、２２の溝２１ａ、
２２ａに巻き掛けられ、一対の溝付ローラ２１、２２間
に溝付ローラ２１、２２の回転軸線ＣＴ１、ＣＴ２方向
に等間隔に離間するワイヤ列１７を形成している。この
ワイヤ列１７が、ワイヤ１１の切断部分１２を成す。

【００１１】ワイヤ張力調整用ローラ回転駆動機構３０
は、溝付ローラ２１の一端に設けられ、溝付ローラ２１
をその回転軸線ＣＴ１回りに回転駆動すると共に、その
回転トルクを調整自在な第一電動回転駆動器３１と、溝
付ローラ２２の一端に設けられ、溝付ローラ２２をその
回転軸線ＣＴ２回りに回転駆動すると共に、その回転ト
ルクを調整自在な第二電動回転駆動器３２とを有してい
る。

【００１２】図１の張力検知機構４０は、ワイヤ１１の
両端部間に電圧を印加する電圧印加手段４１と、ワイヤ
１１の切断部分１２の両端部間の電圧、或いは電流を検
知する電気抵抗検知器４２とを有している。この電圧、
或いは電流の値は、張力によるワイヤ１１の切断部分１
２の伸縮に伴う電気抵抗の変化を表すので、ワイヤ１１
の切断部分１２の張力に対応する値である。

【００１３】ワイヤソー切断機１００は、以上のように
構成されているので、以下のように半導体単結晶材料１
の切断を行うことができる。即ち、まず、ワイヤ１１全
体の張力を二個のワイヤ張力調整手段８０、８０による
鉛直荷重Ｗ、Ｗを調整することで大まかに設定する。そ
こで、ワイヤソー切断機１００のワイヤ走行駆動リール
６０、６０及び図２のスラリー供給機構７０とワイヤ巻
掛け部２０とを起動する。この起動により、ワイヤ１１
は走行し、そのワイヤ１１の切断部分１２には、砥粒を
含むスラリーが供給されると共に、ワイヤ張力調整用ロ
ーラ回転駆動機構３０により、一対の溝付ローラ２１、
２２がワイヤ１１の走行方向にそれぞれ回転駆動され
る。

【００１４】この一対の溝付ローラ２１、２２の回転に
より、ワイヤ１１の切断部分１２を成すワイヤ列１７
は、一対の溝付ローラ２１、２２の回りをスムースに走
行することができる。また、ワイヤ巻掛け部２０の張力
検知機構４０は、ワイヤ１１の切断部分１２の両端部間
の電圧、或いは電流を検知し、制御装置５０は、この電
圧、或いは電流に基づいて、ワイヤ１１の切断部分１２
の張力を調整し既定値に保持するようにワイヤ張力調整
用ローラ回転駆動機構３０を制御する。これにより、ワ
イヤ張力調整用ローラ回転駆動機構３０は、一対の溝付
ローラ２１、２２の各回転トルクの差を変化させて、ワ
イヤ１１の切断部分１２の張り具合を調整し、ワイヤ１
１の切断部分１２の張力の値を既定の許容範囲内に保持
する。

【００１５】従って、ワイヤソー切断機１００では、結
晶材料支持機構９０を駆動して、半導体単結晶材料１を
ワイヤ１１の切断部分１２に押し付け、切断をしている
間も、ワイヤ１１の切断部分１２の張力の値は既定の許
容範囲内に保持される。これにより、ワイヤ１１の切断
部分１２の切れ味を保つことができるので、切断精度の
向上を図ることができる。

【００１６】また、ワイヤ１１の張力は、このワイヤ１
１の切断部分１２を含め全体として、既定の許容範囲内
に保たれるので、ワイヤ１１の耐久性を向上することが
できる。更に、このワイヤ１１の切断部分１２の張力の
保持は、制御装置５０が張力検知機構４０で検知された
ワイヤ１１の切断部分１２の張力に基づいて、ワイヤ張
力調整用ローラ回転駆動機構３０を制御することで行う
ので、作業員による調整作業をほとんど要せず、即ちそ
の調整作業が容易であり、且つ張力の保持の為の調整を
迅速に行うことができる。

【００１７】このように、本実施形態のワイヤソー切断
機１００では、ワイヤ１１の張力の管理を容易に行うこ
とができる。尚、上記実施形態では、張力検知機構とし
て、ワイヤ１１の両端部間に電圧を印加する電圧印加手
段４１と、ワイヤ１１の切断部分１２の両端部間の電
圧、或いは電流を検知する電気抵抗検知器４２とを有す
るものを用いたが、これに代えて、各溝付ローラ２１、
２２の回転トルクを検知する回転トルク検知器を、張力
検知機構としてもよいことは勿論である。

【００１８】また、上記実施形態では、溝付ローラ２
１、２２を一対だけ設けたが、三本以上の溝付ローラを
備えるワイヤ巻掛け部としてもよい。

【００１９】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
ワイヤ張力調整用ローラ回転駆動機構により、一対の切
断用ローラの回転トルクを調整することで、ワイヤの切
断部分の張力を調整するので、ワイヤの張力の管理を容
易に行うことができる。また、本発明によれば、制御装
置が張力検知機構で検知されたワイヤの切断部分の張力
に基づいて、ワイヤの切断部分の張力を調整するように
ワイヤ張力調整用ローラ回転駆動機構を制御するので、
ワイヤの切断部分の張力の調整が容易且つ迅速に行われ
る。従って、更にワイヤの張力の管理を容易に行うこと
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のワイヤソー切断機の一実施形態の概略
図

【図２】図１のワイヤソー切断機の側面を示す一部破断
図

【図３】図２のワイヤソー切断機の図中符号Ｘ−Ｘ矢示
断面図

【符号の説明】

１…半導体単結晶材料（被加工物） １１…ワイヤ １２…切断部分 ２１、２２…溝付ローラ（切断用ローラ） ３０…ワイヤ張力調整用ローラ回転駆動機構 ４０…張力検知機構 ５０…制御装置 ６０…ワイヤ走行駆動リール（ワイヤ走行駆動機構） １００…ワイヤソー切断機

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 松原 覚 神奈川県伊勢原市石田318番地３ 株式会 社エヌエスエンジニアリング内 (72)発明者 関山 篤藏 神奈川県伊勢原市石田318番地３ 株式会 社エヌエスエンジニアリング内

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】被加工物を切断するワイヤと、該ワイヤの
   切断部分が巻き掛けられて張られる複数の切断用ローラ
   と、前記ワイヤを走行させるワイヤ走行駆動機構とを備
   えるワイヤソー切断機において、 前記複数の切断用ローラの内、少なくとも一対の切断用
   ローラの回転をそれぞれ調整自在なワイヤ張力調整用ロ
   ーラ回転駆動機構を有することを特徴とするワイヤソー
   切断機。
2. 【請求項２】前記ワイヤの切断部分の張力を検知する張
   力検知機構と、前記張力検知機構で検知された前記ワイ
   ヤの切断部分の張力に基づいて、該ワイヤの切断部分の
   張力を調整するように前記ワイヤ張力調整用ローラ回転
   駆動機構を制御する制御装置とを有することを特徴とす
   る請求項１記載のワイヤソー切断機。