JPH1058438A - ワイヤソーのガイドローラ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】各ガイドローラ間の溝位置の調整を自動的に行
うワイヤソーのガイドローラの提供。 【解決手段】ガイドローラ１６をその軸線方向に沿って
移動可能に支持し、その軸線方向の移動をゴム８２で規
制する。ここで、隣り合うガイドローラの互いの溝位置
がズレているとすると、各ガイドローラは、その軸線方
向にガイドするワイヤ１４の張力の軸方向成分を力を受
ける。このワイヤ１４の張力の軸方向成分を力を受ける
と、各ガイドローラは、そのズレを解消するように軸線
に沿って移動するので、これにより、各ガイドローラ間
の溝位置のズレが解消する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はワイヤソーのガイド
ローラに係り、特にシリコン、ガラス、セラミックス等
の脆性材料を切断するワイヤソーのガイドローラに関す
る。

【０００２】

【従来の技術】ワイヤソーは、高速走行するワイヤ列に
スラリ（砥粒を含有した加工液）を供給しながら被加工
物を押し当てることにより、その砥粒のラッピング作用
により被加工物を切断する装置である。このワイヤソー
には、走行するワイヤをガイドするために多数のガイド
ローラが使用されており、一対のワイヤリール間を走行
するワイヤは、このガイドローラで形成されるワイヤ走
行路を走行する。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、前記ワイヤ
ソーでは、隣り合うガイドローラの溝位置がズレている
と、ワイヤやガイドローラに振動が生じるとともに、ガ
イドローラの溝に偏磨耗が生じ、ガイドローラの寿命が
短くなるという問題がある。このため、ガイドローラの
取り付け時に、作業者が各ガイドローラ間の溝位置の調
整を行っているが、ガイドローラは個数も多く、また微
妙な調整であるため、極めて面倒な作業であった。

【０００４】本発明は、このような事情に鑑みてなされ
たもので、各ガイドローラ間の溝位置の調整を自動的に
行うワイヤソーのガイドローラ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】本発明は前記目的を達成す
るために、一対のワイヤリール間を複数個のガイドロー
ラにガイドされて走行するワイヤを複数個の溝付ローラ
に巻き掛けてワイヤ列を形成し、該ワイヤ列に砥粒を含
む加工液を供給しながら被加工物を押し当てることによ
り、該被加工物を多数のウェーハに切断するワイヤソー
において、前記ガイドローラを該ガイドローラの軸線方
向に沿って移動自在に支持するとともに、その軸線方向
の移動を緩衝装置で規制したことを特徴とする。

【０００６】隣り合うガイドローラの溝位置がズレてい
る場合、各ガイドローラは、その軸線方向に、ガイドす
るワイヤの張力の軸方向成分を力を受ける。一方、本発
明のガイドローラは、軸線方向に沿って移動可能に支持
されているので、前記ワイヤの張力の軸方向成分の力を
受けると、そのズレを解消するように互いのガイドロー
ラが軸線に沿って移動し、そのズレが解消する。これに
より、ワイヤ及びガイドローラに生じる振動を防止する
ことができる。

【０００７】

【発明の実施の形態】以下添付図面に従って本発明に係
るワイヤソーのガイドローラの好ましい実施の形態につ
いて詳説する。まず、本発明に係るガイドローラが適用
されるワイヤソーの構成について説明する。

【０００８】図１は、ワイヤソーの透視図である。同図
に示すように、一方のワイヤリール１２に巻かれたワイ
ヤ１４は、多数のガイドローラ１６、１６、…で形成さ
れるワイヤ走行路を経て３本の溝付きローラ１８Ａ、１
８Ｂ、１８Ｃに巻き掛けられる。この各溝付ローラ１８
Ａ〜１８Ｃの周面には、多数の溝が一定ピッチで形成さ
れており、この溝にワイヤ１４を順次巻きかけてゆくこ
とにより、その上面に水平なワイヤ列２０が形成され
る。

【０００９】前記ワイヤ走行路は、前記ワイヤ列２０を
挟んで左右対称に形成されており、前記ワイヤ列２０を
形成したワイヤ１４は、この他方側のワイヤ走行路を経
て図示しない他方側のワイヤリールに巻き取られる。前
記ワイヤ列２０の両側に形成されたワイヤ走行路には、
それぞれワイヤ案内装置２２、ダンサローラ２４及びワ
イヤ洗浄装置２６が配設されている（一方側のみ図
示）。ワイヤ案内装置２２は、ワイヤリール１２からワ
イヤ１４を一定ピッチでガイドし、また、ダンサローラ
２４は走行するワイヤ１４に一定の張力を付与する。ま
た、ワイヤ洗浄装置２６は、洗浄液を噴射してワイヤ１
４に付着したスラリ等を除去する。

【００１０】前記一対のワイヤリール１２及び溝付ロー
ラ１８Ｃには、それぞれ正逆回転可能なモータ（図示せ
ず）が連結されており、前記ワイヤ１４は、これらのモ
ータを同期駆動することにより、前記一対のワイヤリー
ル１２間を高速で往復走行する。前記溝付ローラ１８Ａ
〜１８Ｃで形成されたワイヤ列２０の上方には、ワイヤ
列２０に対して垂直に昇降移動するワークフィードテー
ブル２８が設置されている。このワークフィードテーブ
ル２８にはチルチング装置３０が備えられており、被加
工物であるインゴット３２は、このチルチング装置３０
の下部に保持されて任意の傾斜角度に設定される。

【００１１】以上のように構成されたワイヤソー１０に
おいて、インゴット３２の切断は、次のように行われ
る。まず、インゴット３２をワークフィードテーブル２
８に取り付け、その取り付けたインゴット３２が所定の
結晶方位で切断されるように、チルチング装置３０でイ
ンゴット３２を所定の角度に傾斜させる。次に、ワイヤ
リール１２及び溝付ローラ１８Ｃに連結されたモータを
駆動し、ワイヤ１４を高速走行させる。そして、ワーク
フィードテーブル２８を下降させ、高速走行するワイヤ
列２０にインゴット３２を押し当てる。この際、ワイヤ
列２０には、スラリタンク３４から図示しないノズルを
介してスラリが供給され、インゴット３２は、このスラ
リ中に含有される砥粒のラッピング作用でウェーハに切
断される。

【００１２】インゴット３２の加工に供したスラリは、
前記ワイヤ列２０の下方に設置されたオイルパン３８を
介してスラリタンク３４に回収され、不足分を補給され
ながら循環利用される。この際、スラリは加工時に発生
する熱を吸熱して温度上昇するので、回収したスラリは
熱交換機３６で一定温度に冷却される。次に、上述した
ワイヤソー１０に適用される本発明に係るガイドローラ
の第１の実施の形態について説明する。

【００１３】図２は、本発明に係るガイドローラの第１
の実施の形態の構成を示す側面断面図である。同図に示
すように、ワイヤソー１０の本体フレーム１０Ｆに固定
されたシャフト４０の先端部には、ローラーベアリング
４２、４２を介してベアリングケース４４が回動自在に
支持されている。このベアリングケース４４は円筒状に
形成されており、その基端部にはフランジ４４Ｆが形成
されている。

【００１４】前記ベアリングケース４４の先端部には、
ベアリングキャップ４６がボルト４８によって固定され
ており、ベアリングケース４４内にスラリ等が流入する
のを防止している。このベアリングキャップ４６の外周
面には、ネジ山４６Ｓが形成されており、該ネジ山４６
Ｓには内周面に雌ネジが形成された挟持リング５０が螺
合されている。

【００１５】前記ガイドローラ１６は、前記ベアリング
ケース４４の外周部に装着され、そのベアリングケース
４４のフランジ４４Ｆと前記挟持リング５０とに挟持さ
れて、ベアリングケース４４に一体固定される。なお、
このガイドローラ１６には、ワイヤ案内用のガイド溝１
６ａ、１６ｂが２溝形成されているが、これは次の理由
による。すなわち、ガイドローラ１６は使用に際して磨
耗するが、ガイド溝を２溝形成することにより、一方の
溝が磨耗した場合に、反転させて他方側の溝を利用する
ことができ、これにより、通常の２倍の寿命を得ること
ができる。なお、使用に際しては、ベアリングケース４
４の先端側（図中左側）に位置している方のガイド溝を
使用する。

【００１６】ところで、前記ベアリングケース４４は、
ローラーベアリング４２、４２により回動自在に支持さ
れているが、該ローラーベアリング４２、４２は、その
外輪が軸線方向に沿って微少量移動できるように形成さ
れている。この結果、ベアリングケース４４は、軸線方
向に沿って移動することができるが、このベアリングケ
ース４４の軸方向の移動を規制するために、ベアリング
ケース４４の基端部には、次のようなエアベアリング機
構が設けられている。

【００１７】前記ベアリングケース４４の基端部端面に
は、円形状の凹部４４Ｃが形成されている。この凹部４
４Ｃは、前記ベアリングケース４４の基端部端面にボル
ト５２、５２で固定された円盤状のプレート５４で覆わ
れており、この結果、前記ベアリングケース４４の基端
部には、リング状の溝５６が形成される。前記リング状
に形成された溝５６内には、前記シャフト４０のほぼ中
央部に形成された円盤状のフランジ４０Ｆが挿入され
る。このフランジ４０Ｆと前記溝５６との間には、所定
の隙間が形成されており、前記ベアリングケース４４
は、その隙間の分だけ軸線方向に移動することができ
る。

【００１８】一方、前記溝５６に挿入されたフランジ４
０Ｆの周端部近傍には、フランジ４０Ｆの両面を貫通す
る孔５８が、同心円上に一定ピッチで多数形成されてい
る（１つのみ図示）。この多数の孔５８は、それぞれ前
記フランジ４０Ｆの内部に放射状に形成された連通路６
０（１つのみ図示）に連通されており、該連通路６０
は、前記シャフト４０の内部に形成されたエア供給路６
２に連通されている。

【００１９】前記エア供給路６２には、図示しないエア
供給手段から圧縮エアが供給される。このエア供給路６
２に供給された圧縮エアは、前記連通路６０を介して各
孔５８から噴射される。この結果、前記ベアリングケー
ス４４は、その溝部５６の両側面を前記各孔５８から噴
射される圧縮エアに押圧されて、軸方向の移動が規制さ
れる。

【００２０】なお、このエア供給路６２に供給する圧縮
エアのエア圧は、前記ガイドローラ１６でガイドするワ
イヤ１４の張力に応じて設定する。以上の構成により、
前記ベアリングケース４４は、軸線方向に沿って移動可
能に支持されるが、その移動は上記エアベアリング機構
により一定位置を維持するように規制される。

【００２１】前記のごとく構成された本発明に係るガイ
ドローラの第１の実施の形態の作用は次の通りである。
図３に示すように、隣り合う２つのガイドローラ１６
Ａ、１６Ｂの互いのガイド溝の位置がｄだけズレていた
とする。ここで、前記ガイドローラ１６Ａ、１６Ｂでガ
イドするワイヤ１４には、前述したように、ダンサロー
ラ２４（図１参照）により一定の張力Ｆが付与されてい
る。したがって、互いガイド溝の溝位置がズレている場
合、各ガイドローラ１６Ａ、１６Ｂは、その軸線方向に
ワイヤ張力Ｆの軸方向成分の力ｆを受ける。

【００２２】一方、本実施の形態のガイドローラ１６
Ａ、１６Ｂは、軸線方向に移動可能に支持されているた
め、その軸線方向に前記ワイヤ張力Ｆの軸方向成分の力
ｆを受けると、互いの溝位置のズレを解消するように移
動する。そして、互いの溝位置が一致すると、ワイヤ張
力Ｆの軸方向成分ｆはゼロとなるので、各ガイドローラ
１６Ａ、１６Ｂは、その状態を維持してワイヤ１４をガ
イドする。

【００２３】このように、本実施の形態のガイドローラ
１６は、隣り合うガイドローラ１６Ａ、１６Ｂの互いの
溝位置がズレていたとしても、自動的に位置合わせをす
ることができる。これにより、溝位置がズレていること
に伴うワイヤ１４及びガイドローラ１６Ａ、１６Ｂの振
動が無くなり、ガイドローラ１６Ａ、１６Ｂの寿命が延
長する。また、ガイド溝に偏磨耗を生じることもない。

【００２４】また、ガイドローラ取り付け時に、溝位置
の位置合わせ作業を行わずに済むので、ガイドローラ交
換時の作業性が向上する。さらに、取付時間が短縮する
ことに伴い、ワイヤソー１０の稼働停止時間が短縮さ
れ、生産性も向上する。また、ガイドローラ１６及びガ
イドローラ１６を支持する軸受ユニットの部品精度を高
くせずに済むので、製作コストの低減を図ることができ
る。

【００２５】次に、本発明に係るガイドローラの第２の
実施の形態について説明する。図４は、本発明に係るガ
イドローラの第２の実施の形態の構成を示す側面断面図
であり、図５は、そのＡ−Ａ断面図である。同図に示す
ように、ワイヤソー１０の本体フレーム１０Ｆに固定さ
れたシャフト７０の先端部には、ベアリング７２、７２
を介してベアリングケース７４が回動自在に支持されて
いる。このベアリングケース７４は円筒状に形成されて
おり、その基端部にはフランジ７４Ｆが形成されてい
る。

【００２６】前記ベアリングケース７４の先端部には、
ベアリングキャップ７６がボルト７８によって固定され
ており、ベアリングケース７４内にスラリ等が流入する
のを防止している。このベアリングキャップ７６の外周
面には、ネジ山７６Ｓが形成されており、該ネジ山７６
Ｓには内周面に雌ネジが形成された挟持リング８０が螺
合されている。

【００２７】前記ガイドローラ１６は、前記ベアリング
ケース７４の外周部に装着され、そのベアリングケース
７４のフランジ４４Ｆと前記挟持リング８０とに挟持さ
れるが、そのフランジ４４Ｆと挟持リング８０のガイド
ローラ１６挟持面には、リング状に形成されたゴム８
２、８２が敷設されている。また、前記ガイドローラ１
６は、その内径が前記ベアリングケース７４の外径より
も若干大きめに形成されており、前記ベアリングケース
７４に装着されることにより、そのベアリングケース７
４との間に微少な隙間Ｇが形成される。したがって、ガ
イドローラ１６は、軸線方向に沿って移動することがで
きるが、その移動は、前記ゴム８２、８２により一定位
置を維持するように規制される。

【００２８】以上の構成により、第２の実施の形態のガ
イドローラも、前記第１の実施の形態のガイドローラと
同様に、隣り合うガイドローラの互いの溝位置がズレて
いたとしても、自動的に位置合わせをすることができ
る。なお、本実施の形態では、ゴム８２、８２を介して
ガイドローラ１６を支持することにより、そのガイドロ
ーラ１６の移動を規制したが、スプリング等で規制して
もよい。

【００２９】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
隣り合うガイドローラの溝位置がズレている場合、その
ズレを走行するワイヤの張力で自動的に解消することが
できる。したがって、ガイドローラに振動を起こすこと
なくワイヤをガイドすることができるので、各ガイドロ
ーラの寿命が長くなる。また、ガイド溝に偏磨耗を生じ
ることもない。また、ガイドローラ取り付け時は、互い
の溝位置の調整作業を必要としないので、簡易、迅速に
ガイドローラの取付作業を済ませることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】ワイヤソーの実施の形態の透視図

【図２】本発明に係るガイドローラの第１の実施の形態
の側面断面図

【図３】本発明に係るガイドローラの作用を説明するた
め説明図

【図４】本発明に係るガイドローラの第２の実施の形態
の側面断面図

【図５】図４のＡ−Ａ断面図

【符号の説明】

１０…ワイヤソー １４…ワイヤ １６…ガイドローラ １６ａ、１６ｂ…ガイド溝 １８Ａ〜１８Ｃ…溝付ローラ ３２…インゴット ４０、７０…シャフト ４２…ローラーベアリング ４４、７４…ベアリングケース ５０、８０…挟持リング ８２…ゴム

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 一対のワイヤリール間を複数個のガイド
   ローラにガイドされて走行するワイヤを複数個の溝付ロ
   ーラに巻き掛けてワイヤ列を形成し、該ワイヤ列に砥粒
   を含む加工液を供給しながら被加工物を押し当てること
   により、該被加工物を多数のウェーハに切断するワイヤ
   ソーにおいて、 前記ガイドローラを該ガイドローラの軸線方向に沿って
   移動自在に支持するとともに、その軸線方向の移動を緩
   衝装置で規制したことを特徴とするワイヤソーのガイド
   ローラ。