JP2008100298A - Multi-wire saw apparatus, and method for adjusting multi-wire saw apparatus - Google Patents
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本発明は、マルチワイヤソー装置及びマルチワイヤソー装置の調整方法に関し、特に回転軸の基端が支持部材に片持支持されたローラを有するマルチワイヤソー装置及びマルチワイヤソー装置の調整方法に適用して有用なものである。 The present invention relates to a multi-wire saw device and a multi-wire saw device adjustment method, and particularly useful when applied to a multi-wire saw device having a roller whose base end of a rotating shaft is cantilevered by a support member and a multi-wire saw device adjustment method. Is.
シリコンウエハ上に形成された複数の半導体素子などの被加工物を複数同時に加工する装置として、マルチワイヤソー装置が知られている。マルチワイヤソー装置としては、例えば、2つの本ローラと補助ローラとを備え、本ローラの外周面に周方向に設けられた溝が回転軸の軸方向に沿って複数並設され、その溝に沿って2つの本ローラ及び補助ローラの外周にワイヤを複数回巻きかけ、本ローラ間を走行するワイヤを被加工物に接触走行させることによって複数の被加工物を加工するものが挙げられる(例えば、特許文献1〜3参照)。そして、このような構造をしたマルチワイヤソー装置の1つに、本ローラ及び補助ローラを支持部材に片持支持させることにより、作業効率やメンテナンス効率を向上させたものがある。
A multi-wire saw apparatus is known as an apparatus for simultaneously processing a plurality of workpieces such as a plurality of semiconductor elements formed on a silicon wafer. As the multi-wire saw device, for example, two main rollers and an auxiliary roller are provided, and a plurality of grooves provided in the circumferential direction on the outer peripheral surface of the main roller are arranged in parallel along the axial direction of the rotation shaft, and along the grooves. The wire is wound around the outer circumferences of the two main rollers and the auxiliary roller a plurality of times, and the plurality of workpieces are processed by causing the wire running between the main rollers to contact and run on the workpiece (for example,
しかしながら、このような各ローラを片持支持する構造のマルチワイヤソー装置では、各ローラを回転軸の基端で支持することになるので、各ローラの外周に巻きかけられたワイヤの張力によって各ローラの回転軸の先端が他のローラが支持されている方向に傾斜してしまい、すべての被加工物に対して同様の精密加工をすることができないという問題があった。具体的には、2つの本ローラの先端が補助ローラが支持されている方向に傾斜してしまい、被加工物と本ローラ間を走行するワイヤとの距離が本ローラの基端から先端に向かって傾斜することになる。そして、このような状態のマルチワイヤソー装置を用いて複数の被加工物に対して切り込み加工を行うと、例えば図8に示すように、本ローラの基端側の被加工物への切り込みの深さと先端側の被加工物への切り込みの深さとが異なってしまい、複数の被加工物に対して同様の切り込み加工をすることができないという問題があった。 However, in such a multi-wire saw apparatus having a structure in which each roller is cantilevered, each roller is supported by the base end of the rotating shaft, so that each roller is caused by the tension of the wire wound around the outer periphery of each roller. The tip of the rotation shaft is inclined in the direction in which the other rollers are supported, and the same precision machining cannot be performed on all workpieces. Specifically, the tips of the two main rollers are inclined in the direction in which the auxiliary roller is supported, and the distance between the workpiece and the wire running between the main rollers is from the base end of the main roller to the tip. Will be inclined. When a multi-wire saw device in such a state is used to cut a plurality of workpieces, for example, as shown in FIG. 8, the depth of cut into the workpiece on the proximal end side of the roller is obtained. And the depth of the cut into the workpiece on the front end side are different, and there is a problem in that the same cutting process cannot be performed on a plurality of workpieces.
本発明は、このような事情に鑑み、本ローラの回転軸が傾斜していても、複数の被加工物に対して同様の精密加工をすることができるマルチワイヤソー装置及びマルチワイヤソー装置の調整方法を提供することを目的とする。 In view of such circumstances, the present invention provides a multi-wire saw apparatus and a multi-wire saw apparatus adjustment method capable of performing the same precision machining on a plurality of workpieces even when the rotation shaft of the present roller is inclined. The purpose is to provide.
本発明の態様は、回転軸の基端が支持部材に片持支持される2つの本ローラと、補助ローラとを有し、当該2つの本ローラの外周面に周方向に設けられた溝が回転軸の軸方向に沿って複数並設され、該溝に沿って前記2つの本ローラ及び前記補助ローラの外周にワイヤを複数回巻きかけて、前記2つの本ローラ間を走行するワイヤをテーブルに載置された被加工物に接触走行させることによって前記被加工物を加工するマルチワイヤソー装置であって、前記テーブルはワイヤと前記補助ローラとの間に配置され、前記2つの本ローラの溝は、回転軸の基端側が浅く、先端側が深くなるように形成されていることを特徴とするマルチワイヤソー装置にある。
かかる態様では、本ローラがワイヤの張力などによって傾斜しても、テーブルに対するワイヤの位置を水平にすることができるので、複数の被加工物に対して同様の精密加工をすることができる。
The aspect of the present invention includes two main rollers whose base ends of the rotating shaft are cantilevered and supported by a support member, and auxiliary rollers, and grooves provided in the circumferential direction on the outer peripheral surfaces of the two main rollers. A plurality of wires are arranged in parallel along the axial direction of the rotating shaft, and a wire that travels between the two main rollers is wound around the outer periphery of the two main rollers and the auxiliary roller along the groove. A multi-wire saw device for processing the workpiece by causing the workpiece placed on the substrate to contact and travel, wherein the table is disposed between the wire and the auxiliary roller, and the grooves of the two main rollers The multi-wire saw apparatus is characterized in that the base end side of the rotating shaft is shallow and the tip end side is deep.
In this aspect, even if the present roller is inclined due to the tension of the wire or the like, the position of the wire with respect to the table can be made horizontal, so that the same precision machining can be performed on a plurality of workpieces.
ここで、前記2つの本ローラの溝は、回転軸の基端から先端に向かって漸次深くなるように形成されていることが好ましい。
このようにしても、第1の態様と同様の効果が得られる。
Here, it is preferable that the grooves of the two main rollers are formed so as to gradually become deeper from the base end to the tip end of the rotating shaft.
Even if it does in this way, the effect similar to a 1st aspect will be acquired.
また、前記2つの本ローラの溝の深さは、前記2本の本ローラが傾斜した際の回転軸と前記テーブルの表面とがなす角度に基づいて設定されることが好ましい。
これによれば、複数の被加工物に対して同様の精密加工をすることができるマルチワイヤソー装置を容易に製造することができる。
Moreover, it is preferable that the depth of the groove of the two main rollers is set based on an angle formed between the rotation shaft and the surface of the table when the two main rollers are inclined.
According to this, the multi-wire saw apparatus which can perform the same precision processing with respect to several workpieces can be manufactured easily.
本発明の他の態様は、回転軸の基端が支持部材に片持支持される2つの本ローラと、補助ローラとを有し、当該2つの本ローラの外周面には周方向に設けられた溝が回転軸の軸方向に沿って複数並設され、該溝に沿って前記2つの本ローラ及び前記補助ローラの外周にワイヤを複数回巻きかけて、前記2つの本ローラ間を走行するワイヤをテーブルに載置された被加工物に接触走行させることによって前記被加工物を加工するマルチワイヤソー装置であって、ワイヤが前記被加工物に対して均等に接触走行できるように、前記2つの本ローラの溝の深さを調整することを特徴とするマルチワイヤソー装置の調整方法にある。
かかる態様では、複数の被加工物に対して同様の精密加工をすることができるように、マルチワイヤソー装置を調整することができる。
Another aspect of the present invention includes two main rollers whose base ends of the rotating shaft are cantilevered and supported by a support member, and an auxiliary roller, and the outer peripheral surfaces of the two main rollers are provided in the circumferential direction. A plurality of grooves are provided side by side along the axial direction of the rotary shaft, and a wire is wound around the outer periphery of the two main rollers and the auxiliary roller along the grooves to run between the two main rollers. A multi-wire saw device for processing a workpiece by causing the wire to contact and travel to a workpiece placed on a table, wherein the wire can be uniformly contacted and traveled to the workpiece. An adjustment method of a multi-wire saw device is characterized in that the depth of a groove of two main rollers is adjusted.
In this aspect, the multi-wire saw device can be adjusted so that the same precision machining can be performed on a plurality of workpieces.
以下に、本発明を実施形態に基づいて詳細に説明する。
(実施形態1)
図1は、実施形態1に係るマルチワイヤソー装置の概略正面図であり、図2は図1に示すA方向から見た際の本実施形態に係るマルチワイヤソー装置の拡大概略側面図である。なお、図2では、後述するテーブル及び被加工物は図示していない。
Hereinafter, the present invention will be described in detail based on embodiments.
(Embodiment 1)
FIG. 1 is a schematic front view of the multi-wire saw device according to the first embodiment, and FIG. 2 is an enlarged schematic side view of the multi-wire saw device according to the present embodiment when viewed from the direction A shown in FIG. In FIG. 2, a table and a workpiece to be described later are not shown.
図1及び図2に示すように、本実施形態に係るマルチワイヤソー装置1は、本ローラである第1及び第2の各ローラ10、20と、補助ローラである第3のローラ30とを有している。第1〜第3の各ローラ10〜30は、各回転軸の基端が支持部材80に片持支持されている。そして、第1及び第2の各ローラ10、20は水平に配置されると共に、第3のローラ30は第1及び第2の各ローラ10、20よりも下方に配置されている。
As shown in FIGS. 1 and 2, the
そして、図2に示すように、第1のローラ10の外周面には周方向に設けられた溝15が回転軸の軸方向に沿って複数並設されると共に、第2のローラ20の外周面には周方向に設けられた溝25が回転軸の軸方向に沿って複数並設されている。これらの各溝15、25は一定間隔で形成されており、その間隔は後述する被加工物に形成される切り込みに対応して適宜設定される。なお、本実施形態では各溝15、25を一定間隔で形成したが、その間隔は一定でなくてもよい。
As shown in FIG. 2, a plurality of
第1〜第3の各ローラ10〜30の外周にはワイヤ40が巻きかけられており、第1のローラ10と第2のローラ20との間に位置する部分のワイヤ45の下側には、被加工物100を複数載置した水平表面を有するテーブル50が上下方向に移動自在に設けられている。そして、テーブル50とワイヤ45との距離を制御することによって被加工物100に形成される切り込みの深さなどを制御することができるようになっている。
A
ワイヤ40は、第1及び第2の各ローラ10、20の各溝15、25に沿って第1〜第3の各ローラ10〜30の外周に一定間隔で複数回巻きかけられているが、ワイヤ40の巻きかけられ方は部分的に異なっており、被加工物100の切り込み位置を自在に設定することができるようになっている。すなわち、部分的にワイヤ40の巻きかけられ方を変更することによって被加工物100に対して自在に切り込み形成することができる。具体的には、ワイヤ40を第1及び第2の各ローラ10、20の外周に巻きかけることによって被加工物100に接触走行させて切り込みを形成する部分(ワイヤ45)を形成すると共に、第1〜第3の各ローラ10〜30の外周に巻きかけることによって被加工物100と接触しない部分(ワイヤ47)を形成する。図2では、基端側に位置するワイヤ40を第1〜第3の各ローラ10〜30の外周に巻きかけることによって、被加工物100の基端側の部分に切り込みを形成しないようになっている。このようにワイヤ40の巻きかけ方を変更するとによって、被加工物に対して自在に切り込みを形成することができる。なお、本実施形態では、1本のワイヤ40が、第1〜第3の各ローラ10〜30に螺旋状に巻きかけられたマルチワイヤソー装置1を例示したが、勿論、複数のワイヤが第1〜第3の各ローラ10〜30に螺旋状に巻きかけられるようにしてもよい。
The
ここで、上述したようにワイヤ40を第1〜第3の各ローラ10〜30に巻きかけると、ワイヤ40の張力によって第1及び第2の各ローラ10、20の先端は下方に傾斜し、第3のローラ30の先端は上方に傾斜することになる。図3にワイヤの張力によって傾斜した際の第2のローラの概略図を示し、図4に第2のローラの外周面に形成された溝の概略断面図を示す。
Here, when the
図3に示すように、第2のローラ20の先端は、ワイヤ40の張力によって、ワイヤ40を巻きかける前の第2のローラ20の回転軸(原回転軸H)に対して下方に角度θ傾斜する。したがって、第2のローラ20は、原回転軸Hに対して下方に角度θ傾斜した回転軸Xを中心として回転することになる。なお、第2のローラ20の先端は、さらに第1のローラ10側、すなわち右側に傾斜していてもよい。
As shown in FIG. 3, the tip of the
ここで、第2のローラ20の外周面には、図4に示すように、第2のローラ20の回転軸Xの基端から先端に向かって漸次深くなるような溝25が形成されているので、複数(A列〜D列)の被加工物100に対して同じ深さの切り込みを形成することができるようになっている。すなわち、第2のローラ20の外周面には、第2のローラ20が傾斜した状態であっても、テーブル50の表面に対してすべてのワイヤ45の位置が水平になるような深さhの溝25が形成されているので、すべてのワイヤ45をA列〜D列の被加工物100に均等に接触させることができる。したがって、A列〜D列の被加工物100に対して同じ深さの切り込みを形成することができる。
Here, as shown in FIG. 4, a
これらの溝25の深さhは、原回転軸Hと第2のローラ20の回転軸Xとのなす角(θ)に基づいて形成してもよいし、マルチワイヤソー装置1を製作した後でテーブル50の表面に対して、すべてのワイヤ45位置が水平になるように形成してもよい。
The depths h of these
以上、第2のローラ20について説明したが、第1のローラ10についても同様である。
The
このようなマルチワイヤソー装置1は、第1〜第3の各ローラ10〜30を回転させて、ワイヤ40を図1に示す図中矢印で示す方向に移動させながら、テーブル50を図中上方に移動させ、スラリーを供給しながらワイヤ45を被加工物100に接触走行させることによって、A列〜D列の被加工物に複数の切り込みを形成することができる。
Such a
(他の実施形態)
以上、本発明の一実施形態について説明したが、勿論、本発明は、この実施形態に限定されるものではない。例えば、実施形態1では、切り込み加工を一例にして本発明を説明したが、切断加工などはじめとして様々な加工処理においても適用することができる。
(Other embodiments)
As mentioned above, although one embodiment of the present invention was described, of course, the present invention is not limited to this embodiment. For example, in the first embodiment, the present invention has been described by taking a cutting process as an example. However, the present invention can be applied to various processing processes such as a cutting process.
また、実施形態1では、第1及び第2の各ローラ10、20の外周面に形成された溝25の深さhは、各ローラの回転軸の基端から先端に向かって漸次深くなるように形成されていたが、テーブル50の表面に対してワイヤ45の位置を水平にすることができるように、各ローラの回転軸の基端側が浅く、先端側が深くなるように形成されていれば特に限定されない。
In the first embodiment, the depth h of the
さらに、実施形態1では、第3のローラ、すなわち1つの補助ローラを有するマルチワイヤソー装置を例示したが、補助ローラは1つに限定されず、複数あってもよい。
Furthermore, in
<実施例>
図5に示すように、第1及び第2の各ローラ10、20の各溝15、25の深さを回転軸の基端から先端に向かって漸次深くなるように形成し、それらの各ローラ10、20を備えたマルチワイヤソー装置1を用いて、図3に示したようなA列〜D列の被加工物100に切り込み加工を行なった。第1及び第2の各ローラ10、20が基端から先端に向けて漸次傾斜していることに対応して、第1及び第2の各ローラ10、20の各溝15、25の深さを回転軸の基端から先端に向かって漸次深くなるように形成しているので、被加工物100に接触する複数のワイヤ45は被加工面に対して水平になるような配置になる。よって、被加工物100に複数の溝を形成する際に、深さばらつきが抑制された加工溝が形成できる。ここで、ワイヤ40としては金属めっきを施したピアノ線を用い、被加工物100としてはシリコン基板を用いた。
<Example>
As shown in FIG. 5, the
<比較例>
第1及び第2の各ローラ10、20の各溝15、25の深さを一定としたこと以外は実施例と同様にして切り込み加工を行った。
<Comparative example>
Cutting was performed in the same manner as in the example except that the depths of the
<実験結果>
図6及び図7に、実施例及び比較例における被加工物100の切り込み差を示し、表1に実施例及び比較例における切り込み差の平均値、分散及びCPKを示す。ここで、A列〜D列の被加工物100は、第1のローラ10から第2のローラ20を長手方向とする矩形状をしているので、各被加工物100に対して第1のローラ10側部分での切り込みの深さ、中央部での切り込みの深さ及び第2のローラ20側部分での切り込みの深さをそれぞれ測定した。なお、図6及び図7では代表的な位置における切込みの深さを示している。また、表1におけるCPKとは、量産化の指標となる数値であり、CPK=(平均値−規格値)/3σで算出され、1.0以上であれば量産化可能であることを示すものである。なお、ここでは規格値として、0.5を用いた。
<Experimental result>
6 and 7 show the cut difference of the
図6と図7とを比較すると、図7では各切り込みの深さはA列〜D列に向かうにつれて大きくなっているが、図6では各切り込みの深さが比較的均一であることが分かった。すなわち、第1及び第2の各ローラ10、20の溝の深さを回転軸の基端から先端に向かって漸次深くなるように形成することによって、被加工物100に対して均一の深さで切り込み加工をすることができることが分かった。また、実施例のCPKは1.0を超えており、量産化可能であることが分かった。
Comparing FIG. 6 and FIG. 7, in FIG. 7, the depth of each notch increases as it goes from row A to row D, but in FIG. 6, it can be seen that the depth of each notch is relatively uniform. It was. That is, by forming the depth of the grooves of the first and
1 マルチワイヤソー装置、 10〜30 ローラ、 15,25 溝、 40,45,47 ワイヤ、 50 テーブル、 80 支持部材、 100 被加工物、 θ 傾斜角、 h 溝の深さ 1 Multi-wire saw device, 10-30 rollers, 15, 25 grooves, 40, 45, 47 wires, 50 tables, 80 support members, 100 work piece, θ inclination angle, h groove depth
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