JP4743801B2 - Work cutting method and wire winding width changing device for work cutting - Google Patents
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Description
本発明は、ワイヤソーにおいて、ワークを切断する方法、およびワークを切断する過程でワイヤの巻き状態、特に一部のピッチすなわちワイヤの巻き幅をワークの形状に応じて変更する装置に関する。 The present invention relates to a method of cutting a workpiece in a wire saw, and an apparatus for changing a winding state of a wire, particularly a part of pitch, that is, a winding width of the wire, in accordance with the shape of the workpiece in the process of cutting the workpiece.
ワイヤソーは、メインローラの間にワイヤを多重に巻き掛け、走行状態のワイヤをシリコンインゴットなどのワークに押し当てることによって、ワークを所定の厚みの製品に切断する。その切断過程で、複数のワークの同時切断は、作業能率の向上から望ましい態様となる。 A wire saw cuts a workpiece into a product having a predetermined thickness by winding multiple wires between main rollers and pressing the running wire against a workpiece such as a silicon ingot. In the cutting process, simultaneous cutting of a plurality of workpieces is a desirable mode from the improvement of work efficiency.
図１および図２は、従来のワイヤソーにおいて、複数例えば４個のワーク４を同時に切断するときの一般的な方法を示している。それぞれのワーク４は、上面の接着層６によってガラス製のホルダー５に保持される。これらのワーク４は、ホルダー５を介してワークプレート１１の下面に、ワイヤ３の走行方向に対して直交方向に所定の間隔を置いて接着され、ワークプレート１１は、図示しない適当なクランプ手段によりワイヤソーのワークテーブルに固定される。
1 and 2 show a general method for simultaneously cutting a plurality of, for example, four
ワイヤ３は、図示しない送り出し装置から引き出され、溝付きの案内ローラ２３を経由して、複数のメインローラ２の間に、各メインローラ２の溝２ａにそって多重に平行な状態として巻き掛けられてから、溝付きの案内ローラ２４を経由して図示しない巻き取り装置に送り出される。メインローラ２の各溝２ａは、図２の円中の拡大断面図に示すように、一般にＶ字形の環状溝であり、メインローラ２の外周面で独立している。このため、ワイヤ３は、ワーク４に向き合う切断域、すなわち図示の例で上側域でメインローラ２の中心線に対して直交しているが、ワーク４に向き合わない域、すなわち図示の例で下側域で、隣り合う一方の溝２ａから他方の溝２ａへと変位し、メインローラ２の中心線に対し斜行している。なお、ワイヤ３の斜行部分は、図２上では上下の線の複雑化を避けるために、省略されている。
The
切断加工時に、ワイヤ３は、メインローラ２の回転によって走行状態となり、複数のワーク４に押し当てられる。これによって、ワーク４は、ワイヤ３の間のワイヤピッチＰ、すなわちメインローラ２の溝ピッチに応じて目標の厚みｔに切断される。このときの切り口は、図１の左側端のワーク４に示すように、平行な切断線Ｃにより表される。
During the cutting process, the
ワーク４が端部で凹凸を形成していたり、あるいは図１に示すように、例えば菱形のように変形していると、切断完了時点で、ワーク４の両端に厚みｔ未満の端材４ｂが発生しており、それらの端材４ｂの間で目標の厚みｔの良品４ａが得られる。なお、端材４ｂは、通常、良品４ａの切断高さＨよりも短いものとなっている。
If the
端材４ｂの一部は、切断中に接着層６を失ってホルダー５から分離して離散し、その途中でワイヤ３に干渉したり、メインローラ２の溝２ａに入ったりして、ワイヤ飛びや、ワイヤ断線を起こし、あるいは回転部品に干渉したりして、回転部分の不良を引き起こす。このため、端材４ｂの離散は、ワイヤソーの機能保持、危険防止の観点からも問題であり、未然に防止しなければならない。
A part of the
一方、特許文献１は、メインローラの外側において、ワイヤをピッチ移動させることでメインローラへ戻すワイヤ巻き掛け位置を全体に１ピッチずらす、ことを開示している。しかし、その技術は、端材の分離や離散、これによるワイヤソーの機能保持や、危険防止を意図したものではない。したがって、上記の問題は、特許文献１の技術をただ単にそのまま転用しても、解決できない。
On the other hand,
したがって、本発明の課題は、ワークの切断中および切断完了時点でも、ワークの端材をホルダーに拘束し、離散しないようにして、ワイヤに対する端材の干渉や、メインローラの溝に対する端材の入り込み、端材と回転部品との干渉を無くし、ワイヤ飛びや、ワイヤ断線、さらに回転部分の不良を未然に防止することである。 Therefore, the problem of the present invention is that the workpiece end material is constrained to the holder even during the cutting of the workpiece and at the time when the cutting is completed, so that the workpiece is not separated, so that the end material interferes with the wire or the end material against the groove of the main roller. Intrusion, interference between the end material and the rotating parts is eliminated, and wire jumping, wire breakage, and defective rotating parts are prevented in advance.
上記の課題のもとに、本発明は、ワイヤソーによるワークの切断過程において、端材の発生位置でワイヤをメインローラの溝について飛び越し（スキップ）させ、切断完了後においても、端材をホルダーに拘束し、離散しないようにしている。 Based on the above problems, the present invention allows the wire to jump over the groove of the main roller at the position where the end material is generated in the cutting process of the workpiece by the wire saw, and the end material is used as a holder even after the completion of the cutting. It is restrained so that it does not become discrete.
具体的に記載すると、本発明に係るワーク切断方法は、複数の平行なメインローラの間に多重に巻き掛けられたワイヤを走行させ、走行状態のワイヤに、ホルダーに拘束されているワークを押し当てることによって、ワークを目標の厚みに切断するワイヤソーにおいて、ワークの目標の厚み方向で、ワークの両端部にホルダーとの拘束部分を残しながら、ワークについて良品を確保できる範囲に、ワーク切断域を設定しておき、このワーク切断域内でワイヤのワイヤピッチを目標の厚みに対応する値に設定するとともに、ワーク切断域以外で、ワークと干渉する範囲にワイヤを不存在とするワイヤ飛ばし域を設定している（請求項１）。 More specifically, the workpiece cutting method according to the present invention travels a wire wound in a multiple manner between a plurality of parallel main rollers, and pushes the workpiece constrained by the holder to the traveling wire. In the wire saw that cuts the workpiece to the target thickness by applying the workpiece, the workpiece cutting area is set within the range in which a non-defective product can be secured while leaving the constrained part with the holder at both ends of the workpiece in the target thickness direction of the workpiece. Set and set the wire pitch of the wire within the workpiece cutting area to a value corresponding to the target thickness, and set the wire skipping area where there is no wire outside the workpiece cutting area and in the range where it interferes with the workpiece (Claim 1).
ここでワークについて、ワークの目標の厚みで、ワークの切断高さ、切断長さ、および切断高さと切断長さとの組み合わせのうち何れか１つにおいて所定の寸法が確保されたものを前記良品としている（請求項２）。したがって、ワーク切断域は、目標の厚みを確保しながら、ワークの切断高さのみ、切断長さのみ、切断高さと切断長さとの組み合わせ、の３つの態様によって決定される。 Here, with respect to the workpiece, a workpiece in which a predetermined dimension is secured in any one of the workpiece cutting height, the cutting length , and the combination of the cutting height and the cutting length as the non- defective product. (Claim 2). Accordingly, the workpiece cutting zone, while ensuring the target thickness, the cutting height of the work only, cut length only, the combination of the cutting height and cut length is determined by three aspects of the.
また、本発明は、複数の平行なメインローラの間に多重に巻き掛けられたワイヤを走行させ、走行状態のワイヤに、ホルダーに拘束されているワークを押し当てることによって、ワークを目標の厚みに切断するワイヤソーにおいて、ワークの目標の厚み方向で、ワークの両端部にホルダーとの拘束部分を残しながら、ワークについて良品を確保できる範囲に、ワーク切断域を設定しておき、このワーク切断域内でワイヤのワイヤピッチを目標の厚みに対応する値に設定すると共に、ワーク切断域以外で、ワークと干渉する範囲にワイヤを不存在とするワイヤ飛ばし域を設定し、このワイヤ飛ばし域でメインローラの外側にワイヤ飛ばし用ローラを配置し、ワイヤをワイヤ飛ばし用ローラに巻き掛けることによって、ワイヤをメインローラの中心線の方向に変位させ、ワイヤ飛ばし域を形成して、ワーク切断用ワイヤ巻き幅変更装置を構成している（請求項３）。 Further, the present invention allows a wire wound in a multiple manner between a plurality of parallel main rollers to travel, and presses the workpiece restrained by the holder against the wire in the traveling state, thereby causing the workpiece to have a target thickness. In a wire saw that cuts into a workpiece, in the target thickness direction of the workpiece, the workpiece cutting area is set within a range in which a non-defective product can be ensured while leaving a restrained portion with the holder at both ends of the workpiece. In addition to setting the wire pitch of the wire to a value corresponding to the target thickness, a wire skipping area in which no wire is present is set in a range that interferes with the work other than the work cutting area, and the main roller is set in this wire skipping area. The wire blow roller is placed outside the wire and the wire is wound around the wire blow roller so that the wire is placed inside the main roller. It is displaced in the direction of the line, to form a wire skip area, and a work cutting wire winding width changing device (claim 3).
このワーク切断用ワイヤ巻き幅変更装置においても、ワークについてワークの目標の厚みで、ワークの切断高さ、切断長さ、および切断高さと切断長さとの組み合わせのうち何れか１つにおいて所定の寸法が確保されたものを前記良品とする（請求項４）。したがって、ワーク切断域は、目標の厚みを確保しながら、ワークの切断高さのみ、切断長さのみ、切断高さと切断長さとの組み合わせ、の３つの態様によって決定される。 Also in this workpiece cutting wire winding width changing device, the workpiece has a predetermined dimension at any one of the workpiece cutting height, the cutting length , and the combination of the cutting height and the cutting length at the target thickness of the workpiece. Is ensured as the non-defective product (claim 4). Accordingly, the workpiece cutting zone, while ensuring the target thickness, the cutting height of the work only, cut length only, the combination of the cutting height and cut length is determined by three aspects of the.
さらに、ワーク切断用ワイヤ巻き幅変更装置において、本発明は、隣り合うワークのワイヤ飛ばし域内に、２個のワイヤ飛ばし用ローラを配置し、２個のワイヤ飛ばし用ローラの軸線をメインローラの中心線に対し平行とするとともに、２個のワイヤ飛ばし用ローラの間に複数のガイドローラを配置し、これらのガイドローラの軸線をメインローラの中心線に対して交差させ、２個のワイヤ飛ばし用ローラおよびガイドローラにワイヤを順次に巻き掛けて、ワイヤ飛ばし域においてワークと干渉する範囲でワイヤを不存在としている（請求項５）。 Furthermore, in the wire cutting width changing device for cutting a workpiece, the present invention is arranged such that two wire blowing rollers are arranged in a wire flying area of an adjacent workpiece, and the axis of the two wire blowing rollers is the center of the main roller. Parallel to the line, a plurality of guide rollers are arranged between the two wire blowing rollers, and the axis of these guide rollers intersects the center line of the main roller, for two wire blowing A wire is sequentially wound around the roller and the guide roller, and the wire is made nonexistent within a range where it interferes with the workpiece in the wire skipping area.
ワーク切断用ワイヤ巻き幅変更装置において、本発明は、隣り合うワークのワイヤ飛ばし域内に、１または２個のワイヤ飛ばし用ローラを配置し、ワイヤ飛ばし用ローラの軸線をメインローラの中心線に対し斜め方向に設定し、ワイヤ飛ばし用ローラにワイヤを巻き掛けて、ワイヤ飛ばし域においてワークと干渉する範囲でワイヤを不存在としている（請求項６）。 In the wire cutting width changing device for cutting a workpiece, the present invention is arranged such that one or two wire blowing rollers are arranged in a wire blowing area of an adjacent workpiece, and the axis of the wire blowing roller is set to the center line of the main roller. It is set in an oblique direction, the wire is wound around a wire blow roller, and the wire is made nonexistent within a range where it interferes with the workpiece in the wire blow area (Claim 6).
また、ワーク切断用ワイヤ巻き幅変更装置において、本発明は、ワイヤ飛ばし用ローラを異なるブラケットにより回転自在に保持し、それぞれのブラケットをメインローラに対し平行な方向に移動自在に設けている（請求項７）。 Further, in the wire cutting width changing device for cutting a workpiece, the present invention is configured to hold the wire blowing roller rotatably by different brackets and to move each bracket in a direction parallel to the main roller. Item 7).
ワーク切断用ワイヤ巻き幅変更装置において、本発明は、ワイヤ飛ばし用ローラを同じブラケットによって回転自在に保持し、そのブラケットをメインローラに対し平行な方向に移動自在に設けている（請求項８）。 In the wire cutting width changing device for cutting a workpiece, the present invention is configured to hold a wire blowing roller rotatably by the same bracket, and to move the bracket in a direction parallel to the main roller. .
ワーク切断用ワイヤ巻き幅変更装置において、本発明は、ワイヤ飛ばし用ローラをブラケットに対して傾斜軸受けホルダーおよび支点軸によって傾斜角度調整自在に取り付けている（請求項９）。 In the wire cutting width changing device for cutting a workpiece, according to the present invention, a wire blowing roller is attached to a bracket so that the inclination angle can be adjusted by an inclination bearing holder and a fulcrum shaft.
本発明に係るワーク切断方法によると、ワーク切断域でワークが目標の厚みで良品として切断され、良品がホルダーに拘束されており、また、ワークの両端部のワイヤ飛ばし域において切断後に端材が発生するが、それらの端材は、ワイヤ飛ばし域でのワイヤの不存在によって、細かく切断されず、良品と同様にホルダーに拘束されたままになっている。したがって、ワイヤによるワークの切断過程において、端材がホルダーから分離して離散しないため、ワイヤに対する端材の干渉や、メインローラの溝に対する端材の入り込みがなくなり、端材と回転部品との干渉もなくなることから、ワイヤ飛びや、ワイヤ断線、さらに回転部分の不良が未然に防止できる（請求項１）。 According to the workpiece cutting method according to the present invention, the workpiece is cut as a non-defective product with a target thickness in the workpiece cutting region, the non-defective product is restrained by the holder, and the end material is cut after cutting in the wire skipping region at both ends of the workpiece. Although generated, these end materials are not cut finely due to the absence of the wire in the wire skipping region, and remain in the holder like the non-defective product. Therefore, in the process of cutting the workpiece by the wire, the end material is not separated from the holder, so that the end material does not interfere with the wire and the end material does not enter the groove of the main roller, and the end material interferes with the rotating part. Therefore, it is possible to prevent wire jumping, wire breakage, and defective rotating parts (claim 1).
本発明に係るワーク切断方法において、切断域がワークの切断高さ、切断長さなどを考慮して決定されると、ワークとしてのシリコンインゴットなどの形状や製品の品質に応じて、適切な切断域が設定できる（請求項２）。 In the work cutting method according to the present invention, the cutting zone cutting height of the workpiece, when it is determined by considering the etc. cut length Sana, depending on the quality of the shape and the product, such as a silicon ingot as a work, a suitable A cutting area can be set (claim 2).
本発明に係るワーク切断用ワイヤ巻き幅変更装置によると、上記のワーク切断方法と同様にワーク切断域でワークが目標の厚みの良品として切断され、良品がホルダーに拘束されており、またワークの両端部のワイヤ飛ばし域において切断後に端材が発生するが、それらの端材は、ワイヤ飛ばし域でのワイヤの不存在によって切断されず、良品と同様に、ホルダーに拘束されている。したがって、ワイヤによるワークの切断過程において、端材がホルダーから分離せず、離散もしない。このため切断の完了後に、端材は良品とともにホルダーと一緒に回収できることになる。また、ワイヤに対する端材の干渉や、メインローラの溝に対する端材の入り込みがなく、端材と回転部品との干渉もなくなり、ワイヤ飛び、ワイヤ断線、さらに回転部分の不良が未然に防止できる（請求項３）。特に、ワイヤ飛ばし域がメインローラの外側に配置したワイヤ飛ばし用ローラにワイヤを巻き掛けることによって形成できるから、メインローラなどの構成を変える必要がなく、切断加工の実施が容易となる（請求項３）。 According to the wire cutting width changing device for cutting a workpiece according to the present invention, the workpiece is cut as a non-defective product having a target thickness in the workpiece cutting area, and the non-defective product is restrained by the holder in the same manner as the above-described workpiece cutting method. End materials are generated after cutting in the wire skipping regions at both ends, but these end materials are not cut due to the absence of wires in the wire skipping regions and are constrained by the holder in the same way as non-defective products. Therefore, in the process of cutting the workpiece by the wire, the end material is not separated from the holder and is not separated. For this reason, after completion of cutting, the end material can be collected together with the non-defective product together with the holder. In addition, there is no interference of the end material to the wire, and the end material does not enter the groove of the main roller, and there is no interference between the end material and the rotating part, and it is possible to prevent wire jumping, wire breakage, and defective rotating parts ( Claim 3). In particular, since the wire skipping area can be formed by winding a wire around a wire skipping roller disposed outside the main roller, it is not necessary to change the configuration of the main roller or the like, and the cutting process can be easily performed. 3).
ワーク切断用ワイヤ巻き幅変更装置においても、ワーク切断方法と同様に、切断域がワークの切断高さ、切断長さなどを考慮して決定されると、ワークとしてのシリコンインゴットなどの形状や製品の品質に応じて、適切な切断域が設定できる（請求項４）。 Also in the work cutting wire winding width changing device, similarly to the workpiece cutting method, the cutting zone cutting height of the workpiece, when it is determined in consideration of the etc. disconnect length Sana, shape, such as a silicon ingot as a workpiece An appropriate cutting area can be set according to the quality of the product.
ワーク切断用ワイヤ巻き幅変更装置において、２個のワイヤ飛ばし用ローラがワイヤ飛ばし域に配置されており、ワイヤ飛ばし用ローラの間に複数のガイドローラが介在しているから、ワイヤ飛ばし域の寸法の変化に対して、ワイヤ飛ばし用ローラの位置変更によって簡単に対応でき、しかもワイヤ飛ばし用ローラ直径は、小さいもので足りる（請求項５）。 In the wire cutting width changing device for cutting a workpiece, two wire blowing rollers are arranged in the wire blowing area, and a plurality of guide rollers are interposed between the wire blowing rollers. This change can be easily dealt with by changing the position of the wire blow-off roller, and the diameter of the wire blow-off roller may be small (Claim 5).
ワーク切断用ワイヤ巻き幅変更装置において、隣り合うワークのワイヤ飛ばし域内に、１または２個のワイヤ飛ばし用ローラがメインローラの中心線に対し斜め方向に配置されていると、ワイヤ飛ばし用ローラの斜め方向の角度の調節により、ワイヤ飛ばし域の寸法の変化に柔軟に対応でき、しかも、２個のワイヤ飛ばし用ローラのときに、それらの直径は小さいもので足りる（請求項６）。 In the wire cutting width changing device for cutting a workpiece, if one or two wire blowing rollers are arranged in an oblique direction with respect to the center line of the main roller in the wire flying area of the adjacent workpiece, the wire blowing roller By adjusting the angle in the oblique direction, it is possible to flexibly cope with changes in the dimensions of the wire skipping area, and it is sufficient that the diameters of the two wire skipping rollers are small.
ワーク切断用ワイヤ巻き幅変更装置において、ワイヤ飛ばし用ローラが異なるブラケットによって回転自在に保持され、それぞれのブラケットがメインローラに対し平行な方向に移動自在に設けられていると、ワーク切断域の範囲の変化や、ワイヤ飛ばし域の範囲の変化、換言すると、ワークの寸法の変化や、ワークの配置時の間隔の変化に対しても柔軟に対応できる（請求項７）。 In the wire cutting width changing device for cutting a workpiece, the wire blowing roller is rotatably held by different brackets, and each bracket is provided so as to be movable in a direction parallel to the main roller. It is also possible to flexibly cope with changes in the range of wires, changes in the range of the wire skipping area, in other words, changes in the dimensions of the workpiece and changes in the interval at the time of workpiece placement.
ワーク切断用ワイヤ巻き幅変更装置において、ワイヤ飛ばし用ローラが同じブラケットに保持されていると、ワーク切断域の寸法が変化するが、ワイヤ飛ばし域が殆ど変化しないときに、ブラケットの移動によって、ワイヤ飛ばし域を変化させないまま、切断工程のセッテングが簡単にできる（請求項８）。 In the wire cutting width changing device for workpiece cutting, if the wire blowing roller is held by the same bracket, the size of the workpiece cutting area changes, but when the wire flying area hardly changes, the wire moves by moving the bracket. The setting of the cutting process can be easily performed without changing the flying area.
ワーク切断用ワイヤ巻き幅変更装置において、ワイヤ飛ばし用ローラがブラケットに対して傾斜軸受けホルダーおよび支点軸により傾斜角度調整自在に取り付けていると、ワーク切断域およびワイヤ飛ばし域の寸法の変化に対して、傾斜軸受けホルダーの傾斜角度の調整によって両方の寸法の変化に対して、同時に対処できるため、それらの寸法の変化に対して、柔軟に対応できる（請求項９）。 In the wire cutting width changing device for workpiece cutting, if the wire blow roller is attached to the bracket so that the tilt angle can be adjusted by the tilt bearing holder and the fulcrum shaft, the workpiece cutting area and the wire flying area can be changed. Since both the dimensional changes can be dealt with simultaneously by adjusting the tilt angle of the tilt bearing holder, the dimensional changes can be flexibly dealt with (claim 9).
図３および図４は、本発明に係るワーク切断方法によって、複数、例えば４個のワーク４を同時に切断するときの態様を示している。これらの図３および図４において、ワイヤソー１は、一例として２本の平行なメインローラ２の間で多重に巻き掛けられたワイヤ３を走行させ、走行状態のワイヤ３に４個のワーク４を押し当てることによって、ワーク４を目標の厚みｔに切断する。
3 and 4 show a mode when a plurality of, for example, four
ワイヤ３は、図示しない送り出し装置から引き出され、溝付きの案内ローラ２３を経由して、複数のメインローラ２の間に、各メインローラ２の溝２ａにそって多重に巻き掛けられ、ワーク４に向き合う位置で平行な切断域を形成してから、溝付きの案内ローラ２４を経由して図示しない巻き取り装置に送り出される。
The
メインローラ２の各溝２ａは、図４の円中の拡大断面図に示すように、Ｖ字形の環状溝であり、メインローラ２の外周面でワイヤピッチＰに対応して形成され、互いに独立している。すべてのワイヤ３は、ワーク４に向き合う切断域、すなわち図示の例で上側域で、２本のメインローラ２の対応する溝２ａに納まって平行な状態となっているから、メインローラ２の中心線に対して直交しているが、ワーク４に向き合わない非切断域、すなわち図示の例で下側域で、隣り合う一方の溝２ａから他方の溝２ａへと変位しているため、メインローラ２の中心線に対して斜行していることになる。このワイヤ３の斜行部分は、図４上では線の複雑化を避けるために、部分的に省略されている。
Each
ワーク４は、上面の接着層６によって例えばガラス製のホルダー５に固定されており、このホルダー５を介してワークプレート１１にワイヤ３の走行方向に対し直交方向に所定の間隔を置いて配置され、図示しない適当なクランプ手段によりワイヤソーのワークテーブルに取付けられる。
The
そして、本発明のワーク切断方法は、図３に示すように、ワーク４の切断前に、各ワーク４毎に、切断線Ｃに平行な線によってワーク切断域Ａを設定し、また４個のワーク４の間およびワーク４の配置方向の端部毎に、切断線Ｃに平行な線によってワイヤ飛ばし域Ｂを設定する、ことを特徴としている。ワーク切断域Ａは、ワーク４の目標の厚みｔの方向、つまり４個のワーク４の配置方向において、ワーク４の両端部でホルダー５との拘束部分すなわちホルダー５に対するワーク４の接着層６を残しながら、ワーク４について良品４ａとする必要な寸法すなわち切断高さＨを確保できる範囲でワーク４毎に設定される。このワーク切断域Ａ内で、ワイヤピッチＰは目標の厚みｔに対応する値に設定される。
Then, as shown in FIG. 3, the workpiece cutting method of the present invention sets a workpiece cutting area A by a line parallel to the cutting line C for each
また、ワイヤ飛ばし域Ｂは、ワーク切断域Ａ以外、すなわち隣接する２つのワーク４の間および配置方向の端部位置のワーク４でワーク切断域Ａの外側に、前記ワーク４の両端部で残された接着層６を含み、かつワーク４について良品４ａとする必要な切断高さＨを確保できる範囲に設定される。このワイヤ飛ばし域Ｂの設定のために、ワイヤ飛ばし用ローラとしての例えば１個の溝付きのスキップローラ７１が用いられる。スキップローラ７１は、両端部のワイヤ飛ばし域Ｂ以外の３つのワイヤ飛ばし域Ｂ内で、メインローラ２の外側に配置され、スキップローラ７１の軸線をメインローラ２の中心線に対して斜め方向に設定されている。両端部のワイヤ飛ばし域Ｂでは、そこにワイヤ３を巻き掛けないことによって、ワイヤ飛ばし域Ｂが設定される。
Further, the wire skipping area B is left outside the workpiece cutting area A, that is, between the two
図示の例において、ワイヤ３は、一方のワーク切断域Ａから出て、メインローラ２から離れ、スキップローラ７１に巻き掛けられてから、他方のワーク切断域Ａに入り、メインローラ２に巻き掛けられるため、あたかもオープンベルトのようになっている。したがって図３から明らかなように、スキップローラ７１の直径は、一方のワーク切断域Ａから出るワイヤ３の位置（アウト側の位置）と他方のワーク切断域Ａに入るワイヤ３の位置（イン側の位置）とをつなぐ対角線の長さに相当する寸法のものが好ましいが、許容範囲内で対角線の長さよりも小さい寸法の直径での運用もあり得る。このようにして、ワイヤ３は、ワイヤ飛ばし域Ｂでスキップローラ７１に巻き掛けられるため、ワイヤ飛ばし域Ｂでメインローラ２の複数の溝２ａを飛び越して、大きな間隔を形成しており、ワイヤ飛ばし域Ｂにおいて、不存在となっている。
In the illustrated example, the
ワーク４の切断時に、ワイヤソー１は、メインローラ２の間で多重に巻き掛けられたワイヤ３を走行させ、走行状態のワイヤ３に４個のワーク４を同時に押し当てることにより、ワーク切断域Ａの範囲で対応のワーク４を目標の厚みｔに切断する。切断の完了時点での切り口は、図３の左側端のワーク４に関して例示すように、平行な複数の切断線Ｃにより表される。
When the
ワーク切断域Ａ内で、目標の厚みｔに切断されたワーク４は、複数枚の良品４ａとなる。それぞれの良品４ａは、切断の完了後も、接着層６によってホルダー５に固定され、拘束されているため、そこから分離しない。したがって、複数枚の良品４ａは、ホルダー５と共に製品として取り外せる状態になってる。
The
一方、ワイヤ飛ばし域Ｂにおいて、目標の厚みｔに切断されたワーク４は、端材４ｂとなる。端材４ｂは、各ワーク４の両端部に発生するが、良品４ａと同様に、接着層６を失っておらず、依然として接着層６によりホルダー５に拘束されたままであり、そこから分離せず、離散することもない。
On the other hand, in the wire skipping zone B, the
したがって、端材４ｂは、ワイヤ３に干渉したり、メインローラ２の溝２ａに入ったり、あるいは回転部品に干渉したりして、ワイヤ飛びや、ワイヤ断線、さらに回転部分の不良を引き起こすことはない。しかも、切断完了後に、両端の端材４ｂは、良品４ａとともにホルダー５と一緒に回収できることになる。
Therefore, the
ワイヤ飛ばし域Ｂの範囲内において、ワーク４の存在しない位置、例えば２つのワーク４の間隔空間の位置にワイヤ３が存在したとしても、ワーク切断時に、その位置のワイヤ３は、ワーク４と干渉せず、もちろんワーク４を切断することもないから、その範囲において端材４ｂの離散という問題はありえない。したがって、ワイヤ飛ばし域Ｂの範囲内において、ワイヤ３は、実質的には、ワーク４と干渉する範囲で不存在であればよいことになる。なお、ワーク４が図３の例のように、菱形に変形している場合に、もし、切断後において、端材４ｂが切断高さＨを満たしていないとき、その端材４ｂは、図１の左端の端材４ｂと同じとなり、離散するものとなる。このことから、図３の例によると、端材４ｂについても切断高さＨは必要といえる。
Even if the
図５は、図３および図４の１個のスキップローラローラ７１に代えて、ワイヤ飛ばし用ローラとしての小さな直径の２個のスキップローラ７２、７３をアウト側のワイヤ３の位置およびイン側のワイヤ３の位置に斜めに配置し、これらのスキップローラ７２、７３にワイヤ３を斜めに巻き掛けて、ワイヤ飛ばし域Ｂにおいてワイヤ３を不存在とする、例を示している。この例によると、２個のスキップローラ７２、７３の直径は、小さいもので足りる。
5 replaces one
図６は、ワイヤ３のアウト側の位置およびイン側の位置において、小さな直径の２個のスキップローラ７２、７３を配置し、それらの軸線をメインローラ２の中心線に対して平行とするとともに、スキップローラ７２、７３の間に２個のガイドローラ８１、８２を配置し、ガイドローラ８１、８２の軸線をメインローラ２の中心線に対して交差させ、アウト側のスキップローラ７２、ガイドローラ８１、８２およびイン側のスキップローラ７３にワイヤ３を順次に巻き掛けて、ワイヤ飛ばし域Ｂにおいて、ワイヤ３を不存在とする、例を示している。この図６の例によると、２個のスキップローラ７２、７３は、小さいもので足りる。しかも、スキップローラ７２、７３の軸線の方向は、ワイヤ飛ばし域Ｂの幅寸法の変化にかかわらず、常にメインローラ２の中心線に対して平行となり、ワイヤ飛ばし域Ｂの寸法の変化のときに、変更しなくてもよくなる。
In FIG. 6, two
さらに図７および図８は、２個のスキップローラ７１を非切断域のワイヤ３よりも外側、この例によると下方に配置し、２個のスキップローラ７１間で１本のワイヤ３を一方のワーク切断域Ａから他方のワーク切断域Ａへ飛び越しさせる例である。この結果、ワイヤ３は、ワイヤ飛ばし域Ｂの下方において、一方のスキップローラ７１から他方のスキップローラ７１へと斜行し、一方のメインローラ２から他方のメインローラ２に巻き掛けられる間に、ワイヤ飛ばし域Ｂを飛び越すことになる。ちなみに、前記図３ないし図６の例によると、ワイヤ３は、各メインローラ２に対してワイヤ３のアウト側の位置からイン側の位置に移行する過程でワイヤ飛ばし域Ｂを飛び越している。なお、２点鎖線で示すように、２個のスキップローラ７１に巻き掛けたワイヤ３が非切断域のワイヤ３より外側に位置すれば、スキップローラ７１の位置は、想像線で例示するように、適当に設定できる。もちろん、スキップローラ７１の間にアイドルローラを介在させることもできる。
Further, in FIGS. 7 and 8, two
次に、図９ないし図１２は、上記のワーク切断方法を実際に実施するために、図６の例を基本的な構成として、その構成、すなわち２個の溝付きのスキップローラ７２、７３を採用しながら、これに３個の溝付きのガイドローラ８１、８２、８３を付加して、本発明のワーク切断用ワイヤ巻き幅変更装置１０を構成した具体例を示している。なお、図９および図１０において、各図の後ろ側の一部部品は、前側の部分と重なり合って複雑になることから省略されている。
Next, in order to actually implement the above-described workpiece cutting method, FIGS. 9 to 12 show the configuration of FIG. 6 as a basic configuration, that is, two
図９および図１０において、上側のスキップローラ７２および上側の溝付きのガイドローラ８１は、それぞれ軸部分で軸受けホルダー１３により回転自在に保持され、一方のブラケット９１に取り付けられている。また、下側のスキップローラ７３および下側の溝付きのガイドローラ８３は、それぞれ軸部分で軸受けホルダー１３によって回転自在に保持され、他方のブラケット９２に取り付けられている。
9 and 10, the
上側の軸受けホルダー１３は、上下の長孔１４、長孔１４ごとの取り付けボルト１５によって対応のブラケット９１に対してメインローラ２の中心線方向に位置調整自在に取り付けられ、ブラケット９１と各軸受けホルダー１３との間に取り付けたアジャストスクリュウ１６によって、メインローラ２の中心線の方向に位置調整できるようになっている。
The
なお、中間位置の溝付きのガイドローラ８２は、軸受けホルダー１７により回転自在に保持され、ブラケット９１に対して支軸１８によって回動自在に取り付けられ、円弧孔１９と締め付けボルト２０によって、必要に応じてワイヤ３をゆるめるために、変位自在に取り付けられている。
The
下側の軸受けホルダー１３は、上側の軸受けホルダー１３と同様に、上下の長孔１４、長孔１４ごとの取り付けボルト１５によって対応のブラケット９２に対してメインローラ２の中心線方向に位置調整自在に取り付けられ、ブラケット９２と各軸受けホルダー１３との間に取り付けたアジャストスクリュウ１６によって、メインローラ２の中心線の方向に位置調整できるようになっている。
Similarly to the
図１２に示すように、２個のブラケット９１、９２は、それぞれ下部でメインローラ２に対し平行な断面Ｃ形のレール１２に対し、各ブラケット９１、９２側の固定ボルト２１とレール１２の内部の抜け止めスライドナット２２によって適当な位置に固定できるようになっている。２個のブラケット９１、９２の位置調整によって、ワイヤ飛ばし域Ｂは自由に設定できる。
As shown in FIG. 12, the two
図９に示すように、ワイヤ３は、図示しない送り出し側のリールから引き出され、入口側で溝付きの案内ローラ２３を経て、メインローラ２の溝に巻き掛けられ、４個のワーク４に対応させてワーク切断域Ａを形成し、ワーク４の間および配列端でワイヤ飛ばし域Ｂを形成した後、出口側で溝付きの案内ローラ２４を経て、図示しない巻き取り側のリールに巻き取られる。ワーク４の間でのワイヤ飛ばし域Ｂは、３箇所であるから、対となるスキップローラ７２、７３は、３箇所に設置されている。
As shown in FIG. 9, the
なお、溝付きの案内ローラ２３、２４も、案内用のブラケット２９、３０に回転自在に保持され、ブラケット９１、９２と同様に、断面Ｃ形のレール１２に対し、固定ボルト２１とレール１２の内部の抜け止めスライドナット２２によって適当な位置に固定できるようになっている。
The
図１１に示すように、ワーク切断域Ａとワイヤ飛ばし域Ｂとの境界位置において、ワイヤ３は、あたかもクロスベルト掛けのようにメインローラ２と上下のスキップローラ７２、７３との間で交差する状態として巻き掛けられる。この交差状態の巻き掛けは、メインローラ２に対するワイヤ３の巻き掛け角度を大きくして、メインローラ２の溝２ａの内部でのワイヤ３の不安定な動きをなくするために採用されている。
As shown in FIG. 11, at the boundary position between the workpiece cutting area A and the wire skipping area B, the
図９ないし図１２の例によっても、ワーク４の切断動作は、図３および図４の方法と同様に行われる。図９ないし図１２の例によると、上下のスキップローラ７２、７３が異なるブラケット９１、９２により独立に支持されているから、ワーク切断域Ａやワイヤ飛ばし域Ｂの範囲の変化、換言すると、ワーク４の寸法の変化や、ワーク４の配置間隔の変化に対して柔軟に対応できる。
9 to 12 also, the cutting operation of the
次に、図１３は、スキップローラ７２、７３を同じブラケット９３により回転自在に保持し、そのブラケット９３をメインローラ２に対し平行なレール１２に移動自在に取り付ける例である。
Next, FIG. 13 is an example in which the
図１３の例によると、ワーク切断域Ａの寸法が変化するが、ワイヤ飛ばし域Ｂが殆ど変化しないときに、レール１２に対するブラケット９３の移動によって、ワイヤ飛ばし域Ｂを変化させないまま、簡単にセッテングができる。
According to the example of FIG. 13, the dimension of the workpiece cutting area A changes, but when the wire skipping area B hardly changes, the setting of the
さらに、図１４は、図５の２個のスキップローラ７２、７３に対応する例であり、スキップローラ７２、７３を共通のブラケット９３に対して傾斜軸受けホルダー２５および支点軸２６により傾斜角度調整自在に取り付けた具体例である。調整後の傾斜軸受けホルダー２５の位置は、傾斜軸受けホルダー２５の円弧状孔２７に対してブラケット９３側の位置決めボルト２８を締め付けることによって固定される。
Further, FIG. 14 is an example corresponding to the two
図１４の例において、２個のスキップローラ７２、７３は、図３および図４のような１個のスキップローラ７１によって置き換えることも可能である。
In the example of FIG. 14, the two
図１４の例によると、ワーク切断域Ａおよびワイヤ飛ばし域Ｂの寸法の変化に対して、傾斜軸受けホルダー２５の傾斜角度の調整によって両方の寸法の変化に対し同時に対処できるため、それらの寸法の変化に対して、柔軟に対応できる。
According to the example of FIG. 14, since changes in the dimensions of the workpiece cutting area A and the wire skipping area B can be simultaneously dealt with by changing the inclination angle of the
以上の例は、ワーク４から良品４ａを切断するために、ワーク４の目標の厚みｔと切断高さＨとを考慮して、切断域Ａを決定している。しかし、切断域Ａは、立方体のワーク４から良品４ａを切断するときに、ワーク４の形状や、側面の凹凸形状の有無にもよるが、切断高さＨの外に、切断長さＬも必要な寸法となる。
Above example, in order to cut the non-defective 4a from the
図１５は、他の形状のワーク４を示している。図１５において、ワーク４は、平面形状として逆台形であり、端部の三角形の上面で他の上面よりも下がり傾向にあり、ゆるやかな傾斜面となっている。このため、両端部の傾斜面は、部分的に接着層５から離れており、切断時に、離れている部分で端材４ｂとなって離散する。
FIG. 15 shows a
したがって、図１５の例において、切断域Ａは、ワーク４の目標の厚みｔ、必要な切断高さＨの寸法の外に、有効な切断長さＬを考慮して決定される。このように切断域Ａの設定に際して、ワーク４について必要な寸法は、ワーク４としてのシリコンインゴットの形状や、製品の品質、特に側面の凹凸形状の有無に応じて、ワーク４の目標の厚みｔ、および切断高さＨ、切断長さＬ、または切断高さＨと切断長さＬとの組み合わせということになる。実際には、ワーク４の目標の厚みｔと切断高さＨのみ、または切断長さＬのみとを確保すれば、事実上、切断域Ａは、殆ど有為に設定できることが多い。
Thus, in the example of FIG. 15, the cutting zone A, the target thickness t of the
なお、メインローラ２は、２本に限らず、それ以上、例えば３本、あるいは４本であってもよい。図１６は、３本のメインローラ２を三角形の各頂角の位置に平行に配置した例であり、また図１７は、４本のメインローラ２を四角形の各頂角の位置に平行に配置し、ワイヤ３の上下の位置を切断域とし、ワーク４を上下に２段としてに配置する例である。
The number of
以上の具体例は、配列状態の複数のワーク４を同時に切断する態様を示しており、作用効果および切断効率は、複数のワーク４の同時切断の態様において顕著である。しかし、本発明の目的すなわち端材４ｂの離散防止は、１個のワーク４を切断するときにも成り立つから、本発明は、複数のワーク４の同時切断の態様に限定されず、１個のワーク４の切断態様を含む。
The above specific example shows an aspect in which a plurality of
１ ワイヤソー
２ メインローラ ２ａ 溝
３ ワイヤ
４ ワーク ４ａ 良品 ４ｂ 端材
５ ホルダー
６ 接着層
７１、７２、７３ ワイヤ飛ばし用ローラとしてのスキップローラ
８１、８２、８３ ガイドローラ
９１、９２、９３ ブラケット
１０ ワーク切断用ワイヤ巻き幅変更装置
１１ ワークプレート
１２ レール
１３ 軸受けホルダー
１４ 長孔
１５ 取り付けボルト
１６ アジャストスクリュウ
１７ 軸受けホルダー
１８ 支軸
１９ 円弧孔
２０ 締め付けボルト
２１ 固定ボルト
２２ 抜け止めスライドナット
２３ 案内ローラ
２４ 案内ローラ
２５ 傾斜軸受けホルダー
２６ 支点軸
２７ 円弧状孔
２８ 位置決めボルト
２９ ブラケット
３０ ブラケット
DESCRIPTION OF
Ａ ワーク切断域
Ｂ ワイヤ飛ばし域
Ｃ 切断線
Ｈ 切断高さ
Ｌ 切断長さ
Ｐ ワイヤピッチ
ｔ 目標の厚み
A Work cutting area B Wire skipping area C Cutting line H Cutting height L Cutting length P Wire pitch t Target thickness
Claims (9)
ワークの目標の厚み方向で、ワークの両端部にホルダーとの拘束部分を残しながら、ワークについて良品を確保できる範囲に、ワーク切断域を設定しておき、このワーク切断域内でワイヤのワイヤピッチを目標の厚みに対応する値に設定するとともに、ワーク切断域以外で、ワークと干渉する範囲にワイヤを不存在とするワイヤ飛ばし域を設定する、ことを特徴とするワーク切断方法。 In a wire saw that cuts a workpiece to a target thickness by running a wire wound in multiple between a plurality of parallel main rollers, and pressing the workpiece restrained by a holder against the running wire,
In the target thickness direction of the workpiece, the workpiece cutting area is set in a range where a non-defective product can be secured while leaving the constrained part with the holder at both ends of the workpiece, and the wire pitch of the wire is set within this workpiece cutting area. A work cutting method, characterized in that a wire skipping area in which a wire is absent is set in a range that interferes with a work other than the work cutting area, while being set to a value corresponding to a target thickness.
ワークの目標の厚み方向で、ワークの両端部にホルダーとの拘束部分を残しながら、ワークについて良品を確保できる範囲に、ワーク切断域を設定しておき、このワーク切断域内でワイヤのワイヤピッチを目標の厚みに対応する値に設定するとともに、ワーク切断域以外で、ワークと干渉する範囲にワイヤを不存在とするワイヤ飛ばし域を設定し、このワイヤ飛ばし域でメインローラの外側にワイヤ飛ばし用ローラを配置し、ワイヤをワイヤ飛ばし用ローラに巻き掛けることによって、ワイヤをメインローラの中心線の方向に変位させ、ワイヤ飛ばし域を形成する、ことを特徴とするワーク切断用ワイヤ巻き幅変更装置。 In a wire saw that cuts a workpiece to a target thickness by running a wire wound in multiple between a plurality of parallel main rollers, and pressing the workpiece restrained by a holder against the running wire,
In the target thickness direction of the workpiece, the workpiece cutting area is set in a range where a non-defective product can be secured while leaving the constrained part with the holder at both ends of the workpiece, and the wire pitch of the wire is set within this workpiece cutting area. Set to a value corresponding to the target thickness, and set a wire skipping area in which the wire does not exist in the area that interferes with the work other than the work cutting area. In this wire skipping area, the wire is blown outside the main roller. A wire cutting width change device for cutting a workpiece, characterized in that a roller is disposed and the wire is wound around a wire blow roller to displace the wire in the direction of the center line of the main roller to form a wire blow area. .
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