JPH05177627A - スライシングマシン - Google Patents
スライシングマシンInfo
- Publication number
- JPH05177627A JPH05177627A JP34154791A JP34154791A JPH05177627A JP H05177627 A JPH05177627 A JP H05177627A JP 34154791 A JP34154791 A JP 34154791A JP 34154791 A JP34154791 A JP 34154791A JP H05177627 A JPH05177627 A JP H05177627A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- blade
- tension
- vibration
- frequency
- equation
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B28—WORKING CEMENT, CLAY, OR STONE
- B28D—WORKING STONE OR STONE-LIKE MATERIALS
- B28D5/00—Fine working of gems, jewels, crystals, e.g. of semiconductor material; apparatus or devices therefor
- B28D5/02—Fine working of gems, jewels, crystals, e.g. of semiconductor material; apparatus or devices therefor by rotary tools, e.g. drills
- B28D5/022—Fine working of gems, jewels, crystals, e.g. of semiconductor material; apparatus or devices therefor by rotary tools, e.g. drills by cutting with discs or wheels
- B28D5/028—Fine working of gems, jewels, crystals, e.g. of semiconductor material; apparatus or devices therefor by rotary tools, e.g. drills by cutting with discs or wheels with a ring blade having an inside cutting edge
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Constituent Portions Of Griding Lathes, Driving, Sensing And Control (AREA)
- Processing Of Stones Or Stones Resemblance Materials (AREA)
- Finish Polishing, Edge Sharpening, And Grinding By Specific Grinding Devices (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 ブレードの張力の低下傾向を把握する。
【構成】 ブレード1の振動を検出する距離センサ5を
ブレード面1bと対向させて配置する。距離センサ5か
ら出力される振動波形をセンサアンプ6を介してフーリ
エ変換器7に導いて周波数分析し、これによりブレード
1の固有振動数を算出する。ブレード1の張力低下に応
じて固有振動数が変化するので、モニタ8で常時固有振
動数を監視することにより、ブレード1の張力低下傾向
が把握できる。
ブレード面1bと対向させて配置する。距離センサ5か
ら出力される振動波形をセンサアンプ6を介してフーリ
エ変換器7に導いて周波数分析し、これによりブレード
1の固有振動数を算出する。ブレード1の張力低下に応
じて固有振動数が変化するので、モニタ8で常時固有振
動数を監視することにより、ブレード1の張力低下傾向
が把握できる。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、ブレードに張力を与
えた状態で被切断材の切断を行うスライシングマシンに
関する。
えた状態で被切断材の切断を行うスライシングマシンに
関する。
【0002】
【従来の技術】シリコン単結晶棒からシリコンウェーハ
を切り出すためのスライシングマシンとしては、従来よ
り内周刃式のブレードを被削材に対してブレード面と平
行な方向へ相対移動させて切断を行うものが一般に知ら
れている。そして、この種のスライシングマシンでは、
シリコン単結晶棒の削り代を減少させるために0.1〜
0.2mm程度の薄いブレードを用い、該ブレードの外周
を径方向外方へ引っ張り上げることにより、ブレードの
全周に張力を作用させてブレードの変形を防止してい
る。
を切り出すためのスライシングマシンとしては、従来よ
り内周刃式のブレードを被削材に対してブレード面と平
行な方向へ相対移動させて切断を行うものが一般に知ら
れている。そして、この種のスライシングマシンでは、
シリコン単結晶棒の削り代を減少させるために0.1〜
0.2mm程度の薄いブレードを用い、該ブレードの外周
を径方向外方へ引っ張り上げることにより、ブレードの
全周に張力を作用させてブレードの変形を防止してい
る。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】ところで、このように
ブレードに張力を与えた場合、切断を繰り返すうちにブ
レードが塑性変形して径方向外周側へ伸びるため、張力
が次第に緩和され、ついには張力が不足してブレードの
張り直し作業が必要となる。この張り直しのタイミング
は、従来、張力の低下状況を確認する手段がなかったた
めに、使用期間や切れ味などを基に作業者が経験的に判
断し、行っていた。このため、張り直し回数が不必要に
増大して効率が悪化したり、ブレードの緩みに気が付か
ずに切断を行って切断不良を招いてしまうことがあっ
た。この発明は、このような背景の下になされたもの
で、ブレードの張力低下傾向を検知してブレードの張り
直し時期や寿命を正確に判断できるスライシングマシン
を提供することを目的とする。
ブレードに張力を与えた場合、切断を繰り返すうちにブ
レードが塑性変形して径方向外周側へ伸びるため、張力
が次第に緩和され、ついには張力が不足してブレードの
張り直し作業が必要となる。この張り直しのタイミング
は、従来、張力の低下状況を確認する手段がなかったた
めに、使用期間や切れ味などを基に作業者が経験的に判
断し、行っていた。このため、張り直し回数が不必要に
増大して効率が悪化したり、ブレードの緩みに気が付か
ずに切断を行って切断不良を招いてしまうことがあっ
た。この発明は、このような背景の下になされたもの
で、ブレードの張力低下傾向を検知してブレードの張り
直し時期や寿命を正確に判断できるスライシングマシン
を提供することを目的とする。
【0004】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
にこの発明は、ブレードと、このブレードに張力を与え
る張力付与手段とを備えてなるスライシングンマシンに
おいて、上記ブレードの振動を検出する振動検出手段
と、この振動検出手段によって得られる振動波形を周波
数分析して該ブレードの固有振動数を算出する振動解析
手段とを設けたものである。
にこの発明は、ブレードと、このブレードに張力を与え
る張力付与手段とを備えてなるスライシングンマシンに
おいて、上記ブレードの振動を検出する振動検出手段
と、この振動検出手段によって得られる振動波形を周波
数分析して該ブレードの固有振動数を算出する振動解析
手段とを設けたものである。
【0005】
【作用】上記構成によれば、ブレードの固有振動数がブ
レードの張力によって異なる値を示すため、振動解析手
段によって算出された固有振動数の変化を監視すること
によってブレードの張力の低下傾向を把握できる。
レードの張力によって異なる値を示すため、振動解析手
段によって算出された固有振動数の変化を監視すること
によってブレードの張力の低下傾向を把握できる。
【0006】
【実施例】以下、図面を参照して、本発明の一実施例を
説明する。図1において符号1は、本実施例に係るスラ
イシングマシンのブレードである。このブレード1は、
強磁性体をリング状に成形してなる本体2の内周縁にダ
イヤモンド焼結体等の砥粒を主体とする砥石層(図示
略)を一体固着してなるもので、該砥石層の内周縁が内
周刃3とされている。そして、このブレード1はスライ
シングマシンの回転機構(図示略)によって軸線回りに
回転自在とされている。また、ブレード1はその外周部
がスライシングマシンの張力付与機構(図示略)によっ
て径方向外方へ引っ張られることにより、全周に渡って
適度な初張力が与えられている。
説明する。図1において符号1は、本実施例に係るスラ
イシングマシンのブレードである。このブレード1は、
強磁性体をリング状に成形してなる本体2の内周縁にダ
イヤモンド焼結体等の砥粒を主体とする砥石層(図示
略)を一体固着してなるもので、該砥石層の内周縁が内
周刃3とされている。そして、このブレード1はスライ
シングマシンの回転機構(図示略)によって軸線回りに
回転自在とされている。また、ブレード1はその外周部
がスライシングマシンの張力付与機構(図示略)によっ
て径方向外方へ引っ張られることにより、全周に渡って
適度な初張力が与えられている。
【0007】ブレード1のブレード面1aと対向する位
置にはテーブル(図示略)が配置され、該テーブルはそ
の上面に、被切断材としてのシリコン単結晶棒4がその
端面をブレード面1aと平行にして固定されるようにな
っている。上記テーブルは、当該スライシングマシンの
上下方向(図1矢印A方向)へブレード面1aと平行に
昇降自在とされており、これによりブレード1は、その
上部内周側からシリコン単結晶棒4に切り込まれて該シ
リコン単結晶棒4を径方向へ切断してゆくようになって
いる。
置にはテーブル(図示略)が配置され、該テーブルはそ
の上面に、被切断材としてのシリコン単結晶棒4がその
端面をブレード面1aと平行にして固定されるようにな
っている。上記テーブルは、当該スライシングマシンの
上下方向(図1矢印A方向)へブレード面1aと平行に
昇降自在とされており、これによりブレード1は、その
上部内周側からシリコン単結晶棒4に切り込まれて該シ
リコン単結晶棒4を径方向へ切断してゆくようになって
いる。
【0008】ブレード1のブレード面1bと対向する位
置には、振動検出手段としての距離センサ5が配置され
ている。距離センサ5は、ワークと対向せしめられる検
出ヘッドの磁界内に、金属物体からなるワークが入り込
んだ際の渦電流損に基づいて、検出ヘッドとワークとの
距離を検出する公知の渦電流式距離センサであり、その
先端面をブレード面1bと平行にかつブレード面1bか
ら所定距離だけ離してスライシングマシンに取り付けら
れている。そして、距離センサ5からの出力信号は、セ
ンサアンプ6で増幅されてフーリエ変換器7に導かれ、
該フーリエ変換器7で周波数分析されて、そのパワース
ペクトラムがモニタ8に表示されるようになっている。
本実施例では、これらフーリエ変換器7及びモニタ8に
よって振動解析手段9が構成されているが、フーリエ変
換器7にはパワースペクトラムを記録する記録器等が適
宜接続可能とされている。
置には、振動検出手段としての距離センサ5が配置され
ている。距離センサ5は、ワークと対向せしめられる検
出ヘッドの磁界内に、金属物体からなるワークが入り込
んだ際の渦電流損に基づいて、検出ヘッドとワークとの
距離を検出する公知の渦電流式距離センサであり、その
先端面をブレード面1bと平行にかつブレード面1bか
ら所定距離だけ離してスライシングマシンに取り付けら
れている。そして、距離センサ5からの出力信号は、セ
ンサアンプ6で増幅されてフーリエ変換器7に導かれ、
該フーリエ変換器7で周波数分析されて、そのパワース
ペクトラムがモニタ8に表示されるようになっている。
本実施例では、これらフーリエ変換器7及びモニタ8に
よって振動解析手段9が構成されているが、フーリエ変
換器7にはパワースペクトラムを記録する記録器等が適
宜接続可能とされている。
【0009】しかして、以上の構成からなるスライシン
グマシンでは、ブレード1に生じる振動のブレード厚さ
方向成分によって、ブレード面1bと距離センサ5との
距離が変化し、かかる変化に応じて距離センサ5からの
出力信号が増減して一定の振動波形が検出され、この振
動波形がセンサアンプ6で増幅されてフーリエ変換器7
で周波数分析され、そのパワースペクトラムがモニタ8
に表示される。そして、このパワースペクトラムのピー
ク値のうち、ブレード1のアンバランスや回転数に応じ
て変化するピーク値を除外して残ったピーク値が固有振
動数を示すこととなる。
グマシンでは、ブレード1に生じる振動のブレード厚さ
方向成分によって、ブレード面1bと距離センサ5との
距離が変化し、かかる変化に応じて距離センサ5からの
出力信号が増減して一定の振動波形が検出され、この振
動波形がセンサアンプ6で増幅されてフーリエ変換器7
で周波数分析され、そのパワースペクトラムがモニタ8
に表示される。そして、このパワースペクトラムのピー
ク値のうち、ブレード1のアンバランスや回転数に応じ
て変化するピーク値を除外して残ったピーク値が固有振
動数を示すこととなる。
【0010】このようにして観測される固有振動数は、
ブレード1の張力に応じて変化するため、適正な張力を
与えたときの固有振動数と、張り直し作業が必要なほど
張力が低下したときの固有振動数をそれぞれ測定して、
切断中に観測される固有振動数と比較すれば、張り直し
作業が必要となる時期を正確に知ることができる。
ブレード1の張力に応じて変化するため、適正な張力を
与えたときの固有振動数と、張り直し作業が必要なほど
張力が低下したときの固有振動数をそれぞれ測定して、
切断中に観測される固有振動数と比較すれば、張り直し
作業が必要となる時期を正確に知ることができる。
【0011】(実験例)次に、図1に示すスライシング
マシンによって実際にブレード1の固有振動数を求めて
ブレードの張力低下を観測した結果を説明する。図2
は、外径592mm、内径240mmのブレードを、適正張
力から幾らか張力を緩和した状態(張り上げ量500μ
m)で、回転数1467〜1468r.p.m.(24.5H
z)で回転させたときのパワースペクトラム密度を示す
ものである(非切断時)。これらの図から明らかなよう
に、ブレード1の回転周波数及び該周波数の整数倍の周
波数において数個のピーク値が観測される他、391H
zにピークが観測されている。このピークは、回転数の
変動に拘らず常に一定であったことからブレード1の固
有振動数であることが確認された。なお、ここでいうブ
レードの張り上げ量とは、ブレードを張り上げた際のブ
レード内周の半径の広がり量をいう。この張り上げ量
は、通常1100μmが標準値とされ、これよりも下げ
れば張力も低くなる。
マシンによって実際にブレード1の固有振動数を求めて
ブレードの張力低下を観測した結果を説明する。図2
は、外径592mm、内径240mmのブレードを、適正張
力から幾らか張力を緩和した状態(張り上げ量500μ
m)で、回転数1467〜1468r.p.m.(24.5H
z)で回転させたときのパワースペクトラム密度を示す
ものである(非切断時)。これらの図から明らかなよう
に、ブレード1の回転周波数及び該周波数の整数倍の周
波数において数個のピーク値が観測される他、391H
zにピークが観測されている。このピークは、回転数の
変動に拘らず常に一定であったことからブレード1の固
有振動数であることが確認された。なお、ここでいうブ
レードの張り上げ量とは、ブレードを張り上げた際のブ
レード内周の半径の広がり量をいう。この張り上げ量
は、通常1100μmが標準値とされ、これよりも下げ
れば張力も低くなる。
【0012】以上の計測の後、ブレード1の張り上げ量
を、700、900、1100μmと段階的に上昇さ
せ、それぞれの場合について固有振動数を計測した。こ
の結果を、図3〜図5に示す。これにより、張り上げ量
の増加に伴って固有振動数が上昇することが確かめられ
た。
を、700、900、1100μmと段階的に上昇さ
せ、それぞれの場合について固有振動数を計測した。こ
の結果を、図3〜図5に示す。これにより、張り上げ量
の増加に伴って固有振動数が上昇することが確かめられ
た。
【0013】次に、以上の固有振動数の変化を理論的に
解析した結果を説明する。ブレードの変形が弾性変形で
等方性(ヤング率が方向に拘らず一定)を有すると仮定
すると、ブレードの径方向への張り上げ量と固有振動数
との間には下記(a)式の関係が成立する。 f2=(E・A・δ)/(8・π2・r1・ρ)……(a) ここに、f:固有振動数 E:ブレードのヤング率 A:定数 δ:ブレードの張り上げ量 r1:ブレードの内径 ρ:ブレードの密度
解析した結果を説明する。ブレードの変形が弾性変形で
等方性(ヤング率が方向に拘らず一定)を有すると仮定
すると、ブレードの径方向への張り上げ量と固有振動数
との間には下記(a)式の関係が成立する。 f2=(E・A・δ)/(8・π2・r1・ρ)……(a) ここに、f:固有振動数 E:ブレードのヤング率 A:定数 δ:ブレードの張り上げ量 r1:ブレードの内径 ρ:ブレードの密度
【0014】上式(a)は、以下のようにして導出され
る。ブレードの径方向の変形量をu、径方向の応力をσ
r、周方向の応力をσqとすれば、 σr=E・δ・(r2−r1 2)/(2・r2・r1) ……(b) σq=E・δ・(r2+r1 2)/(2・r2・r1) ……(c) ただし、r:ブレードの径方向中心からの距離
る。ブレードの径方向の変形量をu、径方向の応力をσ
r、周方向の応力をσqとすれば、 σr=E・δ・(r2−r1 2)/(2・r2・r1) ……(b) σq=E・δ・(r2+r1 2)/(2・r2・r1) ……(c) ただし、r:ブレードの径方向中心からの距離
【0015】ブレード面に垂直な方向の力の釣合より、
【数1】 式(d)に式(b)、(c)を代入すれば、
【数2】
【数3】 を得る。
【0016】ここで、u(t,r,q)=T(t),R
(r),Q(q)とおいて上式に代入し、変数分離す
る。
(r),Q(q)とおいて上式に代入し、変数分離す
る。
【数4】
【数5】
【数6】 ここで、Q(q)は、2πの周期関数でなければならな
いので、m=0,±1,±2……である。最も低い振動
では、m=0なので、式(i)は、
いので、m=0,±1,±2……である。最も低い振動
では、m=0なので、式(i)は、
【数7】 ここで、λ=ω2/Cとした。
【0017】 r=r1のとき、d2/dr2=0 ……(k) r=rm(外周)のときR=0 ……(l) であるから、以下の離散化モデルを考える。
【数8】
【数9】 k=2〜(m−1)のとき、(j)式は次式のような差
分方程式となる。
分方程式となる。
【数10】
【0018】(l)式の条件を考慮し、Rm=0とし,
Rm-1とおいて(o)式の差分方程式からR1,R2,R3
を求める。もし、y1−2y2+y3=0を満たすような
λが存在すれば、それは(k)式の条件を満たすと考え
られる。この時のλを求めてその値をAとする。λ=ω
2/Cより、
Rm-1とおいて(o)式の差分方程式からR1,R2,R3
を求める。もし、y1−2y2+y3=0を満たすような
λが存在すれば、それは(k)式の条件を満たすと考え
られる。この時のλを求めてその値をAとする。λ=ω
2/Cより、
【数11】 となる。ωは固有角振動数なので、f=ω/(2π)と
おくと、 f2=(E・A・δ)/(8・π2・r1・ρ) となって、上式(a)を得る。
おくと、 f2=(E・A・δ)/(8・π2・r1・ρ) となって、上式(a)を得る。
【0019】ちなみに、式(a)に上記実験例を当ては
めると以下のようになる。 E=2.0×1011N/m2 r1=0.12m、 r2=0.251m ρ=7.8×103kg/m3 とし、まずr1、r2の値を(o)式に代入してλを求め
ると、A≒118を得る。これを(a)式に代入して、
f2=3.15×108×δとなり、固有振動数として3
91Hzが測定されたとすれば、張り上げ量δは485
μmとなる。
めると以下のようになる。 E=2.0×1011N/m2 r1=0.12m、 r2=0.251m ρ=7.8×103kg/m3 とし、まずr1、r2の値を(o)式に代入してλを求め
ると、A≒118を得る。これを(a)式に代入して、
f2=3.15×108×δとなり、固有振動数として3
91Hzが測定されたとすれば、張り上げ量δは485
μmとなる。
【0020】
【発明の効果】以上説明したように、この発明によれ
ば、振動検出手段で検出されたブレードの振動波形が振
動解析手段によって周波数分析されてブレードの固有振
動数が算出され、ブレードの張力低下が固有振動数の変
化によって把握されるので、ブレードの張り直し時期や
寿命を正確に判断して常に良好な切断状態を保つことが
できる。
ば、振動検出手段で検出されたブレードの振動波形が振
動解析手段によって周波数分析されてブレードの固有振
動数が算出され、ブレードの張力低下が固有振動数の変
化によって把握されるので、ブレードの張り直し時期や
寿命を正確に判断して常に良好な切断状態を保つことが
できる。
【図1】本発明の一実施例に係るスライシングマシンの
ブレード周囲の構成を示す図である。
ブレード周囲の構成を示す図である。
【図2】ブレードの張力を緩めた状態で固有振動数を測
定した際のパワースペクトラム密度を示す図である。
定した際のパワースペクトラム密度を示す図である。
【図3】図2に示す状態よりもブレードの張力を増加さ
せて固有振動数を測定した際のパワースペクトラム密度
を示す図である。
せて固有振動数を測定した際のパワースペクトラム密度
を示す図である。
【図4】図3に示す状態からさらにブレードの張力を増
加させて固有振動数を測定した際のパワースペクトラム
密度を示す図である。
加させて固有振動数を測定した際のパワースペクトラム
密度を示す図である。
【図5】図4に示す状態からさらにブレードの張力を増
加させて固有振動数を測定した際のパワースペクトラム
密度を示す図である。
加させて固有振動数を測定した際のパワースペクトラム
密度を示す図である。
1 ブレード 5 距離センサ(振動検出手段) 9 振動解析手段
Claims (1)
- 【請求項1】 ブレードと、このブレードに張力を与え
る張力付与手段とを備えてなるスライシングンマシンに
おいて、上記ブレードの振動を検出する振動検出手段
と、この振動検出手段によって得られる振動波形を周波
数分析して該ブレードの固有振動数を算出する振動解析
手段とを設けたことを特徴とするスライシングマシン。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP34154791A JPH05177627A (ja) | 1991-12-24 | 1991-12-24 | スライシングマシン |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP34154791A JPH05177627A (ja) | 1991-12-24 | 1991-12-24 | スライシングマシン |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH05177627A true JPH05177627A (ja) | 1993-07-20 |
Family
ID=18346917
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP34154791A Pending JPH05177627A (ja) | 1991-12-24 | 1991-12-24 | スライシングマシン |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH05177627A (ja) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2000025978A1 (en) * | 1998-10-29 | 2000-05-11 | Kulicke & Soffa Investments, Inc. | Monitoring system for dicing saws |
US6165051A (en) * | 1998-10-29 | 2000-12-26 | Kulicke & Soffa Investments, Inc. | Monitoring system for dicing saws |
JP2001179620A (ja) * | 1999-12-24 | 2001-07-03 | Nippei Toyama Corp | 研削盤 |
JP2013027965A (ja) * | 2011-07-29 | 2013-02-07 | Komatsu Ntc Ltd | ワイヤソー |
-
1991
- 1991-12-24 JP JP34154791A patent/JPH05177627A/ja active Pending
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2000025978A1 (en) * | 1998-10-29 | 2000-05-11 | Kulicke & Soffa Investments, Inc. | Monitoring system for dicing saws |
US6165051A (en) * | 1998-10-29 | 2000-12-26 | Kulicke & Soffa Investments, Inc. | Monitoring system for dicing saws |
US6168500B1 (en) | 1998-10-29 | 2001-01-02 | Kulick & Soffa Investments, Inc. | Monitoring system for dicing saws |
JP2001179620A (ja) * | 1999-12-24 | 2001-07-03 | Nippei Toyama Corp | 研削盤 |
JP2013027965A (ja) * | 2011-07-29 | 2013-02-07 | Komatsu Ntc Ltd | ワイヤソー |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 19981124 |