特開 2016-163925 ワイヤソー装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】特開2016-163925(P2016-163925A)

(43)【公開日】2016年9月8日

(54)【発明の名称】ワイヤソー装置

(51)【国際特許分類】

   B24B 27/06 20060101AFI20160815BHJP

   B24B 55/02 20060101ALI20160815BHJP

   H01L 21/304 20060101ALI20160815BHJP

   B28D 1/12 20060101ALI20160815BHJP

   B28D 1/22 20060101ALI20160815BHJP

   B28D 5/04 20060101ALI20160815BHJP

【ＦＩ】

   B24B27/06 D

   B24B27/06 H

   B24B55/02 Z

   H01L21/304 611W

   B28D1/12

   B28D1/22

   B28D5/04 C

【審査請求】未請求

【請求項の数】10

【出願形態】ＯＬ

【全頁数】14

(21)【出願番号】特願2015-45136(P2015-45136)

(22)【出願日】2015年3月6日

(71)【出願人】

【識別番号】594064356

【氏名又は名称】晨星興産株式会社

(71)【出願人】

【識別番号】306032316

【氏名又は名称】新日鉄住金マテリアルズ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100177220

【弁理士】

【氏名又は名称】小木 智彦

(74)【代理人】

【識別番号】100197734

【弁理士】

【氏名又は名称】園田 康弘

(72)【発明者】

【氏名】江草 善彦

(72)【発明者】

【氏名】阿部 耕三

【テーマコード（参考）】

3C047

3C069

3C158

5F057

【Ｆターム（参考）】

3C047FF09

3C047GG11

3C069AA01

3C069BA06

3C069CA03

3C069CA04

3C069CA11

3C069DA06

3C069EA03

3C069EA05

3C158AA05

3C158AA11

3C158AC04

3C158CA04

3C158CA05

3C158CA06

5F057AA05

5F057AA53

5F057BA01

5F057BB03

5F057CA02

5F057DA15

5F057EB24

5F057FA24

5F057FA42

(57)【要約】

【課題】走行するワイヤに被削材を押し当てることにより前記被削材を切断するワイヤソー装置であって、湾曲した側板や液圧緩衝部材を設けてクーラント液の整流や液圧緩衝を行うことで流れを制御し、ワイヤを高速で走行させてもワイヤの液切れを防止することができるワイヤソー装置を提供することを目的とする。
【解決手段】走行するワイヤに被削材を押し当てることにより前記被削材を切断するワイヤソー装置であって、クーラント液が注入された液槽を備え、前記ワイヤが前記被削材に切り込む切断部が、前記クーラント液に浸漬され、前記液槽の側壁面が、前記液槽の内部に向かって凹状に湾曲して形成されている
ことを特徴とする。
【選択図】 図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

走行するワイヤに被削材を押し当てることにより前記被削材を切断するワイヤソー装置であって、
クーラント液が注入された液槽を備え、
前記ワイヤが前記被削材に切り込む切断部が、前記クーラント液に浸漬され、
前記液槽の側壁面が、前記液槽の内部に向かって凹状に湾曲して形成されている
ことを特徴とするワイヤソー装置。

【請求項2】

前記液槽の側壁面に液圧緩衝部材が設けられている
ことを特徴とする請求項１に記載のワイヤソー装置。

【請求項3】

前記液圧緩衝部材が、スポンジで形成されている
ことを特徴とする請求項２に記載のワイヤソー装置。

【請求項4】

前記液圧緩衝部材の固定用部材が、前記液圧緩衝部材に被装されて、前記液槽に取付けられている
ことを特徴とする請求項２または請求項３記載のワイヤソー装置。

【請求項5】

前記液槽の内部に内部液槽が設けられている
ことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載のワイヤソー装置。

【請求項6】

前記ワイヤの走行ラインの直上に、整流部材が設けられている
ことを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載のワイヤソー装置。

【請求項7】

前記ワイヤに固定砥粒が固着されている
ことを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載のワイヤソー装置。

【請求項8】

前記ワイヤを揺動させながら前記被削材が切断される
ことを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載のワイヤソー装置。

【請求項9】

前記液槽の側壁に、前記ワイヤが走行可能な複数の切込みが設けられている
ことを特徴とする請求項１〜８のいずれか１項に記載のワイヤソー装置。

【請求項10】

前記ワイヤの揺動に連動して、前記液槽が揺動することを特徴とする請求項９に記載のワイヤソー装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、ワイヤソー装置に係り、特に、炭化ケイ素、シリコン、ガラス、セラミック等の硬脆材料からなる被削材を切断する固定砥粒ワイヤソー装置に関するものである。

【背景技術】

【0002】

従来から、砥粒を用いて走行するワイヤに被削材を押し当てることにより前記被削材を切断するワイヤソー装置が提案されている（特許文献１〜４参照。）。「ワイヤソー」は、１本のワイヤを複数のローラ間に巻回して１枚のみ切断する場合は「シングルワイヤソー」、１本のワイヤを複数のローラ間に螺旋状に巻回して複数枚を同時切断する場合は「マルチワイヤソー」とも称されている。

【0003】

特許文献１には、固定砥粒方式のマルチワイヤソー（固定砥粒方式のワイヤソー装置）において、ワイヤが被削材に切り込む切断部が液槽内部でクーラント液に浸漬されることが記載されている。

【0004】

特許文献２には、固定砥粒ワイヤソー（固定砥粒方式のワイヤソー装置）において、ワイヤが被削材に切り込む切断部が液槽の上端部近傍で常にクーラント液に浸漬されることが記載されている。

【0005】

特許文献３には、走行するワイヤに連れて移動するクーラント液の液流による液圧の影響を排除するために、クーラント液を受ける液槽内に仕切り壁を設けることが記載されている。

【0006】

特許文献４には、ワイヤソー（ワイヤソー装置）において、ワーク切断時に、ワイヤを往復走行させると共に、所定の角度で揺動させることが記載されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0007】

【特許文献1】特開２００７−３０１６８７号公報

【特許文献2】特開平１１−１９８０２０号公報

【特許文献3】特開２０１１−２４５６０１号公報

【特許文献4】特開平０１−１７１７５３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0008】

発電場所から電力を消費する場所に至るまで、高電圧・大電流を制御するためのパワー半導体デバイスの基板材料として、従来は単結晶シリコンウェハが多用されてきた。パワー半導体においては、例えば直流と交流を変換する際の損失を低減することが強く求められてきている。一層の省エネ化を進めるためには、この損失をさらに低減させなければならないが、単結晶シリコンでは、その物性のために材料として限界に達しつつある。
パワーデバイスのさらなる損失低減の要求に応えられる基板材料として、最近では、電気的に優れた特性を備える単結晶炭化ケイ素ウェハに高い期待が寄せられている。炭化ケイ素は、シリコンでは動作できないような高温下でも動作することが可能で、次世代の素材として高い期待が寄せられている。
しかしながら、炭化ケイ素ウェハは高価であり、省エネの推進すなわちシリコンから炭化ケイ素への置き換えには、炭化ケイ素ウェハの価格低下が必要とされている。炭化ケイ素ウェハの製造コストの中では、インゴットからウェハをスライスし平坦化・鏡面化する加工のコスト低減が重要な課題となっている。この理由の一つとして、炭化ケイ素はシリコンよりも硬度が高く２４ＧＰａに達することが挙げられる。このため、炭化ケイ素は代表的な難加工材料とされている。

【0009】

近年、ワイヤにダイヤモンドを固着させた固定砥粒式のワイヤスライシング法により、炭化ケイ素のような非常に硬い材料でも、高効率切断が可能となり、従来の遊離砥粒式のスライシングの半分以下あるいは１／１０以下の極めて短時間での切断が可能になったが、そのためには、例えば、ワイヤを５００ｍ／分以上の高速あるいは２０００ｍ／分といった超高速で往復走行させなければならない。その際に、ワイヤが高速（超高速）走行することで発生する熱の冷却のために、加工点にクーラント液を確実に供給することが不可欠となる。

【0010】

しかしながら、これまでのワイヤスライシング方法では、以下のような問題が発生する。
まず、ワイヤを高速で往復走行させると、ワイヤの進行方向に沿ってクーラント液の激流が発生し、特許文献１のようにワイヤが被削材に切り込む切断部がクーラント液中に浸漬されていても、前記液流が液槽の壁面に沿って上昇して、クーラント液が液槽の壁を飛び越えて液槽外に過剰に流出してしまい、結果としてワイヤの液切れが発生する。また、出願人の経験では、特許文献２に記載されているように、クーラント液が液槽の解放上面から常時オーバーフローするようにしても、ワイヤと被削材の切断面が液槽の上端部近傍にあるような構成では、高速で走行するワイヤによって液切れが発生することが推量される。ここで、ワイヤの「液切れ」とは、ワイヤにクーラント液が十分に付着してない状態、あるいは、ワイヤがクーラント液に十分に浸漬されていない状態のことをいう。

【0011】

また、液槽内に大流量のクーラント液を注入すると、液槽内部でもクーラント液の激流が発生し、この激流の液圧により、切断途中の被削材、あるいは、切断されて液槽内に保持された被削材がばたつく等して破損してしまう虞がある。

【0012】

なお、特許文献３には、クーラント液槽内に仕切り壁を設けることで、クーラント液圧を排除し、加工品（切断された被削材）の割れを防止することが記載されているが、ワイヤが被削材に切り込む切断部がクーラント液を受ける液槽の上端部近傍にあるので、上記のワイヤの走行速度の高速化によるクーラント液の液槽外への過剰な流出ひいてはワイヤの露呈の発生を防止する、つまりワイヤの液切れを防止するという課題が解決されていないものと推量される。

【0013】

そこで、本発明においては、走行するワイヤに被削材を押し当てることにより前記被削材を切断するワイヤソー装置であって、湾曲した側板や液圧緩衝部材を設けてクーラント液の整流や液圧緩衝を行うことで流れを制御し、また、内部液槽や整流板等を設けてクーラント液の整流を行うことで、ワイヤを高速で走行させてもワイヤの液切れを防止することができ、また、大流量のクーラント液を注入しても被削材の破損等低減することができるワイヤソー装置を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0014】

上記の目的を達成するため、本発明のワイヤソー装置は、走行するワイヤに被削材を押し当てることにより前記被削材を切断するワイヤソー装置であって、クーラント液が注入された液槽を備え、前記ワイヤが前記被削材に切り込む切断部が、前記クーラント液に浸漬され、前記液槽の側壁面が、前記液槽の内部に向かって凹状に湾曲して形成されていることを第１の特徴とする。

【0015】

また、本発明のワイヤソー装置は、前記液槽の側壁面に液圧緩衝部材が設けられていることを第２の特徴とする。

【0016】

また、本発明のワイヤソー装置は、前記液圧緩衝部材が、スポンジで形成されていることを第３の特徴とする。

【0017】

また、本発明のワイヤソー装置は、前記液圧緩衝部材の固定用部材が、前記液圧緩衝部材に被装されて、前記液槽に取付けられていることを第４の特徴とする。

【0018】

また、本発明のワイヤソー装置は、前記液槽の内部に内部液槽が設けられていることを第５の特徴とする。

【0019】

また、本発明のワイヤソー装置は、前記ワイヤの走行ラインの直上に、整流部材が設けられていることを第６の特徴とする。

【0020】

また、本発明のワイヤソー装置は、前記ワイヤに固定砥粒が固着されていることを第７の特徴とする。

【0021】

また、本発明のワイヤソー装置は、前記ワイヤを揺動させながら前記被削材が切断されることを第８の特徴とする。

【0022】

また、本発明のワイヤソー装置は、前記液槽の側壁に、前記ワイヤが走行可能な複数の切込みが設けられていることを第９の特徴とする。

【0023】

また、本発明のワイヤソー装置は、前記ワイヤの揺動に連動して、前記液槽が揺動することを第１０の特徴とする。

【発明の効果】

【0024】

本発明によれば、走行するワイヤに被削材を押し当てることにより前記被削材を切断するワイヤソー装置において、湾曲した側板や液圧緩衝部材等を設けてクーラント液の整流や液圧緩衝を行うことで、前記ワイヤを高速で走行させても、前記ワイヤの液切れを防止することが可能となる。

【0025】

また、本発明によれば、走行するワイヤに被削材を押し当てることにより前記被削材を切断するワイヤソー装置において、内部液槽や整流板等を設けて、大流量で注入されるクーラント液の整流を行うことで、切断中の被削材や、切断後に液槽内に保持された被削材（ウェハ状に加工された被削材）のばたつきを低減し、前記被削材の破損を低減することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【0026】

【図1】本発明の第一の実施の形態におけるワイヤソー装置の液中切断用液槽の構成を説明する図である。

【図2】本発明の第一の実施の形態におけるワイヤソー装置の側板の構成と作用を説明する図である。

【図3】本発明の第一の実施の形態におけるワイヤソー装置の液圧緩衝部材の構成と作用を説明する図である。

【図4】本発明の第一の実施の形態におけるワイヤソー装置の内部液槽の構成と作用を説明する図である。

【図5】本発明の第一の実施の形態におけるワイヤソー装置の整流板の構成と作用を説明する図である。

【図6】本発明の第一の実施の形態におけるワイヤソー装置の液槽本体の上部外観を示す図である。

【図7】本発明の第一の実施の形態におけるワイヤソー装置の左揺動時の位置関係を示す図である。

【図8】本発明の第一の実施の形態におけるワイヤソー装置の水平時の位置関係を示す図である。

【図9】本発明の第一の実施の形態におけるワイヤソー装置の右揺動時の位置関係を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0027】

以下、好適な実施の形態を用いて本発明をさらに具体的に説明する。但し、下記の実施の形態は本発明を具現化した例に過ぎず、本発明はこれに限定されるものではない。

【0028】

［第一の実施の形態におけるワイヤソー装置］
まず、本発明の第一の実施の形態におけるワイヤソー装置について、図１を参照しながら説明する。
ここで、走行するワイヤに被削材を押し当てることにより前記被削材を切断するワイヤソー装置において、ワイヤが被削材に切り込む切断部が液槽内部でクーラント液に浸漬される技術思想は、上記の特許文献１に記載され、ワイヤが被削材に切り込む切断部が液槽の上端部近傍で常にクーラント液に浸漬される技術思想は上記の特許文献２及び特許文献３に記載され、被削材を液槽下方から上方に上昇させながら切断する技術思想は上記の特許文献１，４に記載され、被削材を液槽上方から下方に下降させながら切断する技術思想は上記の特許文献２，３に記載され、被削材切断時に、ワイヤを往復走行させると共に、該ワイヤを所定の角度で揺動させる技術思想は上記の特許文献４に記載されており、これらの技術思想は、当業者にとって周知のことである。

【0029】

図１は、本発明の第１の実施形態のワイヤソー装置の液中切断用液槽１の構成を説明する図である。
図１に示すように、液中切断用液槽１は、液槽本体２と、注液用アダプタ２ａ，２ｂと、内部液槽３と、ワイヤライン切込側板４ａ，４ｂと、側板５ａ，５ｂと、背板５ｃと、液圧緩衝部材６ａ，６ｂ，６ｃと、液圧緩衝部材固定金網７ａ，７ｂ，７ｃと、ワイヤライン直上整流板８ａ，８ｂとを備えている。

【0030】

注液用アダプタ２ａと注液用アダプタ２ｂとは、同一形状でもよい。同様に、ワイヤライン切込側板４ａとワイヤライン切込測板４ｂ、側板５ａと側板５ｂ、液圧緩衝部材６ａと液圧緩衝部材６ｂ、液圧緩衝部材固定金網７ａと液圧緩衝部材固定金網７ｂ、ワイヤライン直上整流板８ａとワイヤライン直上整流板８ｂは、それぞれ、同一形状でもよい。また、クーラント液には界面活性剤が含有されていてもよい。

【0031】

液槽本体２は、上部が開口された略直方体形状をなすクーラント液槽用の容器であり、連設された液槽本体前壁２０ａ，液槽本体左側壁２０ｂ，液槽本体右側壁２０ｃ、液槽本体背壁２０ｄ，液槽本体底壁２０ｅを備えている。液槽本体前壁２０ａの下部には、注液用アダプタ挿着孔２ｃ，２ｄが開孔され、この注液用アダプタ挿着孔２ｃ、２ｄを介して注液用アダプタ２ａ，２ｂが液槽本体２に取り付け可能なように構成されている。液槽本体２には、注液用アダプタ２ａ，２ｂを介して外部から注入されたクーラント液が貯留される。

【0032】

注液用アダプタ２ａ，２ｂには、それぞれ、略Ｌ字型の屈曲部材が設けられている。注液用アダプタ２ａ，２ｂに大流量で注入されたクーラント液が、この屈曲部材によって左右に整流されるように構成されている。

【0033】

内部液槽３は、上部が開口された略直方体形状をなすクーラント液槽用の容器であり、連設された内部液槽前壁３０ａ，内部液槽左側壁３０ｂ，内部液槽右側壁３０ｃ、内部液槽背壁３０ｄ，内部液槽底壁３０ｅを備えている。内部液槽３は、液槽本体２に収納可能な大きさである。内部液槽３の深さ（高さ）は、液槽本体２の深さ（高さ）と同じになるように形成されているが、内部液槽３の深さ（高さ）が、液槽本体２の深さ（高さ）よりも浅く（低く）なるように形成されてもよい。また、内部液槽３には、必要に応じて整流効果を高めるように穴加工や表面に凹凸などの下加工を施してもよい。

【0034】

ワイヤライン切込側板４ａ，４ｂは、それぞれ、液槽本体２の液槽本体左側壁２０ｂ，液槽本体右側壁２０ｃの上方に対向して配設される。ワイヤライン切込側板４ａ，４ｂのそれぞれには、ワイヤと同一ピッチで複数の切込が設けられているが、この切込は、ワイヤライン切込側板４ａ，４ｂそれぞれを横切る方向に走行するワイヤが、ワイヤライン切込側板４ａ,４ｂと接触しないように設けられた逃げ溝として用いられる。この切込は、液中切断用液槽１内のクーラント液の流出を最小限に抑え、かつ、固定砥粒式ワイヤの被削材以外での接触による磨耗が最小限になるように形成されている。この切込を予め設けておくことにより、ワイヤで被削材を切断すると同時に液槽の側壁を切削してガイド溝を形成する特許文献３記載の発明に比べて、ワイヤへの負担が軽減される。本実施例のワイヤソー装置は、上述（段落「０００２」参照。）の「マルチワイヤソー装置」を想定しているが、「シングルワイヤソー装置」にも適用することができる。

【0035】

側板５ａ，５ｂは、それぞれ、ワイヤライン切込側板４ａ，４ｂの上方に、対向して配設される。対向する側板内壁面５０ａ，５０ｂは、それぞれ、液槽本体２の内部（液中切断用液槽１の内部）に向かって凹状に湾曲して形成されている。これにより、高速で往復走行するワイヤに連れて発生するクーラント液の激流が、液槽本体２の内部（液中切断用液槽１の内部）に向かって整流され、ワイヤの液切れを防止することができる。
ここで、クーラント液の激流を、液槽本体２の内部に向かって整流することができれば、側板内壁面５０ａ，５０ｂの壁面全体を湾曲させなくても、一部分が湾曲するように形成してもよい。例えば、側板内壁面５０ａ，５０ｂの上部のみ湾曲させて形成してもよい。

【0036】

背板５ｃは、液槽本体２の液槽本体背壁２０ｄの上方に、側板５ａ，５ｂに連設して取り付けられる。

【0037】

液圧緩衝部材６ａ，６ｂは、スポンジを素材とし、それぞれ、側板内壁面５０ａ，５０ｂに着設される。液圧緩衝部材６ｃは、スポンジを素材とし、背板内壁面５０ｃに着設される。液圧緩衝部材６ａ，６ｂ，６ｃは、高速走行するワイヤによって発生するクーラント液の激流の波を軽減して（つまり、液圧緩衝して）該激流を整流して安定させ、ワイヤの液切れを防止するという効果を奏するものであり、同様の液圧緩衝、整流効果を奏する素材であれば、スポンジ以外のものでもよい。

【0038】

液圧緩衝部材固定金網７ａ，７ｂ，７ｃは、それぞれ、液圧緩衝部材６ａ，６ｂ，６ｃを、側板５ａ，５ｂ，背板５ｃに固定するための金網形状の部材であり、液圧緩衝部材６ａ，６ｂ，６ｃを被うようにして、側板５ａ，５ｂ，背板５ｃに固定される。

【0039】

ワイヤライン直上整流板８ａ，８ｂは、液槽本体２の略中央部で上方から下降しながら切断される被削材Ｗ（図５参照。）の両側にあって、切断に関与しないワイヤの走行ラインの直上位置に配設され、被削材の切断加工中に注液用アダプタ２ａ，２ｂから大流量で注入されるクーラント液の液流を安定させ、被削材のばたつきを少なくし、該被削材の破損等を低減することができる。

【0040】

前板９は、液槽本体２の前面の液槽本体前壁２０ａ上に、側板５ａ，５ｂに連設して取り付けられる。前板９には、クーラント液受け部９ａと衝突回避凹部９ｂが設けられている。衝突回避凹部９ｂは、被削材が取り付けられた昇降ベース１０（例えば、図２参照。）が下降してきたときに、前板９の上端部と衝突するのを回避するために、前板９の上端部が凹状に形成されたものである。この衝突回避凹部９ｂを形成することにより、注入されたクーラント液が溢れ出て、液面が下がるのを防ぐために、クーラント液受け部９ａが設けられている。

【0041】

本実施形態において、前板９、側板５ａ，５ｂ、背板５ｃ，それぞれの上端辺の高さが略一致するように形成されているが、上端辺の高さは必要に応じて適宜調整されてもよい。

【0042】

本実施形態において、液槽本体前壁２０ａと前板９とで液中切断用液槽１の前側の側壁が形成され、液槽本体左側壁２０ｂとワイヤライン切込側板４ａと側板５ａとで液中切断用液槽１の左側の側壁が形成され、液槽本体右側壁２０ｃとワイヤライン切込側板４ｂと側板５ｂとで液中切断用液槽１の右側の側壁が形成され、液槽本体背壁２０ｄと背板５ｃとで液中切断用液槽１の後側の側壁が形成されている。

【0043】

以上、液中切断用液槽１の構成について説明したが、上記の整流、液圧緩衝の効果を奏する部品（部材）は、必要に応じて全てあるいは一部の部品（部材）を選択して用いられてよい。

【0044】

次に、個々の構成部品の構成と作用について図２〜図５を参照しながら説明する。
図２は、本発明の第一の実施の形態におけるワイヤソー装置の側板の構成と作用を説明する図である。液中切断用液槽１の構成部品は、主に説明に必要な部品を記載し、その他の構成部品は、なるべく記載を省略している。以下に説明する図３〜図９においても同様である。

【0045】

図２は、昇降ベース１０に被削材Ｗが被削材固定板１０ａを介して取り付けられており、昇降ベース１０を下降させながら、ローラ１１ａに巻回されて斜線を施した矢印のように高速で往復走行するワイヤ１２が、図２の左側に向かってワイヤを走行させている場合に、ワイヤを被削材Ｗに切り込ませて、液中切断用液槽１内で被削材Ｗを切断する際の液の流れの様子を示したものである。図中の白抜き矢印は、ワイヤ１２の走行に伴って生じるクーラント液の液流の方向を示している。以下の図３〜図９でも同様である。

【0046】

液中切断用液槽１には、クーラント液Ｃが注入されて貯留されている。当初（被削材Ｗの切断加工前）の液面の高さは、液中切断用液槽１の上端部近傍、つまり、側板５ａの上端辺近傍の位置である。被削材Ｗの切断加工中は、クーラント液Ｃは注入され続けている。
図２に示すように、被削材Ｗは、液中切断用液槽１内部でクーラント液Ｃに浸漬されて切断される。当然に、ワイヤが被削材に切り込む切断部は、液中切断用液槽１内部でクーラント液Ｃに浸漬されている。このとき、ローラ１１ａに巻回され、ワイヤライン切込側板４ａの切込によって作られる空間を通り、高速に走行するワイヤ１２によって、ワイヤ１２の進行方向（図２では、ローラ１１ａ側）から液中切断用液槽１の上方に向かって激しいクーラント液Ｃの液流Ｔ１が発生するが、この液流Ｔ１は、液中切断用液槽１の内部に向かって凹状に湾曲して形成された側板５ａの側板内壁面５０ａの壁面に沿って、図中、Ｔ２で示すように、液中切断用液槽１の内部方向に整流される。この結果、クーラント液Ｃが過剰に液中切断用液槽１から流出し、ひいてはワイヤ１２が液面から露呈してしまうことを防止することができる。つまりワイヤ１２の液切れを防止することができる。なお、前述したように、ワイヤ１２の液切れとは、ワイヤ１２がクーラント液Ｃに十分に付着しない状態、あるいは、ワイヤ１２がクーラント液に十分に浸漬されていない状態のことをいう。特にワイヤ表面に砥粒を固着させた固定砥粒ワイヤの場合はワイヤ表面の凹凸が大きいことから、ワイヤ１２の走行に伴って引きずられるクーラント液Ｃの量が大きくなり、ワイヤ１２の移動速度も高速になることから激流になり易くなる。

【0047】

図３は、本発明の第一の実施の形態におけるワイヤソー装置の液圧緩衝部材の構成と作用を説明する図である。図３に示すように、側板５ａの側板内壁面５０ａと側板５ａの上端部を被うようにして液圧緩衝部材６ａが着設されている。液圧緩衝部材６ａは液圧緩衝部材固定金網７ａに被装され、液圧緩衝部材固定金網７ａの端部が側板５ａに接着剤Ｐやボルトなどの機械的な方法で固定されている。図２での説明と同様に、発生したクーラント液Ｃの液流Ｔ１は、液圧緩衝部材６ａによって緩衝されるとともに、Ｔ２で示すように、液中切断用液槽１の内部方向に整流される。

【0048】

図４は、本発明の第一の実施の形態におけるワイヤソー装置の内部液槽の構成と作用を説明する図である。図４に示すように、内部液槽３は、液槽本体２内部に収納される。液槽本体２の液槽本体前壁２０ａの下部には、屈曲部材を有する注液用アダプタ２ａ，２ｂが挿着されている。注液用アダプタ２ａ，２ｂから大流量で注入されるクーラント液Ｃは、液槽本体２内部では、Ｔ３で示すように、前記屈曲部材の吐出口から吐出され、内部液槽３の内部液槽前壁３０ａから、内部液槽左側壁３０ｂ，内部液槽右側壁３０ｃに沿って、内部液槽背壁３０ｄの方向へと整流される。また、内部液槽３には、必要に応じて整流効果を高めるように穴加工や表面に凹凸などの下加工を施してもよい。

【0049】

図５は、本発明の第一の実施の形態におけるワイヤソー装置の整流板の構成と作用を説明する図である。図５に示すように、クーラント液Ｃの液面が液中切断用液槽１の上端部近傍になるように、クーラント液Ｃが液中切断用液槽１内に注入されて貯留されている。ワイヤライン直上整流板８ａ，８ｂは、液槽本体２の略中央部で上方から下降しながら切断される被削材Ｗの両側にあって、複数のワイヤ１２のうち、切断に関与しないワイヤ１２ａ，１２ｂの走行ラインの直上位置に、ワイヤ１２ａ，１２ｂの走行方向に沿って配設されている。ワイヤ１２は、液槽本体２及び内部液槽３の上端と、液中切断用液槽１の上端（前板９，側板５ａ，５ｂ、背板５ｃの上端）との間に位置し、ワイヤライン直上整流板８ａ，８ｂは、ワイヤ１２の上方であって、ワイヤ１２と液中切断用液槽１の上端（前板９，側板５ａ，５ｂ、背板５ｃの上端）との間に位置している。
被削材Ｗの切断加工中に注液用アダプタ２ａ，２ｂから大流量で注入されるクーラント液Ｃは、Ｔ４で示すように、激流となって液槽本体２の内壁（２０ａ，２０ｂ，２０ｃ，２０ｄ）に沿って上昇するが、この激流Ｔ４は、Ｔ５で示すように、ワイヤライン直上整流板８ａ，８ｂによって遮られ整流される。

【0050】

ここで、ワイヤライン直上整流板８ａ、８ｂには、整流効果を高めるために考慮された穴加工を施しても良い。
なお、被削材Ｗは、液槽本体２の端部で上方から下降しながら切断されてもよい。この場合、ワイヤライン直上整流板８ａ，８ｂは、切断に関与しないワイヤの走行ラインの直上位置に配設されるように、適宜、配設位置が調整される。

【0051】

なお、本実施形態において、図５に示すように、前板９の下端部が液槽本体前壁２０ａの上端部に密着されて取付けられているが、取付け方法は、例えば、接着剤を用いて貼着する、あるいは、ボルト・ナットを用いて螺設する等、必要に応じて適宜選択することができる。

【0052】

図６は、本発明の第一の実施の形態におけるワイヤソー装置の液中切断用液槽１の上部外観を示す図である。図６には、側板５ａ，５ｂ、背板５ｃ、液圧緩衝部材６ａ，６ｂ，６ｃ、液圧緩衝部材固定金網７ａ，７ｂ，７ｃ、前板９、ワイヤライン直上整流板８ａ，８ｂが配設された様子を示している。クーラント液Ｃは、側板５ａ，５ｂの下端部近傍まで注入されている。
液中切断用液槽１の内部に向かって凹状に湾曲して形成された側板内壁面５０ａ，５０ｂに沿って、液圧緩衝部材６ａ，６ｂも湾曲して着設されている。なお、背板５ｃ、前板９の内壁面も、必要に応じて、液中切断用液槽１の内部に向かって凹状に湾曲して形成されてもよい。

【0053】

図７は、本発明の第一の実施の形態におけるワイヤソー装置の左揺動時の位置関係を示す図である。図７のワイヤソー装置１００は、図１〜図６で説明した液中切断用液槽１と、ローラ１１ａ，１１ｂと、ワイヤ１２と、昇降ベース１０と、被削材固定板１０ａと、昇降ベース駆動部１３と、揺動パネル１４を備えている。以下、図８、図９に示すワイヤソー装置１００も同様である。

【0054】

被削材Ｗは被削材固定板１０ａを介して昇降ベース１０に取り付けられており、昇降ベース駆動部１３を駆動させて昇降ベース１０を下降させることで被削材Ｗも下降する。被削材の切断加工が終了し、ウェハ状に切断された被削材Ｗが全て内部液槽３に保持されると、昇降ベース１０は上昇される。液中切断用液槽１、ローラ１１ａ，１１ｂは、揺動パネル１４に取り付けられている。ワイヤ１２には、ダイヤモンド等の砥粒が固着されている。

【0055】

ワイヤソー装置１００は、不図示のワイヤ供給部から供給された一本のワイヤ１２を、ローラ１１ａ，１１ｂに複数回巻回させて同一ピッチのワイヤ列を形成した後、不図示のワイヤ回収部に移動させて回収する。ワイヤ回収部に回収するときもワイヤ１２は１本である。このワイヤ列の複数本のワイヤ１２を高速で往復走行させながら、ワイヤ１２に被削材Ｗを押し当てることにより被削材Ｗを切断することで、同時に複数枚の基板（ウェハ）を生成することができる。ワイヤ１２の供給長さと回収長さを調整することにより、供給された一本のワイヤ１２は、所定長さ単位で順次ワイヤ回収部に回収される。そして、本発明のワイヤソー装置１００においては、液中切断用液槽１、ローラ１１ａ，１１ｂを、正面視円形の揺動パネル１４に取り付けて、揺動パネル１４を揺動させることで、ワイヤが高速で往復走行すると同時に、ローラ１１ａ，１１ｂ、ワイヤ１２、液中切断用液槽１が全て連動して揺動することができる。図７は、ワイヤソー装置１００の左揺動時の位置関係を示しており、ローラ１１ａがローラ１１ｂよりも低い位置にあり、液中切断用液槽１はローラ１１ａ側に傾いている。なお、「揺動させる」とは、所定の角度で右回転、左回転のいずれも行わせることを意味する。

【0056】

図８は、本発明の第一の実施の形態におけるワイヤソー装置の水平時の位置関係を示す図である。図８では、ローラ１１ａ，１１ｂは、同じ高さの位置にあり、液中切断用液槽１も傾かず、水平状態にある。

【0057】

図９は、本発明の第一の実施の形態におけるワイヤソー装置の右揺動時の位置関係を示す図である。図９では、ローラ１１ａがローラ１１ｂよりも高い位置にあり、液中切断用液槽１はローラ１１ｂ側に傾いている。
このように揺動パネル１４を揺動させることで、高速走行するワイヤ１２も連動して揺動するので、ワイヤ１２と被削材Ｗとの接触部分が点接触に近くなり、炭化ケイ素のように非常に高い硬度を有する脆性材料でも切断が容易になる。さらに、本発明においては、液中切断用液槽１もワイヤ１２に連動して揺動することで、液中切断用液槽１の傾きとワイヤ１２の傾きとが同じ角度になるので、ワイヤライン切込側板４ａ，４ｂの切込の溝深さを浅くできる。ここで、構成部品の高さ、あるいは、深さは、液中切断用液槽１の傾きによるクーラント液Ｃの溢れ分を予め見込んで調整される。

【0058】

［第二の実施の形態におけるワイヤソー装置］
本発明の第二の実施の形態におけるワイヤソー装置について、説明する。本発明の第二の実施の形態におけるワイヤソー装置は、特に図示しないが、本発明の第一の実施の形態におけるワイヤソー装置１００において、液中切断用液槽１を揺動させずに、常時水平に維持されるようにしたものである。本発明の第一の実施の形態におけるワイヤソー装置１００に比べて、ワイヤライン切込側板４ａ，４ｂの切込の溝深さを深くする必要があるが、液中切断用液槽１が傾かないので、本発明の第一の実施の形態にようにクーラント液Ｃの溢れ分を見込んだ構成部品の高さ（深さ）調整は不要である。

【0059】

なお、本発明の第一の実施の形態及び第二の実施の形態において、ワイヤを往復走行させることを想定して、対向する液槽本体左側壁２０ｂと液槽本体右側壁２０ｃの内壁面５０ａと５０ｂを湾曲させたが、ワイヤが往復走行せず、一方向に走行するような装置では、走行するワイヤの進行方向側の側壁のみを湾曲させる構成にしてもよい。

【符号の説明】

【0060】

１ 液中切断用液槽
２ 液槽本体
２ａ，２ｂ 注液用アダプタ
２ｃ，２ｄ 注液用アダプタ挿着孔
３ 内部液槽
４ａ，４ｂ ワイヤライン切込側板
５ａ，５ｂ 側板
５ｃ 背板
６ａ，６ｂ，６ｃ 液圧緩衝部材
７ａ，７ｂ，７ｃ 液圧緩衝部材固定金網
８ａ，８ｂ ワイヤライン直上整流板
９ 前板
９ａ クーラント液受け部
１０ 昇降ベース
１０ａ 被削材固定板
１１ａ，１１ｂ ローラ
１２，１２ａ，１２ｂ ワイヤ
１３ 昇降ベース駆動部
１４ 揺動パネル
２０ａ 液槽本体前壁
２０ｂ 液槽本体左側壁
２０ｃ 液槽本体右側壁
２０ｄ 液槽本体背壁
２０ｅ 液槽本体底壁
３０ａ 内部液槽前壁
３０ｂ 内部液槽左側壁
３０ｃ 内部液槽右側壁
３０ｄ 内部液槽背壁
３０ｅ 内部液槽底壁
５０ａ，５０ｂ 側板内壁面
５０ｃ 背板内壁面
１００ ワイヤソー装置
Ｃ クーラント液
Ｐ 接着剤
Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３，Ｔ４，Ｔ５ クーラント液流
Ｗ 被削材

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】