JP2002273663A - レジンボンドワイヤソー - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 レジンボンドワイヤソーにおいて、研削液の
供給と切粉の排出を良好にする螺旋を外周面に形成させ
て、ワイヤソーの切れ味をより向上させる。 【解決手段】 接着剤１ａを塗布した芯線１の外周面
に、ピアノ線２ａの外面にダイヤモンド砥粒をフェノー
ル樹脂で固着した砥粒層２ｂを形成した線状体２を螺旋
状に巻き付けてワイヤソー１０とした。線状体２は、芯
線１の外周面から突出しており、また芯線１に螺旋状に
巻き付けられているので突出部は螺旋を形成しており、
この螺旋に沿って研削液が供給され、切粉が排出される
ことになるので、研削液の供給と切粉の排出が良好とな
り、ワイヤソー１０の切れ味が良好となる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、レジンボンドによ
る固定砥粒タイプのワイヤソーに係り、特に加工初期か
ら終期に至るまで良好な切れ味を維持することができる
レジンボンドワイヤソーに関する。

【０００２】

【従来の技術】各種の半導体デバイスの製造分野では、
配線パターンの微細化による性能向上が図られてきた
が、配線パターンの微細化だけでは多機能化に追いつけ
ず、近来ではチップ自身を大型化することで対応してい
る。このようなチップの大型化に伴い、歩留り向上の点
からシリコンウエハも大口径のものが使用されるように
なり、その前工程であるシリコンインゴットからの切り
出し法も従来の内周刃切断法から大口径化に対応しやす
いワイヤソーカット法へ移行されつつある。

【０００３】ワイヤソーカット法のうち従来から主に行
われていたものの一つとして、スラリーを用いた遊離砥
粒方式がある。この遊離砥粒方式は、ピアノ線や超高強
度合金線をシリコンインゴットに強く接触させた状態で
走行させ、ピアノ線や超高強度合金線が接触している部
分にＷＡやＧＣなどの遊離砥粒を含有した潤滑油を注入
しながら切断するというものである。しかしながら、潤
滑油の飛散による作業環境の劣化やワークの汚染を伴う
ほか、被加工材への砥粒の食い込み深さを一様に保てる
ように制御できないことから切断効率に限界があるとさ
れている。

【０００４】これに対し、近年になって、芯線の周面に
ＷＡやＧＣまたはダイヤモンド、ＣＢＮなどの砥粒を固
着させたワイヤソーを使用する固定砥粒方式が提案され
た。この固定砥粒方式に用いるワイヤソーとしては、電
着により砥粒を固着させる電着ワイヤソーや樹脂（レジ
ン）を結合剤として砥粒を固着させるレジンボンドワイ
ヤソーが知られている。これらの電着ワイヤソーやレジ
ンボンドワイヤソーでも、遊離砥粒方式と同様に被加工
材に強く接触させながら走行させることで砥粒による切
断が可能である。

【０００５】ところで、電着ワイヤソーは砥粒を電着す
るメッキ処理の工程に時間を費やすため、数十〜数百ｋ
ｍの芯線に砥粒を電着させることが事実上不可能である
という製造上の問題と、破断ねじり強度や曲げ強度が低
いため加工時に断線しやすいという使用上の問題が以前
から指摘されていた。そこで、このような電着ワイヤソ
ーの欠点を改善したものとして、レジンボンドワイヤソ
ーが開発されたという経緯がある。

【０００６】このようなレジンボンドワイヤソーとして
は、たとえば特開平１０−１３８１１４号公報に記載さ
れたものがある。この公報に記載のレジンボンドワイヤ
ソーは、高抗張力金属を芯線として用い、ポリアミドイ
ミド樹脂を結合剤としてこれに砥粒を分散含有させたも
ので芯線を被覆するという構成としたものである。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】このようなレジンボン
ドワイヤソーによれば、電着ワイヤソーの問題点を解決
できるが、一方において、砥粒全体が樹脂で被覆されて
いるために砥粒の突き出し量が不十分で切れ味が良くな
いという問題点がある。これに対し、特許第３０７８０
２０号公報には、砥粒の粒径をレジンボンド層厚の２／
３以上で芯線径の１／２以下とし、樹脂の弾性率と軟化
温度を特定値以上とし、レジンボンド層厚の２／３未満
のフィラーを含有させたワイヤソーが記載されている。
このワイヤソーによれば、砥粒が芯線の外周上に隆起突
出して固着されているので、良好な切れ味が得られると
されている。

【０００８】しかし、この特許公報に記載のワイヤソー
では、砥粒が磨耗して砥粒の突き出し量が小さくなると
切粉を排出する能力がなくなり、加工能率が低下すると
いう問題がある。

【０００９】一方、電着ワイヤソーの分野では、均一な
太さの２本の芯線を撚り合わせ、その表面に砥粒を電着
させたワイヤソーがある。このワイヤソーにおいては、
撚り線によって形成された螺旋により研削液の供給と切
粉の排出が良好になるとう利点がある。しかし、前述し
たように、電着ワイヤソーは長距離のワイヤソーの製造
が困難であるとともに、レジンボンドワイヤソーに比し
て製造コストが高いという問題点がある。また、撚り線
方式を単純にレジンボンドワイヤソーに適用しようとし
ても、撚り線の隙間に樹脂が流れ込むために、螺旋が形
成されない。

【００１０】本発明が解決すべき課題は、レジンボンド
ワイヤソーにおいて、研削液の供給と切粉の排出を良好
にする螺旋を外周面に形成させて、ワイヤソーの切れ味
をより向上させることにある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明は、芯線の表面に
砥粒層を形成させたレジンボンドワイヤソーにおいて、
砥粒層を形成した線状体を芯線の外周面に螺旋状に巻き
付けて接着させたことを特徴とする。

【００１２】芯線の外周面に砥粒層を形成した線状体を
螺旋状に巻き付けて接着させることにより、芯線外周面
から砥粒が一定の高さに突出することになり、さらに線
状体が螺旋を形成しているので、研削液の供給と切粉の
排出が良好になり、ワイヤソーは加工初期から良好な切
れ味を発揮する。この場合、複数本の線状体を巻き付け
て二重あるいは三重の螺旋を形成することもできる。芯
線への線状体の接着は、線状体を芯線に巻き付ける前に
芯線に接着剤を塗布しておくか、あるいは芯線上の巻き
付け線に沿って接着剤を塗布しながら線状体を巻き付け
る方法を採用することができる。

【００１３】ここで、前記芯線としては、従来のレジン
ボンドワイヤソーにおいて用いられている高抗張力金属
線を用いることができる。また、砥粒層を形成した線状
体としては、細いワイヤに砥粒をレジンボンドで固着さ
せた線状体、あるいは、樹脂のなかに砥粒を含有させた
細い線状体を用いることができる。この場合、線状体の
外径を芯線の外径の１／２〜１／１０とすることによ
り、研削液の供給と切粉の排出を最良の状態に維持する
ことができる。線状体の外径が芯線の外径の１／２より
大きいと、これを芯線に巻き付けたときの芯線外周面か
らの突出高さが大きくなり過ぎ、それに伴い仕上がり線
径も大きくなるため、精密切断用ワイヤソーには不向き
となる。一方、線状体の外径が芯線の外径の１／１０よ
り小さいと、これを芯線に巻き付けたときの芯線外周面
からの突出高さが小さく、研削液の供給および切粉の排
出が悪くなる。

【００１４】砥粒層を形成する砥粒としては、従来のワ
イヤソーにおいて用いられているＧＣ、ＷＡ、Ｂ、Ｃな
どの一般砥粒やダイヤモンド、ＣＢＮなどの超砥粒を用
いることができる。また結合剤としての樹脂は、フェノ
ール樹脂、ポリアミド樹脂、アクリレート樹脂などの従
来のレジンボンドワイヤソーで砥粒の結合剤として用い
られている樹脂を用いることができる。砥粒層をワイヤ
に固着させた線状体とする場合のワイヤとしては、従来
のレジンボンドワイヤソーで芯線として用いられてい
る、銅メッキ、銅−錫メッキされた高抗張力金属線など
を用いることができ、この場合のワイヤの外径は５０〜
１００μｍ程度が適当である。

【００１５】本発明のレジンボンドワイヤソーは、つぎ
のような製造方法により製造することができる。芯線に
巻き付ける線状体として砥粒層をワイヤに固着させた線
状体を用いる場合は、従来のレジンボンドワイヤソーの
製造方法と同様な方法で砥粒層をワイヤに固着させた線
状体を作成し、あらかじめ液状の接着剤が塗布された状
態の芯線に前記線状体を螺旋状に巻き付け、接着硬化さ
せることにより製造する。線状体を芯線に巻き付ける方
法としては、線状体を巻き付けたボビンを、接着剤を塗
布した芯線の回りで公転運動させながら巻き付ける。

【００１６】芯線に巻き付ける線状体として樹脂のなか
に砥粒を含有させた線状体を用いる場合は、砥粒と混合
した樹脂液を所定の径の孔から射出成形して線状体を作
成し、あらかじめ液状の接着剤が塗布された状態の芯線
に前記線状体を螺旋状に巻き付け、接着硬化させること
により製造する。線状体を芯線に巻き付ける方法として
は、前記同様、線状体を巻き付けたボビンを、接着剤を
塗布した芯線の回りで公転運動させながら巻き付ける。

【００１７】

【発明の実施の形態】図１は本発明の第１の実施形態に
おけるレジンボンドワイヤソーの部分正面図、図２は図
１のＡ−Ａ線矢視による縦断面図である。

【００１８】本実施形態のワイヤソー１０は、接着剤１
ａを塗布した芯線１の外周面に、砥粒層をワイヤに固着
させた線状体２を螺旋状に巻き付けたワイヤソーであ
る。芯線１はピアノ線であり、線状体２は外径４０μｍ
のピアノ線２ａの外面に厚さ２０μｍの砥粒層２ｂを形
成したものである。砥粒層２ｂは、粒度Ｍ２０／３０の
ダイヤモンド砥粒をフェノール樹脂で固着したものであ
る。

【００１９】図２に示すように、製造後（使用前）にお
ける線状体２は、芯線１の外周面から突出しており、ま
た図１に示すように、線状体２は芯線１に螺旋状に巻き
付けられているので突出部は螺旋を形成しており、この
ワイヤソー１０を用いてシリコンインゴットなどの切断
を行う場合、この螺旋に沿って研削液が供給され、切粉
が排出されることになるので、研削液の供給と切粉の排
出が良好となり、ワイヤソー１０の切れ味が良好とな
る。

【００２０】図３は本発明の第２の実施形態におけるレ
ジンボンドワイヤソーの部分正面図、図４は図３のＢ−
Ｂ線矢視による縦断面図である。

【００２１】本実施形態のワイヤソー２０は、接着剤１
１ａを塗布した芯線１１の外周面に、樹脂のなかに砥粒
を含有させた線状体１２を螺旋状に巻き付けたワイヤソ
ーである。芯線１１は外径１６０μｍのピアノ線であ
り、第１の実施形態のワイヤソー１０の芯線１と同じも
のである。線状体１２は、粒度Ｍ４０／６０のダイヤモ
ンド砥粒をポリイミド樹脂で成形し、外径７０μｍの線
状体に形成したものである。本実施形態の場合も第１の
実施形態の場合と同様に、螺旋に沿って研削液が供給さ
れ、切粉が排出されることになるので、研削液の供給と
切粉の排出が良好となり、ワイヤソー２０の切れ味が良
好となる。

【００２２】本発明の効果を確認するために、上記実施
形態のワイヤソー１０，２０（発明品１，２）と、従来
品を使用して切断試験を行った。 〔試験条件〕 切断装置：単線切断装置 芯線速度：平均４００ｍ／ｍｉｎ 芯線テンション：１９．６Ｎ 加工液：水溶性研削液 被加工物：シリコンインゴット

【００２３】図５に試験結果を示す。図５は加工量と切
れ味の関係を示す図で、縦軸は切り込み速度（指数）、
横軸はインゴットの切り出し枚数である。同図からわか
るように、発明品１および発明品２は、従来品に比べ最
低値でも２倍以上の切れ味を示し、かつ安定した切れ味
を示した。また、発明品１および発明品２は、加工の全
期間を通じて切粉の排出が安定して良好であり、従来品
の３倍以上の積算削除量が得られた。この結果から、発
明品は従来品に比べ加工初期から良好な切れ味を有し、
かつその切れ味を長期にわたり維持できることが確認さ
れた。

【００２４】

【発明の効果】（１）細いワイヤに砥粒をレジンボンド
で固着させた線状体、または、樹脂のなかに砥粒を含有
させた細い線状体を芯線に螺旋状に巻き付けて接着させ
ることにより、芯線外周面から砥粒が一定の高さに突出
することになり、さらに線状体が螺旋を形成しているの
で、研削液の供給と切粉の排出が良好になり、ワイヤソ
ーは加工初期から良好な切れ味を発揮する。

【００２５】（２）芯線に巻き付ける線状体の外径を芯
線の外径の１／２〜１／１０とすることにより、研削液
の供給と切粉の排出を最良の状態に維持することができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の第１実施形態におけるワイヤソーの
部分正面図である。

【図２】 図１のＡ−Ａ線矢視による縦断面図である。

【図３】 本発明の第２実施形態におけるワイヤソーの
部分正面図である。

【図４】 図３のＢ−Ｂ線矢視による縦断面図である。

【図５】 切断試験結果を示す図である。

【符号の説明】

１，１１ 芯線 １ａ，１１ａ 接着剤 ２，１２ 線状体 ２ａ ピアノ線 ２ｂ 砥粒層 １０，２０ ワイヤソー

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 羽立 大祐 福岡県浮羽郡田主丸町大字竹野210番地 ノリタケダイヤ株式会社内 Ｆターム(参考） 3C058 AA05 AA09 CA01 CB03 CB05 CB10 DA03 3C063 AA08 AB09 BA16 BA27 BB02 BC03 BF09 BG01 BG19 BH07 CC16 EE31 FF20 3C069 AA01 BA06 BB01 BB02 BC02 CA04 DA06 EA01 EA02 EA03

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 芯線の表面に砥粒層を形成させたレジン
   ボンドワイヤソーにおいて、砥粒層を形成した線状体を
   芯線の外周面に螺旋状に巻き付けて接着させたレジンボ
   ンドワイヤソー。
2. 【請求項２】 前記砥粒層を形成した線状体の外径が前
   記芯線の外径の１／２ないし１／１０の範囲である請求
   項１記載のレジンボンドワイヤソー。
3. 【請求項３】 前記砥粒層を形成した線状体が、細いワ
   イヤに砥粒をレジンボンドで固着させた線状体、また
   は、樹脂のなかに砥粒を含有させた細い線状体である請
   求項１または２記載のレジンボンドワイヤソー。