(57)【要約】【課題】極めて簡単な構造でシリコンインゴットなどの被加工材の両サイドを高精度で平行に切断することができる切断装置を提供する。【解決手段】同一径の第１のブレードホイール１５と第２のブレードホイール１６とを並設し、これら２つの第１，第２のブレードホイール１５，１６に環状のバンドソー１７を掛け回すことで、バンドソー１７に平行関係を有する一対の切断部２１ａ，２１ｂを形成する。これにより、バンドソー１７を回転用モーター１２で回転駆動し、往路方向に移送される一方の切断部２１ａと、往路とは反対向きの復路方向に移送される他方の切断部２１ｂとによって、保持手段５で保持されたシリコンインゴット４の両サイドを高精度で平行に切断することができる。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
同一径の２つのブレードホイールを並設し、これら２つのブレードホイールに環状のバンドソーを掛け回し、
前記２つのブレードホイール又はこれらの一方を回転駆動する駆動源を備え、
該駆動源の駆動に伴い前記バンドソーが回転駆動されているとき、該バンドソーを前記２つのブレードホイールに掛け回すことで設けられた平行関係を有する一対の切断部のうち、往路方向に移送される一方の切断部と、往路とは反対向きの復路方向に移送される他方の切断部とにより、保持手段により保持された被加工材の両サイドを同時に平行に切断できるように構成したことを特徴とする切断装置。
【請求項２】
前記被加工材は比較的脆い材料であるシリコンインゴットであることを特徴とする請求項１記載の切断装置。
【請求項３】
前記バンドソーの切断部の両側面を挟むようにして静圧パッドを設けたことを特徴とする請求項１又は２記載の切断装置。
【請求項４】
前記バンドソーの切断部に水を供給する水経路を前記静圧パッドに形成したことを特徴とする請求項３記載の切断装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、シリコンインゴット等の被加工材を高精度で平行に切断することができる切断装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、太陽電池等に用いられるシリコンウェハの需要に伴い、その高品質化も要請されている。このようなシリコンウェハを製造するに際しては、単結晶や多結晶からなる比較的脆い材料であるシリコンインゴットを、製造段階でバンドソーを用いて直方体などの所定形状に切断することが一般的に行われている。
【０００３】
上記背景技術に関連するものとして特許文献１には、左右一対のバンドソーを同時に移動させ、機台に固定されたセラミックスやカーボン材などの被加工材の両サイドを同時に切断することを目的とした加工装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】実開平６−４２１１７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、特許文献１における加工装置においては、被加工材の両サイドを同時に平行に切断することを目的としたものではあるものの、被加工材の両サイドを高精度で平行に切断するには、左のバンドソーと右のバンドソーとの平行関係に誤差がないよう平行に保持できることが必須の条件となる。そこで、左のバンドソーと右のバンドソーとの位置関係を誤差なく平行に固定するには、設計条件としての誤差をどれだけ小さくできるのかが重要な課題となる。
【０００６】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、複雑な構造を有さずに極めて簡単な構造でシリコンインゴット等の被加工材を高精度で平行に切断することができる切断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】
【０００７】
請求項１に係る切断装置は、
同一径の２つのブレードホイールを並設し、これら２つのブレードホイールに環状のバンドソーを掛け回し、
前記２つのブレードホイール又はこれらの一方を回転駆動する駆動源を備え、
該駆動源の駆動に伴い前記バンドソーが回転駆動されているとき、該バンドソーを前記２つのブレードホイールに掛け回すことで設けられた平行関係を有する一対の切断部のうち、往路方向に移送される一方の切断部と、往路とは反対向きの復路方向に移送される他方の切断部とにより、保持手段により保持された被加工材の両サイドを同時に平行に切断できるように構成したことを特徴とする。
【０００８】
請求項２に係る切断装置は、請求項１において、
前記被加工材は比較的脆い材料であるシリコンインゴットであることを特徴とする。
【０００９】
請求項３に係る切断装置は、請求項１又は２において、
前記バンドソーの切断部の両側面を挟むようにして静圧パッドを設けたことを特徴とする。
【００１０】
請求項４に係る切断装置は、請求項３において、
前記バンドソーの切断部に水を供給する水経路を前記静圧パッドに形成したことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の切断装置によれば、比較的脆い材料であるシリコンインゴット等の被加工材をバンドソーで切断するとき、同一径で並設された２つのブレードホイールにバンドソーを掛け回していることで、被加工材を切断する一対の切断部の配置をできるだけ誤差なく高精度で平行に保つことができるから、複雑な構造を有さずにして、被加工材の両サイドを高精度で平行に切断することができる。しかも、被加工材を切断する一対の切断部のうち、一方は往路方向に移動され、他方は復路方向に移送されながら被加工材を切断することから、被加工材に対する往路方向と復路方向の力のつりあいをとることができ、被加工材を保持している保持手段の一部に局部的に応力が集中してしまうことを緩和することができる。
【００１２】
さらに、バンドソーの切断部の両側面を挟むようにして静圧パッドを設けたことから、環状のバンドソーが回転駆動されるのに伴い切断部にブレが発生してしまうことを可及的に抑えることができるから、より一層高精度で被加工材の両サイド等を平行に切断することが可能になる。
【００１３】
さらに、バンドソーの切断部に水を供給する水経路を静圧パッドに形成したから、水供給手段から供給されてきた水を、水経路を介してバンドソーに直接噴霧することができる。よって、バンドソーとシリコンインゴットの接触部が熱を帯びないよう抑えることができると共に、切断部で切削された切粉が飛散しないよう噴霧された水と一緒に下方へ滴下させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の一例の被加工材たるシリコンインゴットを平行に切断することができる切断装置を示す構成図である。
【図２】同上、バンドソーを下降させシリコンインゴットを切断している状態を示す構成図である。
【図３】同上、保持手段で保持した１つのシリコンインゴットの両サイドを平行に切断している状態を示す説明図である。
【図４】同上、切断装置の要部を示す拡大断面図である。
【図５】２つのシリコンインゴットを１回で同時に切断している状態の変形例を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
本発明を実施するための形態を以下に説明する。もちろん、本発明は、その発明の趣旨に反しない範囲で、実施例において説明した以外の構成のものに対しても容易に適用可能なことは説明を要するまでもない。
【００１６】
図１は太陽電池等に用いる比較的脆い材料であるシリコンインゴットの両サイドを平行に切断することが可能な切断装置である。同図に示すように切断装置１には、その機台２上に直線状のガイドレール３が一体に固定されている。ガイドレール３にはシリコンインゴット４を挟持して保持する保持手段５の下部が嵌合されており、保持手段５に保持されたシリコンインゴット４はガイドレール３に沿って所望する位置へと移動できるようになっている。
【００１７】
また、機台２上には略Ｌ字型のフレーム６が固定されており、このフレーム６の上部には、ネジ部７を回転する昇降用モーター８が固定されている。また、ネジ部７には昇降フレーム９が螺合されており、この昇降フレーム９には軸心方向を垂直方向とする軸部１０が回転自在に保持され、その軸部１０の上端には回転プーリ１１が取り付けられている。
【００１８】
また、昇降フレーム９には駆動源としての回転用モーター１２が取り付けられており、この回転用モーター（駆動源）１２に取り付けられているモータープーリ１３と回転プーリ１１には、駆動伝達用ベルト１４が掛け回されており、回転用モーター１２が回転駆動されることによって、モータープーリ１３、駆動伝達用ベルト１４、回転プーリ１１の順に駆動力が伝達され軸部１０が回転されるようになっている。
【００１９】
ここで、軸部１０の回転伴い回転駆動される第１，第２のブレードホイール１５，１６及びバンドソー１７について、図３及び図４に基づきさらに説明する。図３は保持手段で保持したシリコンインゴットの両サイドを平行に切断している状態を示す説明図、図４は切断装置の要部を示す拡大断面図である。図３に示すように、円形型の第１のブレードホイール１５は、前述した軸部１０の下端に取り付けられており、第１のブレードホイール１５と、この第１のブレードホイール１５と同径であって同形状の第２のブレードホイール１６には、保持手段５に保持されたシリコンインゴット４を切断するための環状のバンドソー１７が掛け回されている。そして、バンドソー１７を回転駆動した状態において、昇降用モーター８の駆動によりネジ部７を回転駆動させ、図２に示すように、昇降フレーム９と共にバンドソー１７を下降させることで、シリコンインゴット４の切断を行う。
【００２０】
また、図３に示すように、第１，第２のブレードホイール１５，１６にバンドソー１７を掛け回した状態においては、このバンドソー１７は、第１のブレードホイール１５と第２のブレードホイール１６のそれぞれの外周面に当接される一対の円弧部２０ａ，２０ｂと、この一対の円弧部２０ａ，２０ｂを結んだ平行関係を有する一対の切断部２１ａ，２１ｂを有することになり、一対の切断部２１ａ，２１ｂは、同径の第１，第２のブレードホイール１５，１６にバンドソー１７を掛け回すことにより、切断部２１ａ，２１ｂを相互に平行に配設することを極めてシンプルな構造で実現している。
【００２１】
また、保持手段５で保持されたシリコンインゴット４は、前述したガイドレール３により移動することができることから、図３に示すように、シリコンインゴット４の両サイドを切断部２１ａ，２１ｂの下方に配置した状態で、ネジ部７の回転によりバンドソー１７を下降させ、シリコンインゴット４の両サイドを、平行関係を有する切断部２１ａ，２１ｂの往路と復路で同時に平行切断することができる。
【００２２】
図４に示す、２２はバンドソー１７の回転駆動に伴いその切断部２１ａ，２１ｂがブレることがないよう押えるカーボン製の静圧パッドであり、２３はバンドソー１７の切断部２１ａ，２１ｂに水を噴霧する水経路である。前者の静圧パッド２２は図示を省略しているが、昇降フレーム９に取り付けられており、図４に示すように、切断部２１ａ，２１ｂの両側面を挟むような形で設けられ、バンドソー１７が高速で回転駆動されているときの切断部２１ａ，２１ｂのブレを押さえる。また、後者の水経路２３は静圧バッド２２に形成されており、図示しない水供給装置から水経路２３を介してバンドソー１７の両側面へ水を霧状に直接噴霧することで、バンドソー１７とシリコンインゴット４の接触部が熱を帯びないよう抑止し、且つ、切断部２１ａ，２１ｂで切削されたシリコンインゴット４の切粉を噴霧された水と一緒に下方へ滴下させ除去を行なう。
【００２３】
また、図５は、２つのシリコンインゴット４，４ａを同時に切断している変形例を示す図である。同図においては、図示しない保持手段により２つのシリコンインゴット４，４ａの片側の側面ずつを、往路方向に移送される切断部２１ａと、復路方向に移送される切断部２１ｂを用いて同時に切断しており、前述したような、単独のシリコンインゴット４の両サイドを切断するだけでなく、２つのシリコンインゴット４，４ａを同時に切断することにも適用可能となる。
【００２４】
以上のように切断装置によれば、同一径の２つのブレードホイールである、第１のブレードホイール１５と第２のブレードホイール１６とを並設し、これら２つのブレードホイール１５，１６に環状のバンドソー１７を掛け回し、２つのブレードホイール１５，１６のうち、一方の第１のブレードホイール１５を、モータープーリ１３、駆動伝達用ベルト１４、回転プーリ１１、軸部１０を介し回転駆動する駆動源としての回転用モーター１２を備え、回転用モーター１２の駆動に伴い、第１，第２のブレードホイール１５，１６に掛け回されたバンドソー１７が回転駆動されているとき、平行関係を有する一対の切断部のうち、往路方向に移送される一方の切断部２１ａと、往路とは反対向きの復路方向に移送される他方の切断部２１ｂとにより、保持手段５により保持されたシリコンインゴット４の両サイドを同時に平行に切断できるよう構成したものである。これにより、比較的脆い材料であるシリコンインゴット４等の被加工材をバンドソー１７で切断するとき、同一径で並設された２つのブレードホイール１５，１６にバンドソー１７を掛け回していることで、シリコンインゴット４を切断する一対の切断部２１ａ，２１ｂの配置関係をできるだけ誤差なく高精度で平行に保つことができることから、複雑な構造を有さずにして、シリコンインゴット４の両サイドを高精度で平行に切断することができる。
【００２５】
さらに、シリコンインゴット４を切断する一対の切断部２１ａ，２１ｂのうち、一方は往路方向に移動され、他方は復路方向に移送されながら、シリコンインゴット４を切断することから、シリコンインゴット４に対して、往路方向の力と復路方向の力とのつりあいをとることができ、シリコンインゴット４を保持している保持手段５の一部に局部的に応力が集中してしまうことを緩和することができる。
【００２６】
さらに、バンドソー１７の各切断部２１ａ，２１ｂの両側面を挟むようにして静圧パッド２２を設けたことから、環状のバンドソー１７が回転駆動されるのに伴いブレが発生してしまうことを可及的に抑えることができるから、より一層高精度でシリコンインゴット４の両サイド等を平行に切断することが可能になる。
【００２７】
さらに、バンドソー１７の切断部２１ａ，２１ｂに水を供給するための水経路２３を静圧パッド２２に形成したから、図示しない水供給手段から供給されてきた水を、水経路２３を介してバンドソー１７に直接噴霧することができるから、バンドソー１７とシリコンインゴット４，４ａの接触部が熱を帯びないよう抑えることができると共に、切断部２１ａ，２１ｂで切削された切粉が飛散しないよう噴霧された水と一緒に下方へ滴下させ除去することができる。
【００２８】
以上、本実施例の一実施例を詳述したが、本発明は、前記実施例に限定されるものではなく、本発明の要旨の範囲内で種々の変形実施が可能である。例えば、本発明のバンドソー１７は、回転用モーター１２により第１のブレードホイール１５が回転駆動されることで、バンドソー１７を介して第２のブレードホイール１６が連動して回転されるようになっているが、特にそれに限定するのではなく、駆動トルクを向上するため、第２のブレードホイール１６についてもモーター等の駆動源により駆動するようにしてもよい。
【符号の説明】
【００２９】
１  切断装置。
４  シリコンインゴット（被加工材）
５  保持手段
１２  回転用モーター（駆動源）
１５  第１のブレードホイール（ブレードホイール）
１６  第２のブレードホイール（ブレードホイール）
１７  バンドソー
２１ａ，２１ｂ  切断部
２２  静圧パッド
２３  水経路
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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