(57)【要約】  ソーワイヤには、所定の組成の鋼素線（１１ａ）を有する鋼線（１１）と、鋼線（１１）に固着部（１２）により固着された砥粒（１３）と、砥粒（１３）と固着部（１２）との界面に形成された金属間化合物（１５）と、が含まれている。鋼素線（１１）の引張強度が、３５００ＭＰａ以上であり、固着部（１２）が、Ｚｎ又はＡｇを含むＳｎ系半田を含む。
2011158834.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
鋼素線を有する鋼線と、
前記鋼線に固着部により固着された砥粒と、
前記砥粒と前記固着部との界面に形成された金属間化合物と、
を有し、
前記鋼素線は、
質量％で、
Ｃ：０．８％〜１．２％、
Ｓｉ：０．０２％〜２．０％、
Ｍｎ：０．１％〜１．０％、
Ｃｒ：０．５％以下、
Ｐ：０．０１５％以下、
Ｓ：０．０１５％以下、及び
Ｎ：０．０１％以下、
を含有し、
残部がＦｅ及び不可避的不純物からなり、
前記鋼素線の引張強度が、３５００ＭＰａ以上であり、
前記固着部が、Ｚｎ又はＡｇを含むＳｎ系半田を含むことを特徴とするソーワイヤ。
【請求項２】
前記鋼素線は、更に、質量％で、
Ｎｉ：１．０％以下、
Ｃｕ：０．５％以下、
Ｍｏ：０．５％以下、
Ｖ：０．５％以下、及び
Ｂ：０．００５０％以下、
からなる群から選択された少なくとも一種を含有することを特徴とする請求項１に記載のソーワイヤ。
【請求項３】
前記鋼線は、前記鋼素線の表面に形成され、Ｚｎ又はＣｕの少なくとも一方を含有するめっき層を有することを特徴とする請求項１に記載のソーワイヤ。
【請求項４】
前記めっき層が、前記鋼素線に食い込んでいることを特徴とする請求項３に記載のソーワイヤ。
【請求項５】
前記めっき層の前記鋼素線への食い込み深さが０．５μｍ〜５μｍであることを特徴とする請求項４に記載のソーワイヤ。
【請求項６】
前記砥粒の表面に形成され、Ｎｉ又はＣｕの層を含む被覆層を有することを特徴とする請求項１に記載のソーワイヤ。
【請求項７】
前記被覆層は、前記Ｎｉ又はＣｕの層よりも前記砥粒側に設けられたＴｉ又はＣｒの下地層を含むことを特徴とする請求項４に記載のソーワイヤ。
【請求項８】
前記砥粒の表面に形成され、Ｎｉの層を含む被覆層を有し、
前記Ｓｎ系半田が、０．５質量％〜５．０質量％のＡｇを含むＳｎ−Ａｇ系半田であり、
前記金属間化合物が、Ｓｎを含有することを特徴とする請求項１に記載のソーワイヤ。
【請求項９】
前記Ｓｎ−Ａｇ系半田が、当該Ｓｎ−Ａｇ系半田の母材中に分散した、１μｍ〜２μｍの厚さを有する板状又は直径が１μｍ〜２μｍの紐状の少なくとも一方のＡｇ３Ｓｎ系金属間化合物を含むことを特徴とする請求項６に記載のソーワイヤ。
【請求項１０】
前記Ｓｎ−Ａｇ系半田が、更に、Ｆｅ：０．０１質量％〜０．５質量％又はＮｉ：０．０１質量％〜０．５質量％の少なくとも一方を含有することを特徴とする請求項６に記載のソーワイヤ。
【請求項１１】
前記金属間化合物が、更にＮｉを含有することを特徴とする請求項６に記載のソーワイヤ。
【請求項１２】
前記金属間化合物の組成が、Ｎｉ３Ｓｎ４、Ｎｉ３Ｓｎ２又はＳｎ（１−ｘ−ｙ）ＮｉｘＣｕｙ（０．１≦ｘ≦０．７、０．０１≦ｙ≦０．５）で表わされることを特徴とする請求項９に記載のソーワイヤ。
【請求項１３】
前記Ｓｎ系半田が、Ｚｎを含むＳｎ−Ｚｎ系半田であり、
前記金属間化合物が、Ｓｎ又はＺｎの少なくとも一方を含有することを特徴とする請求項１に記載のソーワイヤ。
【請求項１４】
前記Ｓｎ−Ｚｎ系半田におけるＺｎの含有量が、１質量％〜３５質量％であることを特徴とする請求項１１に記載のソーワイヤ。
【請求項１５】
前記Ｓｎ−Ｚｎ系半田の組成が、Ｓｎ−Ｚｎ−Ｘで表わされ、
Ｘが、Ｂｉ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｆｅ、Ｓｂ、Ｐｂ、Ｉｎ、及びＡｇから選択された少なくとも一種であり、
前記Ｘの含有量が、０．５質量％〜５質量％であることを特徴とする請求項１１に記載のソーワイヤ。
【請求項１６】
前記金属間化合物が、Ｎｉ−Ｓｎ系金属間化合物、Ｎｉ−Ｚｎ系金属間化合物、Ｎｉ−Ｓｎ−Ｚｎ系金属間化合物、Ｃｕ−Ｓｎ系金属間化合物、Ｃｕ−Ｓｎ−Ｚｎ系金属間化合物、及びＣｕ−Ｚｎ系金属間化合物からなる群から選択された少なくとも一種を含むことを特徴とする請求項１１に記載のソーワイヤ。
【請求項１７】
前記Ｓｎ−Ｚｎ系半田が、当該Ｓｎ−Ｚｎ系半田の母材中に分散した、板状又は針状のＺｎ析出物を含むことを特徴とする請求項１１に記載のソーワイヤ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体材料等の切断に好適なソーワイヤに関する。
【背景技術】
【０００２】
Ｓｉ単結晶、Ｓｉ多結晶、サファイヤ、ＳｉＣ単結晶等の切断にソーワイヤが用いられる。ソーワイヤとして、遊離砥粒ソーワイヤ及び固定砥粒ソーワイヤが知られている。固定砥粒ソーワイヤには、遊離砥粒ソーワイヤと比較して、高速での切断が可能である、切削代損失（カーフロス）を小さくすることが可能である、環境汚染を引き起こしにくい等の利点がある。【０００３】
固定砥粒ソーワイヤとしては、ダイヤモンド砥粒がソーワイヤ用鋼線にＮｉ電着されて構成されたもの（Ｎｉ電着ソーワイヤ）、ダイヤモンド砥粒が樹脂によりソーワイヤ用鋼線に固定されて構成されたもの（樹脂固定型ソーワイヤ）、ダイヤモンド砥粒がロウ材又は半田によりソーワイヤ用鋼線に固定されて構成されたもの等がある。例えば、特許文献４には、Ｓｎ−Ａｇ−Ｃｕ系半田を用い、Ｃｕめっきダイヤモンド砥粒をＩｎｃｏｎｅｌ７１８ワイヤに固定したダイヤモンド被覆ワイヤが記載されている。【０００４】
Ｎｉ電着ソーワイヤの製造には、多大なコストが必要とされる。樹脂固定型ソーワイヤでは、樹脂のダイヤモンド砥粒を固着する力が不十分であるため、十分な切断性能が得られない。また、ダイヤモンド砥粒がロウ材又は半田によりソーワイヤ用鋼線に固定されて構成された固定砥粒ソーワイヤでも、ダイヤモンド砥粒を固着する力が不十分であるため、十分な切断性能が得られない。ここで、切断性能として重要な事項は、切断速度の速さ、切削代損失（カーフロス）の少なさ、ウエハの反りの少なさ等である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特公平４−４１０５号公報
【特許文献２】特開平７−２２７７６６号公報
【特許文献３】特開２００６−７３８７号公報
【特許文献４】特許第４００８６６０号公報
【特許文献５】特開２０１０−２０１６０２号公報
【特許文献６】特開平５−２００６６７号公報
【特許文献７】特開２００２−２５６３９１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、切断性能を向上することができるソーワイヤ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】
固定砥粒ソーワイヤにおいて切断性能を向上させるためには、高強度の高張力鋼線を用い、この高張力鋼線に砥粒を強固に固着させることが重要である。本願発明者らは、鋭意検討を行ったところ、砥粒を細い高張力鋼線に強固に固着するためには、比較的融点が低い材料を固着部に用いることが重要であること判明した。これに対し、融点が高い材料を用いると、例えば高融点のロウ材を用いてロウ付けを行うと、既に加工によって高強度化されている高張力鋼線、例えば、スチールコード等が、ロウ付けの際に軟化してしまう。また、Ｎｉ合金等の高融点ロウ材を電解めっきにより被着する場合、直径が数十μｍの砥粒を固着するためには、少なくとも１０μｍ以上の厚さのめっき層を形成する必要があり、長時間を要する工程となり高コストとなる。【０００８】
また、比較的融点が低い材料を固着部に用いつつ、高張力鋼線と固着部との接合力、固着部自身の強度、固着部と砥粒との接合力も高めることが重要である。【０００９】
そして、本発明者らは、これらの知見に基づいて更に鋭意検討を行った結果、固着部に所定の材料を用い、固着部と砥粒との間に金属間化合物を設けることにより、ソーワイヤの切断性能を向上することができることを見出した。金属間化合物により砥粒の固着力をより高めることが可能であり、切断中における砥粒の剥離を抑制することができる。【００１０】
そして、本発明の要旨とするところは、以下のとおりである。【００１１】
（１）
鋼素線を有する鋼線と、
前記鋼線に固着部により固着された砥粒と、
前記砥粒と前記固着部との界面に形成された金属間化合物と、
を有し、
前記鋼素線は、
質量％で、
Ｃ：０．８％〜１．２％、
Ｓｉ：０．０２％〜２．０％、
Ｍｎ：０．１％〜１．０％、
Ｃｒ：０．５％以下、
Ｐ：０．０１５％以下、
Ｓ：０．０１５％以下、及び
Ｎ：０．０１％以下、
を含有し、
残部がＦｅ及び不可避的不純物からなり、
前記鋼素線の引張強度が、３５００ＭＰａ以上であり、
前記固着部が、Ｚｎ又はＡｇを含むＳｎ系半田を含むことを特徴とするソーワイヤ。【００１２】
（２）
前記鋼素線は、更に、質量％で、
Ｎｉ：１．０％以下、
Ｃｕ：０．５％以下、
Ｍｏ：０．５％以下、
Ｖ：０．５％以下、及び
Ｂ：０．００５０％以下、
からなる群から選択された少なくとも一種を含有することを特徴とする（１）に記載のソーワイヤ。【００１３】
（３）
前記鋼線は、前記鋼素線の表面に形成され、Ｚｎ又はＣｕの少なくとも一方を含有するめっき層を有することを特徴とする（１）又は（２）に記載のソーワイヤ。【００１４】
（４）
前記めっき層が、前記鋼素線に食い込んでいることを特徴とする（３）に記載のソーワイヤ。【００１５】
（５）
前記めっき層の前記鋼素線への食い込み深さが０．５μｍ〜５μｍであることを特徴とする（４）に記載のソーワイヤ。【００１６】
（６）
前記砥粒の表面に形成され、Ｎｉ又はＣｕの層を含む被覆層を有することを特徴とする（１）〜（５）のいずれかに記載のソーワイヤ。【００１７】
（７）
前記被覆層は、前記Ｎｉ又はＣｕの層よりも前記砥粒側に設けられたＴｉ又はＣｒの下地層を含むことを特徴とする（６）に記載のソーワイヤ。【００１８】
（８）
前記砥粒の表面に形成され、Ｎｉの層を含む被覆層を有し、
前記Ｓｎ系半田が、０．５質量％〜５．０質量％のＡｇを含むＳｎ−Ａｇ系半田であり、
前記金属間化合物が、Ｓｎを含有することを特徴とする（１）〜（７）に記載のソーワイヤ。【００１９】
（９）
前記Ｓｎ−Ａｇ系半田が、当該Ｓｎ−Ａｇ系半田の母材中に分散した、１μｍ〜２μｍの厚さを有する板状又は直径が１μｍ〜２μｍの紐状の少なくとも一方のＡｇ３Ｓｎ系金属間化合物を含むことを特徴とする（８）に記載のソーワイヤ。【００２０】
（１０）
前記Ｓｎ−Ａｇ系半田が、更に、Ｆｅ：０．０１質量％〜０．５質量％又はＮｉ：０．０１質量％〜０．５質量％の少なくとも一方を含有することを特徴とする（８）又は（９）に記載のソーワイヤ。【００２１】
（１１）
前記金属間化合物が、更にＮｉを含有することを特徴とする（８）〜（１０）のいずれかに記載のソーワイヤ。【００２２】
（１２）
前記金属間化合物の組成が、Ｎｉ３Ｓｎ４、Ｎｉ３Ｓｎ２又はＳｎ（１−ｘ−ｙ）ＮｉｘＣｕｙ（０．１≦ｘ≦０．７、０．０１≦ｙ≦０．５）で表わされることを特徴とする（１１）に記載のソーワイヤ。【００２３】
（１３）
前記Ｓｎ系半田が、Ｚｎを含むＳｎ−Ｚｎ系半田であり、
前記金属間化合物が、Ｓｎ又はＺｎの少なくとも一方を含有することを特徴とする（１）〜（７）に記載のソーワイヤ。【００２４】
（１４）
前記Ｓｎ−Ｚｎ系半田におけるＺｎの含有量が、１質量％〜３５質量％であることを特徴とする（１３）に記載のソーワイヤ。【００２５】
（１５）
前記Ｓｎ−Ｚｎ系半田の組成が、Ｓｎ−Ｚｎ−Ｘで表わされ、
Ｘが、Ｂｉ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｆｅ、Ｓｂ、Ｐｂ、Ｉｎ、及びＡｇから選択された少なくとも一種であり、
前記Ｘの含有量が、０．５質量％〜５質量％であることを特徴とする（１３）又は（１４）に記載のソーワイヤ。【００２６】
（１６）
前記金属間化合物が、Ｎｉ−Ｓｎ系金属間化合物、Ｎｉ−Ｚｎ系金属間化合物、Ｎｉ−Ｓｎ−Ｚｎ系金属間化合物、Ｃｕ−Ｓｎ系金属間化合物、Ｃｕ−Ｓｎ−Ｚｎ系金属間化合物、及びＣｕ−Ｚｎ系金属間化合物からなる群から選択された少なくとも一種を含むことを特徴とする（１３）〜（１５）のいずれかに記載のソーワイヤ。【００２７】
（１７）
前記Ｓｎ−Ｚｎ系半田が、当該Ｓｎ−Ｚｎ系半田の母材中に分散した、板状又は針状のＺｎ析出物を含むことを特徴とする（１３）〜（１６）のいずれかに記載のソーワイヤ。
【発明の効果】
【００２８】
本発明によれば、簡便かつ安価に砥粒の保持力を高め、切断性能を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１Ａ】図１Ａは、本発明の実施形態に係るソーワイヤを示す断面図である。
【図１Ｂ】図１Ｂは、図１Ａ中の領域Ｒ１の拡大図である。
【図１Ｃ】図１Ｃは、図１Ａ中の領域Ｒ２の拡大図である。
【図１Ｄ】図１Ｄは、本発明の実施形態に係るソーワイヤを示す他の断面図である。
【図２Ａ】図２Ａは、実施例１で得られたソーワイヤを示す断面図である。
【図２Ｂ】図２Ｂは、図２Ａ中の領域Ｒ１の拡大図である。
【図２Ｃ】図２Ｃは、図２Ａ中の領域Ｒ２の拡大図である。
【図３Ａ】図３Ａは、実施例５で得られたソーワイヤを示す断面図である。
【図３Ｂ】図３Ｂは、図２Ａ中の領域Ｒ１の拡大図である。
【図３Ｃ】図３Ｃは、図２Ａ中の領域Ｒ２の拡大図である。
【発明を実施するための形態】
【００３０】
以下、本発明の実施形態について添付の図面を参照しながら詳細に説明する。なお、実施形態は、本発明に係るソーワイヤの趣旨をより良く理解させるために詳細に説明するためのものであり、本発明は実施形態に限定されるものではない。図１Ａは、本発明の実施形態に係るソーワイヤを示す断面図であり、ソーワイヤの伸線方向（長手方向）に平行な断面を示す。図１Ｂは、図１Ａ中の領域Ｒ１の拡大図であり、図１Ｃは、図１Ａ中の領域Ｒ２の拡大図である。図１Ｄは、本発明の実施形態に係るソーワイヤを示す断面図であり、ソーワイヤの伸線方向（長手方向）に直交する断面を示す。
【００３１】
本発明の実施形態に係るソーワイヤ１０には、鋼線１１と、鋼線１１に固着部１２により固着された砥粒１３と、が含まれている。鋼線１１には、鋼素線１１ａとその表面に形成されためっき層１１ｂとが含まれている。固着部１２は、Ａｇを含むＳｎ系の半田又はＺｎを含むＳｎ系の半田からなり、この半田には、半田母材１２ａとその内部に分散した分散物１２ｂが含まれている。砥粒１３は、例えば被覆層１４及び金属間化合物層１５により覆われており、被覆層１４及び金属間化合物層１５も固着部１２により覆われている。
【００３２】
＜鋼線１１＞
ここで、鋼線１１について説明する。
鋼線１１の引張強度は３５００ＭＰａ以上である。マルチワイヤソー等の切断装置を用い、一度に多数の薄いウエハを切り出す場合、切り出されたウエハに反りが生じないようにすることが重要である。ウエハの反りの発生には、ソーワイヤの張力が大きく関係する。すなわち、十分な張力をかけず切断した場合、ソーワイヤのたわみが大きくなるため、ウエハの切断面の平坦度が低下し、反りが発生しやすい。このため、切断時に高い張力をかけることが重要であるが、ソーワイヤの引張強度が低い場合には、断線が生じやすくなる。そこで、本実施形態では、鋼線１１の引張強度を３５００ＭＰａ以上とする。このような鋼線１１は価格の点からも望ましい。なお、ソーワイヤ１０に要求される強度によっては、鋼線１１の引張強度は３８００ＭＰａ以上であることが望ましく、４０００ＭＰａ以上であることがより望ましく、４５００ＭＰａ以上であることが更に一層望ましい。
【００３３】
鋼線１１の鋼素線１１ａは、質量％で、Ｃ：０．８％〜１．２％、Ｓｉ：０．０２％〜２．０％、Ｍｎ：０．１％〜１．０％、Ｃｒ：０．５％以下、Ｐ：０．０１５％以下、Ｓ：０．０１５％以下、及びＮ：０．０１％以下を含有し、残部がＦｅ及び不可避的不純物からなる。
【００３４】
［炭素（Ｃ）：０．８％〜１．２％］
Ｃは、十分な引張強度を得るために必須の元素である。しかしながら、Ｃの含有量が０．８％未満であると、３５００ＭＰａ以上の引張強度を得ることが困難である。一方、Ｃの含有量が１．２％を超えると、初析セメンタイトがオーステナイト粒界に析出して伸線加工性が劣化する。そのため、Ｃの含有量は０．８％〜１．２％とする。
【００３５】
［シリコン（Ｓｉ）：０.０２％〜２．０％］
Ｓｉは、フェライトを強化させて引張強度を向上させると共に、鋼の脱酸のために必須の元素である。しかしながら、Ｓｉの含有量が０．０２％未満であると、上記の効果が不十分である。また、Ｓｉの含有量が２．０％を超えると、伸線加工性を劣化させる硬質のＳｉＯ２系介在物が発生する。そのため、Ｓｉの含有量は０．０２％〜２．０％とする。
【００３６】
［Ｍｎ（マンガン）：０．１％〜１．０％］
Ｍｎは、脱酸及び脱硫のために必要であり、また、焼入れ性を高めて引張強度を高めるために必須の元素である。しかしながら、Ｍｎの含有量が０．１％未満であると、上記の効果が不十分である。また、Ｍｎの含有量が１．０％を超えると、上記の効果が飽和する。そのため、Ｍｎの含有量は０．１％〜１．０％とする。
【００３７】
［クロム（Ｃｒ）：０．５％以下］
Ｃｒは、パーライトにおけるセメンタイト間隔（ラメラ間隔）の微細化に寄与する有用な元素であり、強度の向上に有効である。この効果を得るために、Ｃｒの含有量は０．０１％以上であることが好ましく、０．０３％以上であることがより好ましく、０．０５％以上であることが更に一層好ましい。その一方で、Ｃｒの含有量が０．５％を超えると、熱処理（パテンティング処理）時のパーライト変態終了時間が長くなり、生産性が低下する。従って、Ｃｒの含有量は０．５％以下とする。ここで、パテンティング処理とは、一次伸線加工材を加熱保持して組織をオーステナイト化した後、パーライトに恒温変態させるために、速やかにパーライト変態温度に冷却保持する熱処理である。
【００３８】
［リン（Ｐ）：０．０１５％以下］
Ｐは、伸線加工性及び延性を低下させる。このため、Ｐの含有量は０．０１５％以下とする。
【００３９】
［硫黄（Ｓ）：０．０１５％以下］
Ｓは、伸線加工性及び延性を低下させる。このため、Ｓの含有量は０．０１５％以下とする。
【００４０】
［窒素（Ｎ）：０．０１％以下］
Ｎは、延性を低下させる。このため、Ｎの含有量は０．０１％以下とする。
【００４１】
なお、鋼線１１が、選択的元素として、以下に示す各元素の内の１種又は２種以上を含有することが、機械的特性等をさらに向上できる点からより好ましい。
【００４２】
［ニッケル（Ｎｉ）：１．０％以下］
Ｎｉは、熱処理時の変態で生成するパーライトを伸線加工性の良好なものにする作用を有する。しかしながら、Ｎｉの含有量が１．０％を超えても、その含有量に見合うだけの効果が得られない。このため、コスト等の観点から、Ｎｉの含有量は１．０％以下であることが好ましい。また、Ｎｉの含有量が０．０５％未満では、上記の効果が得られない。このため、Ｎｉの含有量は０．０５％以上であることが好ましい。
【００４３】
［銅（Ｃｕ）：０．５％以下］
Ｃｕは、析出硬化によって強度の向上に寄与する元素である。しかしながら、Ｃｕの含有量が０．５％を超えても、その含有量に見合うだけの効果が得られない。このため、Ｃｕの含有量は０．５％以下であることが好ましい。また、Ｃｕの含有量が０．０１％未満では、上記の効果が十分には得られない。このため、Ｃｕの含有量は０．０１％以上であることが好ましい。
【００４４】
［モリブデン（Ｍｏ）：０．５％以下］
Ｍｏは、引張強度を高める効果がある。しかしながら、Ｍｏの含有量が０．５％を超えると、熱処理時のパーライト変態が遅延して処理時間が長くなり、生産性が低下する。また、その含有量に見合うだけの効果が得られない。このため、Ｍｏの含有量は０．５％以下であることが好ましい。また、Ｍｏの含有量が０．０５％未満では、上記の効果が十分には得られない。このため、Ｍｏの含有量は０．０５％以上であることが好ましい。
【００４５】
［バナジウム（Ｖ）：０．５％以下］
Ｖは、引張強度を高める効果がある。しかしながら、Ｖの含有量が０．５％を超えても、その含有量に見合うだけの効果が得られない。このため、Ｖの含有量は０．５％以下であることが好ましい。また、Ｖの含有量が０．０５％未満では、上記の効果が十分には得られない。このため、Ｖの含有量は０．０５％以上であることが好ましい。
【００４６】
［ボロン（Ｂ）：０．００５０％以下］
Ｂは、熱処理時のフェライトの生成を抑制する効果があり、強度の向上に有効な元素である。しかしながら、Ｂの含有量が０．００５０％を超えると、伸線加工性が低下する。このため、Ｂの含有量は０．００５０％以下であることが好ましい。また、Ｂの含有量が０．０００１％未満では、上記の効果が十分には得られない。このため、Ｂの含有量は０．０００１％以上であることが好ましい。
【００４７】
鋼線１１のめっき層１１ｂは、例えば、銅（Ｃｕ）、真鍮（Ｃｕ−Ｚｎ合金）又はＺｎのめっき層である。めっき層１１ｂは、固着部１２の半田の濡れ性を向上させる。めっき層１１ｂの厚さは、１μｍ以下であることが望ましい。また、めっき層１１ｂは、局所的に鋼素線１１ａに食い込んでいる。この食い込み部１１ｃはめっき層１１ｂを形成する前の鋼線１１の酸洗処理の時間、及び、湿式伸線に使用するダイスのアプローチ角度などの伸線加工条件によって変化する。酸洗処理の時間が長くなるほど腐食ピットは深くなり、それに対応して食い込み部１１ｃも深くなる傾向にある。また、湿式伸線に使用するダイスのアプローチ角度が大きくなるほど、鋼線１１の表面が周方向に湾曲する傾向が強くなるため、食い込み部１１ｃが深くなる傾向にある。
【００４８】
なお、食い込み部１１ｃが深くなると、その中に折れ込み（亀裂）が入ることがあり、それが破壊の起点となって、めっき層１１ｂが剥離しやすくなり、鋼線１１と固着部１２との接合強度が低下することがある。また、深い食い込み部１１ｃは鋼線１１の破断強度を低下させることもある。これらを考慮すると、食い込み部１１ｃの深さは５μｍ以下であることが好ましい。
【００４９】
また、Ｃｕ、真鍮、又はＺｎのめっき層１１ｂは湿式伸線中にそれ自体が潤滑能を呈する。しかし、食い込み部１１ｃの深さが０．５μｍ以下とごく浅い場合は、湿式伸線中にめっき層１１ｂが周方向に部分的に途切れることがある。そして、このような場合には、めっき層１１ｂが形成されていない部分において、鋼線１１と固着部１２との間の十分な接合強度を得にくいことがある。また、めっき層１１の途切れは、伸線中の発熱量の増加で、鋼線１１の特性が劣化していることを示すこともある。これらを考慮すると、食い込み部１１ｃの深さは０．５μｍ以上であることが好ましい。
【００５０】
従って、食い込み部１１ｃの深さは０．５μｍ乃至５μｍであることが望ましく、１μｍ乃至２μｍ程度であることがより望ましい。
【００５１】
引張強度が３５００ＭＰａ以上の鋼線１１は、例えば、以下に示すような方法で製造することができる。
【００５２】
まず、上記の化学成分を有する鋼片を作製し、この鋼片に対して熱間圧延を行って線材を得る。次いで、線材に、中間伸線、及び中間熱処理（パテンティング処理）を行い、所定の線径に調整する。その後、最終熱処理（パテンティング処理）を行う。最終熱処理の条件に関し、オーステナイト化温度が９５０℃〜１１００℃、パーライト変態温度が５５０℃〜６００℃となることが好ましい。最終熱処理後には、最終熱処理により得られた最終熱処理材に酸洗及びめっき処理を行う。めっきの種類は特に限定されない。例えば、Ｃｕ、真鍮又はＺｎのめっきを行う。Ｃｕ−Ｓｎ、Ｎｉ、Ｎｉ−Ｓｎ等のめっきを行ってもよい。酸洗により、線材の表面に微細な欠陥が発生し、めっき処理により形成されるめっき層が当該欠陥に食い込む。めっき処理の後には、湿式伸線で伸線加工を行い、鋼素材１１ａ及びめっき層１１ｂを含む所定の線径の鋼線１１に仕上げる。伸線加工により、鋼素材１１ａ及びめっき層１１ｂの間には強固な金属結合が存在することになる。
【００５３】
なお、めっき処理で形成するめっき層の厚さは１μｍ以下とすることが望ましい。これは、固着部１２との強固な結合を得るためには、ソーワイヤの製造過程において、固着部１２と鋼線１１のめっき層１１ｂとの界面に、厚さが薄く均一な金属間化合物層が形成されることが望ましく、この金属間化合物層を効果的に得るためである。この金属間化合物層は、固着部１２とめっき層１１ｂとの化学結合の存在を示すものであるが、一般的に金属間化合物は脆い性質を有するため、金属間化合物層が厚すぎると、金属間化合物層での割れが発生しやすくなる。このため、金属間化合物層の厚さは薄く均一であることが望ましいのである。
【００５４】
鋼線１１の線径は、切削代損失（カーフロス）に直接影響する。特に、近年ではウエハの厚さが数百μｍと極めて薄くなっており、切削代の割合が大きくなっている。従って、カーフロスの低減はコストの削減及び生産性の向上の観点からも重要である。このため、鋼線１１の線径（直径）は１２０μｍ以下であることが好ましい。なお、前述したように、線径を小さくし、カーフロスを低減しようとする場合、張力を十分に維持した条件で切断しなければ、ソーワイヤのたわみが大きくなり、ウエハの反りが大きくなってしまう。また、線径を小さくした分だけ、断線しやすくなってしまう。従って、鋼線１１の線径を小さくしてカーフロスの低減を図る場合、ウエハの反り及び断線を抑制するためには、鋼線１１の引張強度が極めて重要である。本実施形態では、鋼線１１の引張強度が３５００ＭＰａ以上であるため、ウエハの反り及び断線を抑制することができる。
【００５５】
＜固着部１２＞
次に、固着部１２について説明する。
上述のように、固着部１２は、例えばＡｇを含むＳｎ系の半田又はＺｎを含むＳｎ系の半田を含み、この半田には、半田母材１２ａ、及び半田母材１２ａ中に分散した分散物１２ｂが含まれている。Ａｇを含むＳｎ系の半田及びＺｎを含むＳｎ系の半田の融点は低く、この半田が溶融する程度の加熱を行っても、鋼線１１が軟化することはない。つまり、この固着部１２の融点は鋼線１１が軟化する温度よりも低い。固着部１２は、砥粒１３を鋼線１１に固着する。従って、固着部１２に用いられる半田の強度は高いことが望ましい。そこで、本実施形態では、高い強度を得るために、半田母材１２ａ中に分散物１２ｂが分散している固着部１２が用いられる。
【００５６】
［Ａｇを含むＳｎ系の半田（Ｓｎ−Ａｇ系半田）］
ここで、Ｓｎ−Ａｇ系半田について説明する。Ｓｎ−Ａｇ系半田は、鉛フリー半田として一般的であり、添加物の種類と量によって各種の金属間化合物を形成する。そして、各種の金属間化合物が分散物１２ｂに該当し得る。これら金属間化合物の融点は半田母材１２ａの融点よりも高い。Ｓｎ−Ａｇ系半田中に形成される金属間化合物としては、Ｎｉ−Ｓｎ系金属間化合物、Ｓｎ−Ｃｕ系金属間化合物、Ｓｎ−Ａｇ系金属間化合物が代表的であるが、他の金属間化合物が形成されることもある。添加物としては、Ａｓ、Ｂａ、Ｃｏ、Ｃｄ、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｐｔ等が挙げられる。また、金属間化合物の形状としては、島状、粒状、板状、針状、紐状、ブロック状が挙げられる。
【００５７】
Ｓｎ−Ａｇ系半田の組成は特に限定されないが、Ａｇの含有量は０．５質量％〜５．０質量％であることが望ましい。Ａｇの含有量が０．５質量％未満でると、強度の向上に寄与するＳｎを含む金属間化合物が十分に形成されないことがある。一方、Ａｇの含有量が５．０質量％超であると、Ｓｎを含む金属間化合物の粗大化によって強度が低下したり、融点が高くなり過ぎたりすることがある。
【００５８】
分散物１２ｂとしては、特に、Ｓｎ−Ａｇ系金属間化合物（Ａｇ３Ｓｎ）が望ましい。また、１μｍ〜２μｍ程度の厚さを有する板状、又は、直径が１μｍ〜２μｍ程度の紐状のＳｎ−Ａｇ系金属間化合物（Ａｇ３Ｓｎ）が、分散し、又はネットワークを形成していることが望ましい。つまり、Ｓｎ−Ａｇ系金属間化合物が相互に連結した組織により、Ｓｎ−Ａｇ系半田が強化されていることが望ましい。そして、分散物１２ｂとしてＳｎ−Ａｇ系金属間化合物が用いられる場合も、Ｓｎ−Ａｇ系半田のＡｇの含有量は０．５質量％〜５．０質量％であることが望ましい。Ａｇの含有量が０．５質量％未満では、強度を維持するための十分なＡｇ３Ｓｎが形成されないことがある。また、Ａｇの含有量が５．０質量％超では、共晶組成（Ｓｎ：Ａｇ＝９６．５：３．５）からのずれが大きくなり、Ａｇ３Ｓｎの粗大化によって強度が低下したり、融点が高くなり過ぎたりすることがある。また、高価なＡｇを必要以上に含むことは、経済的な観点からも望ましくない。さらに望ましくは、Ａｇの含有量は１．０質量％〜４．５質量％であり、この範囲では、ブロック状の粗大化した金属間化合物はほとんど形成されず、更に高い強度を得ることができる。
【００５９】
前述のように、Ｓｎ及びＡｇ以外の添加元素の種類及び量により、種々の金属間化合物が分散物１２ｂとして半田母材１２ａ中に分散して形成される。Ａｇを０．５質量％〜５．０質量％含むＳｎ系半田の添加物としては、Ａｓ、Ｂａ、Ｃｏ、Ｃｄ、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｐｔ等が挙げられる。これらの中でも、０．０１質量％〜０．５質量％のＦｅ及び／又は０．０１質量％〜０．５質量％のＮｉが含有されていることが望ましい。
【００６０】
Ｆｅ及びＮｉはＳｎ中に僅かに固溶し、固溶したＦｅ及びＮｉは半田母材１２ａの強度を向上させる。つまり、固溶強化によって固着部１２の強度が向上する。但し、Ｆｅの含有量が０．０１質量％未満の場合、この効果を十分には得にくい。また、Ｎｉの含有量が０．０１質量％未満の場合も、この効果を十分には得にくい。一方、Ｆｅの含有量が０．５質量％超の場合、金属間化合物であるＦｅＳｎ２等が凝集粗大化し、破壊の起点になり、強度の低下が進むことがある。また、Ｎｉの含有量が０．５質量％超の場合、金属間化合物であるＮｉ３Ｓｎ４等が凝集粗大化し、破壊の起点になり、強度の低下が進むことがある。
【００６１】
このようなＳｎ−Ａｇ系半田を固着部１２に用いると、半田の冷却及び凝固時の組織の微細化、すなわち、分散物１２ｂである金属間化合物の微細化及びＳｎ結晶粒の微細化に繋がり、固着部１２の強度が増し、ソーワイヤの切断性能が向上する。鋼線１１の線径（直径）は上述のように１２０μｍ以下であることが望ましいが、組織の微細化の観点から、１００μｍ以下であることが更に望ましい。
【００６２】
［Ｚｎを含むＳｎ系の半田（Ｓｎ−Ｚｎ系半田）］
次に、Ｓｎ−Ｚｎ系半田について説明する。上述のように、固着部１２に用いられる半田の強度は高いことが望ましい。そして、Ｓｎ−Ｚｎ系半田が固着部１２に用いられる場合には、半田母材１２ａ中に１μｍ〜２μｍ程度の厚さを有する板状又は直径が１〜２μｍ程度の針状のＺｎが分散した組織により、Ｓｎ−Ｚｎ系半田が強化されていることが望ましい。このとき、Ｚｎは分散物１２ｂに該当し得る。特に上記の板状又は針状のＺｎの機械的強度は高く、このようなＺｎが分散物１２ｂとして半田母材１２ａ中に分散した半田は複合材料として機能する。従って、このような半田からなる固着部１２は、強度及び粘り靭性に優れており、砥粒１３を保持する能力が高い。このため、砥粒１３が鋼線１１から脱落し難く、Ｓｎ−Ｚｎ系半田が用いられた固着部１２で砥粒１３を鋼線１１に固着したソーワイヤは、高い切断性能を示す。
【００６３】
Ｓｎ−Ｚｎ系半田を溶融及び凝固させると、Ｓｎ−Ｚｎ系半田中のＺｎは、母材中にほとんど固溶せずに析出する。このとき、Ｚｎを１μｍ〜２μｍ程度の厚さを有する板状又は直径が１〜２μｍ程度の針状の形状に確実に析出させるために、Ｚｎの含有量は１質量％以上であることが望ましい。また、Ｚｎの含有量が高いほど、板状又は針状のＺｎの量及び半田の強度が向上する。但し、Ｚｎの含有量が３５質量％超であると、半田が固化し始める温度が、約３２０℃となり、Ｚｎの酸化が進みやすくなる。従って、Ｚｎの含有量は３５質量％以下であることが望ましい。なお、Ｓｎ−Ｚｎ合金の共晶点の温度は１９８．５℃であり、共晶点の組成は、「Ｓｎ：９１．２質量％、Ｚｎ：８．８質量％」である。また、Ｚｎの微細化による強度の向上の観点及び鋼線１１の強度の劣化の抑制の観点から、Ｓｎ−Ｚｎ系半田の融点は低いことが望ましい。このため、他の添加元素の種類及び量によっても若干変化するが、Ｓｎ−Ｚｎ系半田の組成は共晶点を中心とした前後約４質量％の範囲内にあることがより望ましい。すなわち、Ｓｎ−Ｚｎ系半田の組成は、「Ｓｎ：９６質量％、Ｚｎ：４質量％」から「Ｓｎ：８８質量％、Ｚｎ：１２質量％」までの範囲にあることがより望ましい。
【００６４】
Ｚｎが酸化しやすいため、Ｓｎ−Ｚｎ系半田の表面には酸化皮膜が形成され易く、Ｓｎ−Ｚｎ系半田は、Ｓｎ−Ｐｂ系半田、Ｓｎ−Ａｇ系半田、Ｓｎ−Ｂｉ系半田系等の他の半田と比べて、濡れ性が劣る。このため、Ｓｎ−Ｚｎ系半田には、濡れ性を向上する添加元素が含有されていることが好ましい。Ｓｎ−Ｚｎ系半田への添加元素、即ち、半田の組成が「Ｓｎ−Ｚｎ−Ｘ」で示される場合の「Ｘ」としては、Ｂｉ、Ｂａ、Ｂ、Ｃｄ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｆｅ、Ｓｂ、Ｐｂ、Ｉｎ、Ａｇ、Ｍｏ、Ｃｏ等が挙げられる。この中で濡れ性の改善に効果的な元素は、Ｂｉ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｆｅ、Ｓｂ、Ｐｂ、Ｉｎ、及びＡｇであり、この中でもＢｉが最も効果的である。そして、本実施形態では、Ｓｎ−Ｚｎ系半田に、Ｂｉ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｆｅ、Ｓｂ、Ｐｂ、Ｉｎ、及びＡｇからなる群から選択された少なくとも一種が総計で０．５質量％〜５質量％含有されていることが好ましい。添加元素（Ｘ）の含有量が０．５質量％未満では、効果が不十分である。添加元素（Ｘ）の含有量が５質量％超では、添加元素とＳｎ又はＺｎとの粗大化した金属間化合物が形成されることがある。
【００６５】
このようなＳｎ−Ｚｎ系半田を固着部１２に用いると、半田の冷却及び凝固時の組織の微細化、すなわち、分散物１２ｂである針状Ｚｎの微細化及びＳｎ結晶粒の微細化に繋がり、固着部１２の強度が増し、ソーワイヤの切断性能が向上する。鋼線１１の線径（直径）は上述のように１２０μｍ以下であることが望ましいが、組織の微細化の観点から、１００μｍ以下であることが更に望ましい。
【００６６】
＜砥粒１３＞
次に、砥粒１３について説明する。
砥粒１３の素材としては、アルミナ（Ａｌ２Ｏ３）、ＳｉＣ、ＳｉＯ２、及びダイヤモンド等が挙げられる。この中で、ダイヤモンドは硬度及び熱伝導の点で最も優れている。本実施形態では、砥粒１３が被覆層１４により覆われている。被覆層１４は、固着部１２と砥粒１３との間の接合力を向上するために設けられている。被覆層１４には、例えば、固着部１２の半田の濡れ性の向上の観点から、Ｎｉ又はＣｕの層が含まれていることが好ましい。Ｎｉ又はＣｕの層は、砥粒１３にめっき等を施すことにより形成することができる。但し、砥粒１３がダイヤモンド砥粒である場合、Ｎｉ又はＣｕの原子とダイヤモンドとの化学的な結合は生じず、Ｎｉ又はＣｕの層はダイヤモンド砥粒を物理的又は機械的に包み込むだけとなる。従って、この場合には、被覆層１４に、ダイヤモンド砥粒との化学的な結合が可能な金属層として、Ｔｉ（チタン）又はＣｒ（クロム）の下地層が含まれていることが望ましい。つまり、被覆層１４に、ダイヤモンド砥粒と化学結合した下地層と、この金属皮膜と金属結合したＮｉ又はＣｕの層とが含まれていることが望ましい。なお、Ｔｉ及びＣｒは半田の濡れ性が悪いため、金属層の外側にＮｉ又はＣｕの層が形成されていることが重要である。Ｔｉ又はＣｒとＮｉ又はＣｕとの間の結合は金属結合であるため、このような被覆層１４は、ダイヤモンド砥粒に強く結合され、半田の濡れ性が良好なものとなる。
【００６７】
砥粒１３の平均径が大きいほど、ソーワイヤを用いた切断時に目詰まりが生じにくくなるため、切断速度を向上することが可能となるが、その一方で、カーフロスが大きくなる。このような切断速度の向上及びカーフロスの低減を考慮すると、砥粒１３の平均径（直径）は鋼線１１の直径の１／１２〜２／５程度であることが望ましく、１／６〜２／５程度であることがより望ましい。
【００６８】
なお、ダイヤモンド砥粒の材料としては、晶癖面が綺麗な対称性を有する、いわゆる単結晶ダイヤモンドよりも、むしろ、鋼線１１との接合面積の増大の観点から、破砕ダイヤモンドの方が望ましい。
【００６９】
被覆層１４の厚さは、１μｍ〜５μｍであることが望ましい。被覆層１４の厚さが１μｍ未満では、詳細は後述するが、十分な金属間化合物層１５が形成されずに、砥粒１３が鋼線１１に十分に固着されないことがある。一方、被覆層１４の厚さが５μｍ超であると、ダイヤモンド砥粒等の砥粒１３の刃先を分厚く被覆層１４が覆うことになり、砥粒１３の刃先がワーク（切断対象物）に到達しにくくなって切断性能が低下することがある。
【００７０】
このような砥粒１３は、線径が細い鋼線１１に好適である。これは、線径が細い鋼線１１ほど周方向の曲率が大きくなるため、砥粒１３の粒径及び密度が等しければ、線径が細いほど、削り屑が出やすくなって目詰まりが生じにくくなるため、切断性能が向上するからである。つまり、このような砥粒１３は、線径（直径）が１８０μｍ程度の太い鋼線１１に用いるよりも、線径（直径）が１２０μｍ以下、好ましくは１００μｍ以下の鋼線１１に用いることが好ましい。
【００７１】
［金属間化合物層１５］
次に、金属間化合物層１５について説明する。
本実施形態では、上述のように、被覆層１４が金属間化合物層１５により覆われている。すなわち、被覆層１４と固着部１２との間に金属間化合物層１５が存在する。金属間化合物層１５は、被覆層１４の最表面の層と固着部１２の半田との化学結合により形成されたものである。つまり、例えば、Ｎｉ又はＣｕと、Ａｇ又はＺｎを含むＳｎ系半田との化学結合により金属間化合物層１５が形成されている。このことから、固着部１２と砥粒１３との間に強固な結合が存在するということができる。また、金属間化合物層１５の融点は固着部１２の融点よりも高い。なお、金属間化合物層１５を構成する金属間化合物は、複数の金属元素からなる合金であり、この金属間化合物の概念には、各元素の構成比率が整数比でない合金をも含まれる。
【００７２】
しかしながら、上述のように、一般的に金属間化合物は脆い性質を有するため、金属間化合物層１５が厚すぎると、金属間化合物層１５での割れが発生しやすくなり、砥粒１３を固着する力が低下することがある。そのため、金属間化合物層１５の厚さはより均一で、より薄いことが望ましい。従って、固着部１２の半田の材料と被覆層１４の表層の材料とをどのように組み合わせるかは重要な事項である。
【００７３】
この点で、固着部１２の半田の材料としてＳｎ−Ｚｎ系半田を用い、被覆層１４の表層の材料としてＮｉを用いた場合には、比較的薄く均一な金属間化合物層１５が形成されやすい。従って、この組み合わせは極めて好ましい。
【００７４】
また、固着部１２の半田の材料としてＳｎ−Ａｇ系半田を用い、被覆層１４の表層の材料としてＮｉを用いた場合にも、比較的薄く均一な金属間化合物層１５が形成されやすい。従って、この組み合わせも好ましい。
【００７５】
一方、固着部１２の半田の材料としてＳｎ−Ａｇ系半田（例えば、Ａｇの含有量が０．５質量％〜５．０質量％の半田）を用い、被覆層１４の表層の材料としてＣｕを用いた場合には、金属間化合物層１５として厚さが３μｍ〜５μｍの比較的厚い不均一なＣｕ６Ｓｎ５、Ｃｕ３Ｓｎの層が形成され、割れが発生しやすい。従って、固着部１２の半田の材料としてＳｎ−Ａｇ系半田を用いる場合には、被覆層１４の表層の材料としてＮｉを用いることが重要である。
【００７６】
また、固着部１２の半田の材料としてＳｎ−Ａｇ系半田を用いる場合、特にＡｇの含有量が０．５質量％〜５．０質量％のＳｎ−Ａｇ系半田を用いる場合、金属間化合物層１５として、厚さが２μｍ以下の薄いＮｉ３Ｓｎ４又はＮｉ３Ｓｎ２の層が存在することが望ましい。例えば、このようなＳｎ−Ａｇ系半田に１．５質量％以上のＣｕが含まれる場合には、Ｓｎ（１−ｘ−ｙ）ＮｉｘＣｕｙ（０．１≦ｘ≦０．７、０．０＜ｙ≦０．８）の金属間化合物層１５が形成される。また、例えば、０．５質量％程度のＣｕが含まれる場合には、Ｃｕが固溶したＳｎ（１−ｘ−ｙ）ＮｉｘＣｕｙ（０．１≦ｘ≦０．７、０．０＜ｙ≦０．５）の金属間化合物層１５が形成される。後者の場合、Ｃｕの割合を示す「ｙ」の値が０．５超であると、金属間化合物層１５が厚くなりすぎることがあるため、望ましくない。そして、金属間化合物層１５としては、Ｎｉ３Ｓｎ４、Ｎｉ３Ｓｎ２又はＳｎ（１−ｘ−ｙ）ＮｉｘＣｕｙ（０．１≦ｘ≦０．７、０．０＜ｙ≦０．５）の層が更に望ましく、その厚さが１μｍ以下であることが望ましい。
【００７７】
また、Ｃｕを含む金属間化合物層１５としては、上記の他、Ｃｕ−Ｓｎ−Ｚｎ系の金属間化合物層、Ｃｕ−Ｚｎ系の金属間化合物層等が挙げられる。
【００７８】
固着部１２の半田としてＳｎ−Ｚｎ系半田が用いられた場合、Ｓｎ−Ｚｎ系半田への添加元素によっては、Ｓｎ−Ｂａ系、Ｓｎ−Ｎｉ−Ｚｎ系、Ｓｎ−Ｎｉ系又はＮｉ−Ｚｎ系、Ｓｎ−Ｍｏ系等の種々の金属間化合物層１５が形成され、強固な結合が得られる。この中でも、特に２μｍ以下の薄いＳｎ−Ｎｉ−Ｚｎ系、Ｓｎ−Ｎｉ系、Ｎｉ−Ｚｎ系の１種以上の金属間化合物層が、金属間化合物層１５として形成されていることが望ましい。更に、金属間化合物層１５は、厚さが１μｍ以下のＳｎ−Ｎｉ−Ｚｎ系の金属間化合物層であることが更に望ましい。
【００７９】
このような金属間化合物層１５の存在により、固着部１２の半田と被覆層１４との界面に強固な結合が得られる。なお、これらの金属間化合物の組成は、必ずしも、化学量論組成である必要はない。
【００８０】
［ソーワイヤの製造方法］
次に、ソーワイヤの製造方法の概要について説明する。
先ず、上述のような方法により、鋼線１１を作製する。なお、鋼線１１としては、固着部１２の半田の濡れ性の観点から、鋼素線１１ａ及びめっき層１１ｂを含むものを用いることが望ましいが、めっき層１１ｂを含まないものを用いてもよい。つまり、鋼素線１１ａをそのまま鋼線１１として用いてもよい。また、半田により被覆された鋼線１１を用いてもよい。この場合にも、固着部１２の半田の良好な濡れ性を得ることができる。
【００８１】
次いで、被覆層１４が形成された砥粒１３を準備し、この砥粒１３に、Ｓｎ−Ａｇ系半田又はＳｎ−Ｚｎ系半田、及びフラックスを混合してペースト状の混合物を作製する。Ｓｎ−Ａｇ系半田又はＳｎ−Ｚｎ系半田としては、微小なボール形状の微小半田を用いることが望ましい。これは、混合物の均一性を高めるためである。ボール形状の微小半田の直径は、鋼線１１の直径の１／５〜１／３であることが望ましい。これは、次に述べるノズルからの引き出し時の均一性を確保するためである。
【００８２】
そして、鋼線１１、例えば予め半田により被覆された鋼線１１を、上記のペースト状の混合物が入った容器内を通過させ、その後、所定の径の穴を有するノズル先から引き出す。この結果、鋼線１１の表面に所定の厚さでペースト状の混合物が塗布される。続いて、ペースト状の混合物が塗布された鋼線１１を、加熱された電気炉中を通過させることにより、半田を溶融させる。次いで、電気炉外で冷却すると、半田が凝固し、砥粒１３が鋼線１１に固着される。その後、鋼線１１を洗浄槽内を通過させて余分なフラックス成分を除去する。このようにして、ソーワイヤを製造することができる。製造後のソーワイヤは、例えばリールで巻き取ればよい。なお、電気炉内での熱処理の際に、鋼線１１中のＦｅが半田中に僅かに溶け出し、半田の強度が向上する。このような観点からも、Ａｇを０．５質量％〜５．０質量％含むＳｎ−Ａｇ系半田を固着部１２に用い、Ｎｉを含む被覆層１４により覆われた砥粒１３を鋼線１１に固着させたソーワイヤは、極めて望ましい組み合わせであるといえる。
【００８３】
このように、本実施形態に係るソーワイヤ１０では、Ａｇを含むＳｎ系の半田又はＺｎを含むＳｎ系の半田からなる半田母材１２ａ及び分散物１２ｂを含む固着部１２により、砥粒１３が鋼線１１に固着されているので、簡便かつ安価に砥粒１３の保持力を高め、優れた切断性能を得ることができる。そして、このソーワイヤ１０は、特に半導体等の精密加工に適しているので、その工業的効果は絶大である。
【００８４】
特に、Ａｇを０．５質量％〜５．０質量％含むＳｎ−Ａｇ系半田が固着部１２に含まれ、分散物１２ｂがＳｎを含む金属間化合物であり、被覆層１４がＮｉを含む場合には、顕著な効果が得られる。また、Ｓｎ−Ｚｎ系半田が固着部１２に含まれ、分散物１２ｂがＳｎ又はＺｎを含む金属間化合物である場合にも、顕著な効果が得られる。
【００８５】
なお、分散物１２ｂは、砥粒１３の周囲、ソーワイヤ１０の表面、及び、高張力の鋼線１１の表面のうちの１ヶ所以上に存在することが望ましい。また、分散物１２ｂの融点は７００℃以上であることが望ましい。いずれも、切断中の砥粒１３の固着力を更により高めることができるためである。
【実施例】
【００８６】
次に、本発明者らが行った実験について説明する。これらの実験における条件等は、本発明の実施可能性及び効果を確認するために採用した例であり、本発明は、これらの例に限定されるものではない。【００８７】
以下の種々の実施例において用いた鋼素線の組成、線径（直径）、引張強度、及びめっき層の食い込み部の深さを下記表１に示す。上述のように、めっき層の食い込み部の深さは０．５μｍ以上、５μｍ以下のものが好ましく、その中でも１μｍ以上、２μｍ以下のものが特に好ましい。【００８８】
【表１】
2011158834.tif 000003
【００８９】
（実施例１）
実施例１では、鋼素線の表面が、厚さが約５０ｎｍの真鍮で被覆された鋼線を用いた。鋼素線としては、鋼素線Ｎｏ．Ｓ７を用いた。表１に示すように、鋼素線Ｎｏ．Ｓ７の引張強度は４５０９ＭＰａである。真鍮の組成は、ｍｏｌ比で「Ｃｕ：Ｚｎ＝２：１」である。鋼線の直径は１２０μｍとした。砥粒としては、内側にＴｉめっき層が位置し、外側にＮｉめっき層が位置する被覆層により覆われたダイヤモンド砥粒を用いた。Ｔｉめっき層の厚さは５０ｎｍとし、Ｎｉめっき層の厚さは３μｍとした。ダイヤモンド砥粒の平均粒径は２５μｍとした。固着部の半田としては、０．０５質量％のＦｅ及び０．０５質量％のＮｉを含むＳｎ−Ａｇ系半田を用いた。Ｓｎ−Ａｇ系半田のＳｎ含有量は９６．５質量％、Ａｇ含有量は３．４質量％とした。Ｓｎ−Ａｇ系半田としては、平均粒径が３０μｍの半田ボールを用いた。【００９０】
ソーワイヤの製造に際しては、上記のダイヤモンド砥粒及びＳｎ−Ａｇ系半田、並びにハロゲン化亜鉛を含むフラックスを混ぜ合わせて攪拌し、ペースト状の混合物を作製した。ここで、Ｓｎ−Ａｇ系半田、砥粒及びフラックスの割合は、質量比で「Ｓｎ−Ａｇ系半田：砥粒：フラックス＝３：２：４」とした。【００９１】
また、鋼線には、アセトン洗浄を行った後、厚さが約３μｍの半田コーティング処理を行った。この半田コーティング処理では、鋼線を、２５０℃で溶融したＳｎ：９６．５質量％、Ａｇ：３．４質量％、Ｆｅ：０．０５質量％、及びＮｉ：０．０５質量％を含むＳｎ−Ａｇ系半田中を５０ｃｍ／秒の速さで通過させ、余分なＳｎ−Ａｇ系半田を拭き取った。【００９２】
そして、半田コーティング処理後の鋼線を上記のペースト状の混合物が入った容器内を通過させ、その後、直径が約２００μｍの穴を有するノズル先から引き出した。このようにして、鋼線の表面に所定の厚さでペースト状の混合物を塗布した。続いて、ペースト状の混合物が塗布された鋼線を、２７０℃に加熱された均熱帯長さが約４０ｃｍ管状電気炉中を０．１ｍ／分の速さで通過させることにより、半田を溶融させた。次いで、管状電気炉外で冷却することにより、半田を凝固させ、砥粒を鋼線に固着させた。その後、鋼線を洗浄槽内を通過させて余分なフラックス成分を除去した。このようにして、ソーワイヤを製造した。なお、製造後のソーワイヤはリールで巻き取った。【００９３】
得られたソーワイヤの砥粒周辺の組織を観察した。この組織の模式図を図２Ａ〜図２Ｃに示す。図２Ｂは、図２Ａ中の領域Ｒ１の拡大図であり、図２Ｃは、図２Ａ中の領域Ｒ２の拡大図である。元素解析を行ったところ、ダイヤモンド砥粒２３の周辺に厚さが１μｍ〜２μｍのＮｉめっき層２４が存在し、その周囲に１μｍ〜２μｍの厚さでＳｎ−Ｎｉ系金属間化合物の層２５が分布していた。固着部２２の半田母材２２ａ中にもＳｎ−Ｎｉ系の金属間化合物が点在していた。また、半田母材２２ａ中に、１μｍ〜２μｍ程度の厚さを有する板状、又は、直径が１μｍ〜２μｍ程度の紐状のＳｎ−Ａｇ系金属間化合物２２ｂが、分散又はネットワーク状に連結した組織が確認された。また、Ｓｎ−Ｎｉ系の金属間化合物の組成を分析したところ、この金属間化合物にＣｕが僅かに含まれ、この金属間化合物の組成はモル比で「Ｓｎ：Ｎｉ：Ｃｕ＝５５：４２：３」であった。また、Ｓｎ−Ａｇ系の金属間化合物の組成を分析したところ、この金属間化合物の組成はモル比で「Ｓｎ：Ａｇ＝２５：７５」であった。Ｆｅを含む金属間化合物は半田中に存在せず、Ｆｅの濃度はソーワイヤの表面で高く、表面からの距離の増加と共に減少していた。また、砥粒を覆うＮｉめっき層の表面でもＦｅの濃化が観察された。このことから、Ｆｅは半田中に固溶し、半田の強度を高める作用を発現していたと考えられる。【００９４】
更に、このようなソーワイヤの切断性能の評価を行った。この評価では、ソーワイヤの長さを３０ｍとし、ソーワイヤにかかる張力を２０Ｎ、ソーワイヤの移動速度を４００ｍ／分、加工荷重（ワークをソーワイヤに押し付けるための錘の重さ）を１００ｇ重とし、ソーワイヤを往復させて、直径が２０ｍｍのシリコン単結晶を切断した。また、水を冷却溶媒に用いた。この時の切断速度は、９．９ｍｍ／分と十分な速度であった。また、シリコン単結晶の切断の際に、ソーワイヤからの砥粒の脱落はほとんど確認されなかった。【００９５】
これらの結果から、実施例１の条件により、切断性能に優れた半田固着型ソーワイヤが得られることが明らかである。【００９６】
（実施例２）
実施例２では、鋼素線の表面が、厚さが約５０ｎｍのＣｕで被覆された鋼線を用いた。鋼素線としては、鋼素線Ｎｏ．Ｓ４を用いた。表１に示すように、鋼素線Ｎｏ．Ｓ４の引張強度は３８３５ＭＰａである。鋼線の直径は１２０μｍとした。砥粒としては、内側にＣｒめっき層が位置し、外側にＮｉめっき層が位置する被覆層により覆われたダイヤモンド砥粒を用いた。Ｃｒめっき層の厚さは５０ｎｍとし、Ｎｉめっき層の厚さは３μｍとした。ダイヤモンド砥粒の平均粒径は２５μｍとした。固着部の半田としては、０．０５質量％のＮｉを含むＳｎ−Ａｇ−Ｃｕ系半田を用いた。概ね、Ｓｎ−Ａｇ−Ｃｕ系半田のＳｎ含有量は９６．５質量％、Ａｇ含有量は３．０質量％、Ｃｕ含有量は０．５質量％とした。Ｓｎ−Ａｇ−Ｃｕ系半田としては、平均粒径が３０μｍの半田ボールを用いた。【００９７】
ソーワイヤの製造に際しては、上記のダイヤモンド砥粒及びＳｎ−Ａｇ−Ｃｕ系半田、並びにハロゲン化亜鉛を含むフラックスを混ぜ合わせて攪拌し、ペースト状の混合物を作製した。ここで、Ｓｎ−Ａｇ−Ｃｕ系半田、砥粒及びフラックスの割合は、質量比で「Ｓｎ−Ａｇ−Ｃｕ系半田：砥粒：フラックス＝３：２：３」とした。【００９８】
また、鋼線には、アセトン洗浄を行った後、厚さが約３μｍの半田コーティング処理を行った。この半田コーティング処理では、鋼線を、２５０℃で溶融したＳｎ：９６．５質量％、Ａｇ：３．０質量％、Ｃｕ：０．５質量％、及びＮｉ：０．０５質量％を含むＳｎ−Ａｇ−Ｃｕ系半田中を５０ｃｍ／秒の速さで通過させ、余分なＳｎ−Ａｇ−Ｃｕ系半田を拭き取った。【００９９】
そして、半田コーティング処理後の鋼線を上記のペースト状の混合物が入った容器内を通過させ、その後、直径が約２００μｍの穴を有するノズル先から引き出した。このようにして、鋼線の表面に所定の厚さでペースト状の混合物を塗布した。続いて、ペースト状の混合物が塗布された鋼線を、２７０℃に加熱された均熱帯長さが約４０ｃｍ管状電気炉中を０．１ｍ／分の速さで通過させることにより、半田を溶融させた。次いで、管状電気炉外で冷却することにより、半田を凝固させ、砥粒を鋼線に固着させた。その後、鋼線を洗浄槽内を通過させて余分なフラックス成分を除去した。このようにして、ソーワイヤを製造した。なお、製造後のソーワイヤはリールで巻き取った。【０１００】
得られたソーワイヤの砥粒周辺の組織を観察した。元素解析を行ったところ、ダイヤモンド砥粒の周辺に厚さが１μｍ〜２μｍのＮｉめっき層が存在し、その周囲に２μｍ〜３μｍの厚さでＳｎ−Ｎｉ−Ｃｕ系金属間化合物が分布していた。固着部の半田母材中にもＳｎ−Ｎｉ−Ｃｕ系の金属間化合物が点在していた。また、半田母材中に、１μｍ〜２μｍ程度の厚さを有する板状、又は、直径が１μｍ〜２μｍ程度の紐状のＳｎ−Ａｇ系金属間化合物、及び、直径が１μｍ〜２μｍ程度の粒状のＳｎ−Ｃｕ系金属間化合物が分散した組織が確認された。また、Ｓｎ−Ｎｉ−Ｃｕ系の金属間化合物の組成を分析したところ、この金属間化合物の組成はモル比で「Ｓｎ：Ｎｉ：Ｃｕ＝４０：２６：３４」であった。また、Ｓｎ−Ａｇ系の金属間化合物の組成を分析したところ、この金属間化合物の組成はモル比で「Ｓｎ：Ａｇ＝２５：７５」であった。【０１０１】
更に、実施例１と同様の条件で、このようなソーワイヤの切断性能の評価を行った。この時の切断速度は、９．１ｍｍ／分と十分な速度であった。また、シリコン単結晶の切断の際に、ソーワイヤからの砥粒の脱落はほとんど確認されなかった。【０１０２】
これらの結果から、実施例２の条件によっても、切断性能に優れた半田固着型ソーワイヤが得られることが明らかである。【０１０３】
（実施例３）
実施例３では、鋼素線の表面が、厚さが約５０ｎｍの真鍮で被覆された鋼線を用いた。鋼素線としては、鋼素線Ｎｏ．Ｓ１を用いた。表１に示すように、鋼素線Ｎｏ．Ｓ１の引張強度は３８１７ＭＰａである。真鍮の組成は、ｍｏｌ比で「Ｃｕ：Ｚｎ＝２：１」である。鋼線の直径は１００μｍとした。砥粒としては、内側にＴｉめっき層が位置し、外側にＮｉめっき層が位置する被覆層により覆われたダイヤモンド砥粒を用いた。Ｔｉめっき層の厚さは５０ｎｍとし、Ｎｉめっき層の厚さは４μｍとした。ダイヤモンド砥粒の平均粒径は３０μｍとした。固着部の半田としては、０．０５質量％のＦｅを含むＳｎ−Ａｇ−Ｃｕ系半田を用いた。概ね、Ｓｎ−Ａｇ−Ｃｕ系半田のＳｎ含有量は９４．０質量％、Ａｇ含有量は５．０質量％、Ｃｕ含有量は１．０質量％とした。Ｓｎ−Ａｇ−Ｃｕ系半田としては、平均粒径が３０μｍの半田ボールを用いた。【０１０４】
ソーワイヤの製造に際しては、上記のダイヤモンド砥粒及びＳｎ−Ａｇ−Ｃｕ系半田、並びにハロゲン化亜鉛を含むフラックスを混ぜ合わせて攪拌し、ペースト状の混合物を作製した。ここで、Ｓｎ−Ａｇ−Ｃｕ系半田、砥粒及びフラックスの割合は、質量比で「Ｓｎ−Ａｇ−Ｃｕ系半田：砥粒：フラックス＝２：２：３」とした。【０１０５】
また、鋼線には、アセトン洗浄を行った後、厚さが約３μｍの半田コーティング処理を行った。この半田コーティング処理では、鋼線を、２５０℃で溶融したＳｎ：９４．０質量％、Ａｇ：５．０質量％、Ｃｕ：１．０質量％を含むＳｎ−Ａｇ−Ｃｕ系半田中を５０ｃｍ／秒の速さで通過させ、余分なＳｎ−Ａｇ−Ｃｕ系半田を拭き取った。【０１０６】
そして、半田コーティング処理後の鋼線を上記のペースト状の混合物が入った容器内を通過させ、その後、直径が約２５０μｍの穴を有するノズル先から引き出した。このようにして、鋼線の表面に所定の厚さでペースト状の混合物を塗布した。続いて、ペースト状の混合物が塗布された鋼線を、２８０℃に加熱された均熱帯長さが約４０ｃｍ管状電気炉中を０．１５ｍ／分の速さで通過させることにより、半田を溶融させた。次いで、管状電気炉外で冷却することにより、半田を凝固させ、砥粒を鋼線に固着させた。その後、鋼線を洗浄槽内を通過させて余分なフラックス成分を除去した。このようにして、ソーワイヤを製造した。なお、製造後のソーワイヤはリールで巻き取った。【０１０７】
得られたソーワイヤの砥粒周辺の組織を観察した。元素解析を行ったところ、ダイヤモンド砥粒の周辺に厚さが１μｍ〜２μｍのＮｉめっき層が存在し、その周囲に２μｍ〜３μｍの厚さでＳｎ−Ｎｉ−Ｃｕ系金属間化合物が分布していた。固着部の半田母材中にもＳｎ−Ｎｉ−Ｃｕ系の金属間化合物が点在していた。また、半田母材中に、１μｍ〜２μｍ程度の厚さを有する板状、又は、直径が１μｍ〜２μｍ程度の紐状のＳｎ−Ａｇ系金属間化合物、及び、直径が１μｍ〜２μｍ程度の粒状のＳｎ−Ｃｕ系金属間化合物が分散した組織が確認された。また、Ｓｎ−Ｎｉ−Ｃｕ系の金属間化合物の組成を分析したところ、この金属間化合物の組成はモル比で「Ｓｎ：Ｎｉ：Ｃｕ＝４３：２５：３２」であった。また、Ｓｎ−Ａｇ系の金属間化合物の組成を分析したところ、この金属間化合物の組成はモル比で「Ｓｎ：Ａｇ＝２５：７５」であった。また、Ｓｎ−Ｃｕ系の金属間化合物の組成を分析したところ、この金属間化合物の組成はモル比で「Ｓｎ：Ｃｕ＝４５：５５」であった。【０１０８】
更に、実施例１と同様の条件で、このようなソーワイヤの切断性能の評価を行った。この時の切断速度は、８．４ｍｍ／分と十分な速度であった。また、シリコン単結晶の切断の際に、ソーワイヤからの砥粒の脱落はほとんど確認されなかった。【０１０９】
これらの結果から、実施例３の条件によっても、切断性能に優れた半田固着型ソーワイヤが得られることが明らかである。【０１１０】
（実施例４）
実施例１〜実施例３に準じて、下記表２、表３、及び表４に示す種々の条件でソーワイヤを作製し、切断性能を比較した。表２には、鋼線及び砥粒の構成を示す。表３には、固着部に用いたボール状（球形）の半田、及びこの半田を含むペースト状の混合物の構成を示す。表４には、管状電気炉を用いた半田を溶融させる熱処理の条件、シリコン単結晶を切断する際の条件、及び砥粒の脱落状況の評価結果を示す。表４中の「ＧＣ」はグリーンシリコンカーバイドを示す。砥粒の脱落状況の評価では、切断性能の試験の後、つまりシリコン単結晶の切断後に、ソーワイヤの表面を観察し、砥粒の残存状態を以下の基準で判定した。そして、「△」以上の評点を実用に耐えると判断した。
◎  ：  脱落がほとんど観察されなかった
○  ：  僅かに脱落が観察された
△  ：  明らかに脱落箇所が確認できた
×  ：  全体的に脱落が進んでいた【０１１１】
また、得られたソーワイヤの砥粒周辺の組織を観察したところ、試験Ｎｏ．４−１〜Ｎｏ．４−１８では、砥粒の周辺に厚さが１μｍ〜２μｍのＮｉめっきの金属層が存在し、その周囲に１μｍ〜２μｍの厚さでＳｎ−Ｎｉ系の金属間化合物が分布していた。また、試験Ｎｏ．４−１０では、ＳｎＢａＯ３の分散が観察された。試験Ｎｏ．４−１１では、Ｓｎ−Ｂ系の金属間化合物が観察された。試験Ｎｏ．４−１２では、ＮｉＭｏＯ４が砥粒の周辺で観察された。【０１１２】
なお、表２〜表４中の試験Ｎｏ．１、Ｎｏ．２、及びＮｏ．３は、それぞれ、上記の実施例１、実施例２、実施例３である。【０１１３】
これらの結果から、試験Ｎｏ．４−１〜Ｎｏ．４−２２の条件では、実施例１〜実施例３と同様に、切断性能に優れた半田固着型の固定砥粒式ソーワイヤが得られることが明らかである。【０１１４】
一方、比較例である試験Ｎｏ．Ｎｏ．４−２３〜Ｎｏ．４−２６、Ｎｏ．４−２９、Ｎｏ．４−３１、及びＮｏ．４−３２では、鋼素材の引張強度が低いため、切断速度が低かった。なお、試験Ｎｏ．４−２９の「Inconel」はスペシャルメタライズ社の商標である。比較例である試験Ｎｏ．４−２３〜Ｎｏ．４−２６、Ｎｏ．４−２９、及びＮｏ．４−３０では、砥粒を覆う被覆層の外側のめっき金属がＣｕであるため、半田と被覆層のＣｕとの界面にＣｕを含む金属間化合物が厚く形成され、この金属間化合物の近傍で割れやすくなって、切断性能が低くなったと考えられる。比較例であるＮｏ．４−２７、Ｎｏ．４−２８、Ｎｏ．４−３０では、鋼線の引張強度は高いものの、半田にＡｇが含まれていないため、適切な高融点金属が分散物として形成されず、固着部の強度が低く、砥粒が脱落して、切断速度及び切断性能が低くなったと考えられる。【０１１５】
【表２】
2011158834.tif 000004
【０１１６】
【表３】
2011158834.tif 000005
【０１１７】
【表４】
2011158834.tif 000006
【０１１８】
（実施例５）
実施例５では、鋼素線の表面が、厚さが約５０ｎｍの真鍮で被覆された鋼線を用いた。鋼素線としては、鋼素線Ｎｏ．Ｓ７を用いた。表１に示すように、鋼素線Ｎｏ．Ｓ７の引張強度は４５０９ＭＰａである。真鍮の組成は、ｍｏｌ比で「Ｃｕ：Ｚｎ＝２：１」である。鋼線の直径は１２０μｍとした。砥粒としては、内側にＴｉめっき層が位置し、外側にＮｉめっき層が位置する被覆層により覆われたダイヤモンド砥粒を用いた。Ｔｉめっき層の厚さは５０ｎｍとし、Ｎｉめっき層の厚さは３μｍとした。ダイヤモンド砥粒の平均粒径は２５μｍとした。固着部の半田としては、Ｓｎ−Ｚｎ−Ｂｉ系半田を用いた。Ｓｎ−Ｚｎ−Ｂｉ系半田のＳｎ含有量は８９質量％、Ｚｎ含有量は８質量％、Ｂｉ含有量は３質量％とした。Ｓｎ−Ｚｎ−Ｂｉ系半田としては、平均粒径が３０μｍの半田ボールを用いた。【０１１９】
ソーワイヤの製造に際しては、上記のダイヤモンド砥粒及びＳｎ−Ｚｎ−Ｂｉ系半田、並びにハロゲン化亜鉛を含むフラックスを混ぜ合わせて攪拌し、ペースト状の混合物を作製した。ここで、Ｓｎ−Ｚｎ−Ｂｉ系半田、砥粒及びフラックスの割合は、質量比で「Ｓｎ−Ｚｎ−Ｂｉ系半田：砥粒：フラックス＝３：２：３」とした。【０１２０】
また、鋼線には、アセトン洗浄を行った後、厚さが約３μｍの半田コーティング処理を行った。この半田コーティング処理では、鋼線を、２９０℃で溶融したＳｎ：８９質量％、Ｚｎ：８質量％、及びＢｉ：３質量％を含むＳｎ−Ｚｎ−Ｂｉ系半田中を５０ｃｍ／秒の速さで通過させ、余分なＳｎ−Ｚｎ−Ｂｉ系半田を拭き取った。【０１２１】
そして、半田コーティング処理後の鋼線を上記のペースト状の混合物が入った容器内を通過させ、その後、直径が約３００μｍの穴を有するノズル先から引き出した。このようにして、鋼線の表面に所定の厚さでペースト状の混合物を塗布した。続いて、ペースト状の混合物が塗布された鋼線を、２８０℃に加熱された均熱帯長さが約４０ｃｍ管状電気炉中を０．１ｍ／分の速さで通過させることにより、半田を溶融させた。次いで、管状電気炉外で冷却することにより、半田を凝固させ、砥粒を鋼線に固着させた。その後、鋼線を洗浄槽内を通過させて余分なフラックス成分を除去した。このようにして、ソーワイヤを製造した。なお、製造後のソーワイヤはリールで巻き取った。【０１２２】
得られたソーワイヤの砥粒周辺の組織を観察した。この組織の模式図を図３Ａ〜図３Ｃに示す。図３Ｂは、図３Ａ中の領域Ｒ１の拡大図であり、図３Ｃは、図３Ａ中の領域Ｒ２の拡大図である。元素解析を行ったところ、ダイヤモンド砥粒３３の周辺に厚さが１μｍ〜２μｍのＮｉめっき層３４が存在し、その周囲に１μｍ程度の厚さでＳｎ−Ｎｉ−Ｚｎ系金属間化合物の層３５が分布していた。また、半田母材３２ａ中に、１μｍ〜２μｍ程度の厚さを有する板状、又は、直径が１μｍ〜２μｍ程度の針状のＺｎ３２ｂが分散した組織が確認された。【０１２３】
更に、このようなソーワイヤの切断性能の評価を行った。この評価では、ソーワイヤの長さを３０ｍとし、ソーワイヤにかかる張力を２０Ｎ、ソーワイヤの移動速度を４００ｍ／分、加工荷重を１００ｇ重とし、ソーワイヤを往復させて、直径が２０ｍｍのシリコン単結晶を切断した。また、水を冷却溶媒に用いた。この時の切断速度は、１２．８ｍｍ／分と十分な速度であった。また、シリコン単結晶の切断の際に、ソーワイヤからの砥粒の脱落はほとんど確認されず、良好な固着状態であった。【０１２４】
これらの結果から、実施例５の条件により、切断性能に優れた半田固着型ソーワイヤが得られることが明らかである。【０１２５】
（実施例６）
実施例６では、鋼素線の表面が、厚さが約５０ｎｍの銅で被覆された鋼線を用いた。鋼素線としては、鋼素線Ｎｏ．Ｓ１を用いた。表１に示すように、鋼素線Ｎｏ．Ｓ１の引張強度は３８１７ＭＰａである。鋼線の直径は１００μｍとした。砥粒としては、内側にＴｉめっき層が位置し、外側にＮｉめっき層が位置する被覆層により覆われたダイヤモンド砥粒を用いた。Ｔｉめっき層の厚さは５０ｎｍとし、Ｎｉめっき層の厚さは４μｍとした。ダイヤモンド砥粒の平均粒径は２０μｍとした。固着部の半田としては、Ｓｎ−Ｚｎ系半田を用いた。Ｓｎ−Ｚｎ系半田のＳｎ含有量は９１質量％、Ｚｎ含有量は９質量％とした。Ｓｎ−Ｚｎ系半田としては、平均粒径が３０μｍの半田ボールを用いた。【０１２６】
ソーワイヤの製造に際しては、上記のダイヤモンド砥粒及びＳｎ−Ｚｎ系半田、並びにハロゲン化亜鉛を含むフラックスを混ぜ合わせて攪拌し、ペースト状の混合物を作製した。ここで、Ｓｎ−Ｚｎ系半田、砥粒及びフラックスの割合は、質量比で「Ｓｎ−Ｚｎ系半田：砥粒：フラックス＝２：２：３」とした。【０１２７】
また、鋼線には、アセトン洗浄を行った後、厚さが約３μｍの半田コーティング処理を行った。この半田コーティング処理では、鋼線を、２５０℃で溶融したＳｎ：９１．０質量％、及びＺｎ：９．０質量％を含むＳｎ−Ｚｎ系半田中を５０ｃｍ／秒の速さで通過させ、余分なＳｎ−Ｚｎ系半田を拭き取った。【０１２８】
そして、半田コーティング処理後の鋼線を上記のペースト状の混合物が入った容器内を通過させ、その後、直径が約３５０μｍの穴を有するノズル先から引き出した。このようにして、鋼線の表面に所定の厚さでペースト状の混合物を塗布した。続いて、ペースト状の混合物が塗布された鋼線を、２８０℃に加熱された均熱帯長さが約４０ｃｍ管状電気炉中を０．１５ｍ／分の速さで通過させることにより、半田を溶融させた。次いで、管状電気炉外で冷却することにより、半田を凝固させ、砥粒を鋼線に固着させた。その後、鋼線を洗浄槽内を通過させて余分なフラックス成分を除去した。このようにして、ソーワイヤを製造した。なお、製造後のソーワイヤはリールで巻き取った。【０１２９】
得られたソーワイヤの砥粒周辺の組織を観察した。元素解析を行ったところ、ダイヤモンド砥粒の周辺に厚さが１μｍ〜２μｍのＮｉめっき層が存在し、その周囲に１μｍ程度の厚さでＳｎ−Ｎｉ−Ｃｕ系金属間化合物が分布していた。また、半田母材中に、１μｍ〜２μｍ程度の厚さを有する板状、又は、直径が１μｍ〜２μｍ程度の針状のＺｎが分散した組織が確認された。【０１３０】
更に、実施例５と同様の条件で、このようなソーワイヤの切断性能の評価を行った。この時の切断速度は、１２．４ｍｍ／分と十分な速度であった。また、シリコン単結晶の切断の際に、ソーワイヤからの砥粒の脱落はほとんど確認されず、良好な固着状態であった。【０１３１】
これらの結果から、実施例６の条件によっても、切断性能に優れた半田固着型ソーワイヤが得られることが明らかである。【０１３２】
（実施例７）
実施例５及び実施例６に準じて、下記表５、表６、及び表７に示す種々の条件でソーワイヤを作製し、切断性能の比較を行った。表５には、鋼線及び砥粒の構成を示す。表６には、固着部に用いたボール状（球形）の半田、及びこの半田を含むペースト状の混合物の構成を示す。表７には、管状電気炉を用いた半田を溶融させる熱処理の条件、シリコン単結晶を切断する際の条件、及び砥粒の脱落状況の評価結果を示す。表７中の「ＧＣ」はグリーンシリコンカーバイドを示し、「ＷＡ」は白色アルミナを示す。砥粒の脱落状況の評価は、実施例４と同様にして行った。【０１３３】
また、得られたソーワイヤの砥粒周辺の組織を観察したところ、試験Ｎｏ．７−６及びＮｏ．７−２５を除く各本発明例では、砥粒の周辺に厚さが１μｍ〜２μｍのＮｉめっきの金属層が存在し、その周囲に１μｍ程度の厚さでＳｎ−Ｎｉ−Ｚｎ系の金属間化合物が分布していた。また、試験Ｎｏ．７−１８では、ＢａＳｎＯ３で示される金属間化合物が砥粒の周囲に観察された。試験Ｎｏ．７−１９では、Ｐｔ−Ｓｎ−Ｎｉ系の金属間化合物が砥粒の周囲に観察された。試験Ｎｏ．７−４では、Ｓｎ−Ｎｉ−Ｉｎ系の金属間化合物が確認された。試験Ｎｏ．７−６及びＮｏ．７−２５では、ダイヤモンド砥粒の周辺に１μｍ〜２μｍの厚さのＣｕめっきの金属層が存在し、その周囲に２μｍ〜３μｍ程度の厚さでＳｎ−Ｃｕ−Ｚｎ系の金属間化合物が分布していた。【０１３４】
なお、表５〜表７中の試験Ｎｏ．５及びＮｏ．６は、それぞれ、上記の実施例５、実施例６である。【０１３５】
これらの結果から、試験Ｎｏ．７−１〜Ｎｏ．７−２９の条件では、実施例５及び実施例６と同様に、切断性能に優れた半田固着型の固定砥粒式ソーワイヤが得られることが明らかである。【０１３６】
比較例である試験Ｎｏ．７−３５は、特許文献４（特許第４００８６６０号公報）の「実施例３」に記載された製法と類似の方法によって試作したソーワイヤである。比較例である試験Ｎｏ．Ｎｏ．７−３９は、市販のダイヤモンドＮｉ電着ワイヤ（Ｄｉａｍｏｎｄ  ｗｉｒｅ  ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ社製、公称φ２００μｍ）を用いたソーワイヤである。【０１３７】
表５〜表７に示すように、本発明例であるＳｎ−Ｚｎ系半田を用いた試験Ｎｏ．１〜Ｎｏ．７−２９の砥粒固着型ソーワイヤは、比較例である試験Ｎｏ．７−３０〜Ｎｏ．７−３９のソーワイヤに比べて、切断性能に優れていることが明らかである。【０１３８】
【表５】
2011158834.tif 000007
【０１３９】
【表６】
2011158834.tif 000008
【０１４０】
【表７】
2011158834.tif 000009
【０１４１】
これら実施例の結果から、本発明に係るソーワイヤが、砥粒の脱落が少なく、切断速度、切断損出（カーフロス）、ウエハの反り等が生じるのが抑制され、切断性能に優れていることが明らかである。
【産業上の利用可能性】
【０１４２】
本発明は、例えば、種々の材料の切断に用いられるソーワイヤの関連産業において利用することができる。
【図１Ａ】
2011158834.tif 000010
【図１Ｂ】
2011158834.tif 000011
【図１Ｃ】
2011158834.tif 000012
【図１Ｄ】
2011158834.tif 000013
【図２Ａ】
2011158834.tif 000014
【図２Ｂ】
2011158834.tif 000015
【図２Ｃ】
2011158834.tif 000016
【図３Ａ】
2011158834.tif 000017
【図３Ｂ】
2011158834.tif 000018
【図３Ｃ】
2011158834.tif 000019
【手続補正書】
【提出日】平成24年1月16日(2012.1.16)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】請求項７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項７】
前記被覆層は、前記Ｎｉ又はＣｕの層よりも前記砥粒側に設けられたＴｉ又はＣｒの下地層を含むことを特徴とする請求項６に記載のソーワイヤ。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２９】
【図１Ａ】図１Ａは、本発明の実施形態に係るソーワイヤを示す断面図である。
【図１Ｂ】図１Ｂは、図１Ａ中の領域Ｒ１の拡大図である。
【図１Ｃ】図１Ｃは、図１Ａ中の領域Ｒ２の拡大図である。
【図１Ｄ】図１Ｄは、本発明の実施形態に係るソーワイヤを示す他の断面図である。
【図２Ａ】図２Ａは、実施例１で得られたソーワイヤを示す断面図である。
【図２Ｂ】図２Ｂは、図２Ａ中の領域Ｒ１の拡大図である。
【図２Ｃ】図２Ｃは、図２Ａ中の領域Ｒ２の拡大図である。
【図３Ａ】図３Ａは、実施例５で得られたソーワイヤを示す断面図である。
【図３Ｂ】図３Ｂは、図３Ａ中の領域Ｒ１の拡大図である。
【図３Ｃ】図３Ｃは、図３Ａ中の領域Ｒ２の拡大図である。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１４１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１４１】
これら実施例の結果から、本発明に係るソーワイヤが、砥粒の脱落が少なく、切断速度の低下、切断損出（カーフロス）、ウエハの反り等が生じるのが抑制され、切断性能に優れていることが明らかである。
【手続補正書】
【提出日】平成24年4月10日(2012.4.10)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
鋼素線及び前記鋼素線の表面に形成されためっき層を有する鋼線と、
前記鋼線に固着部により固着された砥粒と、
前記砥粒と前記固着部との界面に形成された金属間化合物と、
を有し、
前記鋼素線は、
質量％で、
Ｃ：０．８％〜１．２％、
Ｓｉ：０．０２％〜２．０％、
Ｍｎ：０．１％〜１．０％、
Ｃｒ：０．５％以下、
Ｐ：０．０１５％以下、
Ｓ：０．０１５％以下、及び
Ｎ：０．０１％以下、
を含有し、
残部がＦｅ及び不可避的不純物からなり、
前記鋼素線の引張強度が、３５００ＭＰａ以上であり、
前記固着部が、Ｚｎ又はＡｇを含むＳｎ系半田を含み、
前記めっき層が、前記鋼素線に食い込んでいることを特徴とするソーワイヤ。
【請求項２】
前記鋼素線は、更に、質量％で、
Ｎｉ：１．０％以下、
Ｃｕ：０．５％以下、
Ｍｏ：０．５％以下、
Ｖ：０．５％以下、及び
Ｂ：０．００５０％以下、
からなる群から選択された少なくとも一種を含有することを特徴とする請求項１に記載のソーワイヤ。
【請求項３】
前記めっき層が、Ｚｎ又はＣｕの少なくとも一方を含有することを特徴とする請求項１又は２に記載のソーワイヤ。
【請求項４】
前記めっき層の前記鋼素線への食い込み深さが０．５μｍ〜５μｍであることを特徴とする請求項３に記載のソーワイヤ。
【請求項５】
前記砥粒の表面に形成され、Ｎｉ又はＣｕの層を含む被覆層を有することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載のソーワイヤ。
【請求項６】
前記被覆層は、前記Ｎｉ又はＣｕの層よりも前記砥粒側に設けられたＴｉ又はＣｒの下地層を含むことを特徴とする請求項５に記載のソーワイヤ。
【請求項７】
前記砥粒の表面に形成され、Ｎｉの層を含む被覆層を有し、
前記Ｓｎ系半田が、０．５質量％〜５．０質量％のＡｇを含むＳｎ−Ａｇ系半田であり、
前記金属間化合物が、Ｓｎを含有することを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載のソーワイヤ。
【請求項８】
前記Ｓｎ−Ａｇ系半田が、当該Ｓｎ−Ａｇ系半田の母材中に分散した、１μｍ〜２μｍの厚さを有する板状又は直径が１μｍ〜２μｍの紐状の少なくとも一方のＡｇ3Ｓｎ系金属間化合物を含むことを特徴とする請求項７に記載のソーワイヤ。
【請求項９】
前記Ｓｎ−Ａｇ系半田が、更に、Ｆｅ：０．０１質量％〜０．５質量％又はＮｉ：０．０１質量％〜０．５質量％の少なくとも一方を含有することを特徴とする請求項７又は８に記載のソーワイヤ。
【請求項１０】
前記金属間化合物が、更にＮｉを含有することを特徴とする請求項７乃至９のいずれか１項に記載のソーワイヤ。
【請求項１１】
前記金属間化合物の組成が、Ｎｉ3Ｓｎ4、Ｎｉ3Ｓｎ2又はＳｎ(1-x-y)ＮｉxＣｕy（０．１≦ｘ≦０．７、０．０１≦ｙ≦０．５）で表わされることを特徴とする請求項１０に記載のソーワイヤ。
【請求項１２】
前記Ｓｎ系半田が、Ｚｎを含むＳｎ−Ｚｎ系半田であり、
前記金属間化合物が、Ｓｎ又はＺｎの少なくとも一方を含有することを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載のソーワイヤ。
【請求項１３】
前記Ｓｎ−Ｚｎ系半田におけるＺｎの含有量が、１質量％〜３５質量％であることを特徴とする請求項１２に記載のソーワイヤ。
【請求項１４】
前記Ｓｎ−Ｚｎ系半田の組成が、Ｓｎ−Ｚｎ−Ｘで表わされ、
Ｘが、Ｂｉ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｆｅ、Ｓｂ、Ｐｂ、Ｉｎ、及びＡｇから選択された少なくとも一種であり、
前記Ｘの含有量が、０．５質量％〜５質量％であることを特徴とする請求項１２又は１３に記載のソーワイヤ。
【請求項１５】
前記金属間化合物が、Ｎｉ−Ｓｎ系金属間化合物、Ｎｉ−Ｚｎ系金属間化合物、Ｎｉ−Ｓｎ−Ｚｎ系金属間化合物、Ｃｕ−Ｓｎ系金属間化合物、Ｃｕ−Ｓｎ−Ｚｎ系金属間化合物、及びＣｕ−Ｚｎ系金属間化合物からなる群から選択された少なくとも一種を含むことを特徴とする請求項１２乃至１４のいずれか１項に記載のソーワイヤ。
【請求項１６】
前記Ｓｎ−Ｚｎ系半田が、当該Ｓｎ−Ｚｎ系半田の母材中に分散した、板状又は針状のＺｎ析出物を含むことを特徴とする請求項１２乃至１５のいずれか１項に記載のソーワイヤ。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１１】
（１）
鋼素線及び前記鋼素線の表面に形成されためっき層を有する鋼線と、
前記鋼線に固着部により固着された砥粒と、
前記砥粒と前記固着部との界面に形成された金属間化合物と、
を有し、
前記鋼素線は、
質量％で、
Ｃ：０．８％〜１．２％、
Ｓｉ：０．０２％〜２．０％、
Ｍｎ：０．１％〜１．０％、
Ｃｒ：０．５％以下、
Ｐ：０．０１５％以下、
Ｓ：０．０１５％以下、及び
Ｎ：０．０１％以下、
を含有し、
残部がＦｅ及び不可避的不純物からなり、
前記鋼素線の引張強度が、３５００ＭＰａ以上であり、
前記固着部が、Ｚｎ又はＡｇを含むＳｎ系半田を含み、
前記めっき層が、前記鋼素線に食い込んでいることを特徴とするソーワイヤ。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１３】
（３）
前記めっき層が、Ｚｎ又はＣｕの少なくとも一方を含有することを特徴とする（１）又は（２）に記載のソーワイヤ。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１４
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１５】
（４）
前記めっき層の前記鋼素線への食い込み深さが０．５μｍ〜５μｍであることを特徴とする（３）に記載のソーワイヤ。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１６】
（５）
前記砥粒の表面に形成され、Ｎｉ又はＣｕの層を含む被覆層を有することを特徴とする（１）〜（４）のいずれかに記載のソーワイヤ。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１７】
（６）
前記被覆層は、前記Ｎｉ又はＣｕの層よりも前記砥粒側に設けられたＴｉ又はＣｒの下地層を含むことを特徴とする（５）に記載のソーワイヤ。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１８】
（７）
前記砥粒の表面に形成され、Ｎｉの層を含む被覆層を有し、
前記Ｓｎ系半田が、０．５質量％〜５．０質量％のＡｇを含むＳｎ−Ａｇ系半田であり、
前記金属間化合物が、Ｓｎを含有することを特徴とする（１）〜（６）のいずれかに記載のソーワイヤ。
【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１９】
（８）
前記Ｓｎ−Ａｇ系半田が、当該Ｓｎ−Ａｇ系半田の母材中に分散した、１μｍ〜２μｍの厚さを有する板状又は直径が１μｍ〜２μｍの紐状の少なくとも一方のＡｇ3Ｓｎ系金属間化合物を含むことを特徴とする（７）に記載のソーワイヤ。
【手続補正１０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２０】
（９）
前記Ｓｎ−Ａｇ系半田が、更に、Ｆｅ：０．０１質量％〜０．５質量％又はＮｉ：０．０１質量％〜０．５質量％の少なくとも一方を含有することを特徴とする（７）又は（８）に記載のソーワイヤ。
【手続補正１１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２１】
（１０）
前記金属間化合物が、更にＮｉを含有することを特徴とする（７）〜（９）のいずれかに記載のソーワイヤ。
【手続補正１２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２２】
（１１）
前記金属間化合物の組成が、Ｎｉ3Ｓｎ4、Ｎｉ3Ｓｎ2又はＳｎ(1-x-y)ＮｉxＣｕy（０．１≦ｘ≦０．７、０．０１≦ｙ≦０．５）で表わされることを特徴とする（１０）に記載のソーワイヤ。
【手続補正１３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２３】
（１２）
前記Ｓｎ系半田が、Ｚｎを含むＳｎ−Ｚｎ系半田であり、
前記金属間化合物が、Ｓｎ又はＺｎの少なくとも一方を含有することを特徴とする（１）〜（６）のいずれかに記載のソーワイヤ。
【手続補正１４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２４】
（１３）
前記Ｓｎ−Ｚｎ系半田におけるＺｎの含有量が、１質量％〜３５質量％であることを特徴とする（１２）に記載のソーワイヤ。
【手続補正１５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２５】
（１４）
前記Ｓｎ−Ｚｎ系半田の組成が、Ｓｎ−Ｚｎ−Ｘで表わされ、
Ｘが、Ｂｉ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｆｅ、Ｓｂ、Ｐｂ、Ｉｎ、及びＡｇから選択された少なくとも一種であり、
前記Ｘの含有量が、０．５質量％〜５質量％であることを特徴とする（１２）又は（１３）に記載のソーワイヤ。
【手続補正１６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２６】
（１５）
前記金属間化合物が、Ｎｉ−Ｓｎ系金属間化合物、Ｎｉ−Ｚｎ系金属間化合物、Ｎｉ−Ｓｎ−Ｚｎ系金属間化合物、Ｃｕ−Ｓｎ系金属間化合物、Ｃｕ−Ｓｎ−Ｚｎ系金属間化合物、及びＣｕ−Ｚｎ系金属間化合物からなる群から選択された少なくとも一種を含むことを特徴とする（１２）〜（１４）のいずれかに記載のソーワイヤ。
【手続補正１７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２７】
（１６）
前記Ｓｎ−Ｚｎ系半田が、当該Ｓｎ−Ｚｎ系半田の母材中に分散した、板状又は針状のＺｎ析出物を含むことを特徴とする（１２）〜（１５）のいずれかに記載のソーワイヤ。
【国際調査報告】
2011158834.tif 000020
2011158834.tif 000021
2011158834.tif 000022
2011158834.tif 000023
2011158834.tif 000024