(57)【要約】【課題】  省力化を図ると共に、被加工物の切断加工部分に加工液を効率的に供給できるセラミックス製板状体の製造装置、及び、セラミックス製板状体の製造装置を用いたセラミックス製板状体の製造方法を提供する。【解決手段】本発明に係る製造装置１は、被加工物に対して放電加工を施す電極としてのワイヤ３５と、互いに離間して対向配置されると共に、ワイヤ３５を案内する一対の第１ガイド部３１及び第２ガイド部３３からなるガイド３７と、被加工物に形成される切断加工部分に向けて加工液３９を供給するノズルとを備える。ノズルは、第１ガイド部３１に設けられる第１ノズル部と、第２ガイド部３３に設けられる第２ノズル部と、第２ノズル部に連結される第３ノズル部４１とを有する。第３ノズル部４１は、ガイド３７が切断方向ｘに移動する際に、連結された第２ガイド部３３の移動に連動して被加工物の外周面５３に沿って移動する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
一端面と前記一端面の反対側に位置する他端面とを有する柱状の被加工物を、ワイヤ放電加工を用いて、前記被加工物に形成される切断加工部分に加工液を供給しながら前記一端面に略平行に切断することによって、導電性セラミックスからなる板状体を製造するセラミックス製板状体の製造装置であって、
前記被加工物に対して放電加工を施す電極としてのワイヤと、
互いに離間して対向配置されると共に、前記ワイヤを案内する一対の第１ガイド部及び第２ガイド部からなるガイドと、
前記切断加工部分に向けて前記加工液を供給するノズルと
を備え、
前記ノズルは、
前記第１ガイド部に設けられる第１ノズル部と、
前記第２ガイド部に設けられる第２ノズル部と、
前記第１ノズル部または前記第２ノズル部の何れか一方に連結される第３ノズル部と
を有し、
前記第３ノズル部は、前記ガイドが前記ガイドの移動方向に移動する際に、連結された前記第１ガイド部または前記第２ガイド部の移動に連動して前記被加工物の外面に沿って移動することを特徴とするセラミックス製板状体の製造装置。
【請求項２】
前記被加工物は、円筒状に形成され、
前記第３ノズル部は、前記加工液を供給する供給面を有し、
前記供給面は、前記被加工物の外周面と略同一の曲率半径に形成されていることを特徴とする請求項１に記載のセラミックス製板状体の製造装置。
【請求項３】
前記第３ノズル部が連結された前記第１ガイド部または前記第２ガイド部と、前記第３ガイド部とは、連結アームを介して連結され、
前記連結アームは、前記被加工物の外周面と略同一の曲率半径に形成されていることを特徴とする請求項２に記載のセラミックス製板状体の製造装置。
【請求項４】
柱状の被加工物をワイヤ放電加工を用いて切断することによって、導電性セラミックスからなる板状体を製造するセラミックス製板状体の製造装置を用いたセラミックス製板状体の製造方法であって、
ワイヤを案内する第1ガイド部及び第２ガイド部からなるガイドをワイヤと共に前記ガイドの移動方向に移動させて前記被加工物に近接させつつ、前記第１ガイド部及び前記第２ガイド部に設けられた第１ノズル部及び第２ノズル部から、前記被加工物に形成される切断加工部分に向けて加工液を供給することにより、前記被加工物を切断して導電性セラミックスからなる板状体を製造する工程と、
前記第１ガイド部または前記第２ガイド部の移動に連動して前記被加工物の外面に沿って第３ノズル部を移動させ、前記切断加工部分に向けて前記加工液を供給する工程と
を含むことを特徴とするセラミックス製板状体の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、セラミックス製板状体の製造装置、及び、セラミックス製板状体の製造装置を用いたセラミックス製板状体の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、円柱状の被加工物（例えば、セラミックス製のインゴット）をワイヤ放電加工によって板状に切断するセラミックス製板状体の製造装置が知られている。このワイヤ放電加工によって板状に切断する場合、インゴットの切断加工部分に加工液を十分に供給しにくく、切断加工速度が低下するという問題がある。
【０００３】
このため、ワイヤ放電加工によってインゴットに形成された隙間（切り込み）に液送シクネスゲージを挿入した状態で、インゴットを切断する方法が開発されている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第４２９１４３９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上述した従来のセラミックス製板状体の製造装置には、次のような問題があった。すなわち、インゴットに所定長さの隙間（切り込み）が入るまで間は、液送シクネスゲージを挿入できないため、インゴットの加工全域に亘って無人運転ができないという問題があった。また、加工初期段階では、加工液の一部が外方へ排出されて切断加工部分に効率的に供給できないという問題もあった。
【０００６】
そこで、本発明は、省力化を図ると共に、被加工物の切断加工部分に加工液を効率的に供給できるセラミックス製板状体の製造装置、及び、セラミックス製板状体の製造装置を用いたセラミックス製板状体の製造方法を提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上述した課題を解決するため、本発明は、次のような特徴を有している。まず、本発明の第１の特徴は、一端面（一端面５）と前記一端面の反対側に位置する他端面（他端面７）とを有する柱状の被加工物（セラミックス製インゴット３）を、ワイヤ放電加工を用いて、前記被加工物に形成される切断加工部分に加工液（加工液３９）を供給しながら前記一端面に略平行に切断することによって、導電性セラミックスからなる板状体を製造するセラミックス製板状体の製造装置（セラミックス製板状体の製造装置１）であって、前記被加工物に対して放電加工を施す電極としてのワイヤ（ワイヤ３５）と、互いに離間して対向配置されると共に、前記ワイヤを案内する一対の第１ガイド部（第１ガイド部３１）及び第２ガイド部（第２ガイド部３３）からなるガイド（ガイド３７）と、前記切断加工部分に向けて前記加工液を供給するノズルとを備え、前記ノズルは、前記第１ガイド部に設けられる第１ノズル部と、前記第２ガイド部に設けられる第２ノズル部と、前記第１ノズル部または前記第２ノズル部の何れか一方に連結される第３ノズル部（第３ノズル部４１）とを有し、前記第３ノズル部は、前記ガイドが前記ガイドの移動方向に移動する際に、連結された前記第１ガイド部または前記第２ガイド部の移動に連動して前記被加工物の外面（外周面５３）に沿って移動することを要旨とする。
【０００８】
かかる特徴によれば、第３ノズル部は、ガイドが切断方向に移動する際に、連結された第１ガイド部または第２ガイド部の移動に連動して被加工物の外面（外周面）に沿って移動する。これによれば、インゴット（径方向）のどの部位を切断する際においても、切断加工部分に有効に加工液を供給することができる。また、切断加工の全工程において、無人で運転が可能になるため、省力化が図れるという効果がある。
【０００９】
本発明の第２の特徴は、本発明の第１の特徴に係り、前記被加工物は、円筒状に形成され、前記第３ノズル部は、前記加工液を供給する供給面を有し、前記供給面は、前記被加工物の外周面と略同一の曲率半径に形成されていることを要旨とする。
【００１０】
本発明の第３の特徴は、本発明の第２の特徴に係り、前記第３ノズル部が連結された前記第１ガイド部または前記第２ガイド部と、前記第３ガイド部とは、連結アームを介して連結され、前記連結アームは、前記被加工物の外周面と略同一の曲率半径に形成されていることを要旨とする。
【００１１】
本発明の第４の特徴は、本発明の第１乃至３の特徴に係り、柱状の被加工物をワイヤ放電加工を用いて切断することによって、導電性セラミックスからなる板状体を製造するセラミックス製板状体の製造装置を用いたセラミックス製板状体の製造方法であって、ワイヤを案内する第1ガイド部及び第２ガイド部からなるガイドをワイヤと共に前記ガイドの移動方向に移動させて前記被加工物に近接させつつ、前記第１ガイド部及び前記第２ガイド部に設けられた第１ノズル部及び第２ノズル部から、前記被加工物に形成される切断加工部分に向けて加工液を供給することにより、前記被加工物を切断して導電性セラミックスからなる板状体を製造する工程と、前記第１ガイド部または前記第２ガイド部の移動に連動して前記被加工物の外面に沿って第３ノズル部を移動させ、前記切断加工部分に向けて前記加工液を供給する工程とを含むことを要旨とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の特徴によれば、省力化を図ると共に、被加工物の切断加工部分に加工液を効率的に供給できるセラミックス製板状体の製造装置、及び、セラミックス製板状体の製造装置を用いたセラミックス製板状体の製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】図１は、本発明の実施形態に係るセラミックス製板状体の製造装置の全体を示す斜視図である。
【図２】図２は、本発明の実施形態に係るセラミックス製板状体の製造装置においてインゴットを切断している状態を示す斜視図である。
【図３】図３は、本実施形態に係る下側ノズルユニットを示す側面図である。
【図４】図４は、図３のＡ矢視図である。
【図５】図５は、切断前の状態を示す、下側ノズルユニットの側面図である。
【図６】図６は、切断中の状態を示す、下側ノズルユニットの側面図である。
【図７】図７は、切断終了の状態を示す、下側ノズルユニットの側面図である。
【図８】図８は、従来例に係るセラミックス製板状体の製造装置を示し、具体的には、図８（ａ）は、インゴット３の切断開始直後の状態を示し、図８（ｂ）は、インゴット３の切断途中の状態を示し、図８（ｃ）は、インゴット３の切断終了間近の状態を示している。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
次に、本発明に係るセラミックス製板状体の製造装置の実施形態について、図面を参照しながら説明する。具体的には、（１）セラミックス製板状体の製造装置の全体構成、（２）第３ノズル部の詳細構成、（３）下側ノズルユニットの動き、（４）従来例に係るインゴットの切断工程、（５）作用効果、（６）その他の実施形態について説明する。
【００１５】
なお、以下の図面の記載において、同一または類似の部分には、同一または類似の符号を付している。ただし、図面は模式的なものであり、各寸法の比率などは現実のものとは異なることに留意すべきである。
【００１６】
したがって、具体的な寸法などは以下の説明を参酌して判断すべきものである。また、図面相互間においても互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれていることは勿論である。
【００１７】
（１）セラミックス製板状体の製造装置の全体構成
まず、本実施形態に係るセラミックス製板状体の製造装置の全体構成について図１，２を用いて説明する。図１は、本発明の実施形態に係るセラミックス製板状体の製造装置の全体を示す斜視図である。
【００１８】
セラミックス製板状体の製造装置（以下、製造装置１）は、導電性セラミックスからなる柱状の被加工物（以下、インゴット３）を切断することによって、導電性セラミックスからなる板状のウエハ（板状体）を製造する。インゴット３は、炭化ケイ素（ＳｉＣ）を含む導電性セラミックスの焼結体である。インゴット３は、一端面５と該一端面５の反対側に位置する他端面７とを有する円柱状に形成されている。
【００１９】
図１に示すように、製造装置１は、取付ベース９と、移動ベース１１と、保持機構１３と、放電部１５とを備えている。
【００２０】
取付ベース９は、インゴット３の一端面５側に配設されており、インゴット３の一端面５が取り付けられる。例えば、取付ベース９には、接着剤や吸盤等によってインゴット３の一端面５が取り付けられる。また、取付ベース９には、取付ベース９に対して移動ベース１１を略平行に支持するスライド支持棒１７が貫通している。なお、スライド支持棒１７は支持壁２３に支持されている。
【００２１】
移動ベース１１は、インゴット３の他端面７側に配設されている。移動ベース１１は、取付ベース９に向けて、図１のＹ方向に移動する。
【００２２】
保持機構１３は、移動ベース１１の裏面側に設けられ、配管１９を介して吸引ボックス２１が接続されている。
【００２３】
放電部１５は、インゴット３を一端面５と略平行に切断する。なお、放電部１５がインゴット３を切断する方向（後述するガイド３７が移動する移動方向）を切断方向Ｘとする。放電部１５は、ワイヤ３５と、ガイド３７と、ノズルとを備える。
【００２４】
ワイヤ３５は、電極として機能し、インゴット３に対して放電加工を施すことによって、インゴット３を切断することができる。ワイヤ３５は、ガイドによって案内される。具体的には、ワイヤ３５の一端は図外の供給ローラに巻回され、他端は巻取ローラに巻き取られ、途中部分でガイド３７（後述する第１ガイド部３１及び第２ガイド部３３）に案内される
ガイド３７は、上側に配置された第１ガイド部３１と、第１ガイド部３１に離間して対向した状態で下側に配置された第２ガイド部３３とからなる。ノズルは、ガイド３７の内部に設けられる。
【００２５】
ノズルは、インゴット３に形成される切断加工部分に向けて加工液３９を供給する。具体的には、ノズルは、第１ガイド部３１に設けられる第１ノズル部（不図示）と、第２ガイド部３３に設けられる第２ノズル部（不図示）と、第１ガイド部３１または第２ガイド部３３の何れか一方（本実施形態では、第２ガイド部３３）に連結される第３ノズル部４１とを有する。なお、第１ノズル部と第２ノズル部は、ワイヤ３５の延伸方向に向けて加工液３９が切断加工部分に噴射（供給）されるように構成されている。
【００２６】
（２）第３ノズル部の詳細構成
次に、上述した第３ノズル部４１の詳細構成について、図２〜図４を用いて説明する。図２は、本発明の実施形態に係るセラミックス製板状体の製造装置においてインゴット３を切断している状態を示す斜視図である。図３は、本実施形態に係る下側ノズルユニット４３を示す側面図である。図４は、図３のＡ矢視図である。
【００２７】
図２に示すように、インゴット３の下側には、下側ノズルユニット４３が配設されている。下側ノズルユニット４３は、第２ガイド部３３と、該第２ガイド部３３に連結された連結アーム４５と、該連結アーム４５の先端に取り付けられた第３ノズル部４１と、から構成されている。
【００２８】
図３に示すように、第３ノズル部４１の内部には、加工液３９の供給路４７が形成されている。供給路４７には、配管４０を通じて加工液３９が送られる。また、第３ノズル部４１のインゴット３側には、加工液３９を供給する供給面４９を有する。
【００２９】
供給面４９には複数の噴射孔が形成され、該噴射孔から加工液３９が噴射される。供給面４９は、円弧状に湾曲形成されている。具体的には、供給面４９は、インゴット３の外周面５３（インゴット３の曲率半径）と略同一の曲率半径に形成されている。
【００３０】
供給面４９の長手方向両端には、回転可能なローラ５１，５１が一対に設けられている。従って、第３ノズル部４１がインゴット３の外周面５３に近づくと、まずローラ５１が外周面５３に当接するため、供給面４９と外周面５３とは僅かな隙間をもって配置される。
【００３１】
第３ノズル部４１の下端部には、左右一対の連結アーム４５，４５が回動可能に軸支されている。即ち、この連結アーム４５の一端４５ａは第３ノズル部４１に軸支され、他端４５ｂは第２ノズル部３３に軸支されている。連結アーム４５の側面４５ｃも円弧状に湾曲形成されている。具体的には、連結アーム４５は、インゴット３の外周面５３（インゴット３の曲率半径）と略同一の曲率半径に形成されている。
【００３２】
（３）下側ノズルユニットの動き
次に、上述した下側ノズルユニット４３の動きを図５〜図７を用いて説明する。図５は、切断前の状態を示す下側ノズルユニットの側面図である。図６は、切断中の状態を示す下側ノズルユニットの側面図である。図７は、切断終了の状態を示す下側ノズルユニットの側面図である。
【００３３】
本実施形態では、第３ノズル部４１は、第２ガイド部３３と連結アーム４５を介して連結されている。このため、第３ノズル部４１は、ガイド３７が切断方向Ｘに移動する際に、連結された第２ガイド部３３の移動に連動して、インゴット３の外周面５３に沿って移動しながら切断加工部分に加工液３９を供給するように構成されている。
【００３４】
切断加工前においては、第３ノズル部４１は、図５に示すように、インゴット３の外周面５３から多少離れて配置されている。切断中においては、第３ノズル部４１は、図６に示すように、加工液３９を切断加工部分に向けて噴射する。
【００３５】
ここで、図５から図６の状態に至る間、第３ノズル部４１は、第２ガイド部３３の切断方向Ｘへの移動に連動してインゴット３の外周面５３に沿って移動する。また、図６から図７に切断終了後に至るまでにおいても、第３ノズル部４１は、第２ガイド部３３の切断方向Ｘへの移動に連動してインゴット３の外周面５３に沿って移動する。
【００３６】
ここで、上述した製造装置１を用いたセラミックス製板状体の製造方法としては、以下の工程が含まれる。すなわち、セラミックス製板状体の製造方法は、板状体製造工程と、加工液供給工程とを含む。
【００３７】
板状体製造工程では、ガイド３７（第１ガイド部３１及び第２ガイド部３３）をワイヤ３５と共に切断方向Ｘに移動させて被加工物に近接させつつ、第１ガイド部３１及び第２ガイド部３３に設けられた第１ノズル部及び第２ノズル部から、被加工物に形成される切断加工部分に向けて加工液３９を供給することにより、被加工物を切断して導電性セラミックスからなる板状体が製造される。
【００３８】
このとき、加工液供給工程では、第１ガイド部３１及び第２ガイド部３３の移動に連動して被加工物の外面（外周面５３）に沿って第３ノズル部４１を移動させ、切断加工部分に向けて加工液を供給する。
【００３９】
（４）従来例に係るインゴットの切断工程
次に、従来例に係るインゴット３の切断工程を図８を用いて説明するが、上述した本実施形態と同一構造部位には同一符号を付して説明を省略する。図８は、従来例に係るセラミックス製板状体の製造装置を示す。具体的には、図８（ａ）は、インゴット３の切断開始直後の状態を示し、図８（ｂ）は、インゴット３の切断途中の状態を示し、図８（ｃ）は、インゴット３の切断終了間近の状態を示している。
【００４０】
図８に示すように、従来例に係る製造装置１０１には、第３ノズル部が設けられていない。よって、切断初期段階では、図８（ａ）に示すように、加工液の一部１３９はインゴット３の加工部分に供給されないで外方に排出されてしまう。
【００４１】
また、切断中間段階では、図８（ｂ）に示すように、ワイヤ放電加工によってインゴットに形成された隙間（切り込み）に液送シクネスゲージ１４０が挿入される、該液送シクネスゲージ１４０から加工液３９が噴射される。しかし、この液送シクネスゲージ１４０が挿入されるまでの間は、一部の加工液の外方への排出は避けられない。
【００４２】
さらに、切断終了間近においても、図８（ｃ）に示すように、加工液の一部１３９が外方に排出されてしまう。
【００４３】
（５）作用効果
本実施形態では、第３ノズル部４１は、前記ガイド３１が切断方向Ｘに移動する際に、連結された第１ガイド部３１または第２ガイド部３２（本実施形態では、第２ガイド部３３）の移動に連動して被加工物の外面（外周面５３）に沿って移動する。これによれば、インゴット３（径方向）のどの部位を切断する際においても、切断加工部分に有効に加工液を供給することができる。また、切断加工の全工程において、無人で運転が可能になるため、省力化が図れるという効果がある。
【００４４】
また、本実施形態では、第３ノズル部４１における加工液３９を供給する供給面４９は、セラミックス製インゴット３の外周面５３と略同一の曲率半径に形成されている。このため、第３ノズル部４１をインゴット３の外周面５３に沿ってスムーズに移動させることができ、切断加工部分に加工液３９を効率的に供給することができる。
【００４５】
さらに、本実施形態では、第２ガイド部３３と第３ガイド部４１とが連結される連結アーム４５は、セラミックス製インゴット３の外周面５３と略同一の曲率半径に形成されている。これによれば、連結アーム４５が第３ノズル部４１の移動を阻害することなく、第３ノズル部４１をスムーズにインゴット３の外周面５３に沿って移動させることができる。
【００４６】
そして、本実施形態では、セラミックス製板状体の製造方法は、板状体製造工程と、加工液供給工程とを含む。これによれば、インゴット３の径方向のどの部位を切断する際においても、切断加工部分に有効に加工液を供給することができる。また、切断加工の全工程において、無人で運転が可能になるため、省力化が図れるという効果がある。
【００４７】
（６）その他の実施形態
なお、前述した実施の形態の開示の一部をなす論述及び図面はこの発明を限定するものであると理解すべきではない。この開示から当業者には様々な代替実施の形態、実施例及び運用技術が明らかとなろう。
【００４８】
上述した実施形態では、第３ノズル部４１を第２ガイド部３３に連結させたが、これに限定されず、第３ノズル部４１を第１ガイド部３１に連結させても良い。
【００４９】
また、上述した実施形態では、インゴット３は、円柱状に形成されているが、これに限定されず、柱状（多角形状）であっても良い。
【００５０】
このように、本発明は、ここでは記載していない様々な実施の形態などを含むことは勿論である。したがって、本発明の技術的範囲は、上述の説明から妥当な特許請求の範囲に係る発明特定事項によってのみ定められるものである。
【符号の説明】
【００５１】
１…セラミックス製板状体の製造装置
３…セラミックス製インゴット
５…一端面
７…他端面
３１…第１ガイド部
３３…第２ガイド部
３５…ワイヤ
３７…ガイド
３９…加工液
４１…第３ノズル部
４５…連結アーム
４９…供給面
５３…外周面
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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