(57)【要約】【課題】  高い耐久性を有するワイヤソー等を提供する。【解決手段】  ワイヤソー用線材は、石英ファイバからなる芯線と、前記芯線の外周に形成され、前記芯線を保護する樹脂層と、前記樹脂層の外周に形成される導電層と、前記導電層の外周にめっきにより形成される前記導電層よりも被覆厚さが厚い砥粒保持層を具備し、前記樹脂層の樹脂の伸び値は、５％以上であり、前記樹脂層の樹脂の弾性率が８００ＭＰａ以上であり、さらに、前記樹脂層の樹脂の伸び／前記砥粒保持層の金属の伸びが１．０以上であり、前記樹脂層に用いる樹脂をガラス板面に塗布してピール試験にて樹脂を剥す際に必要な引き剥がし力を評価した前記樹脂層の対ガラス密着強度が２．０Ｎ／ｍｍ以上である。【選択図】図２
2015136745.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
石英ファイバからなる芯線と、
前記芯線の外周に形成され、前記芯線を保護する樹脂層と、
前記樹脂層の外周に形成される導電層と、
前記導電層の外周にめっきにより形成される前記導電層よりも被覆厚さが厚い砥粒保持層を具備し、
前記樹脂層の樹脂の伸び値は５％以上であり、前記樹脂層の樹脂の弾性率が８００ＭＰａ以上であり、
さらに、前記芯線を被覆する前記樹脂層の樹脂の伸び／前記砥粒保持層の金属の伸びが１．０以上であり、
前記樹脂層に用いる樹脂をガラス板面に塗布してピール試験にて樹脂を剥す際に必要な引き剥がし力を評価した前記樹脂層の対ガラス密着強度が２．０Ｎ／ｍｍ以上であることを特徴とするワイヤソー用線材。
【請求項２】
前記樹脂層の厚さは、１０〜３０μｍで、最外層の前記砥粒保持層がニッケル、銅、スズのいずれかの金属から成ることを特徴とする請求項１に記載のワイヤソー用線材。
【請求項３】
前記導電層を形成する微粒子は導電性粒子であり、前記導電層の厚さが２〜１０μｍであり、前記導電層の体積抵抗率が１０-３〜１０-６の範囲であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のワイヤソー用線材。
【請求項４】
前記芯線は、外径が６０〜３００μｍで、抗張力が５０００ＭＰａ以上であることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれかに記載のワイヤソー用線材。
【請求項５】
請求項１から請求項４のいずれかに記載のワイヤソー用線材を用い、
前記導電層の外周に形成される前記砥粒保持層と、
前記砥粒保持層に保持される砥粒と、
を具備し、
前記砥粒保持層がめっきで形成されることを特徴とするワイヤソー。
【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などの難削材からウェハの切り出し等を行うことが可能なワイヤソー等に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、例えばシリコンインゴットをスライス加工してシリコンウェハを得るためには、ワイヤが用いられてきた。例えば、鋼線ワイヤを用いて、砥粒を含むスラリを供給しながら、加工対象をスライスする方法があった。
【０００３】
しかし、このような方法では、砥粒や被加工物の切断屑を多量に含んだ研削廃液が発生する。したがって、この処理が必要になるとともに、環境負荷も大きいという問題がある。
【０００４】
そこで、ピアノ線等の金属線の外周部に砥粒を樹脂で保持したワイヤソーを用いる方法がある。このような方法では多量の廃液が不要になる。
【０００５】
しかし、ピアノ線等の金属線を芯材にしたワイヤソーを用いた切断方法においては、通常、ワイヤに張力を付与した状態で、被加工物を切断する。このため、ワイヤの破断の問題がある。このため、耐久性を確保するためには、ワイヤ径を所定以上とする必要がある。しかしながら、ワイヤ径が大きくなると、切断代が多くなるため、歩留まりが低下するという問題がある。
【０００６】
これに対し、芯材に石英ガラスを用いたワイヤソーを用いる方法がある（特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２０１２−２２８７７１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
特許文献１の方法は、芯材に抗張力の高い石英ガラスを用いているため、ワイヤ径が小さいワイヤソーを作ることができる。また、芯線外周に樹脂層を形成しているため、砥粒が芯材と接触することを防止できる。
【０００９】
しかしながら、ワイヤソーに張力が付与された際、芯材は十分張力に耐えられるとしても、樹脂層等が破断する恐れがある。この場合、芯材が露出するため、芯材と被削体等とが接触し、芯材が破断する恐れがある。
【００１０】
本発明は、このような問題に鑑みてなされたもので、高い耐久性を有するワイヤソー等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】
【００１１】
前述した目的を達するために第１の発明は、石英ファイバからなる芯線と、前記芯線の外周に形成され、前記芯線を保護する樹脂層と、前記樹脂層の外周に形成される導電層と、前記導電層の外周にめっきにより形成される前記導電層よりも被覆厚さが厚い砥粒保持層を具備し、前記樹脂層の樹脂の伸び値は、５％以上であり、前記樹脂層の樹脂の弾性率が８００ＭＰａ以上であり、さらに、前記芯線を被覆する前記樹脂層の樹脂の伸び／前記砥粒保持層の金属の伸びが１．０以上であり、前記樹脂層に用いる樹脂をガラス板面に塗布してピール試験にて樹脂を剥す際に必要な引き剥がし力を評価した前記樹脂層の対ガラス密着強度が２．０Ｎ／ｍｍ以上であることを特徴とするワイヤソー用線材である。
【００１２】
前記樹脂層の厚さは、１０〜３０μｍで、最外層の前記めっき層がニッケル、銅、スズのいずれかの金属から成ることが好ましい。
【００１３】
前記導電層を形成する微粒子は導電性粒子であり、前記導電層の厚さが２〜１０μｍであり、前記導電層の体積抵抗率が１０-３〜１０-６の範囲であることが望ましい。
【００１４】
前記芯線は、外径が６０〜３００μｍで、抗張力が５０００ＭＰａ以上であることが望ましい。
【００１５】
第１の発明によれば、芯線が石英ファイバで構成されるため、従来使用されてきたピアノ線に比べ大きな抗張力を有する。したがって、ピアノ線を用いたワイヤソーの芯線より、芯線径を細くすることができる。したがって、ワイヤの耐久性に優れ、切断時の被削材の歩留まりが高いワイヤソーを得ることができる。
【００１６】
また、樹脂層の伸びが５％以上であるため、芯線に張力が付与された際に樹脂層が破断することを抑制することができる。特に、樹脂層の樹脂の伸び／めっき層の金属の伸びが１．０以上であるため、より確実に、樹脂層が破断することを抑制することができる。また、樹脂層とガラスとの密着性が優れるため、樹脂層から芯線が抜けることを抑制することができる。さらに、樹脂層の弾性率が８００ＭＰａ以上であるため、砥粒が樹脂層に埋め込まれることを抑制することができる。
【００１７】
また、樹脂層の厚さが、１０〜３０μｍであれば、砥粒から芯線を効率よく保護することができる。また、めっき層がニッケル、銅、スズのいずれかの金属から成るため、めっきが容易であり、砥粒を確実に保持することができる。
【００１８】
また、導電層の厚さを２〜１０μｍとし、導電層の体積抵抗率が１０-３〜１０-６の範囲であれば、めっき層を形成するめっきが容易である。
【００１９】
また、芯線の外径が６０〜３００μｍで、抗張力が５０００ＭＰａ以上であれば、切断時のロスが少なく、芯線の破断も抑制することができる。芯線の外径は望ましくは、６０〜３００μｍである。
【００２０】
第２の発明は、ワイヤソー用線材を用い、前記導電層の外周に形成される前記めっき層と、前記めっき層に保持される砥粒と、を具備し、前記めっき層がめっきで形成されることを特徴とするワイヤソーである。
【００２１】
第２の発明によれば、ワイヤソーの破断等を防止するとともに、高い効率で確実に切断対象物のスライス加工を行うことができる。
【発明の効果】
【００２２】
本発明によれば、高い耐久性を有するワイヤソー等を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】切断装置１を示す図。
【図２】ワイヤソー７の断面図。
【図３】ファイバ製造装置２０を示す概略図。
【図４】ワイヤソー製造装置４０を示す概略図。
【図５】ワイヤソー線材破断強度測定装置６０を示す図。
【図６】ワイヤソー用線材の破断状態を示す図で、（ａ）は全体が破断した状態を示す図、（ｂ）は樹脂層１３等が破断した状態を示す図。
【図７】ワイヤソー用線材３５の耐破断性の評価方法を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下、図面を参照しながら、本発明の実施形態について説明する。図１は、切断装置１を示す概略図である。切断装置１は、切断対象物であるインゴット３を保持する保持部５と、ワイヤソー７を移動させるための多溝を有するローラ９と、保持部５およびローラ９を駆動するための図示を省略したモータ等から構成される。なお、切断対象物はシリコンもしくはサファイア、ＳｉＣ、化合物半導体やガラス、セラミックスなどの硬脆材料である。
【００２５】
切断装置１では、ローラ９の外周に、所定の張力が付与された状態でワイヤソー７が多数回巻回される。ワイヤソー７は一方の側から送られ（図中矢印Ａ方向）、他方の側から巻き取られる（図中矢印Ｂ方向）。駆動モータによってローラ９を可逆回転することにより、ワイヤソー７をローラ９間で往復動させることができる。
【００２６】
半導体用シリコン等のインゴット３を保持部５で保持させた状態で、ワイヤソー７の移動方向に対して垂直に移動させる（図中矢印Ｃ方向）。保持部５に所定の荷重を付与し、インゴット３をワイヤソー７に接触させることで、ワイヤソー７によりインゴット３が切断される。すなわち、インゴット３を一度に多数枚の加工物にスライス切断することができる。なお、本発明の切断方法は、図示した例に限られず、本発明によるワイヤソーを用いて行う切断加工にはすべて適用可能である。ワイヤソー７での切断の際には、切断時のワイヤへの摩擦力による負荷を軽減するために、潤滑油を塗布しながら切断を行う。
【００２７】
次に、ワイヤソー７について説明する。図２は、ワイヤソー７の断面図である。ワイヤソー７は、主に芯線１１、樹脂層１３、導電層１５、めっき層１７、砥粒１９等から構成される。
【００２８】
（芯材）
芯線１１は、外径が６０〜３００μｍの石英ファイバである。芯線１１の径を細くし過ぎると、使用時におけるワイヤソーの破断の恐れがある。また、芯線１１の径を太くし過ぎると切断対象物の切断代が大きくなるため、歩留まりが低下し、多量の切粉が生じる恐れがある。例えば、高純度石英ファイバを用いる場合は、気相合成したガラスファイバが用いられ、不純物を含まず、高い抗張力を有する。芯線１１としては、５０００ＭＰａ以上の抗張力を有するものが望ましい。このような芯線１１としては、例えば、従来光ファイバとして使用されるガラスファイバを用いることができる。このような高純度石英ファイバを用いれば、芯材の弾性係数は７２０００ＭＰａとなる。
【００２９】
（樹脂層）
芯線１１の外周には、樹脂層１３が設けられる。樹脂層１３は、芯線１１を保護するためのものである。
【００３０】
前述のように、石英ファイバは、極めて高い抗張力を有するが、石英ファイバの材料の不均一性や材料の内部や表面に少しでも欠陥が存在すると、曲げ変形に対して、折損の恐れがある。このため、芯線１１の周囲を樹脂層１３で被覆することで、ワイヤソー７を曲げた際の応力が、ワイヤソー７の一か所に集中することを防ぎ、芯線１１の折損を防止することができる。このため、ワイヤソー７をボビン等に巻き付け、また、前述した切断装置１において、ローラ９間に巻き付けても、ワイヤソー７の折損を防止することができる。
【００３１】
また、樹脂層１３は、後述する砥粒１９と芯線１１との接触を防止する。すなわち、砥粒１９との接触により芯線１１が傷つくことを防止でき、これによる芯線１１の破断を防止することができる。
【００３２】
ワイヤソー７に曲げ性を付与し、砥粒１９の食い込みを防止するためには、樹脂層１３の厚さは１０〜３０μｍが好ましい。樹脂層１３が１０μｍ以下であると、ワイヤソー７を曲げた際の応力集中防止効果が不足するとともに、砥粒１９の食い込み防止性が不十分になる。また、樹脂層１３の厚みが３０μｍを超えると、ワイヤソー７の外径が大きくなり被削材の切削時の歩留りが悪くなるとともに、樹脂層１３を形成する際に、樹脂の硬化に時間を要する。
【００３３】
また、ワイヤソー７の曲げ性と、砥粒１９の食い込み防止性を考慮すると、樹脂層１３の弾性係数は、８００ＭＰａ以上であることが望ましい。弾性率が８００ＭＰａ未満であると、砥粒１９の食い込み防止性が不十分になる。
【００３４】
なお、ワイヤソー７の曲げ性を考慮すると、樹脂層１３の弾性係数が大きくなりすぎると（例えば５０００ＭＰａを超えると）、ワイヤソー７の曲げ性が悪くなり、破断の原因になりうるため、弾性率は、使用条件等に応じて適宜設計するが、弾性率の上限は５０００ＭＰａ以下が望ましい。なお、樹脂層１３の弾性係数の調整は、原料ポリマーの分子量や重合度や架橋度、フィラーの粒径や添加量を調整することにより調整すればよい。
【００３５】
また、樹脂層１３を構成する樹脂の伸びは、５．０％以上であることが望ましい。樹脂層１３の伸びが５．０％未満では、樹脂層１３が芯線１１や他層の伸びに追従できず、樹脂層１３が破断する恐れがある。芯線１１が破断しなくても、樹脂層１３が破断すると、芯線１１の一部が樹脂層１３から抜けて露出する。このため、芯線１１の露出部に応力集中が生じて芯線１１が折損する恐れがある。
【００３６】
なお、樹脂の伸びが大きくなると、一般的に樹脂の弾性係数が小さくなる傾向にある。このため、例えば樹脂層１３の樹脂の伸びが大きすぎると（例えば１００％を超えると）、切削時に、樹脂層１３がせん断変形して、砥粒を保持するめっき層が変形したりして切削性が悪くなる恐れがある。このため、樹脂層１３の伸びは、使用条件等に応じて適宜設計する。すなわち、樹脂層１３を構成する樹脂としては、伸びが５．０％以上であり、かつ、弾性係数が８００ＭＰａ以上の樹脂を選択することが望ましい。
【００３７】
また、樹脂層１３と芯線１１との密着強度が、２．０Ｎ／ｍｍ以上であることが望ましい。樹脂層１３と芯線１１の密着強度は、樹脂層１３に用いる樹脂をガラス板面に塗布して、ピール試験にて樹脂を剥す際に必要な引き剥がし力で評価される。樹脂とガラスとの密着強度が２．０Ｎ／ｍｍ未満では、芯線１１が樹脂層１３から容易に抜けてしまう恐れがあるが、密着強度が２．０Ｎ／ｍｍ以上では、芯線のガラスと樹脂層の密着性が保持されるため、芯線から樹脂層が抜けることがない。
【００３８】
なお、このような樹脂層１３としては、いずれの樹脂も適用可能である。例えば、ウレタンアクリレート系やエポキシアクリレート系といったラジカル硬化型紫外線硬化樹脂、エポキシ樹脂系のカチオン硬化型紫外線硬化樹脂、エポキシ系及びポリイミド系の熱硬化樹脂を適用することができる。なお、生産性の観点から紫外線硬化樹脂が好ましい。
【００３９】
（導電層）
樹脂層１３の外周には、導電層１５が設けられる。導電層１５は、後述するめっき層１７を形成するための層で、樹脂被覆された芯線の外周に後述するめっき層１７を形成するための層である。導電層１５は、樹脂層１３と砥粒保持層であるめっき層１７の間に形成される。このため、導電層１５が変形することで、切断時の応力を吸収して、めっき層１７に担持された砥粒１９が樹脂層１３に食い込むことを防止する緩衝層としての役割も果たす。緩衝層としての役割は付随的なものであることから、十分な導電性を付与できる限りにおいては、導電層の厚さは薄い方が望ましい。
【００４０】
導電層１５は、紫外線硬化樹脂に銀や銅などの金属粒子１６を添加したものである。導電性を考慮すると、金属粒子１６は銀であることが望ましい。導電層１５の体積抵抗率としては、たとえば、１０−３〜２×１０−６Ω・ｃｍ程度であればよいが、より低い方が好ましい。体積抵抗率が高すぎると、めっき層１７の形成が困難であるためである。また、体積抵抗率を低下させるために、金属粒子１６を過剰に添加すると、逆にその金属粒子が紫外線を遮断して、導電層１５を構成する紫外線硬化樹脂に紫外線が全体に行き渡らず、樹脂を硬化させることが困難となるためである。
【００４１】
すなわち、上述の体積抵抗率となるように、金属粒子１６の添加量が設定される。たとえば、銀の体積抵抗率１．６×１０−６Ω・ｃｍで、銀粒子を導電層に分散させることで、導電層の体積抵抗率を前記の範囲にすることが実現できるが、望ましくは、１０−３〜２×１０−６Ω・ｃｍである。
【００４２】
めっき層１７を安定的に形成するためには、導電層１５の体積抵抗率を前述の範囲とする必要がある。従って、金属粒子の体積抵抗率は少ない方が導電層の抵抗を低下させることができるので望ましい。また、体積抵抗率が低い金属粒子を用いれば、導電層１５は薄くすることができるので、導電層１５に用いる金属粒子の体積抵抗率は低ければ、低いほど良い。
【００４３】
なお、導電層１５は、外表面に均一にめっき層１７を形成できればよく、例えば、導電層の層厚は、２〜１０μｍであり、金属粒子の粒子径は、導電層の層厚に応じて決定すれば良い。例えば、導電層の層厚が１０μｍの場合に、金属粒子の粒子径が１０μｍを超えると、導電層の層厚を超えてしまうと同時にワイヤソー７の径が大きくなる。したがって、粒子径は、１０μｍ以下であることが望ましく、導電層中への粒子の配置を考えると、現実的には、粒子径の最大値は８μｍ以下が望ましい。また、粒子径の下限値としては、コストなどの点で使用できる金属粒子の径が制限されるために、金属粒子の粒子径は０．１μｍ以上が望ましい。従って、導電層に使用する粒子は、０．１μｍ以上８μｍ以下が望ましく、さらに望ましくは０．１μｍ以上６μｍ以下である。
【００４４】
（めっき層）
めっき層１７は、金属めっきで砥粒１９を固定する砥粒保持層である。めっき層１７は、砥粒１９を保持できればいずれの金属でも良いが、ニッケル、銅、スズ、銀、金のいずれかの金属で構成されることが望ましく、特には、銅、スズ、銀、金などのやわらかい金属で構成することが望ましい。
【００４５】
ここで、樹脂層１３の樹脂の伸び／めっき層１７の金属の伸びが１．０以上であることが望ましい。すなわち、めっき層１７の金属よりも、樹脂層１３の樹脂の方が伸びが大きいことが望ましい。樹脂層１３の伸びが、めっき層１７の伸びと比較して小さいと、樹脂層１３が最初に破断してしまい、芯線１１が樹脂層１３から抜けてしまう恐れがある。これに対して、樹脂層１３の伸びがめっき層１７の伸びより大きければ、めっき層１７の変形に樹脂層１３の変形が追従することができる。
【００４６】
（砥粒）
砥粒１９の種類・平均粒径は被切削物の種類や硬度によって適宜変更されるが、砥粒１９の種類はダイヤモンドが好ましい。密着性・生産性の観点からニッケル、チタン、パラジウムなどの金属被覆ダイヤモンドを用いても良い。この場合、砥粒１９の平均粒径は５〜５０μｍであることが望ましい。砥粒１９の径が小さすぎると、切削能力が劣る。また、粒径が大きすぎると、これを保持するためのめっき層１７の厚みを厚くする必要があることから、ワイヤソー７の外径が大きくなり歩留まりが低下する。
【００４７】
（ワイヤソーの製造方法）
次に、ワイヤソー７の製造方法について説明する。図３は、ワイヤソー７を製造するための芯線製造装置２０を示す概略図である。なお、本発明では、前述した抗張力を有する石英ファイバを製造可能であれば、その製造方法を限定するものではない。
【００４８】
まず、ファイバ母材２１を製造する。ファイバ母材２１であるガラス微粒子堆積体は、例えばＯＶＤ法（Ｏｕｔｓｉｄｅ  Ｖａｐｏｒ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ  ｍｅｔｈｏｄ）等により製造すればよい。ＯＶＤ法は、珪素を含むガラス原料を可燃性ガス、助燃性ガス等の燃焼ガスとともにバーナに導入し、火炎中でガラス原料を加水分解反応又は酸化反応させることにより、ガラス微粒子体及び微粒子体の集合体を生成させ、これを回転する堆積ターゲットとなる心棒の外周に堆積させてガラス微粒子堆積体を形成する方法である。ガラス微粒子堆積体を炉で透明化することでファイバ母材２１を得ることができる。
【００４９】
得られたファイバ母材２１を芯線製造装置２０で線引きする。芯線製造装置２０は、ヒータ２３、樹脂層被覆ダイス２５、２９、紫外線照射装置２７、３１、巻き取り装置３７等からなる。
【００５０】
まず、ファイバ母材２１をヒータ２３で加熱溶融して延伸し（図中矢印Ｅ方向）、所定の径を有するファイバ裸線３３を得る。これにより、６０〜３００μｍの芯線が得られる。次に、一定温度に加温された液状樹脂が供給された樹脂層被覆ダイス２５にファイバ裸線３３を通過させ、外周に液状樹脂を塗布する。ここで、樹脂層被覆ダイス２５のクリアランスは、例えば、紫外線照射後の硬化収縮を考慮して、被覆厚さより大きめの被覆厚さの２倍程度に設定される。次いで、紫外線照射装置２７によって塗布した液状樹脂を硬化させ、樹脂層１３を形成させる。その後、金属粒子等が添加された紫外線硬化樹脂を用いて、樹脂層被覆ダイス２９および紫外線照射装置３１により、導電層１５を形成させる。尚、熱硬化性樹脂を用いる場合は、紫外線照射装置２７により、予備加熱を行った後に、さらに補助的な加熱装置として加熱用オーブンを通過させるか、所定温度に設定した紫外線照射装置２７に変えて加熱用オーブンを使用することが必要である。
【００５１】
得られたワイヤソー用線材３５は巻き取り装置３７で巻き取られる（図中矢印Ｆ方向）。
【００５２】
（めっき層の形成方法）
次に、砥粒の電着工程を説明する。図４は、ワイヤソー製造装置４０を示す概略図である。まず、ワイヤソー用線材３５を脱脂槽４１に送る（図中矢印Ｇ方向）。脱脂槽４１は、例えば水酸化ナトリウム水溶液が蓄えられた槽であり、ワイヤソー用線材３５の外表面に付着している油分等の汚れが除去される。水洗槽４３では、表面に付着している脱脂槽４１の薬液等が洗浄される。
【００５３】
めっき槽４５は、ワイヤソー用線材３５に電解めっきを行い、ダイヤモンド砥粒を電着するための槽である。めっき槽４５は、たとえばニッケルを溶解した溶液に砥粒を分散させたニッケル浴である。めっき槽４５を通過するワイヤソー用線材３５には、陰極４９が接続される。また、めっき槽４５には陽極５１が浸漬される。陰極４９と陽極５１は、図示を省略した電源に接続される。以上により、所望の厚さのめっき層が形成される。
【００５４】
なお、砥粒には、予めカチオン系界面活性剤溶液中で処理したものが用いられる。このようにすることで、砥粒にプラスの電荷をおびさせることができる。したがって、陰極４９に接続されたワイヤソー用線材３５にクーロン力により砥粒を吸着させることができる。
【００５５】
めっき層で砥粒が保持された状態で、水洗槽４７で余分な薬剤等を洗浄し、巻き取り装置５３で巻き取られて（図中矢印Ｈ方向）、ワイヤソーが製造される。
【００５６】
本発明によれば、芯線１１が石英ファイバからなるため、例えば従来のピアノ線よりも高い抗張力を有する。このため、ワイヤソーの破断を抑制するとともに、ワイヤソーの外径を細くすることができる。
【００５７】
また、芯線１１の折損を防止するため、芯線１１の外周に樹脂層１３が設けられる。樹脂層１３の樹脂の伸びが５．０％以上であり、弾性率が８００ＭＰａ以上であるため、樹脂層１３の破断を抑制するとともに、砥粒１９が押し込まれることを抑制することができる。
【００５８】
また、樹脂層１３の樹脂の伸び／めっき層１７の金属の伸びが１．０以上であるため、樹脂層１３が最初に破断して、芯線１１が抜けることを抑制することができる。
【００５９】
また、樹脂層１３の樹脂の対ガラス密着強度が２．０Ｎ／ｍｍ以上であるため、樹脂層１３が芯線１１から剥離することを抑制することができる。
【００６０】
また、樹脂層１３の厚さが１０〜３０μｍであるため、砥粒１９が埋め込まれて芯線１１と接触することを抑制することができる。
【００６１】
また、芯線１１の外径が６０〜３００μｍで、抗張力が５０００ＭＰａ以上であれば、切断時のロスが少なく、芯線１１の破断も抑制することができる。
【００６２】
以上、添付図を参照しながら、本発明の実施の形態を説明したが、本発明の技術的範囲は、前述した実施の形態に左右されない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【実施例】
【００６３】
以下、各種のワイヤソー用線材を用いて、破断特性等を評価した。まず、表１に、評価で使用した樹脂を示す。
【００６４】
【表１】
2015136745.tif 000003
【００６５】
ここで、ＵＶ硬化樹脂は、ウレタンアクリレート系オリゴマーの分子量や管能基数、モノマー添加の有無により、伸び値を５から２００％の範囲で調整した。また、熱硬化樹脂は、エポキシ系のオリゴマーを用いて同様の調整を行い、伸び値が２％、１５％の２材料を調整した。また、ガラス密着性はシランカップリング剤を添加することで調整した。
【００６６】
各樹脂の伸びと、ヤング率（弾性係数）は、樹脂フィルムを作成して、引張破断伸びおよび２．５％モジュラスをＪＩＳ  Ｋ７１６１に準拠して測定した。
【００６７】
硬化樹脂のガラス密着力は、以下の方法で測定した。まず、洗浄したガラス板上にスピンコーターまたはバーコーター等によって樹脂を５０μｍの厚みで塗布した。次に、１５００ｍＷ、１０００ｍＪのＵＶランプによってサンプルを十分に硬化させた。得られたサンプルを１０ｍｍ幅に切り、これを引張り試験機によって９０度引き剥がし時の応力を測定することで硬化樹脂のガラス密着力を測定した。
【００６８】
ＵＶ硬化樹脂Ａ、Ｂは、ガラスとの密着力が２．０Ｎ／ｍｍ未満である。ＵＶ硬化樹脂Ｇ、Ｈは、ヤング率が８００ＭＰａ未満である。熱硬化樹脂Ａは、伸びが５．０％未満である。その他の樹脂は、伸び５．０％以上、ヤング率８００ＭＰａ以上、ガラスとの密着力２．０Ｎ／ｍｍ以上を満たす。
【００６９】
（実施例１）
次に、各樹脂を用いて樹脂層を形成し、めっき層として伸びが５％のニッケルめっきを行ったワイヤソー用線材を作成し、ワイヤソーの芯線の抜けの有無および耐側圧破断試験を行った。
【００７０】
具体的には、表１に示した樹脂を用いて、樹脂層等を形成した。なお、樹脂層の厚みは２０μｍ、導電層の厚みは６μｍとし、導電層の形成には、粒子径が４μｍ以下で、平均粒径１μｍのＡｇ粒子を用いた。
【００７１】
図５は、ワイヤソー線材破断評価装置６０を示す概略図である。まず外径１２５μｍに線引きしたガラスファイバ芯線の外周に、所定厚さの樹脂層を形成し、その外周に所定厚さの導電層を形成した。このようにして得られたワイヤソー用線材に電解めっきを施し、所定厚みの砥粒保持層を形成し、ワイヤソー用線材３５を得た。
【００７２】
次に、ワイヤソー用線材３５の両端を接着剤６３で１０ｍｍ長さにガラス板６１に固定した。これにより、ワイヤソー用線材３５の最外層とガラス板６１が接着する。次に、図示を省略した引張り装置のチャック部で両端のガラス板６１を固定する。固定時のガラス板６１間（標線間）の距離は、２５ｍｍとした。
【００７３】
図６（ａ）は、ワイヤソー用線材３５に引張力（図中Ｉ）を付与した際の、破断状態を示す図である。図６（ａ）に示す例では、芯線１１とともに、樹脂層１３、導電層１５、めっき層１７が破断している。すなわち、このような破断状態では、芯線１１が樹脂層１３から抜けておらず、芯線１１が破断する直前まで外部に露出することがない。
【００７４】
図６（ｂ）は、ワイヤソー用線材３５に引張力（図中Ｊ）を付与した際の、他の破断状態を示す図である。図６（ｂ）に示す例では、芯線１１が破断するよりも先に、樹脂層１３等が破断する。したがって、樹脂層１３から芯線１１が抜けて外部に露出する。芯線１１が露出すると、芯線１１は曲げや被削体等との接触で容易に破断する。すなわち、芯線１１の抗張力以下の状況でも破断する恐れがある。
【００７５】
このように、固定した試料の片端を垂直方向に引っ張ることで、せん断方向の荷重を付与し、ワイヤソー用線材３５の破断形式が、全体で破断したか、樹脂層１３等から芯線１１の抜けが生じたかを目視により観察した。なお、芯線１１の抜けが生じたものを×とし、抜けが生じなかったものを○とした。
【００７６】
図７（ａ）は、ワイヤソー用線材３５の耐側圧破断強度の試験方法を示す図である。まず、一対の金属板５５の間にワイヤソー用線材３５を配置して、金属板５５によってワイヤソー用線材３５を挟み込むようにして荷重Ｋを付与した。なお、金属板５５は８ｍｍ長さのものを用いた。
【００７７】
図７（ｂ）に示すように、金属板５５の表面には、あらかじめ接着剤によってダイヤモンド砥粒５７を固定した。すなわち、ワイヤソー用線材３５は、ダイヤモンド砥粒５７によって上下から押圧される。この際、金属板５５に付与する荷重を１ｋｇずつ増加していき、ワイヤソー用線材３５が破断した際の荷重を計測した。すなわち、耐側圧破断性の数値（ｋｇ）が大きいほど、耐破断性に優れ、破断しにくいワイヤソー用線材であることを示す。
【００７８】
なお、実機でかかりうる張力を参考にして耐側圧破断性の数値が３ｋｇ以上を○と判断し、３ｋｇ未満を×とした。なお、総合的な判定としは、芯線の抜けがなく、耐側圧破断試験で３．０ｋｇを超えたものを○とし、前記評価項目のいずれかに×がある場合は、判定を×とした。結果を表２に示す。
【００７９】
【表２】
2015136745.tif 000004
【００８０】
表２に示すように、ガラスとの密着力の弱い樹脂を用いたＮｏ．１、２は、芯線の抜けが見られたため、判定が×となった。また、ヤング率の低い樹脂を用いたＮｏ．７、８は、耐側圧破断試験の結果が×となった。また、樹脂の伸びが小さく、めっき層の金属の伸び（５％）に対する比が１．０未満であるＮｏ．９は、芯線の抜けが見られたため×となった。その他のサンプルは、伸び、ヤング率、ガラスとの密着力などが、本発明の範囲内であるため、評価が○となった。
【００８１】
（実施例２）
次に、実施例１と同様に、各樹脂を用いて樹脂層を形成し、めっき層として伸び量を変更したニッケルめっきを行ったワイヤソー用線材を作成し、ワイヤソーの芯線の抜けの有無および耐側圧破断試験を行った。ここで、ニッケルめっきはめっき液組成やめっき温度を変更し、めっき硬度を調整することで伸び値を５％及び１５％に変更した。なお、樹脂層の厚みは２４μｍとし、導電層の厚みは４μｍとし、導電層の形成には、粒子径が２μｍ以下で、平均粒径０．５μｍのＣｕ粒子を用いた。結果を表３に示す。
【００８２】
【表３】
2015136745.tif 000005
【００８３】
Ｎｏ．１１〜１３ともに、伸び、ヤング率、ガラスとの密着力などが、本発明の範囲内であるため、評価がすべて○となった。
【００８４】
（実施例３）
次に、実施例１と同様に、各樹脂を用いて樹脂層を形成し、めっき層として伸びが１０％のＣｕめっきを行ったワイヤソー用線材を作成し、ワイヤソーの芯線の抜けの有無および耐側圧破断試験を行った。なお、樹脂層の厚みは２０μｍとし、導電層の厚みは５μｍとし、導電層の形成には、粒子径が２μｍ以下で、平均粒径０．５μｍのＡｇ粒子を用いた。結果を表４に示す。
【００８５】
【表４】
2015136745.tif 000006
【００８６】
Ｎｏ．１４は、伸びは５．０％以上であるが、めっき層の金属の伸びとの比（樹脂の伸び／金属の伸び）が、１．０未満であるため、芯線の抜けが見られた。これは、金属よりも先に樹脂が破断し、芯線と樹脂とが剥離したためである。また、ヤング率が８００ＭＰａ未満であるＮｏ．１７、１８は、耐側圧破断試験が×となった。その他のサンプルは、伸び、ヤング率、ガラスとの密着力などが、本発明の範囲内であるため、評価が○となった。
【００８７】
（実施例４）
次に、ワイヤソー用線材の樹脂層及び導電層の厚さとワイヤソーの生産性について評価した。結果を表５に示す。この際、導電層に加える金属粒子の粒子径１μｍ未満で、平均粒子径０．４μｍの粒子を用いた。
【００８８】
【表５】
2015136745.tif 000007
【００８９】
Ｎｏ．１９〜２５で使用した樹脂はいずれも伸び、ガラス密着性、強度において本発明の範囲を満たしている。しかし、樹脂層が薄いＮｏ．１９では砥粒の食い込みを抑えられず、耐側圧破断性試験で破断した。したがって、生産性を×とした。また、導電層が薄いＮｏ．２１は電解めっきに必要な導電性が得られず、めっき層を形成することができなかった。したがって、生産性を×とした。
【００９０】
また、樹脂厚さが厚いＮｏ．２４は充分な強度があるもののワイヤ径が大きくなり、切断代が多くなるため、歩留まりが低下することから好ましくない。同様にコストの面から、導電層の厚みが厚いＮｏ．２５も導電層に用いる金属量が増加しコストアップにつながるため、好ましくない。これに対し、Ｎｏ．２０、２２、２３は、樹脂層および導電層の厚みが最適であり、生産性は良好であった。
【符号の説明】
【００９１】
１………切断装置
３………インゴット
５………保持部
７………ワイヤソー
９………ローラ
１１………芯線
１３………樹脂層
１５………導電層
１７………めっき層
１９………砥粒
２０………ワイヤソー製造装置
２１………ファイバ母材
２３………ヒータ
２５………樹脂層被覆ダイス
２７………紫外線照射装置
２９………樹脂層被覆ダイス
３１………紫外線照射装置
３３………ファイバ裸線
３５………ワイヤソー用線材
３７………巻き取り装置
４０………ワイヤソー製造装置
４１………脱脂槽
４３………水洗槽
４５………めっき槽
４７………水洗槽
４９………陰極
５１………陽極
５３………巻き取り装置
５５………金属板
５７………ダイヤモンド砥粒
６０………ワイヤソー線材破断評価装置
６１………ガラス板
６３………接着剤
【図１】
2015136745.tif 000008
【図２】
2015136745.tif 000009
【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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