(57)【要約】【課題】半導体、シリコンウエハ等の電気部品材料の被切断物の切断面の表面精度を低下させることなく生産性が高い電着固定式ソーワイヤの製造方法を提供すること。【解決手段】金属コーティングした砥粒２を金属線１に付着させ、当該金属線１に電気メッキにて金属メッキしてそのメッキ層４で上記砥粒２を固定するソーワイヤの製造方法において、上記電気メッキの前に金属線１に置換メッキ（無電解メッキ）によって砥粒２を固着させ、その後、上記電気メッキによる金属メッキ層４により砥粒に対する固定を強化するソーワイヤの製造方法。【選択図】図  １
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属コーティングした砥粒を金属線に付着させ、当該金属線に電気メッキにて金属メッキしてそのメッキ層で上記砥粒を固定するソーワイヤの製造方法において、
上記電気メッキの前に金属線に置換メッキ（無電解メッキ）によって砥粒を付着させ、その後、上記電気メッキによる金属メッキ層により砥粒に対する固定を強化するソーワイヤの製造方法。
【請求項２】
金属コーティングした砥粒を金属線に付着させ、当該金属線に電気メッキにて金属メッキしてそのメッキ層で上記砥粒を固定するソーワイヤの製造方法であって、
上記電気メッキの前に金属線に置換メッキ（無電解メッキ）によって砥粒を付着させ、その後、上記電気メッキよる金属メッキ層で砥粒を固定するソーワイヤの製造方法において、
上記金属線を置換メッキで析出させる金属よりもイオン化傾向が大きく、標準単極電位差が置換開始に必要な０．６Ｖ以上である材料によるものとし、
砥粒の金属コーティングは置換メッキで析出させる金属よりイオン化傾向が小さい金属、もしくは置換メッキで析出させる金属よりもイオン化傾向が大きく、標準単極電位差が置換開始に必要な０．６Ｖよりも小さい材料によるものとし、
金属線に置換メッキによってメッキ金属と砥粒とを析出させ、
上記置換メッキ層で砥粒が付着された金属線に電気メッキによる金属メッキを施して上記砥粒の上記金属線表面に対する固定を強化するソーワイヤの製造方法。
【請求項３】
上記金属線が鋼線であり、上記置換メッキ金属が銅であり、砥粒コーティング層がニッケルであり、上記電気メッキ金属がニッケルである請求項２のソーワイヤの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、半導体、シリコンウエハ、水晶、磁性材料などで代表される電気部品材料などの高価な素材を切断するのに用いられるソーワイヤの製造方法に関するものであり、電着層によって砥粒を固定した固定砥粒式ソーワイヤについて、その砥粒分布を均一にしたものの生産性を改良してその生産コストを低減することができるものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、細い金属線の表面に微細な砥粒を固定した固定砥粒式ソーワイヤが用いられている。この従来の固定砥粒式ソ−ワイヤは、例えば、線径０．２ないし１．０ｍｍに伸線加工した金属線に電着層（メッキ層）を形成し、当該電着層に砥粒を埋設して固定したものがある。このものの製造方法は、上記金属線を砥粒を分散・沈殿させたメッキ液（Ｎｉメッキ液等）中を通し、メッキ処理時に金属線表面にメッキ層の成長と共に砥粒が付着するようにしたものである（特開昭６３−２２２７５号公報）。このような電着メッキによるソーワイヤは、基本的には図２に示すようなものであり、金属線材２７にメッキ層２６を形成し、このメッキ層２６によって微小な砥粒２５を固定するものである。
【０００３】
この場合、金属線表面に十分な厚さのメッキ層２６で砥粒２５を固定したソーワイヤは、砥粒２５の金属線２７への固着は十分で、したがって、長時間に亘って切削性能が維持される。しかし、そのためには十分な厚さのメッキ層を形成する必要があり、砥粒２５が大径であるほどこの傾向が顕著である。そして、十分な厚さのメッキ層２６を形成するには、金属線２７をメッキ液中を低速で通過させて、その間に金属線の表面に所要厚さのメッキ層２６を形成させる必要がある。したがってこのような製造方法はソーワイヤの生産性が悪く、その生産コストが高い。
【０００４】
さらに、この電気メッキによる製造方法は、金属線２７を連続的に移動させながら砥粒２５を同金属線の表面に着床させていく方式であるため、砥粒２５と金属線２７との相互間にはその着床過程においても常に相対的な動きがある。この相対的な動きのため、砥粒径が大きい場合には、メッキ層２６が成長して砥粒が金属線２７に確実に着床される前に、金属線から落下してしまうので、金属線２７に固定できる砥粒径の大きさには限界があり、したがって、使用可能な砥粒径の範囲が余り広くない。この問題を解決するために、線材の送りを間欠的にするものが特開平７−２２７７６７号公報に記載されている。このものは、金属線を間欠的に送るものであるから、メッキ層の厚さ、砥粒の付着密度が安定しない可能性がある。
【０００５】
また、上記製造方法において、金属コ−ティング（例えばＮｉコーティング）した砥粒を使うと固着速度が速くなり、ソーワイヤの生産性が上がることが知られている。ところが、上記電気メッキでＮｉコーティングされた砥粒を使用すると、砥粒が凝集した状態で金属線表面に固着することが発生する。これは、金属線上に接触あるいは固着した砥粒の表面にも陰極の電流が流れて、そこに別の砥粒が固着されてしまうからである。このように砥粒が凝集して付着するとその部分の径が大きくなり、また、砥粒の付着も不均一になり、被切断物の表面精度が大きく低下（悪化）してしまう。
【特許文献１】特開昭６３−２２２７５号公報
【特許文献２】特開平７−２２７７６７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
この発明は、砥粒の凝集を防止し、砥粒径がほぼ均一であって、被切断物の切断面の表面精度を低下させることがなく生産性が高い電着固定式ソーワイヤの製造方法を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この発明の解決手段は、金属線に金属コーティングした砥粒を付着させ、金属線に電気メッキにて金属メッキしてそのメッキ層で砥粒を固定するソーワイヤの製造方法について、上記電気メッキの前に金属線に置換メッキ（無電解メッキ）で砥粒を付着させ、その後、上記電気メッキしてそのメッキ層で砥粒に対する固定を強化するものである。
具体的には次の構成によるものである。
【０００８】
上記金属線を置換メッキで析出させる金属よりもイオン化傾向が大きく、標準単極電位差が置換開始に必要な０．６Ｖ以上である材料によるものとし、
（イ）砥粒の金属コーティングを置換メッキで析出させる金属よりイオン化傾向が小さい金属、もしくは置換メッキで析出させる金属よりもイオン化傾向が大きく、標準単極電位差が置換開始に必要な０．６Ｖよりも小さい材料によるものとし、
（ロ）金属線に置換メッキによってメッキ金属と砥粒とを析出させ、
（ハ）置換メッキで砥粒が付着された金属線に電気メッキを施してその金属メッキ層で砥粒の金属線表面に対する固定を強化したこと。
【発明の効果】
【０００９】
金属線を金属コーティングされた砥粒を含む置換メッキ液の中を通過させると金属線表面にメッキ金属と砥粒とが析出して付着する。このとき、砥粒の金属コーティング層に他の砥粒が付着することはないから、金属線表面への砥粒の付着は一層（単層）であり、したがって、その金属線表面の砥粒分布は均等である。そして、置換メッキ工程における金属線の移動速度は、置換メッキによる金属メッキ層から砥粒が離脱しない速さでよく、また、そのメッキ層の厚さは極めて薄く、短時間でこの置換メッキ行程は終了する。
その後、電気メッキによって金属メッキを施す。このときの電気メッキ槽には砥粒は入っていないから、砥粒の分布は変わらず、したがって、均等な分布のままで迅速にメッキ層が形成される。
したがって、砥粒分布が均等で十分な強度で固定されたソーワイヤを速やかに生産することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
本発明の実施例を以下に説明する。
【００１１】
本発明の実施例を図面に基づいて説明する。
この実施例は、線径０．２乃至１．０ｍｍの鋼線に銅（Ｃｕ）を置換メッキしたもので、この置換メッキ層（Ｃｕメッキ層）（厚さが０．０１乃至０．１μｍ）にＮｉコーティングした粒径が８０μｍの砥粒（ダイヤモンドまたはセラミック）を付着させ、この鋼線に電気メッキにて金属メッキし、そのメッキ層で砥粒を固定した固定砥粒式ソーワイヤを製造するものである。
置換メッキ（Ｃｕメッキ）で砥粒を付着させた後に、砥粒コーティングを例えば塩酸で除去し、その後に電気メッキを施してもよい。この場合は砥粒の突出した部分にはメッキは付着しないので、砥粒自体が露出しており、したがって、砥粒コーティングを除去していない場合に比して、切削性能が高い。
電気メッキ層の厚さは１０乃至１５μｍ程度であるが、半導体等のワークの切断条件により砥粒埋め込み量（深さ）を変える必要がある。一般的には電気メッキ層の厚さは砥粒径の１０乃至８０％の範囲が適当である。
この実施例の金属線の径は０．２ｍｍであり、伸線加工をスムーズにするためにブラスメッキしたものである。
【００１２】
また、この実施例の金属線材（母材）は鉄であり、置換メッキ材は銅であり、砥粒のコーティング材はニッケルである。鉄（Ｆｅ）、銅（Ｃｕ），ニッケル（Ｎｉ）のイオン化傾向等は、下記の表１のとおりである。
【表１】
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【００１３】
そして、イオン化傾向はＦｅ＞Ｎｉ＞Ｃｕであり、ＦｅとＣｕの標準単極電位差は、０．７８９Ｖであって、置換開始に必要な０．６Ｖよりも大きい。
また、銅（Ｃｕ）と鉄（Ｎｉ）の標準単極電位差は０．５９９であり、置換開始に必要な、０．６Ｖよりも小さい。
上記線材を、粒径３０乃至４０μｍのＮｉコーティング砥粒２を含む硫酸銅メッキ液（置換メッキ液）を通して、厚さ０．０５μｍのＣｕメッキ層（置換メッキ層）３を形成させる。このとき、砥粒はＮｉコーティングされており、Ｃｕメッキ層３に付着する。しかし、これは置換メッキであり、電気メッキでないので、既にメッキ層３に付着している砥粒２にさらに別の砥粒が重なって付着することはないので、砥粒の付着は単層（一層）であり、従って、付着した砥粒の分布はほぼ均等である。
上記のようにして砥粒を付着させた金属線材を電気メッキ槽に通し、これによって厚さ２０μｍのニッケルメッキ層（電気メッキ層）４を金属線表面に形成し、これによって砥粒を金属線にしっかりと固定する。
【００１４】
上記硫酸銅メッキ液の砥粒濃度については、線径の大小、砥粒径の大小の如何にもよるので、一概には決められないが、この実施例の場合は２０乃至８０重量％が適当である。砥粒濃度が高いほど砥粒密度が高くなる傾向があり、低いほど砥粒密度が低くなる傾向がある。
実際の金属線の径、砥粒コーティング金属の種類、砥粒径、砥粒濃度、置換メッキ層の厚さ、付着砥粒の密度などの諸条件下において、上記のことを勘案して、金属線の移動速度の最適値を求める。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】は、実施例の断面を模式的に示す断面図である。
【図２】は、従来例の長手方向断面を模式的に示す断面図である。
【符号の説明】
【００１６】
１：線材
２：砥粒
３：Ｃｕメッキ層
４：Ｎｉメッキ層
【図１】
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【図２】
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