(57)【要約】      （修正有）【課題】ダイヤモンドワイヤが硬脆材料をカットする効果を更に向上させ、且つダイヤモンドワイヤの使用寿命も更に延長することができるカット冷却装置を提供する。【解決手段】連続する面又は複数の面に囲繞されて形成され一時的に冷却液を滞留し蓄えることができる閉塞空間である液槽４を設け、且つ液槽４を囲繞形成する面又は各面の間が連続した閉状態又は半開放状態を呈し、且つ硬脆材料に対してカットするダイヤモンドワイヤ１のカット部位が、前記液槽４を通過し随時前記冷却液中に浸漬するとともに、前記液槽４の下に分離収集器５を設ける。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ダイヤモンドワイヤのカット冷却装置であって、
冷却液を一時的に滞留保存できる閉塞空間を有し、
カットを行うカット部位を前記閉塞空間を通過して且つ冷却液中に浸漬されるダイヤモンドワイヤを設けることを特徴とするダイヤモンドワイヤのカット冷却装置。
【請求項２】
前記閉塞空間は連続した面により囲繞されて形成されるものであることを特徴とする請求項１記載のダイヤモンドワイヤのカット冷却装置。
【請求項３】
前記閉塞空間が複数の面により囲繞されて形成されるものであることを特徴とする請求項１記載のダイヤモンドワイヤのカット冷却装置。
【請求項４】
前記囲繞されて形成された閉塞空間の面又は各面の間は連続した閉状態、開放状態或いは半開放状態の液槽を形成することを特徴とする請求項２または３に記載のダイヤモンドワイヤのカット冷却装置。
【請求項５】
前記液槽の下に分離収集器を設置し、分離収集器に回収管を設けて液槽に接続し、又、分離収集器下方に砕屑回収管を設けることを特徴とする請求項４に記載のダイヤモンドワイヤのカット冷却装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ダイヤモンドワイヤで硬脆材料をカットするときの冷却装置に関する。カット部位を冷却液を充填した液槽中に完全に浸漬し、カット能力と効果を更に強化する以外にも、線鋸の損傷が明瞭に減少する効果が得られ、且つ硬脆材料加工面の面粗度も改善できるとともに、冷却液や砕屑が周囲に飛び散ることを防止し、カット砕屑を容易に集められ又は回収できる。
【背景技術】
【０００２】
一般の硬脆材料（例えば、単多結晶シリコンインゴットカット、ガリウムヒ素インゴットカット、石英ガラスインゴットカット及びその他の硬脆材料）のカット加工時に、前記硬脆材料が硬度が高く、伝導性に優れず、脆弱性などの特質により、加工においていくつかの問題が発生する。例えば、シリコンインゴットカット技術においては、主に線鋸の生産力次第で、つまり単位時間内に生産できるシリコンウェハ数量が決まる。又、カッター設備の負荷、カット速度、カットワイヤ直径及び設備メンテナンス速度などいずれも極めて大きな影響を与える。例えば、より高速なカット速度及びより大きな負荷は、カットワイヤに大きな張力がかかるばかりか、カットワイヤが切れる可能性が高くなり、又一部をカットされたシリコンウェハが使用できなく恐れもあり、不必要なコストが発生する。その他、カットワイヤの直径が大きすぎる場合、シリコンインゴットのカット時に、損耗が多くなる。その反面、カットワイヤの直径が細すぎる場合は、線鋸が切れやすく、線鋸を交換するために生産能力に大きな影響を与える。又、シリコンインゴットカットの厚みに関わらず、その加工表面に損傷（微細なクラック、線鋸痕）、亀裂及び変質層が形成されてはならず、後段の研磨処理などに対する要求も下げることができる。
【０００３】
したがって、上述の要因を適切に平衡した後、初めて最大の生産性が達成できる。よって、線鋸加工技術は、精密な制御がなければ、それによる微細なクラック、湾曲はいずれも製品収量にマイナスの影響を与える。又、線鋸システムのカットワイヤ速度、圧力及び負荷を向上するために、カットの冷却も重要な要素の一つである。例えば、図１に示すように、前記線鋸のダイヤモンドワイヤ1は連続して複数のローラ２上に巻き付き、硬脆材料を連続して切断できる。同時に損耗後のダイヤモンドワイヤ1も卷装され回収できるので時間が節約でき、又、1回で複数の片をカットできる。同時に、図2に示すようにカット部の各側に冷却液を噴出するノズル3を設けて、カットを行っている部位に冷却液を噴出する。この目的は冷却液により加工時に発生する熱エネルギーを冷却する以外にも、ダイヤモンドワイヤ１とワークピース上に付着したカット砕屑を洗い流すことができ、カット能力を向上させ、カット表面の表粗度が改善し、且つワークの湾曲変形が有効に低減できる。
【０００４】
しかしながら、前記ダイヤモンドワイヤ１は硬脆材料のカット部位でのみ、冷却液と接触して洗浄、冷却されるが、その接触時間は非常に短く、すぐに冷却液から遠ざけられる。又は、カットされる切り口内の空気が排出されないために冷却液が切り口内に侵入できない場合もある。よって、ダイヤモンドワイヤ１が受ける冷却作用は非常に限定的であり、更には前記ダイヤモンドワイヤ１の切断能力、切断速度及び加工面の表粗度などの欠失に影響を与える。
【０００５】
更に、ダイヤモンドワイヤ１はワークを高速にカットするとき、ワークが硬脆材料であるために、砕屑及び粉塵が発生する。カット部位に冷却液を噴出する場合、冷却液が高速のダイヤモンドワイヤ１に激しく衝突するので、冷却液が周囲に飛び散り、砕屑と冷却液は集めにくく回収が困難になる欠点が発生する。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
以上より、前述の周知のダイヤモンドワイヤのカット能力、カット速度及び加工面粗度の影響を改善するため、本発明はダイヤモンドワイヤが硬脆材料をカットするときのカット部位を、一時的に冷却液を滞留保存する閉塞空間である液槽内に装填された冷却液中に随時浸漬させる。それにより、ダイヤモンドワイヤが硬脆材料をカットする効果を更に向上させ、且つダイヤモンドワイヤの使用寿命も更に延長することができる。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明が解決しようとする技術発明は、一時的に冷却液を滞留保存する閉塞空間を有し、ダイヤモンドワイヤがカットするカット部位を前記閉塞空間に通過させるとともに、前記ダイヤモンドワイヤのカット部位を冷却液中に浸漬させる。
【０００８】
上記発明において、前記閉塞空間は連続した面により囲繞されて形成されるものである。
【０００９】
上記発明において、前記閉塞空間は複数の面により囲繞されて形成されるものである。
【００１０】
上記発明において、前記囲繞されて形成される閉塞空間の面又は各面の間に、連続した閉状態又は半開放状態の液槽を形成する。
【００１１】
前記発明において、前記液槽の下に分離収集器を設置し、且つ分離収集器上に設置した冷却液回収管を液槽に接続し、又砕屑回収管を設置して砕屑を集めて回収する。
【発明の効果】
【００１２】
従って、上述の本発明において、冷却液中にダイヤモンドワイヤを浸漬させて、硬脆材料に対してカットを行う際に、カット部位が始終冷却液中に保持される。これにより、放熱と排屑効果が向上し、ダイヤモンドワイヤの損傷が減少するばかりか、硬脆材料のカット効果が向上し、加工面の面粗度が改善する。又、カット時に砕屑と冷却液が周囲に飛び散ることがない。それと同時に、前記分離収集器は、カット砕屑を含んだ冷却液に対して固液分離できるばかりか、カット砕屑を分離した後の冷却液を回収して重複利用でき、砕屑は集められリサイクルされた後、集中管理又は再生できる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】従来の硬脆材料のカット装置の図である。
【図２】従来の硬脆材料のカット冷却装置の図である。
【図３】本発明の硬脆材料のカット冷却装置の図である。
【図４】本発明の閉塞空間の液槽の実施例２である。
【図５】本発明の閉塞空間の液槽の実施例３である。
【図６】本発明の実施例３の形態１である。
【図７】本発明の実施例３の形態２である。
【図８】本発明の実施例３の形態３である。
【図９】本発明の閉塞空間の液槽の実施例４である。
【００１４】
以上、本発明は、下記の実施例と図面により、十分に理解することができ、実施できる。
【実施するための最良の形態】
【００１５】
図３を参照すると、本発明のダイヤモンドワイヤカットの冷却装置は、液槽４を有し、前記液槽４内に一時的に冷却液を滞留保存する閉塞空間を形成し、ダイヤモンドワイヤ１がカットを行う部位を冷却液中に浸漬させる。
【００１６】
又、前記液槽４の下に分離収集器５を設置して、その後分離収集器５上に冷却液回収管６を設置して液槽４に接続し、更に分離収集器５下方に砕屑回収管７を設置する。
【００１７】
これにより、カットする硬脆材料がカットされる部位とダイヤモンドワイヤ１がカットを行っている部位は、絶えず冷却液中に浸漬するので、硬脆材料のカット時に発生する熱量とカットされた砕屑は冷却液の流動に伴い非常に迅速に分散され排除される。従って、ダイヤモンドワイヤ１の硬脆材料のカット能力がより向上し、且つ硬脆材料の加工表面粗度はより滑らかになり、更に後段の研磨処理などに対する要求を緩くすることができ、又ダイヤモンドワイヤ１の使用寿命が延長できる。
【００１８】
同時に、硬脆材料のカットされる部位は、いつも冷却液中に浸漬されているので、ダイヤモンドワイヤ１によりカットされた際の粉塵や砕屑が冷却液中に残り、カット時に外に飛び散ることがなく、又、冷却液も周囲に飛び散らない。更に、カットされた砕屑が液槽４の槽底に沈殿するので、分離収集器５内に引入されて砕屑と冷却液の分離が行われ、カット砕屑の分離後の冷却液を回収管６により液槽４に還流させ、分離後の砕屑も砕屑回収管７により回収され再処理が行われる。
【００１９】
この他、図４の冷却装置は、前記ダイヤモンドワイヤ１が液槽４内で異なる巻き付き状を呈しているが、ダイヤモンドワイヤ１が液槽４内で如何なる巻き付き状であろうとも、その主要特徴は依然ダイヤモンドワイヤ１がカットを行っているカット部位を冷却液中に浸漬していなければならない。前記液槽４の外径は矩形状を呈する以外にも、図５に示すような錐体状を呈する液槽４であってもよく、前記錐体状の液槽４はまた図６に示すような円錐状や図７に示すような角錐状のものであってもよい。又前記錐体状の液槽４の上端において対応する個所にダイヤモンドワイヤ１が通過するスリット４１を設け、液槽内に一時保存する冷却液によりダイヤモンドワイヤ１を浸漬させるとともに、冷却液をスリット４１又は液槽の底部の開口から流出させ、分離収集器５の上方に設置された集液槽５１により集められる。同様に砕屑と冷却液の分離と回収が行われる。
【００２０】
次に、前記図３から図７に示すような液槽４は、連続する面又は複数の面により囲繞されて形成される閉塞空間であり、前記液槽４を形成する面又は各面の間は閉状態に連続する囲繞であり、前記液槽内の冷却液の流出速度及び流量を制御することができ、液槽４内に一時的に滞留保存し、更に、ダイヤモンドワイヤ１がカットを行うカット部位を冷却液中に浸漬させる。また、図８に示すように、前記液槽４を形成する面又は各面の間は、開放状又は半開放状の連続した囲繞を呈し、且つ上方から下方へ徐々に小さくなる設計である。即ち各面の間は連結せず又は一部が連結して（図示せず）、所定の距離の隙間を有する。従って、冷却液が各面に囲繞されて形成された液槽４内に注入された場合、冷却液は各隙間から流出するが、冷却液の流出速度が緩やかになり、且つ流量も小さくなるために、液槽４内に滞留保存されるとともに、ダイヤモンドワイヤ１のカット部位も浸漬される。
【００２１】
次に、図９は、連続した面又は複数の面が囲繞して形成される閉塞空間を示し、且つ前記液槽４の面又は各面の間は、閉状態の連続、半開放状態又は開放状の囲繞を呈し、又、前記槽内の冷却液の流出速度及び流量は制御されて、一時的に液槽４内に滞留保存され、溢れて、更に液槽４の上端の槽口に放出する弧形液面を形成して、ダイヤモンドワイヤ１がそこを通過する。故に、同様にダイヤモンドワイヤ１がカットするカット部位は放出される冷却液中に浸漬する。
【符号の説明】
【００２２】
1.ダイヤモンドワイヤ
2.ローラ
4.液槽
41.スリット
5.分離収集器
51.集液槽
6.冷却液回収管
7.砕屑回収 
【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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【図９】
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