(57)【要約】【課題】  ワイヤ径を必要以上に大きくすることなく、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７は、主に芯線１１、樹脂製保護層１３、フィラー１５、砥粒保持層１７、砥粒１９等から構成される。芯線１１は、高純度石英ファイバである。高純度石英ファイバは、例えば気相合成したガラスファイバであり、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。芯線１１の外周には、フィラー１５を含有した樹脂製保護層１３が設けられる。樹脂製保護層１３は、芯線１１を保護するためのものである。樹脂製保護層１３は、後述する砥粒１９と芯線１１との接触を防止し、砥粒１９との接触による芯線１１の破断を防止することができる。【選択図】図２
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【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製保護層と、
前記樹脂製保護層の外周に形成され、砥粒を保持する砥粒保持層と、
砥粒と、を具備し、
前記芯線の芯径は６０〜３００μｍであり、
前記砥粒の平均粒径は５〜５０μｍであり、
前記樹脂製保護層には、フィラーが添加されることを特徴とする樹脂製保護層を有するワイヤソー。
【請求項２】
前記樹脂製保護層の厚さは３〜２０μｍであり、前記フィラーの平均粒径が０．１〜５μｍであり、前記樹脂製保護層の厚さの５０％以下であり、前記フィラーの添加量は５〜３０体積％であることを特徴とする請求項１記載の樹脂製保護層を有するワイヤソー。
【請求項３】
前記フィラーの最大粒径が、前記樹脂製保護層の厚さ以下であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の樹脂製保護層を有するワイヤソー。
【請求項４】
前記フィラーは、炭酸カルシウム、マイカ、シリカ、アルミナ、ルチル型酸化チタン、立方晶窒化ホウ素、ダイヤモンドの少なくともいずれか１種以上を含むもの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樹脂製保護層を有するワイヤソー。
【請求項５】
前記樹脂製保護層は、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、ポリイミド系の熱硬化樹脂のいずれかであることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれかに記載の樹脂製保護層を有するワイヤソー。
【請求項６】
前記芯線と前記樹脂製保護層の間には、フィラーが添加されない緩衝樹脂層が形成されることを特徴とする請求項１から請求項５のいずれかに記載の樹脂製保護層を有するワイヤソー。
【請求項７】
前記緩衝樹脂層が前記樹脂製保護層と同種の樹脂で構成され、緩衝樹脂層の厚さが１〜５μｍであることを特徴とする請求項６記載の樹脂製保護層を有するワイヤソー。
【請求項８】
前記砥粒保持層は、レジンボンド層であり、前記砥粒保持層の厚さは、前記砥粒の平均粒径に対し２／３〜３／２であることを特徴とする請求項１から請求項７のいずれかに記載の樹脂製保護層を有するワイヤソー。
【請求項９】
前記フィラーは導電性を持つ金属粒子であり、
前記砥粒保持層がめっき層であり、前記めっき層の厚さが前記砥粒の平均粒径に対し１／４〜１／１であることを特徴とする請求項１から請求項７のいずれかに記載の樹脂製保護層を有するワイヤソー。
【請求項１０】
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製保護層と、
前記樹脂製保護層の外周に形成され、砥粒を保持する砥粒保持層と、
砥粒と、を具備し、
前記芯線の芯径は６０〜３００μｍであり、
前記砥粒の平均粒径は５〜５０μｍであり、
前記樹脂製保護層には、フィラーが５〜３０％体積％添加され、
前記樹脂製保護層の厚さは３〜２０μｍであり、前記砥粒保持層がレジンボンド層の場合には、砥粒径の２／３〜３／２であり、さらに、砥粒保持層がめっき層の場合には、前記砥粒の平均粒径に対し１／４〜１であるワイヤソーを用い、切断対象物を切断することを特徴とするワイヤソーを用いた切断方法。
【請求項１１】
前記切断対象物は硬脆材料であり、
前記フィラーの平均径が０．１〜５μｍであり、前記樹脂製保護層の厚さの５０％以下であり、最大粒径が前記樹脂製保護層以下であることを特徴とする請求項１０記載のワイヤソーを用いた切断方法。
【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（特許文献１〜３）。このような方法では多量の廃液が不要になる。
【０００５】
一方で、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４）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特許３０７８０２０号公報
【特許文献２】特許４２６６９６９号公報
【特許文献３】特許４１７５７２８号公報
【特許文献４】特開平１０−１５１５６０
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献１〜３の方法で作製した、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。
【０００８】
特許文献４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、芯線外周にプリコートを形成しているため、マイクロクラックの成長を防止できる。しかしながら、砥粒を固定したワイヤソーを用いた切断においては、加工中に砥粒がプリコート層に食い込み、芯材のガラスに到達し破断するという問題がある。
【０００９】
本発明は、このような問題に鑑みてなされたもので、ワイヤ径を必要以上に大きくすることなく、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】
【００１０】
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製保護層と、前記樹脂製保護層の外周に形成され、砥粒を保持する砥粒保持層と、砥粒と、を具備し、前記芯線の芯径は６０〜３００μｍであり、前記砥粒の平均粒径は５〜５０μｍであり、前記樹脂製保護層には、フィラーが添加されることを特徴とする樹脂製保護層を有するワイヤソーである。
【００１１】
前記樹脂製保護層の厚さは３〜２０μｍであり、前記フィラーの平均粒径が０．１〜５μｍであり、前記樹脂製保護層の厚さの５０％以下であり、前記フィラーの添加量は５〜３０体積％であることが好ましい。
【００１２】
前記フィラーの最大粒径が、前記樹脂製保護層の厚さ以下であることが望ましい。
【００１３】
前記フィラーは、炭酸カルシウム、マイカ、シリカ、アルミナ、ルチル型酸化チタン、立方晶窒化ホウ素、ダイヤモンドの少なくともいずれか１種以上を含むものであることが望ましい。
【００１４】
前記樹脂製保護層は、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、ポリイミド系の熱硬化樹脂のいずれかであることが望ましい。
【００１５】
前記芯線と前記樹脂製保護層の間には、フィラーが添加されない緩衝樹脂層が形成されるが望ましい。
【００１６】
前記緩衝樹脂層が前記樹脂製保護層と同種の樹脂で構成され、緩衝樹脂層の厚さが１〜５μｍであることが望ましい。
【００１７】
前記砥粒保持層は、レジンボンド層であり、前記砥粒保持層の厚さは、前記砥粒の平均粒径に対し２／３〜３／２であることが望ましい。
【００１８】
前記フィラーは導電性を持つ金属粒子であり、前記砥粒保持層がめっき層であり、前記めっき層の厚さが前記砥粒の平均粒径に対し１／４〜１／１であることが望ましい。
【００１９】
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、ワイヤの破断を防止することができ、また、ワイヤ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。
【００２０】
また、単に芯線を石英ファイバで構成しただけでは、芯線の曲げ変形や、切削時に砥粒が食い込むことによる芯線と砥粒の接触によって、芯線の折れが生じる恐れがある。しかし、本発明では、芯線の外周に３〜２０μｍの樹脂製保護層を形成することで、芯線の曲げ時の折損を防止することができる。
【００２１】
さらに、樹脂製保護層の樹脂に対して、添加量が５〜３０体積％のフィラーを添加することで、切削時に砥粒が食い込むことによる、砥粒と芯線と接触折損を防止することができる。特に、このようなフィラーとして、平均粒径が０．１〜５μｍであり、樹脂製保護層の厚さの５０％以下であり、最大粒径が樹脂製保護層の厚さ以下のものを用いることで、砥粒が樹脂製保護層に食い込むことをより効果的に防止することができる。
【００２２】
また、石英ファイバは、ピアノ線等と比較して、高い真円度を有するため、被加工物の切断時の振動等を抑制することができる。このため、切削速度を上げることができる。
【００２３】
砥粒保持層は樹脂、金属のどちらでも形成可能である。砥粒保持層が、樹脂製のレジンボンド層の場合には、レジンボンド層の厚さを砥粒の平均粒径の２／３〜３／２とすることで、必要以上にワイヤソーの外径を大きくすることなく、十分に砥粒を保持できる。
【００２４】
また、砥粒保持層が、導電性を持つ金属粒子のフィラーを用いて形成した金属のめっき層の場合には、めっき層の厚さを砥粒の平均粒径の１／４〜１／１とすることで、砥粒を強固に保持することができる。ここで、砥粒保持層をめっきで形成する場合のめっき厚さがレジンボンドの場合に較べて薄いのは、めっき層の方が砥粒保持層としての強度が高いからである。
【００２５】
第２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製保護層と、前記樹脂製保護層の外周に形成され、砥粒を保持する砥粒保持層と、砥粒と、を具備し、前記芯線の芯径は６０〜３００μｍであり、前記砥粒の平均粒径は５〜５０μｍであり、前記樹脂製保護層には、フィラーが５〜３０％体積％添加され、前記樹脂製保護層の厚さは３〜２０μｍであり、前記砥粒保持層がレジンボンド層の場合には、砥粒径の２／３〜３／２であり、さらに、砥粒保持層がめっき層の場合には、前記砥粒の平均粒径に対し１／４〜１であるワイヤソーを用い、切断対象物を切断することを特徴とするワイヤソーを用いた切断方法である。
【００２６】
前記切断対象物は硬脆材料であり、前記フィラーの平均径が０．１〜５μｍであり、前記樹脂製保護層の厚さの５０％以下であり、最大粒径が前記樹脂製保護層以下であることが好ましい。
【００２７】
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】
【００２８】
本発明によれば、ワイヤ径を必要以上に大きくすることなく、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】
【００２９】
【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】ワイヤソー７ａの断面図。
【図４】ファイバ製造装置２０を示す概略図。
【図５】ワイヤソー製造装置４０を示す概略図。
【発明を実施するための形態】
【００３０】
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。
【００３１】
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。
【００３２】
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。
【００３３】
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、樹脂製保護層１３、フィラー１５、砥粒保持層１７、砥粒１９等から構成される。
【００３４】
（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ためである。例えば、高純度石英ファイバを用いる場合は、例えば気相合成したガラスファイバであり、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。高純度石英ファイバの弾性係数は７２０００ＭＰａである。
【００３５】
芯線１１の外周には、樹脂製保護層１３が設けられる。樹脂製保護層１３の中にはフィラー１５が添加される。樹脂製保護層１３は、芯線１１を保護するためのものである。
【００３６】
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、曲げ変形に対して、折損の恐れがある。このため、芯線１１の周囲を樹脂製保護層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。
【００３７】
（樹脂製保護層）
また、樹脂製保護層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。
【００３８】
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、樹脂製保護層１３の厚さは３〜２０μｍが好ましく、５〜１５μｍがより好ましい。樹脂製保護層１３が３μｍ以下であると、ワイヤソー７の曲げ性が悪化するとともに、砥粒１９の食い込み防止性が不十分になる。また、樹脂製保護層１３の厚みが２０μｍを超えると、ワイヤソー７の外径が大きくなり歩留りが悪くなるとともに、樹脂製保護層１３を形成する際に、樹脂の硬化に時間を要する。なお、ワイヤソー７の外径と芯線１１の径の比は２以下（ワイヤ径／芯線径≦２）であることが望ましい。２を超えると切断代が大きくなり、歩留りが悪くなる。高負荷で高速で切断したい場合は、上記比は２以下にしたまま芯線径を太くすればよい。
【００３９】
（保護樹脂層に分散されるフィラー）
なお、樹脂製保護層１３に添加するフィラー１５としては、砥粒保持層１７をレジンボンド層とする場合には、例えば、炭酸カルシウム（密度２．７ｇ／ｃｍ３）、マイカ（密度２．９ｇ／ｃｍ３）、シリカ（密度２．２ｇ／ｃｍ３）、アルミナ（密度４．０ｇ／ｃｍ３）、ルチル型酸化チタン（密度４．３ｇ／ｃｍ３）、立方晶窒化ホウ素（密度３．５ｇ／ｃｍ３）、ダイヤモンド（密度３．５ｇ／ｃｍ３）などから選択することが望ましく、特にコスト、硬度の点からアルミナ、シリカが望ましい。
【００４０】
また、樹脂製保護層１３に用いられるフィラー１５の平均粒径は、０．１〜５μｍであり、樹脂製保護層１３の厚さの５０％以下であることが好ましく、１〜３μｍであることがより好ましい。また、最大粒径が樹脂製保護層１３の厚さ以下であることが好ましい。フィラー１５の平均粒径が小さすぎると砥粒１９の食い込み防止性が不十分となるとともに紫外線の透過性が低下するとともに、樹脂の粘性が高くなり、樹脂の線引きしながらの塗布が困難になるためである。また、フィラー１５の平均粒径が大きすぎると樹脂製保護層１３の強度が低下するとともに、フィラー自身が芯線１１を傷つける恐れがある。このため、フィラー１５の最大粒径は、樹脂製保護層１３の厚さ以下であることが望ましい。
【００４１】
フィラー１５の添加量は、樹脂製保護層１３の樹脂の密度を１ｇ／ｃｍ３としたときに対し、５〜３０体積％であることが好ましく、１０〜２０体積％であることがより好ましい。フィラー１５の添加量が５体積％未満になると、砥粒１９の、樹脂製保護層１３に対する食い込み防止性が悪くなるためである。また、フィラーの添加量が３０体積％を超えると、ワイヤソー７の曲げ性が悪くなるとともに、切削時に、樹脂製保護層１３が剥離し、破断しやすくなる。さらに光透過性が悪くなるため、樹脂製保護層１３を紫外線硬化樹脂で形成する場合には、硬化に時間を要し、生産性が悪くなる。
【００４２】
また、樹脂製保護層に加えるフィラーは、粒状で略球形のものが望ましく、必要に応じて樹脂層との親和性を高めるため、脂肪酸で表面修飾したものなどを用いても良い。
【００４３】
ここで、フィラーの添加量を、樹脂製保護層に対する体積％で規定したが、この理由は、本発明における主要な狙いが、樹脂製保護層への砥粒の食い込み防止と、樹脂製保護層の紫外線硬化であり、この両者に対しては、フィラーの配合重量よりも、フィラーの平均粒径と樹脂製保護層におけるフィラーの体積の効果が大きいためである。尚、体積％で記載したフィラーの配合量は、フィラーの密度を用いることにより、質量％に換算できる。例えば、樹脂の密度を簡単のため１ｇ／ｃｍ３と近似すると、密度が約２．２ｇ／ｃｍ３と小さいシリカと、密度が約４．３ｇ／ｃｍ３のルチル型酸化チタンでは、配合割合が５〜３０体積％の場合を、質量％に換算すると、シリカの配合割合が約１０〜４９質量％であるのに対して、ルチル型の酸化チタンでは、約１８〜６５質量％となるが、実際には使用する樹脂の種類により密度が少し異なるため、上記範囲から多少ずれることになる。
【００４４】
（樹脂製保護層に用いる樹脂）
なお、このような樹脂製保護層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、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。
【００４５】
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、樹脂製保護層１３の弾性係数は、５００〜５０００ＭＰａの範囲で、適宜設定することが好ましい。弾性率が５００ＭＰａ未満であると、砥粒１９の保持力が不十分になり、５０００ＭＰａを超えると、ワイヤソー７の曲げ性が悪くなるため、破断の原因になりうる。なお、樹脂製保護層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１５の粒径や添加量を調整することにより調整すればよい。ここで、前述の高純度石英ファイバの弾性係数が７２０００ＭＰａであることを、考慮すれば、樹脂製保護層１３により、切断時の芯線１１の中心方向に作用する応力が緩和されることが判る。
【００４６】
（砥粒保持層）
砥粒保持層１７は、樹脂で砥粒１９を固定するレジンボンド層であってもよく、またはめっき層であってもよい。砥粒保持層１７が、レジンボンド層である場合には、例えば、熱硬化樹脂や紫外線硬化樹脂などを用いることができる。なお、樹脂の硬度等から熱硬化樹脂を用いることが好ましい。
【００４７】
また、レジンボンド層の厚さは砥粒１９の平均粒径の２／３〜３／２であることが好ましい。レジンボンド層の厚さが平均粒径の２／３以上としたのは、レジンボンド層の厚さが薄すぎると、砥粒１９の保持力が不十分になり、厚すぎると砥粒１９の保持力は十分であるが、ワイヤソー７の外径が大きくなり、レジンボンド層に埋め込まれる砥粒が多くなることから、被削材の切断歩留りが悪くなるためである。
【００４８】
砥粒保持層１７がめっき層である場合には、フィラー１５を導電性の良い銀や銅の金属粒子で構成し、電気めっきを施すことで、めっき層を形成することが好ましい。めっき層の厚さとしては、砥粒１９の平均粒径の１／４〜１／１であることが好ましい。めっき層の厚さが薄すぎると、レジンボンド層よりも保持力の強いめっき層であっても砥粒１９の保持力が不十分になり、安定した切削ができなく、また、大きすぎるとワイヤソー７の外径が大きくなることから被削材の切断歩留まりが低下するとともに、めっきの形成に時間を要するためである。なお、めっき層は、砥粒１９を保持できればいずれの金属でも良いが、例えばニッケルで構成される。
【００４９】
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砥粒保持層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。
【００５０】
なお、樹脂製保護層１３に添加するフィラー１５としては、砥粒保持層１７をレジンボンド層とする場合には、例えば、前記のような炭酸カルシウム、マイカ、シリカ、アルミナ、酸化チタン、立方晶窒化ホウ素、ダイヤモンドなどの無機粒子から選択することが望ましく、コスト、硬度の点から特にアルミナ、シリカが望ましい。
【００５１】
一方、砥粒保持層１７がめっき層である場合には、樹脂製保護層１３に添加するフィラー１５としては、導電性の良い金属、例えば銀や銅などを選ぶことが望ましい。金属粒子であるフィラー１５は、導電性付与、砥粒食い込み防止のために形成される。
【００５２】
次に、他の実施の形態について説明する。図３は、他の実施の形態にかかるワイヤソー７ａを示す断面図である。なお、以下の説明において、ワイヤソー７と同一の構成については、図２と同一の符号を付し、重複する説明を省略する。ワイヤソー７ａは、ワイヤソー７と略同一の構成であるが、緩衝樹脂層１８が設けられる点で異なる。
【００５３】
（緩衝樹脂層）
緩衝樹脂層１８は、芯線１１と樹脂製保護層１３の間に形成される。緩衝樹脂層１８は、例えば紫外線硬化樹脂などにより構成される。緩衝樹脂層１８には、フィラーが添加されない。一方、前述のように、樹脂製保護層１３には、砥粒１９が芯線１１と接触することを防ぐために、フィラー１５が添加されている。
【００５４】
しかし、芯線１１との界面において、樹脂製保護層１３内のフィラー１５が、芯線１１と接触する恐れがある。樹脂製保護層１３内のフィラー１５が芯線１１と接触すると、芯線１１を傷つける恐れがある。緩衝樹脂層１８は、フィラー１５が芯線１１と接触することを防止するために機能する。したがって、緩衝樹脂層１８を設けることが望ましい。緩衝樹脂層１８の厚さは、１〜５μｍであることが望ましい。
【００５５】
（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４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。
【００５６】
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。
【００５７】
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、巻取り装置３７等からなる。
【００５８】
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Ｄ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暑さの２倍程度に設定される。
液状樹脂の塗布は、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、緩衝樹脂層１８を形成させる。その後、フィラー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、樹脂製保護層１３を形成させる。なお、緩衝樹脂層１８が不要の場合は、樹脂層被覆ダイス２５と紫外線照射装置２７を省略すればよい。
【００５９】
得られた被覆ファイバ３５は巻き取り装置３７で巻き取られる（図中矢印Ｅ方向）。
【００６０】
（砥粒保持層の形成方法）
ダイヤモンド砥粒を担持する砥粒保持層は、樹脂製保護層の上に、樹脂層を形成して、その樹脂層により担持する場合と、樹脂製保護層を銀のような導電性樹脂で形成して、その導電性樹脂に通電して電解めっきを行った後、さらに電着により、砥粒を担時するように砥粒保持層を形成する場合がある。
（合成樹脂による砥粒保持層の形成）
次に、合成樹脂により砥粒保持層を形成するレジンボンド層形成工程について説明する。砥粒保持層１７をレジンボンド層とする場合には、砥粒１９が添加により、砥粒を分散させた熱硬化樹脂を用いて、被覆ファイバ３５の製造工程と同様に樹脂層被覆ダイス、及び焼付炉により、レジンボンド層（砥粒保持層１７）を形成する。ここで、レジンボンド層の形成工程において、保護層を被覆した芯線が再加熱されることで、保護層被覆時のガラス中の残留応力が除去される効果もあり、硬化性能の向上と残留応力の除去の観点では製造加工時の加工速度（線速）を遅くすることが望ましい。
【００６１】
ここで、樹脂製保護層１３と砥粒保持層１７は、相溶性を有することが望ましい。樹脂製保護層１３と砥粒保持層１７の樹脂の融点は、砥粒保持層１７の樹脂の融点が高い方が望ましい。このような構成とすることで、砥粒保持層１７の樹脂を、樹脂製保護層１３に被覆する際に、樹脂製保護層１３の表面が融解して、砥粒保持層１７と樹脂製保護層１３の密着性が向上する。
【００６２】
（電解めっき・電着による砥粒保持層の形成）
次に、砥粒の電着工程を説明する。図５は、ワイヤソー製造装置４０を示す概略図である。まず、被覆ファイバ３５を脱脂槽４１に送る（図中矢印Ｆ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、被覆ファイバ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。
【００６３】
めっき槽４５は、被覆ファイバ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を通過する被覆ファイバ３５には、陰極４９が接続される。また、めっき槽４５にはニッケル陽極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。
【００６４】
（電着で担時する場合の砥粒）
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に接続された被覆ファイバ３５にクーロン力により砥粒を吸着させることができる。
【００６５】
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Ｇ方向）、ワイヤソーが製造される。
【００６６】
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。
【００６７】
また、芯線１１の折損を防止するため、芯線１１の外周に樹脂製保護層１３が設けられる。さらに樹脂製保護層１３中にはフィラー１５が添加される。このため、芯線１１を曲げた際に、芯線１１が折れることがない。さらに樹脂製保護層１３の外周に形成される砥粒１９が樹脂製保護層１３に食い込み、芯線１１と接触することがない。このため、砥粒１９が芯線１１と接触し、芯線１１に傷をつけることがなく、これにより芯線１１が破断することもない。さらに、芯線１１と樹脂製保護層１３の間に緩衝樹脂層１８を設けることで、より破損しないワイヤソー７を製作できる。
【００６８】
また、砥粒１９は砥粒保持層１７であるレジンボンド層、もしくはめっき層で保持される。砥粒保持層１７の厚さをレジンボンド層、めっき層により適宜選ぶことで、歩留りのよい、耐久性の高いワイヤソーを製作できる。
【００６９】
このようにして構成されるワイヤソーを用いることで、ワイヤソーの耐久性に優れ、切断代が少なく歩留まりの高い切断対象物の切断方法を得ることができる。
【００７０】
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】
【００７１】
以下、各種のワイヤソーを用いて、曲げ強度、切削性等を評価した。評価対象のワイヤソーは、以下の通りである。なお、フィラーおよび砥粒の平均粒径は、レーザー回折式粒度分布測定装置（島津製ＳＡＬＤ３１００）を用いて行った。フィラーの保持用樹脂に対する配合割合は、所定の平均粒径を有するフィラーの配合割合を、配合重量とフィラー密度を用いて計算により求めることができるので、計算により、目標とする体積％になるように、配合割合（質量％）を計算により求めた。尚、各実施例、比較例におけるフィラーと樹脂の配合割合を計算するに当たり、使用する樹脂の密度として、紫外線硬化型アクリレート樹脂の密度として１．０５を使用して計算を行ない、フィラーの配合割合を決定した。評価に供したワイヤソーは以下の通りである。
【００７２】
（実施例１）
外径０．０８ｍｍに線引きしたガラスファイバに、樹脂製保護層、レジンボンド層を順に形成した。平均粒径１μｍのアルミナを２０体積％添加した紫外線硬化型アクリレート系樹脂を、樹脂被覆ダイスを通すことで塗布した後、紫外線を照射し被覆層を硬化させ７μｍの樹脂製保護層を形成した。その後、平均粒径１３．４μｍのダイヤモンド砥粒を０．６ｇ／ｃｍ３添加したポリイミド系樹脂を、次のダイスを通すことで塗布した後、焼き付け炉で硬化させることで、レジンボンド層を１５μｍ形成し、ワイヤソーを作製した。
【００７３】
（実施例２）
実施例１に対し、フィラーの平均粒径を１μｍの代わりに、０．５μｍとした他は、実施例１と同様にして実施例２としてワイヤソーを作製した。
（実施例３）
実施例１に対し、フィラーの平均粒径を１μｍの代わりに、２μｍとし、フィラーの添加量を２０体積％の代わりに、１０体積％とした他は、実施例１と同様にして実施例３としてワイヤソーを作製した。
（実施例４）
実施例３に対し、フィラーの平均粒径を２μｍの代わりに、３μｍとした他は、実施例３と同様にして実施例４としてワイヤソーを作製した。
（実施例５）
外径０．０８ｍｍに線引きしたガラスファイバに、緩衝樹脂層、樹脂製保護層、レジンボンド層を順に形成した。緩衝樹脂層は、紫外線硬化型アクリレート樹脂により、３μｍの厚さで形成した。次に、平均粒径１μｍのアルミナを２０体積％添加した紫外線硬化型アクリレート系樹脂を、樹脂被覆ダイスを通すことで塗布した後、紫外線を照射し被覆層を硬化させ７μｍの樹脂製保護層を形成した。その後、平均粒径１３．４μｍのダイヤモンド砥粒を０．６ｇ／ｃｍ３添加したポリイミド系樹脂を、次のダイスを通すことで塗布した後、焼き付け炉で硬化させることで、レジンボンド層を１５μｍ形成し、ワイヤソーを作製した。
（実施例６〜８）
実施例５に対し、フィラーの添加量を２０体積％の代わりに、それぞれ１０体積％、５体積％、３０体積％とした他は、実施例５と同様にして、それぞれ実施例６〜８としてワイヤソーを作製した。
【００７４】
（実施例９〜１０）
実施例５に対し、フィラーの平均粒径を１μｍの代わりに、それぞれ、３μｍ、０．１μｍ、とした他は、実施例５と同様にして、それぞれ実施例９〜１０としてワイヤソーを作製した。
（実施例１１）
実施例５に対し、フィラーの平均粒径を１μｍの代わりに５μｍとし、樹脂性保護層の厚さを７μｍから１０μｍとした他は、実施例５と同様にして実施例１１としてワイヤソーを作製した。
【００７５】
（実施例１２〜１４）
実施例５に対し、樹脂製保護層の厚さ７μｍの代わりに、それぞれ１５μｍ、３μｍ、２０μｍ、とした他は、実施例５と同様にして、それぞれ実施例１２〜１４としてワイヤソーを作製した。
（実施例１５〜１７）
実施例５に対し、緩衝樹脂層の厚さ３μｍの代わりに、それぞれ１μｍ、５μｍ、１０μｍ、とした他は、実施例５と同様にして、それぞれ実施例１５〜１７としてワイヤソーを作製した。
【００７６】
（実施例１８）
実施例５に対し、アルミナの代わりに、シリカとした他は、実施例５と同様にしてワイヤソーを実施例１８として、作製した。
（実施例１９、２０）
実施例７、８に対し、アルミナの代わりにシリカとした他は、実施例７、８と同様にして、それぞれ実施例１９、２０として、ワイヤソーを作製した。
（実施例２１、２２）
実施例１３、１４に対し、アルミナの代わりにシリカとした他は、実施例１３、１４と同様にして、それぞれ実施例２１、２２として、ワイヤソーを作製した。
【００７７】
（実施例２３〜２７）
実施例５に対し、アルミナの代わりにそれぞれ、酸化チタン、炭酸カルシウム、マイカ、立方晶窒化ホウ素、ダイヤモンドとし、それぞれ実施例２３〜２７として、ワイヤソーを作製した。なお、実施例２３〜２７のフィラー平均径、添加量、緩衝樹脂層厚、樹脂製保護層厚を本発明の規定の範囲内で変化させた。
（実施例２８、２９）
実施例５に対し、アルミナの代わりにアルミナとシリカの混合、アルミナと炭酸カルシウムの混合とした他は、実施例５と同様にして、それぞれ実施例２８、２９として、ワイヤソーを作製した。なお、添加量はそれぞれ１０体積％ずつとした。
【００７８】
（実施例３０）
外径０．０８ｍｍに線引きしたガラスファイバに、緩衝樹脂層、樹脂製保護層、めっき層を順に形成した。緩衝樹脂層は、紫外線硬化型アクリレート樹脂により、３μｍの厚さで形成した。次に、平均粒径１μｍの銀粒子を３０体積％添加したアクリレート系樹脂を、樹脂被覆ダイスを通すことで塗布した後、紫外線を照射し被覆層を硬化させ７μｍの樹脂製保護層（導電層）を形成し、被覆ファイバを一度巻きとった。その後、めっき層形成の前処理を行い、平均粒径径１３．４μｍのダイヤモンド砥粒を３ｇ／Ｌ添加したスルファミン酸ニッケル浴を通過させ、１０μｍのニッケルめっき層を形成し実施例３０としてワイヤソーを作製した。
（実施例３１）
実施例３０に対し、フィラー平均砥粒径を１μｍの代わりに３μｍにし、添加量を３０体積％の代わりに２０体積％とした他は、実施例３０と同様にしてワイヤソーを実施例３１として、作製した。
（実施例３２）
実施例３０に対し、樹脂性保護層厚を７μｍの代わりに１５μｍにした他は、実施例３０と同様にしてワイヤソーを実施例３２として、作製した。
（実施例３３）
実施例５に対し、外径０．０８ｍｍのガラスファイバの代わりに０．１５ｍｍのガラスファイバ、平均粒径１３．４μｍのダイヤモンド砥粒の代わりに平均粒径３４．４μｍのダイヤモンド砥粒、砥粒保持層１５μｍの代わりに３０μｍとした他は、実施例５と同様にして、実施例３３としてワイヤソーを作製した。
【００７９】
（比較例１、２）
実施例１に対し、フィラーの添加量を２０体積％の代わりに、それぞれ３体積％、４０体積％とした他は、実施例１と同様にして、それぞれ比較例１、２として、ワイヤソーを作製した。
（比較例３）
実施例１に対し、フィラーの平均粒径を１μｍの代わりに、０．０５μｍとした他は、実施例１と同様にして、比較例３としてワイヤソーを作製した。
（比較例４）
実施例１に対し、フィラーの平均粒径を１μｍの代わりに７μｍとし、樹脂製保護層の厚さを７μｍの代わりに１０μｍとした他は、実施例１と同様にして、比較例４としてワイヤソーを作製した。
（比較例５、６）
実施例５に対し、フィラーの添加量を２０体積％の代わりに、それぞれ３体積％、４０体積％とした他は、実施例５と同様にして、それぞれ比較例５、６としてワイヤソーを作製した。
【００８０】
（比較例７）
実施例５に対し、フィラーの平均粒径を１μｍの代わりに０．０５μｍとした他は、実施例５と同様にして、比較例７としてワイヤソーを作製した。
（比較例８）
実施例５に対し、フィラーの平均粒径を１μｍの代わりに７μｍとし、樹脂製保護層の厚さを７μｍから１０μｍとした他は、実施例５と同様にして、比較例８としてワイヤソーを作製した。
【００８１】
（比較例９、１０）
実施例５に対し、樹脂製保護層厚さ５μｍの代わりに、それぞれ２μｍ、２５μｍ、とした他は、実施例１と同様にして、それぞれ比較例９、１０としてワイヤソーを作製した。
（比較例１１、１２）
比較例５、６に対し、アルミナの代わりに酸化チタンとした他は、比較例５，６と同様にして、それぞれ比較例１１、１２としてワイヤソーを作製した。
（比較例１３、１４）
比較例７、８に対し、アルミナの代わりにシリカとした他は、比較例７、８と同様にして、それぞれ比較例１３、１４としてワイヤソーを作製した。
（比較例１５、１６）
比較例９、１０に対し、アルミナの代わりに炭酸カルシウムとした他は、比較例９、１０と同様にして、それぞれ比較例１５、１６としてワイヤソーを作製した。
（比較例１７、１８）
実施例３０に対し、樹脂製保護層厚さ７μｍの代わりに、それぞれ２μｍ、２５μｍ、とした他は、実施例３０と同様にしてそれぞれ比較例１７、１８としてワイヤソーを作製した。
（比較例１９）
実施例１に対し、フィラーを添加しないで樹脂層を形成した他は、実施例５と同様にして、比較例１９としてワイヤソーを作製した。
（比較例２０）
外径０．２２５ｍｍに線引きしたガラスファイバに、平均粒径２．６μｍのダイヤモンドフィラーを５０体積％と、平均粒径３０．０μｍのダイヤモンド砥粒を０．６ｇ／ｃｍ３ずつ添加したポリイミド系樹脂を、樹脂被覆ダイスを通すことで塗布した後、焼き付け炉で硬化させることで、レジンボンド層を２０μｍ形成し、ワイヤソーを作製した。本比較例は、本発明に対し、樹脂緩衝層と樹脂製保護層がないものである。
（比較例２１）
外径０．２５ｍｍに線引きしたガラスファイバに、平均粒径１０μｍのシリカを２０体積％添加した紫外線硬化型アクリレート系樹脂を、樹脂被覆ダイスを通すことで塗布した後、紫外線を照射し被覆層を硬化させ、緩衝樹脂層を４μｍ形成した。その後、平均粒径４５μｍのダイヤモンド砥粒を０．６ｇ／ｃｍ３添加したポリイミド系樹脂を、次のダイスを通すことで塗布した後、焼き付け炉で硬化させることで、レジンボンド層を３０μｍ形成し、ワイヤソーを作製した。
本比較例は、本発明に対し、フィラーの平均径粒径が大きいものである。
（比較例２２）
外径０．１８ｍｍに線引きしたガラスファイバに、紫外線硬化型アクリレート系樹脂を、樹脂被覆ダイスを通すことで塗布した後、紫外線を照射し被覆層を硬化させ、フィラーなしの緩衝樹脂層を２μｍ形成し、平均粒径２．６μｍのフィラーとしてダイヤモンドを２５体積％と、平均粒径２５μｍのダイヤモンド砥粒とを０．６ｇ／ｃｍ３ずつ添加したポリイミド系樹脂を、次のダイスを通すことで塗布した後、焼き付け炉で硬化させることで、レジンボンド層を１３μｍを形成し、ワイヤソーを作製した。本比較例は、本発明に対し砥粒保持層（レジンボンド層）が薄いものである。
【００８２】
それぞれの実施例、比較例のワイヤソーに対し、ワイヤ径、曲げ強度（可撓性）、切削性の評価を行った。製作したそれぞれのワイヤソーに対し、外径を１０か所測定し、その平均を取り、ワイヤ径を算出し、さらに「ワイヤ径／芯径」（芯線の径に対するワイヤソー全体の外径の比）を算出した。ワイヤ径／芯径は、２以下を合格とした。
【００８３】
また、φ１０ｍｍの丸棒にそれぞれのワイヤソーを巻き付け後、表面状態を観察した。観察により、剥離状態により「曲げ強度」を評価した。表内では破断したものや剥離したものは×、ヒビのみのものは○、剥離もヒビもないものを◎とした。
【００８４】
さらにそれぞれワイヤソーを、単線切断装置にかけ、芯線の持つ引張り強度の３０％のワイヤ張力で、ワイヤ速度４００ｍ／分、押し付け圧２Ｎで、水道水をかけながらの切断を行い、長さ１５０ｍｍ単結晶シリコンの切断を行った。実施例１の開始１０分間における切削量を１として換算し「切削性」を評価した。実施例１〜１７、実施例１８〜３３、比較例１〜２２に対する上記評価項目の結果をそれぞれ表１、表２、表３に示す。
【００８５】
【表１】
2012228771.tif 000003
【００８６】
【表２】
2012228771.tif 000004
【００８７】
【表３】
2012228771.tif 000005
【００８８】
実施例１〜３３は、「曲げ強度」、「切削速度」および「ワイヤ径／芯径」の全てを満足した。例えば、実施例１〜４は、緩衝層が存在しないが、フィラーの平均粒径、フィラー添加量等が適正であるため、曲げ試験によってひびは見られたものの剥離・破断はなく、切削性等に優れる。
【００８９】
次に実施例５〜８は、曲げ強度および切削性等に優れる。添加量が１０〜２０体積％であれば、砥粒の食込み性をより効果的にし、破断せず切削性を保つことができた。特に実施例５、６は曲げ強度も極めて良好で、切削性も優れる結果となった。なお、実施例７は、添加量が５体積％であり、砥粒の食込みが多少起こり、砥粒の固定が不安定になり切削性は落ち、実施例８は曲げ性が多少落ちたが、破断には至らなかった。
【００９０】
また、実施例９〜１１は、フィラーの平均粒径が適正であるため、曲げ強度および切削性等に優れる。特に、フィラーの平均粒径が１〜３μｍであれば、砥粒の食込み防止性をより効果的にし、破断せず切削性を保つことができた。なお、実施例１０は、フィラー径が０．１μｍであるため、砥粒の食い込みが多少起こり、切削性は落ちたが、破断は防止できた。実施例１１に関しては、曲げ試験後の観察でひびが見られたが、切削性は良好であった。
【００９１】
また、実施例１２〜１４は、樹脂製保護層の厚みが適正であるため、曲げ強度および切削性等に優れる。特に、樹脂製保護層の厚みが３μｍ以上であれば、樹脂製保護層の剥離・破断がなく、樹脂製保護層の厚みは５μｍ以上であれば、ひびも見られなかった。
【００９２】
実施例１５〜１７は、緩衝樹脂層の厚さが適正であるため、曲げ強度および切削性等に優れる。特に、緩衝樹脂層の厚さが１〜５μｍであれば、曲げ強度、切削性は極めて優れる。実施例１７は樹脂緩衝層が１０μｍであり、曲げ強度は優れるものの切削性が多少落ちたが、破断には至らなかった。
【００９３】
実施例１８〜２２は、フィラーをアルミナからシリカに変更したものであり、アルミナとの差はほとんどなく、良好な曲げ強度、切削性を示した。
【００９４】
また、実施例２３〜２９は、フィラーをそれぞれ酸化チタン、炭酸カルシウム、マイカ、立方晶窒化ホウ素、ダイヤモンド、アルミナ＋シリカ、アルミナ＋炭酸カルシウムに変えたものである。これらも、曲げ強度、切削性共にアルミナの場合とほとんど差はなく、良好な曲げ強度、切削性を示した。また、硬度の高い、立方晶窒化ホウ素やダイヤモンドを用いた場合、砥粒食込み防止性をより増加でき、極めて良好な切削性が出た。
【００９５】
また、実施例３０〜３２は、電着による砥粒の固定であり、曲げ性を確保しつつ、砥粒の保持力が高く極めて高い切削性を得られた。
【００９６】
また、実施例３３は曲げ強度も良く、切削性もよい結果が得られた。特に、実施例３３は、太径の芯線を用いたため、より高負荷の必要な被切削物を加工する時、例えば、サファイアのスライスなどに使用することができる。本試験では他の実施例と同様の単結晶シリコンを切削したが、ワイヤテンションを強くかけることができたため、切削性が他の実施例に比べ高い結果が得られた。
【００９７】
これに対し、比較例１、５は、フィラーの添加量が少なすぎるため、樹脂緩衝層の有無に関係なく、切削時に砥粒が食い込みガラスが破断した。
【００９８】
また、比較例２、６は、添加量が多すぎるため、樹脂製保護層における樹脂の部分の割合が少なくなり、樹脂緩衝層の有無に関係なく、樹脂の強度が低下した。このため、曲げ強度が悪くなった。さらにフィラーの添加量が多い場合、光透過性が悪く、紫外線効果樹脂の未硬化部ができた結果、切削時に樹脂製保護層が剥離し、ガラスの破断に至った。
【００９９】
また、比較例３、７は、フィラーの平均粒径が小さ過ぎるため、樹脂緩衝層の有無に関係なく、切削時に砥粒の食い込みを防止できず破断した。
【０１００】
また、比較例４、８は、フィラーの平均粒径が大きすぎるため、樹脂の結合部分が少なくなる箇所ができ、樹脂緩衝層の有無に関係なく、樹脂製保護層の強度が低下し、曲げ強度が悪くなった。さらにフィラーの平均径が大きいため、切断時にフィラー自身が芯線に接触し破断に至った。
【０１０１】
また、比較例９は、樹脂製保護層の厚さが薄すぎるため、曲げ強度が悪くなった。さらに砥粒の食い込みも防止できず切削時に破断した。
【０１０２】
また、比較例１０は、樹脂製保護層の厚さが厚すぎるため、ワイヤソーの径が大きくなり、切断代が増え歩留りが悪くなった。すなわち、芯線径に対して、ワイヤソーの径が２倍を超えるため、切断代が大きい。このように、樹脂製保護層の厚さが２０μｍを超えると、従来のワイヤソーの外径と変わらなくなり、芯線の材質をガラスとした特徴が出せなくなる。
【０１０３】
比較例１１〜１６はフィラーを変えているが、それぞれ比較例５〜１０と同様の理由で破断に至った。
【０１０４】
比較例１７、１８は、めっき層で砥粒を固定したワイヤソーであるが、比較例１７は比較例９と同様の理由で破断に至り、比較例１８はワイヤソーの径が大きくなり、歩留りが悪くなった。
【０１０５】
比較例１９は樹脂製保護層内にフィラーが存在しないワイヤソーであり、曲げ強度はいいものの、砥粒の食い込みを防止できず切削時に破断に至った。
比較例２０は、緩衝樹脂層や樹脂性保護層が存在しなく、砥粒とガラスが直接触れるため、切削時に砥粒が食い込んで破断に至った。
比較例２１は、フィラー径が大きく、切削時にフィラー自身がガラスを傷つけ破断に至った。
比較例２２は、曲げ性も良好で、切削時にも破断はなかったが、砥粒保持層としてのレジンボンド層が薄く、砥粒の保持力が不十分で切削性が極めて悪い結果となった。
【符号の説明】
【０１０６】
１………切断装置
３………インゴット
５………保持部
７、７ａ………ワイヤソー
９………ローラ
１１………芯線
１３………樹脂製保護層
１７………砥粒保持層
１８………緩衝樹脂層
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………被覆ファイバ
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
【図１】
2012228771.tif 000006
【図２】
2012228771.tif 000007
【図３】
2012228771.tif 000008
【図４】
2012228771.tif 000009
【図５】
2012228771.tif 000010