專利名稱：線放電加工裝置、線放電加工方法、薄板制造方法及半導(dǎo)體晶片制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種線放電加工裝置通過使電極絲在多個導(dǎo)輥間卷繞而使電極絲并列，通過使并列的電極絲與被加工物之間發(fā)生放電，從被加工物一次性切出多張板狀構(gòu)件。
背景技術(shù)：
在通過線放電加工從柱狀的被加工物切片(slice)加工薄板的情況下，使一根電極絲在多個導(dǎo)輥間卷繞而并列，由此形成許多切割線部分，對各切割線部分分別供電，使各切割線部分與被加工物之間同時發(fā)生放電，從而提高對被加工物進(jìn)行上述切片加工的生產(chǎn)率，該方式例如在專利文獻(xiàn)1中被提出。在上述那樣的結(jié)構(gòu)的放電式鋼絲鋸中，當(dāng)加工進(jìn)行且形成于被加工物的加工槽變深時，加工屑向加工槽外的排出逐漸變得困難，而滯留在加工槽內(nèi)。若加工屑滯留在加工槽內(nèi)，則從切割線對加工屑放電的頻率變高，由此導(dǎo)致向加工方向的放電減少、加工速度降低。另外，由于槽寬方向的放電增大，加工槽寬度變大，難以縮小切片間距。另外，還容易引起切割線斷線，也容易發(fā)生切割線斷線所引起的加工面的損傷。另外，即使能夠在斷線點(diǎn)使線貫通而重新進(jìn)行加工，由于在該線斷線部分處去除量大，因此，完成了切片的構(gòu)件也必須通過磨削加工到斷線部分的損傷區(qū)域來進(jìn)行應(yīng)對，存在產(chǎn)生多余的加工時間和構(gòu)件的損失這樣的問題。因此，通過使用噴嘴向加工部分噴吹加工液，來使加工中產(chǎn)生的加工屑向加工槽外排出，以使加工屑不滯留在極間，該技術(shù)例如被專利文獻(xiàn)2公開。另外，作為向加工槽供給加工液的技術(shù)，例如，還具有專利文獻(xiàn)3所公開的技術(shù)。專利文獻(xiàn)1 日本特開2000-94221號公報專利文獻(xiàn)2 日本特開昭M-20485號公報專利文獻(xiàn)3 日本特開平5-96461號公報但是，根據(jù)專利文獻(xiàn)2所公開的技術(shù)，隨著加工工序的進(jìn)行并且加工槽變深，存在難以將加工液供給至狹縫的頂端且加工屑的排出能力降低的問題。另外，若為了將加工液供給至加工槽的頂端而增強(qiáng)加工液的噴出壓力，加工液壓力會局部地作用于切割線，因此存在切割線發(fā)生撓曲、加工精度下降這樣的問題。另外，由于切割線撓曲，存在被按壓于切割線加工面而電極絲變得容易短路這樣的問題。另外，專利文獻(xiàn)3所公開的技術(shù)為向加工槽供給包含磨粒的加工液的技術(shù)，不是用來解決加工屑的排出問題的技術(shù)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是鑒于上述問題而做出的，其目的在于得到能夠抑制加工精度降低、加工速度降低的線放電加工裝置、線放電加工方法、薄板制造方法及半導(dǎo)體晶片制造方法。為了解決上述的課題并達(dá)成目的，與本發(fā)明的一個方面相關(guān)的線放電加工裝置的特征在于，包括電極絲，其具有多個切割線部，該多個切割線部以相互分開的方式并列設(shè)置且分別與被加工物相對；加工用電源，其用于產(chǎn)生脈沖狀的加工用電壓；多個導(dǎo)電模單元，其與上述多個切割線部電連接，用于向上述多個切割線部與上述被加工物之間施加上述加工用電壓；噴嘴，其以加工液沿著上述多個切割線部并朝向極間的方式從噴出口噴出上述加工液。根據(jù)本發(fā)明，能夠容易地使施加于并列的多個切割線部的加工液壓力均等，抑制電極絲的撓曲。并且，能夠穩(wěn)定地向極間供給加工液，因此，能夠容易地從與被加工物之間的極間排出加工屑。由此，能夠抑制加工精度降低、加工速度降低。


圖1是表示實(shí)施方式1的線放電加工裝置的立體圖。圖2是表示噴嘴的概略結(jié)構(gòu)的立體圖。圖3是噴嘴的側(cè)面剖視圖。圖4是噴嘴的從噴出口側(cè)觀察到的主視圖。圖5是噴嘴的俯視剖視圖。圖6是切割被加工物的過程中的噴嘴部分的主視剖視圖。圖7是實(shí)施方式2的線放電加工裝置所具有的噴嘴的局部放大立體圖。圖8是圖7所示的噴嘴的側(cè)面剖視圖。圖9是實(shí)施方式3的線放電加工裝置所具有的噴嘴的局部放大立體圖。圖10是圖9所示的噴嘴的側(cè)面剖視圖。圖11是實(shí)施方式3的變形例的噴嘴的局部放大立體圖。圖12是圖11所示的噴嘴的側(cè)面剖視圖。圖13是表示實(shí)施方式4的噴嘴的構(gòu)造的說明圖。圖14是表示實(shí)施方式4的線分離部、分離狹縫及線的位置關(guān)系的詳細(xì)說明圖。圖15是表示實(shí)施方式4的加工液排放口的說明圖。圖16是實(shí)施方式1 4的變形例的加工液噴嘴的剖面構(gòu)造的說明圖。圖17是實(shí)施方式1 4的變形例的加工液噴嘴的剖面構(gòu)造的說明圖。
具體實(shí)施例方式以下，根據(jù)附圖詳細(xì)地說明本發(fā)明的線放電加工裝置的實(shí)施方式。另外，本發(fā)明并不限定于該實(shí)施方式。實(shí)施方式1以下，說明本發(fā)明的實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)及動作。圖1是表示實(shí)施方式1的線放電加工裝置的立體圖。在本實(shí)施方式1的線放電加工裝置中，從繞線管1引出的一根電極絲2 依次在多個導(dǎo)輥3a 3d間多次且相互隔開微小的間隔地卷繞，從而形成多個切割線部加。 艮口，電極絲2具有多個切割線部2a。卷繞該電極絲2而形成的切割線部加的間隔成為被加工物8的加工寬度(厚度)。即，在相對于各切割線部加使加工物8離開規(guī)定間隔地相對配置的狀態(tài)下，向各切割線部加與被加工物8之間施加電壓，同時相對于各切割線部加進(jìn)行被加工物8的切割輸送，由此，利用各切割線部加對被加工物8進(jìn)行放電切割。由此，將被加工物8加工成多個薄板。另外，被加工物8是要將原材料切片成多個薄板的構(gòu)件，例如有如下材料成為濺射靶材的鎢或鉬等金屬、作為各種構(gòu)造構(gòu)件使用的多晶碳化硅等陶瓷、成為半導(dǎo)體器件晶片的單晶硅及/或單晶碳化硅等半導(dǎo)體材料、成為太陽能電池晶片的單晶及多晶硅等太陽能電池材料等。半導(dǎo)體材料也可以利用以硅及碳化硅中的至少一方為主成分的材料形成。另外，在圖1的例中，例示了將一根電極絲2卷繞于多個導(dǎo)輥的例子，但并不限于該情況，只要通過使一根電極絲2折回而形成多個切割線部即可，其具體的結(jié)構(gòu)并不特別限定。在本實(shí)施方式1中，多個導(dǎo)輥3a 3d在軸線方向上相互平行地分開配置。在最高位置設(shè)置導(dǎo)輥3a、3b，在導(dǎo)輥北下方的最低位置設(shè)置導(dǎo)輥3c，在導(dǎo)輥3a的下方以與導(dǎo)輥 3c并列的方式設(shè)置導(dǎo)輥3d。電極絲2在卷繞規(guī)定次數(shù)之后，通過線排出輥5排出。在電極絲2中，導(dǎo)輥3a與導(dǎo)輥北之間的部分成為能夠與被加工物8相對且對被加工物8進(jìn)行加工的切割線部2a，如圖1所示，以相對于該切割線部加隔有微小間隔的方式相對地配置被加工物8，從而進(jìn)行放電加工處理。另外，電極絲2的導(dǎo)輥北與導(dǎo)輥3c之間的部分為供給用于進(jìn)行放電加工的電壓(加工用電壓)的饋線部2b。從加工電源6經(jīng)由導(dǎo)電模7A、7B向電極絲2的饋線部2b供給用于進(jìn)行放電加工的電壓(加工用電壓)，從而在饋線部2b與被加工物8之間施加電壓。加工電源6由能夠相互獨(dú)立地施加電壓的多個加工電源單元61構(gòu)成。導(dǎo)電模7A、7B也分別由相互絕緣的多個導(dǎo)電模單元71、72構(gòu)成，成為能夠獨(dú)立地向各切割線部加施加電壓的結(jié)構(gòu)。這樣，能夠獨(dú)立地對并列電極絲施加電壓的多個加工電源單元61與線放電加工裝置的控制裝置(未圖示)連接。另外，當(dāng)然，電壓施加極性與以往的線放電加工同樣地能夠根據(jù)需要適當(dāng)?shù)仡嵉埂?被加工物8被未圖示的位置控制裝置控制在與卷繞在導(dǎo)輥3a 3d間的電極絲2隔有微小間隙的位置，因此能夠維持適當(dāng)?shù)姆烹娍障堕L度。另外，加工液沒有進(jìn)行圖示，但與通常的線放電加工相同，通過噴吹或浸漬向被加工物8與電極絲2之間供給。圖2是表示噴嘴80的概略結(jié)構(gòu)的立體圖。圖3是噴嘴80的側(cè)面剖視圖。圖4是噴嘴80的從噴出口 82側(cè)觀察到的主視圖。噴嘴80噴出加工液，向被加工物8與電極絲2 之間供給加工液。在噴嘴80上形成有使切割線部加貫通的貫通孔96。噴嘴80以使切割線部加貫通貫通孔96的狀態(tài)配置在被加工物8的兩側(cè)。噴嘴80包括主體84、噴出口構(gòu)成板91、排放口構(gòu)成板92。在主體84上形成有用于供給加工液的配管連接用孔81。配管連接用孔81以貫通主體84的方式形成，其一側(cè)由栓85堵塞。以貫通主體84的方式形成的配管連接用孔81的另一側(cè)與用于供給加工液的供給配管93連接。另外，利用栓85堵塞的一側(cè)和與供給配管93連接的一側(cè)也可以相反地構(gòu)成。在主體84上，在噴出加工液的方向側(cè)和其相反方向側(cè)形成有凹部80a。在凹部80a 內(nèi)分別安裝有噴出口構(gòu)成板91和排放口構(gòu)成板92。在主體84上形成有線通過孔94，該線通過孔94使形成有凹部80a的面彼此連結(jié)且使切割線部加通過。線通過孔94與配管連接用孔81在主體84的內(nèi)部交叉。因此，從供給配管93供給到配管連接用孔81的加工液流向線通過孔94的兩端。在凹部80a中，以圍繞線通過孔94的方式形成有槽80b。在槽80b內(nèi)嵌入有0型圈95，防止加工液從噴出口構(gòu)成板91及排放口構(gòu)成板92與主體84的間隙泄漏。
噴出口構(gòu)成板91安裝于形成在主體84的面向被加工物8的一側(cè)的凹部80a。噴出口構(gòu)成板91由兩張板構(gòu)件構(gòu)成，在安裝于凹部80a時相互對接的部分上形成有切口 91a。 形成于噴出口構(gòu)成板91的切口 91a在兩張板構(gòu)件相對接的狀態(tài)下作為用于噴出加工液的噴出口 82發(fā)揮作用。噴出口 82以與形成于主體84的線通過孔94重疊的方式形成。排放口構(gòu)成板92安裝于與安裝有噴出口構(gòu)成板91的一側(cè)相反的一側(cè)的凹部80a。 噴出口構(gòu)成板91由兩張板構(gòu)件構(gòu)成，在安裝于凹部80a時相互對接的部分上形成有切口 92a。形成于排放口構(gòu)成板92的切口 9 在兩張板構(gòu)件對接的狀態(tài)下作為用于排出加工液的排放口 83發(fā)揮作用。排放口 83以與形成于主體84的線通過孔94重疊的方式形成。這樣，在主體84上安裝噴出口構(gòu)成板91和排放口構(gòu)成板92，以噴出口 82作為一端側(cè)的開口的貫通孔96由噴出口 82、線通過孔94及排放口 83構(gòu)成。另外，與線通過孔94 的端部的開口面積相比，噴出口 82及排放口 83的開口面積小。另外，與噴出口 82的開口面積相比，排放口 83的開口面積小。噴出口 82用于向極間供給加工液，排放口 83用于使切割線部加通過噴嘴80內(nèi)。 在線通過孔94與配管連接用孔81交叉的部分，在主體84內(nèi)形成有一些空間。從配管連接用孔81流入主體84的加工液由該空間儲存，流動方向改變90度而從噴出口 82噴出。噴嘴80以噴出口 82靠近被加工物8的兩側(cè)的方式配置。配置在被加工物8兩側(cè)的噴嘴80的噴出口 82與被加工物8的端面的間隙在能夠進(jìn)行靠緊加工時設(shè)定為0. Imm 0. 3mm。另外，根據(jù)被加工物8的構(gòu)件種類、所期望的切片厚度，為了減輕加工液的噴出壓所導(dǎo)致的損傷，有時也以噴出口 82距被加工物8為50mm左右的方式配置噴嘴80。另外，為了高效地排出加工屑，優(yōu)選噴出口 82與被加工物8之間的距離為50mm以下。另外，具有多個切割線部加的電極絲2從上述的排放口 83插入噴嘴80內(nèi)，并且從噴出口 82向噴嘴80外部伸出。之后，從與上述噴嘴80相對的另一噴嘴80的噴出口 82 插入噴嘴80內(nèi)，并且通過噴嘴內(nèi)部從排放口 83伸出。之后，與導(dǎo)電模7A接觸，卷繞于導(dǎo)輥 3a 3d。通過反復(fù)進(jìn)行該操作，能夠使電極絲2具有在噴嘴80間并列的多個切割線部加。在該狀態(tài)下，在向噴嘴80供給加工液時，加工液經(jīng)由供給配管93流入噴嘴80內(nèi)部。流入噴嘴80內(nèi)部的加工液從噴出口 82噴出，從排放口 83排出。在此，希望流入噴嘴 80內(nèi)部的加工液僅從噴出口 82噴出并供給向被加工物8的極間，但該加工液也從為了使電極絲2通過而形成的排放口 83排出。但是，如上述那樣，與噴出口 82的開口面積相比，排放口 83的開口面積小，因此幾乎全部的加工液都從流動阻力較小的噴出口 82噴出。排放口 83的大小只要能夠使Φ0. Imm的電極絲2通過即可，希望形成得盡可能小。另一方面， 若將排放口 83形成得過小，則使電極絲2通過的操作的操作性變差。因此，優(yōu)選排放口 83 的高度尺寸為例如0. 5mm左右。相對于此，噴出口 82的高度尺寸例如為5mm左右。另外， 噴出口 82及排放口 83的寬度尺寸只要形成為能夠收納并列的多個切割線部加整體的寬度即可。圖5是表示噴嘴80的俯視剖視圖。圖6是切割被加工物8的過程中的噴嘴80部分的主視剖視圖。在將加工液供給向兩個噴嘴80時，加工液從噴出口 82沿著各切割線部加向與切割線部加相同的軸線上噴出，并被噴出到被加工物8上。在使電極絲2行進(jìn)的同時施加電壓，并使臺部97上升，此時，固定于臺部97的被加工物8上升。在被加工物8靠近電極絲2時，通過與電極絲2之間發(fā)生的放電來加工被加工物8。通過放電加工產(chǎn)生的加工屑通過從噴嘴80噴出的加工液從極間排出。如圖6所示，根據(jù)這樣的結(jié)構(gòu)，即使隨著加工的進(jìn)行而加工槽變深，噴嘴80的噴出口 82也始終在與各切割線部加相同的軸線上，并以使加工液沿著各切割線部加并朝向極間的方式噴出加工液，因此，容易使并列的多個切割線部加所受到的加工液壓力均等，能夠抑制電極絲的撓曲。另外，由于以使加工液沿著各切割線部加并朝向極間的方式噴出加工液，因此，在加工過程中的任意時點(diǎn)都能從噴嘴80向加工槽的頂端噴出加工液，能夠穩(wěn)定地向極間供給加工液。由此，無論加工槽的深度如何，都能穩(wěn)定且容易地將加工屑從加工槽排出。結(jié)果，加工方向的放電變多，能夠抑制加工速度的降低。而且，利用并列的多個切割線部加一次性切割的被加工物8的加工槽也容易變細(xì)且均勻，因此能夠抑制加工精度的降低。另外，多個切割線部加貫通以噴出口 82為一端側(cè)的開口的貫通孔96，因此，從噴出口 82噴出的加工液容易沿著多個切割線部加噴出，能夠進(jìn)一步可靠地向加工槽的頂端噴出加工液。另外，在利用上述的線放電加工方法加工結(jié)晶硅及/或單晶碳化硅等半導(dǎo)體材料、單晶或多晶硅等太陽能電池材料、多晶碳化硅等陶瓷、鎢或鉬等濺射靶材料時，能夠加快加工速度，縮小加工槽寬度，因此，能夠從一個晶錠(ingot)得到更多的構(gòu)件。另外，能夠一次性高尺寸精度地切割出多張薄板。另外，不能使開口面積過大的噴出口 82和排放口 83分別由噴出口構(gòu)成板91和排放口構(gòu)成板92形成，因此，能夠使形成于主體84的線通過孔94形成得比噴出口 82和排放口 83大。由此，能夠提高電極絲2相對于線通過孔94的貫穿操作的操作性。另外，噴出口構(gòu)成板91和排放口構(gòu)成板92由兩張板構(gòu)件的對接部分形成，因此，在使電極絲2通過主體 84后，只要使構(gòu)成噴出口構(gòu)成板91及排放口構(gòu)成板92的兩張板構(gòu)件以夾持電極絲2的方式安裝，便能容易地形成噴出口 82和排放口 83。實(shí)施方式2圖7是實(shí)施方式2的線放電加工裝置所具有的噴嘴180的局部放大立體圖。圖8 是圖7所示的噴嘴180的側(cè)面剖視圖。對與實(shí)施方式1相同的結(jié)構(gòu)標(biāo)注相同的附圖標(biāo)記， 并省略詳細(xì)的說明。在本實(shí)施方式2中，為了使電極絲2(多個切割線部2a)的貫穿操作更加容易而進(jìn)行了噴嘴結(jié)構(gòu)的變更。在本實(shí)施方式2中，主體184為如下構(gòu)造夾著貫通孔96 (噴出口 82、線通過孔94、 排放口 83)并能夠在與電極絲2的貫通方向及并列方向大致垂直的方向上分割。更具體而言，如圖7、圖8所示，主體184構(gòu)成為包括與供給配管93連接的基部185和相對于基部 185能夠上下分割的蓋部186。S卩，基部185和蓋部186構(gòu)成為能夠夾著貫通孔96相互分害I]。在將蓋部186安裝于基部185的狀態(tài)下，形成在基部185與蓋部186之間的空間成為線通過孔94。在基部185與蓋部186的相對面18^1、186a上設(shè)有臺階。由此，與噴出口 82 的開口面積相比，能夠使排放口 83的開口面積減小。如以上那樣，主體184能夠夾著線通過孔94上下分割，因此，只要卸下蓋部186， 便能夠使基部185的用于使切割線部加通過(配置)的部分(貫通孔96)開放。因此，在將基部185設(shè)置于加工機(jī)的狀態(tài)下，只要使電極絲2 (多個切割線部2a)以并列的方式貫穿 (配置)，然后將蓋部186安裝(組合)于基部185，便完成貫穿操作，因此，多個切割線部加的貫穿操作變得更加容易。對于用于防止液體從基部185與蓋部186之間的間隙泄漏的密封手段，只要在與電極絲2的貫穿方向平行地進(jìn)行槽加工而成的槽18 內(nèi)嵌入棒狀的密封橡膠(未圖示)即可。另外，即使線通過孔94的截面積小，但只要卸下蓋部186，就能夠容易地進(jìn)行多個切割線部加的貫穿操作，因此，能夠不利用噴出口構(gòu)成板91、排放口構(gòu)成板 92地實(shí)現(xiàn)貫穿操作的容易化。由此，能夠?qū)崿F(xiàn)零件件數(shù)的削減、工時的削減。另外，也可以與實(shí)施方式1同樣地利用噴出口構(gòu)成板91、排放口構(gòu)成板92。另外，由于多個切割線部加的貫穿操作容易化，因此，容易增加卷繞電極絲2的次數(shù)并且容易增多切割線部加的并列數(shù)量。另外，即使增多切割線部加的并列數(shù)量，也不需要一根一根地使電極絲2 (多個切割線部2a)貫穿于線通過孔94，因此，能夠抑制花費(fèi)于準(zhǔn)備操作的勞力和時間。另外，在利用上述的線放電加工方法加工結(jié)晶硅及/或單晶碳化硅等半導(dǎo)體材料、單晶或多晶硅等太陽能電池材料、多晶碳化硅等陶瓷、鎢或鉬等濺射靶材料時，能夠加快加工速度，縮小加工槽寬度，因此能夠從一個錠塊得到更多的構(gòu)件，另外，能夠一次性高尺寸精度地切割出多張薄板。實(shí)施方式3圖9是實(shí)施方式3的線放電加工裝置所具有的噴嘴180的局部放大立體圖。圖10 是圖9所示的噴嘴180的側(cè)面剖視圖。另外，對與上述實(shí)施方式相同的結(jié)構(gòu)標(biāo)注相同的附圖標(biāo)記，并省略詳細(xì)的說明。在上述的實(shí)施方式1中，配管連接用孔81為一個，加工液從該配管連接用孔81流入主體184內(nèi)部。配管連接用孔81被加工在主體184的中心，并列的切割線部加通過該配管連接用孔81的正上方。在切割線部加的并列數(shù)量增多或者并列間隔縮小時，在切割線部加中，在從配管連接用孔81噴起的加工液的壓力的作用下，有時一部分切割線部加會發(fā)生撓曲。在該狀態(tài)下，在對被加工物8的端面進(jìn)行切入加工時，例如，在具有20根切割線部加時，首先從兩端的切割線部加開始放電，然后漸漸地內(nèi)側(cè)的切割線部加發(fā)生放電。 因此，根據(jù)被加工物8的位置的不同，加工工序的進(jìn)度不同，被加工物8的切掉時點(diǎn)參差不齊。由于切掉時點(diǎn)參差不齊，因此加工變得不穩(wěn)定，斷線的可能性變高。即，在切割線部加的并列數(shù)量較多時，為了實(shí)現(xiàn)被加工物8的穩(wěn)定的切割加工，抑制由被加工物8的位置而產(chǎn)生的加工進(jìn)度的參差不齊變得重要。在實(shí)施方式3中，為了使并列的切割線部加不會由于加工液發(fā)生撓曲，采用如下結(jié)構(gòu)使加工液流入噴嘴180內(nèi)時的壓力分散。在本實(shí)施方式3中，配管連接用孔81在中途分支而形成兩條流路。配管連接用孔 81分支成兩條流路，由此，與配管連接用孔81的入口 81a的面積相比，出口 81b的面積變大。即，在噴嘴180中，與加工液經(jīng)由供給配管93流入噴嘴180的流路的截面積相比，流入噴嘴180的加工液通過噴嘴180內(nèi)流入噴嘴180內(nèi)的貫通孔96的流路的截面積大。由此， 能夠使加工液向主體184內(nèi)部的流入速度減速。通過使加工液的流入速度減速，能夠降低切割線部加所受到的加工液壓力。由此，能夠抑制切割線部加的撓曲，抑制加工進(jìn)度的參差不齊。另外，通過抑制加工進(jìn)度的參差不齊，能夠減小電極絲2斷線的危險性，穩(wěn)定地加工被加工物8。圖11是本實(shí)施方式3的變形例的噴嘴180的局部放大立體圖。圖12是圖11所示的噴嘴180的側(cè)面剖視圖。在本變形例中，通過將配管連接用孔81的出口 81b的孔形狀形成為寬度尺寸與切割線部的并列寬度大致相等的長方形，使加工液壓力作用于切割線部 2a的并列方向整體，使切割線部加的撓曲大致均等。由此，能夠抑制被加工物8的加工進(jìn)度的參差不齊，減小電極絲2斷線的危險性，穩(wěn)定地加工被加工物8。另外，在利用上述的線放電加工方法加工結(jié)晶硅及/或單晶碳化硅等半導(dǎo)體材料、單晶或多晶硅等太陽能電池材料、多晶碳化硅等陶瓷、鎢或鉬等濺射靶材料時，在放電加工中作用于線之間的電磁力相抵消或減輕，能夠防止電極絲的撓曲，因此能夠一次性高尺寸精度地切割出多張薄板。實(shí)施方式4在上述的實(shí)施方式1或2中，從設(shè)置在被加工物附近的噴嘴將加工液噴出到加工部分，因此，通過噴嘴噴出的加工液向加工槽內(nèi)流入，由此，在加工槽內(nèi)產(chǎn)生加工液的流動， 即使加工槽變深也能夠向加工槽外排出加工屑，所以，能夠維持良好的加工狀態(tài)。像這樣， 利用噴嘴向加工槽內(nèi)噴出加工液適合于良好地維持加工狀態(tài)，但電極絲以卷繞于多個導(dǎo)輥間的狀態(tài)沿長度方向行進(jìn)，因此電極絲需要在噴嘴內(nèi)通過。因此，在噴嘴中，不僅在設(shè)于與被加工物相對的面上的加工液的噴出口中，而且還需要在與設(shè)置噴出口的面相反的一側(cè)設(shè)置使線通過的通過口(排放口)。即，在夾著被加工物將噴嘴設(shè)置在兩側(cè)的情況下，電極絲從一個噴嘴的通過口導(dǎo)入噴嘴內(nèi)，之后從噴出口向噴嘴外被導(dǎo)出并被導(dǎo)入加工槽內(nèi)，進(jìn)而從加工槽內(nèi)被導(dǎo)出并從另一噴嘴的噴出口被導(dǎo)入到噴嘴內(nèi)，之后從通過口向噴嘴外被導(dǎo)出ο在這樣的結(jié)構(gòu)中，在為了向加工槽噴出加工液而將高壓的加工液導(dǎo)入噴嘴內(nèi)時， 加工液不僅從噴出口噴出而且還從通過口噴出，因此，不能有效地利用泵的動力。為了避免這樣的情況，在實(shí)施方式1中提出了將通過口的大小設(shè)定得盡可能小的方法。但是，在采用以提高生產(chǎn)率為目的、同時加工多個加工槽的結(jié)構(gòu)的情況下，電極絲的卷繞次數(shù)變多，因此不但需要增大噴出口而且還不得不增大通過口(排放口)，由于大量的加工液也從通過口 (排放口)噴出，因此需要巨大的加工液泵。因此，從提高同時并列地進(jìn)行多個切片加工時的處理效率方面而言，上述的實(shí)施方式1或2具有改善的余地。另外，從噴出口噴出的加工液的壓力越高，加工液越能流入加工槽深處，加工狀態(tài)越穩(wěn)定，但在提高加工液壓力時，高壓的加工液也從通過口噴出。噴嘴的通過口大多與用于向電極絲供電的導(dǎo)電模、用于引導(dǎo)電極絲行進(jìn)的導(dǎo)輥相對。導(dǎo)電模、導(dǎo)輥大多在形成于其表面的槽內(nèi)保持電極絲而進(jìn)行供電或電極絲位置的固定，但在與從通過口以高壓狀態(tài)噴出的加工液流發(fā)生碰撞時，電極絲發(fā)生振動，有可能發(fā)生供電不良或電極絲錯位。因此，從抑制加工槽的形狀精度的下降、抑制薄板特別是半導(dǎo)體晶片等硬脆材料的薄板破裂的方面而言，上述的實(shí)施方式1或2也具有改善的余地。實(shí)施方式4的目的在于改善上述的課題。實(shí)施方式4的線放電加工裝置包括電極絲，其具有多個切割線部，該多個切割線部相互分開地并列設(shè)置，且分別與被加工物相對； 加工用電源，其用于產(chǎn)生脈沖狀的加工用電壓；多個導(dǎo)電模單元，其與上述多個切割線部電連接，用于向上述多個切割線部與上述被加工物之間施加上述加工用電壓；噴嘴，其用于以使加工液沿著上述多個切割線部并朝向極間的方式噴出上述加工液，在該線放電加工裝置中，在上述噴嘴上設(shè)有用于噴出上述加工液的噴出口和設(shè)置在與上述噴出口相反的一側(cè)的多個狹縫，上述多根切割線經(jīng)由上述噴出口和上述多個狹縫貫通上述噴嘴，上述噴嘴具有形成上述多個狹縫的切割線分離部，上述多個狹縫用于使上述多個切割線部通過。另外， 上述切割線分離部以堵塞用于使上述多個切割線部通過的多個狹縫之間的部分(例如，全部)的方式構(gòu)成。上述切割線分離部由可加工陶瓷等易切削材料形成。上述噴嘴除設(shè)有上述噴出口和上述多個狹縫以外，還設(shè)有用于排出多余的加工液的加工液排放口。以下，說明實(shí)施方式4的結(jié)構(gòu)及動作。實(shí)施方式4的線放電加工裝置的結(jié)構(gòu)與實(shí)施方式ι同樣地利用圖1的立體圖表示。4根導(dǎo)輥3a 3d在軸線方向上相互平行地分開配置。從繞線管1引出的電極絲2依次在導(dǎo)輥3a 3d間多次且相互隔開微小的間隔地卷繞，之后，利用線排出輥5排出。在此，在電極絲2中，平行架設(shè)于導(dǎo)輥3a與導(dǎo)輥北之間的部分成為切割線部加。被加工物8利用未圖示的位置控制裝置保持為以隔有微小距離的狀態(tài)與切割線部加相對配置的狀態(tài)。加工電源6經(jīng)由導(dǎo)電模7A、7B與切割線部加連接，用于在切割線部加與同切割線部加隔有微小距離的被加工物8之間施加電壓而使它們發(fā)生放電。在此，切割線部加如上述那樣由平行架設(shè)于導(dǎo)輥3a、3b間的線構(gòu)成，加工電源6 也由相互絕緣的多個加工電源單元61構(gòu)成，此外，導(dǎo)電模7A、7B也由相互絕緣的多個導(dǎo)電模單元71構(gòu)成，在各切割線上，能夠從與其相對應(yīng)的各加工電源單元61經(jīng)由各個導(dǎo)電模單元71供電，成為能夠獨(dú)立地向各切割線施加電壓的狀態(tài)。另外，當(dāng)然，加工電源6施加電壓的極性與以往的線放電加工機(jī)同樣地能夠根據(jù)需要適當(dāng)?shù)仡嵉?。如上述那樣，被加工?被未圖示的位置控制裝置控制在始終與切割線部加隔有微小間隙的位置，以維持與切割線部加的適當(dāng)?shù)姆烹娍障叮虼?，隨著通過放電形成加工槽，被加工物8漸漸被送入切割線部加的方向，加工槽變深，最終將被加工物8被切割加工成薄板狀。在此，被加工物8為需要切割成多張薄板的切片加工的構(gòu)件，例如有為濺射靶材的鎢或鉬等金屬、作為各種構(gòu)造構(gòu)件使用的多晶碳化硅等陶瓷、成為半導(dǎo)體器件晶片的單晶硅及/或單晶碳化硅等半導(dǎo)體材料、成為太陽能電池晶片的單晶及多晶硅等太陽能電池材料等。半導(dǎo)體材料也可以利用以硅及碳化硅中的至少一方為主成分的材料形成。另外，在圖1的例子中，例示了將一根電極絲2卷繞于4根導(dǎo)輥的例子，但并不限于該情況，只要由一根電極絲2形成多個切割線部即可，其具體的結(jié)構(gòu)并不特別限定。另夕卜，導(dǎo)電?？梢匀鐚?dǎo)電模7A那樣以經(jīng)由導(dǎo)輥北稍微離開切割線部加的狀態(tài)設(shè)置，也可以如導(dǎo)電模7B那樣在被加工物8與導(dǎo)輥3a之間設(shè)置在被加工物附近。噴嘴280用于向加工槽噴出加工液，因此，成為靠近被加工物8設(shè)置的結(jié)構(gòu)，是本實(shí)施方式的中心部分，因此，利用圖13及圖14詳細(xì)地說明。圖13是表示實(shí)施方式4的噴嘴 280的構(gòu)造的說明圖。圖13(a)是表示通過口 282側(cè)的噴嘴觀0的外觀的立體圖，圖13(b) 是表示噴出口 281側(cè)的噴嘴觀0的外觀的立體圖，圖13(c)是表示蓋部287從基部288及線分離部283分割的狀態(tài)的圖。圖14是表示實(shí)施方式4的線分離部觀3、分離狹縫284及線2的位置關(guān)系的詳細(xì)說明圖，圖15是表示實(shí)施方式4中的加工液排放口觀6的說明圖。噴嘴觀0以夾著被加工物的方式設(shè)置在兩側(cè)，具有如下構(gòu)造具有多個切割線部 2a的電極絲2貫通其內(nèi)部。即，在噴嘴觀0的與被加工物相對的面上設(shè)有加工液的噴出口觀1，在與噴出口 281相反的一側(cè)設(shè)有通過口觀2。通過口 282具有多個分離狹縫觀4。因此，成為如下結(jié)構(gòu)切割線部加從一個噴嘴觀0的通過口觀2(多個分離狹縫觀4)被導(dǎo)入噴嘴觀0內(nèi)，并從噴出口 281向噴嘴280外被導(dǎo)出，并且被導(dǎo)入加工槽內(nèi)，進(jìn)而從加工槽內(nèi)被導(dǎo)出并從另一噴嘴觀0的噴出口 281被導(dǎo)入噴嘴觀0內(nèi)，并從通過口觀2(多個分離狹縫 284)向噴嘴280外被導(dǎo)出。此外，如圖13所示，在設(shè)置于與噴出口 281相反的一側(cè)的通過口觀2(多個分離狹縫觀4)，設(shè)有切割線分離部觀3。在切割線分離部觀3，以與切割線部加的電極絲2的設(shè)置間隔大致相同的間隔刻有多個分離狹縫觀4，如圖14所示，多個切割線部加分別通過對應(yīng)的分離狹縫觀4。因此，切割線部加穿過一個噴嘴洲0的刻于線分離部觀3的分離狹縫 284并被導(dǎo)入噴嘴觀0內(nèi)，從噴出口 281向噴嘴280外被導(dǎo)出并被導(dǎo)入加工槽內(nèi)，進(jìn)而從加工槽內(nèi)被導(dǎo)出并從另一噴嘴觀0的噴出口 281被導(dǎo)入噴嘴觀0內(nèi)，通過刻于線分離部觀3 的分離狹縫觀4向噴嘴280外被導(dǎo)出。具有多個切割線部加的電極絲2在線分離部283處通過分別相對應(yīng)的各個分離狹縫觀4，所以，噴嘴觀0的、并列設(shè)置的多個切割線部加之間的部分為被堵塞的結(jié)構(gòu)，因此，通過口觀2(多個分離狹縫觀4)的開口面積與以往相比大幅度縮小。加工液被未圖示的泵加壓，進(jìn)而經(jīng)由未圖示的配管及設(shè)置于噴嘴觀0的配管連接用孔285被導(dǎo)入噴嘴觀0內(nèi)，并從噴出口 281朝向被加工物8及加工槽噴出，并且經(jīng)由分離狹縫觀4向外部噴出，該分離狹縫284刻于設(shè)置在通過口 282上的線分離部觀3。另外，在噴出口觀1，與實(shí)施方式1相同，未設(shè)置線分離部觀3，在一個噴出口內(nèi)貫穿多個切割線部2a。因此，即使在多個切割線部加靠近配置的情況下也能夠降低噴出口側(cè)的壓力損失，確保足夠的壓力和流量。如以上那樣，根據(jù)本實(shí)施方式4的結(jié)構(gòu)，在與噴出口 281相反的一側(cè)設(shè)置切割線分離部觀3，另外，在切割線分離部283上，以與大致平行地設(shè)置的多個切割線部加的設(shè)置間隔大致相同的間隔刻有多個分離狹縫觀4，各切割線部加通過與其分別對應(yīng)的分離狹縫 284.由此，能夠大幅度減小通過口觀2(多個分離狹縫觀4)的開口面積，在將導(dǎo)入噴嘴觀0 內(nèi)的加工液從噴出口向加工槽噴出時，能夠抑制從噴出口 281的相反側(cè)(通過口 282 側(cè))噴出的加工液的量。因此，能夠有效地利用加工液加壓泵的動力，而且能夠減少從通過口觀2以高壓狀態(tài)噴出、與導(dǎo)電模和導(dǎo)輥碰撞的加工液流，因此能夠降低切割線部的振動， 能夠防止起因于線振動的供電不良、線錯位。結(jié)果，能夠提高加工槽的加工精度，另外，能夠得到如下效果能夠防止薄板、特別是半導(dǎo)體晶片等硬脆材料的薄板的破損。另外，在上述實(shí)施方式中預(yù)先在線分離部283上形成分離狹縫284并使切割線部加通過，但也可以利用可加工陶瓷等易切削材料并以不形成分離狹縫觀4的狀態(tài)設(shè)置線分離部觀3，通過與線放電加工裝置的運(yùn)轉(zhuǎn)相伴隨的切割線部加的行進(jìn)，線分離部被切削，由此，自動地形成分離狹縫觀4。在該情況下，產(chǎn)生省去了預(yù)先形成分離狹縫觀4的麻煩的效^ ο另外，在上述實(shí)施方式中，為了抑制從通過口 282噴出的加工液，線分離部283構(gòu)成為將噴嘴觀0的分離狹縫284之間的部分全部堵塞，優(yōu)選構(gòu)成為通過噴出口 281的相反側(cè)(通過口 282側(cè))的加工液全部通過分離狹縫觀4。另一方面，在這樣的結(jié)構(gòu)中，在噴出口 281與被加工物成為靠緊狀態(tài)時，存在壓力變得過高的危險等，在該情況等下，也可以根據(jù)需要將用于使多余的加工液在噴出口 281的相反側(cè)(通過口 282側(cè))漏出的開口設(shè)為開設(shè)于線分離部觀3的一部分的狀態(tài)，使該多余的加工液的一部分不通過分離狹縫觀4，而是通過該漏出用開口排出。另外，如果像圖15所示那樣，在噴嘴280上還設(shè)置有加工液排放口觀6，來自噴出口以外的多余的加工液的排出主要不是由通過口 282進(jìn)行而是由加工液排放口 286進(jìn)行，則能夠避免加工液壓力不必要地增大的危險，且還能降低高壓的加工液與導(dǎo)電模和導(dǎo)輥碰撞而使線振動的可能性。根據(jù)本實(shí)施方式4，能夠使加工液高效地從噴出口噴出，利用小容量的泵發(fā)揮所需要的充分的加工屑排出作用，而且不會發(fā)生供電不良、線錯位，能夠?qū)崿F(xiàn)多個并列切片加工。另外，具有能夠有效地利用加工液加壓泵的動力的效果。并且，具有省去了預(yù)先在線分離部形成狹縫的麻煩的效果。并且，具有能夠避免加工液壓力不必要地增大的危險以及防止高壓的加工液與導(dǎo)電模和導(dǎo)輥碰撞而使線振動的效果。另外，也可以代替實(shí)施方式1 4所述的噴嘴，而利用圖16或圖17所示的噴嘴。 圖16、圖17是表示實(shí)施方式1 4的變形例的噴嘴的剖面構(gòu)造的剖視圖。例如，在實(shí)施方式2中的圖8所示的剖面形狀的噴嘴180的情況下，在加工液從供給配管93經(jīng)由配管連接用孔81流入噴嘴180內(nèi)部時，流入的加工液與噴嘴180內(nèi)部的相對面186a碰撞而分散。因此，加工液不僅容易流入噴出口 82而且容易流入排放口 83。實(shí)施方式1 4的噴嘴的目的在于向線放電加工中的極間壓入加工液，若加工液從排放口 83排出，則加工液的液壓下降，因此，有可能使來自原本想要供給加工液的一側(cè)即噴出口 82的加工液的量減少。相對于此，如圖16或圖17所示，配管連接用孔381、481的朝向噴嘴380、480內(nèi)部的貫通孔96的出口孔朝向與加工液的排放口 83存在的方向相反的方向，而且朝向噴出口 82存在的方向。即，在圖16、17所示的噴嘴380、480中，經(jīng)由供給配管93流入噴嘴380、480 的加工液經(jīng)由噴嘴380、480內(nèi)(的配管連接用孔381、481)流入噴嘴380、480內(nèi)的貫通孔 96的部分的流路朝向噴出口 82側(cè)。更具體而言，在圖16所示的噴嘴380中，流入貫通孔96的部分的流路以隨著靠近貫通孔96而靠近噴出口 82的方式傾斜并延伸。換而言之，配管連接用孔381的流入貫通孔96的部分的中心軸以隨著靠近貫通孔96而靠近噴出口 82的方式傾斜并延伸。另外，在圖17所示的兩個噴嘴480的每一個中，流入貫通孔96的部分的流路在從貫通孔96的中心軸偏移的位置向沿著貫通孔96的中心軸的方向(例如，與貫通孔96的中心軸線大致平行的方向)延伸。換而言之，兩個配管連接用孔481各自的流入貫通孔96的部分的中心軸線均偏離貫通孔96的中心軸線，且向沿著貫通孔96的中心軸線的方向(例如，與貫通孔96的中心軸線大致平行的方向)延伸。而且，兩個配管連接用孔481的流入貫通孔96的部分的兩條中心軸配置在相對于貫通孔96的中心軸對稱的位置。由此，更容易使并列的多個切割線部加所受到的加工液壓均等。由此，流入噴嘴380、480內(nèi)部的加工液積極地流向噴出口 82側(cè)，能夠大幅度減少向排放口 83側(cè)逆流的加工液流量。這樣，利用變更了向噴嘴380、480內(nèi)部的貫通孔96供給加工液的供給路徑的噴嘴，能夠高效地向放電加工中的極間供給加工液。通過本變形例，能夠使來自噴出口的加工液排出量增大，使來自排放口的加工液排出量減小，即使利用小容量的泵也能夠發(fā)揮所需要的充分的加工屑排出作用，而且不會發(fā)生供電不良、線錯位，能夠?qū)崿F(xiàn)多個并列切割加工。另外，得到能夠有效地利用加工液加壓泵的動力的效果。并且，得到防止高壓的加工液與導(dǎo)電模和導(dǎo)輥碰撞而使線振動的效果。產(chǎn)業(yè)上的可利用性如以上那樣，本發(fā)明的線放電加工裝置適用于薄板的制造，特別是適用于要求高尺寸精度的半導(dǎo)體材料、太陽能電池材料的制造。附圖標(biāo)記說明1 繞線管2 電極絲2a 切割線部2b 饋線部3a、3b、3c、3d 導(dǎo)棍5 線排出輥(卷管)6 加工電源7A、7B 導(dǎo)電模8 被加工物61 加工電源單元71、72 導(dǎo)電模單元80 噴嘴80a 凹部80b 槽81 配管連接用孔81a 入口81b 出口82 噴出口83 排放口84 主體85 栓91 噴出口構(gòu)成板91a 切口92 排放口構(gòu)成板92a 切口93 供給配管94 線通過孔95 0 型圈96 貫通孔97 臺部180 噴嘴184 主體185 基部
185a相對面185b槽186蓋部186a相對面280噴嘴281噴出口282通過口283線分離部284分離狹縫285配管用連接孔286加工液排放口380噴嘴381配管連接用孔480噴嘴481配管連接用孔
權(quán)利要求
1.一種線放電加工裝置，其特征在于，具有電極絲，上述電極絲具有多個切割線部，該多個切割線部相互分開地并列設(shè)置且分別與被加工物相對；加工用電源，上述加工用電源產(chǎn)生脈沖狀的加工用電壓；多個導(dǎo)電模單元，上述多個導(dǎo)電模單元與上述多個切割線部電連接，向上述多個切割線部與上述被加工物之間施加上述加工用電壓；噴嘴，上述噴嘴以加工液沿著上述多個切割線部并朝向極間的方式從噴出口噴出上述加工液。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的線放電加工裝置，其特征在于， 在上述噴嘴中，上述噴出口形成在上述極間的一側(cè)， 上述多個切割線部通過上述噴出口并向上述極間延伸。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的線放電加工裝置，其特征在于，在上述噴嘴中，形成有以上述噴出口為一端側(cè)的開口的貫通孔， 上述多個切割線部經(jīng)由上述貫通孔貫通上述噴嘴并向上述極間延伸。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的線放電加工裝置，其特征在于，與上述噴出口的開口面積相比，上述貫通孔的另一端側(cè)的開口面積較小。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的線放電加工裝置，其特征在于，上述噴嘴具有如下結(jié)構(gòu)能夠以打開上述貫通孔的方式分割成多個構(gòu)件，并能夠在上述多個切割線部貫穿于上述貫通孔之后使上述多個構(gòu)件組合。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的線放電加工裝置，其特征在于，在上述噴嘴中，與上述加工液通過供給配管流入上述噴嘴的部分的流路的截面積相比，流入上述噴嘴的上述加工液通過上述噴嘴內(nèi)部而流入上述噴嘴內(nèi)的上述貫通孔的部分的流路的截面積大。
7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的線放電加工裝置，其特征在于，在上述噴嘴中，通過供給配管流入上述噴嘴的上述加工液通過上述噴嘴內(nèi)部流入上述噴嘴內(nèi)的上述貫通孔的部分的流路朝向上述噴出口側(cè)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的線放電加工裝置，其特征在于， 在上述噴嘴中，使上述多個切割線部以相互分開的狀態(tài)通過的多個狹縫設(shè)在上述噴出口的相反側(cè)， 上述多個切割線部經(jīng)由上述噴出口和上述多個狹縫貫通上述噴嘴。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的線放電加工裝置，其特征在于， 上述噴嘴具有切割線分離部，上述切割線分離部形成上述多個狹縫，并且以堵塞上述多個狹縫之間的部分的方式構(gòu)成。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的線放電加工裝置，其特征在于， 上述切割線分離部由易切削的材料形成，上述多個狹縫通過與上述線放電加工裝置的運(yùn)轉(zhuǎn)相伴隨的上述多個切割線部的行進(jìn)而自動地形成于上述切割線分離部。
11.根據(jù)權(quán)利要求8所述的線放電加工裝置，其特征在于，在上述噴嘴中還設(shè)有排出多余的加工液的加工液排放口。
12.—種線放電加工方法，其特征在于，利用權(quán)利要求1所述的線放電加工裝置對被加工物進(jìn)行切片加工。
13.—種薄板制造方法，其特征在于，利用權(quán)利要求1所述的線放電加工裝置將被加工物加工成多張薄板。
14.一種半導(dǎo)體晶片制造方法，其特征在于，利用權(quán)利要求1所述的線放電加工裝置將半導(dǎo)體材料加工成多張半導(dǎo)體晶片。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的半導(dǎo)體晶片制造方法，其特征在于， 上述半導(dǎo)體材料由以硅及碳化硅中的至少一方為主成分的材料形成。
全文摘要
本發(fā)明的線放電加工裝置包括電極絲，其具有多個切割線部，該多個切割線部以相互分開的方式并列設(shè)置且分別與被加工物相對；加工用電源，其用于產(chǎn)生脈沖狀的加工用電壓；多個導(dǎo)電模單元，其與上述多個切割線部電連接，用于向上述多個切割線部與上述被加工物之間施加上述加工用電壓；噴嘴，其以使加工液沿著上述多個切割線部并朝向極間的方式自噴出口噴出上述加工液。
文檔編號B23H7/02GK102548699SQ201080042388
公開日2012年7月4日 申請日期2010年6月23日 優(yōu)先權(quán)日2009年9月24日
發(fā)明者三宅英孝, 佐藤達(dá)志, 福島一彥 申請人:三菱電機(jī)株式會社