42]圖6是表示實施方式2的線電極放電加工裝置的圖,圖7是其供電件單元的主要部分放大斜視圖。本實施方式是實施方式1的供電件單元的變形例,供電件單元6a?6(1是將硬質合金的圓棒的側面例如通過磨石研磨,隔開等間隔以恒定寬度形成切口而得到的。通過切口而以平面狀形成倒角的切口部6R,是用于使一部分切割線電極部CL并列地通過時以與圓棒不接觸的方式通過的、使線電極躲避的空間。另外,由2個切口部分夾持的圓棒的未加工部分,是切割線電極部CL中的供電對象的線電極所接觸的部分,在此,進行用于架設線電極并供電的V字狀槽GW加工,成為供電部6T。如上述所示,通過對圓棒的一部分進行研磨或切削而形成切口,也具有與圖2、圖3所示的供電件單元6a?6d同等的、對多根并列的線電極的供電功能。切割加工時晶片支撐部15a、15b對對相對于被加工物即晶錠51靠近和分離的動作進行控制。除供電件單元6a?6d以外的結構實質上與實施方式1的線電極放電加工裝置相同,在此省略說明,但對相同的部位標注相同的標號。
[0043]在圖7所示的供電件單元6a?6d中,如果供電部分由于與切割線電極部CL之間的滑動而不斷磨損,則只能以供電件單元為單位進行更換,但如果從圖7所示的供電件單元6a?6d的切口部起,每隔90度對切口部6R進行加工,則能夠在1根供電件單元中具備相當于更換4次的供電部6T。此外,對于該供電件單元,將其兩軸端加工為與切口部6R同數的正Μ邊形(Μ是周面上的切口部6R的數量),對供電件單元進行保持的供電件支架的供電件單元軸端嵌入部也具備對應的相同形狀的正Μ邊形孔。
[0044]在進行放電加工時,使主導輥lc、Id旋轉而使線電極3行進,并且使被加工物即晶錠51相對于該切割線電極部CL隔開規定的極間距離相對配置之后,向切割線電極部CL施加電壓脈沖,與切割速度相匹配地使工作臺9上升,該晶錠51利用提拉(pull-up)法等形成。通過在使極間距離保持恒定的狀態下,使并列線電極部PS與晶錠51相對移動,從而如在圖8(a)中的加工中的狀態所示,使電弧放電持續進行,與晶錠51的從切割線電極部CL通過后的路徑相對應而形成加工槽G。因此,如圖8(b)所示,切割得到的晶片5W的厚度t。,是從卷掛間距tp中減去加工槽的寬度(加工寬度)t:而得到的長度,該加工槽是晶錠51的切割余量。為了減小加工寬度,優選使線電極線徑較小,在實用上往往使用0.1_左右的鋼絲,但有時也使用0.05mm等更細的鋼絲。此外,為了使放電開始電壓較為適合,也可以在鋼絲的表面進行黃銅等的涂敷。
[0045]根據本實施方式的線電極放電加工裝置,使用供電件單元6a?6d,能夠從晶錠51容易地制作高精度的晶片5W。
[0046]線電極放電加工的加工速度不依賴于被加工物的硬度,因此對于硬度高的材料特別有效。作為被加工物5,例如能夠將下述材料作為對象,S卩:作為濺射靶材的鎢、鉬等金屬;作為各種構造部件使用的多晶碳化硅(SiC)等陶瓷;作為半導體器件制作用的晶片基板的單晶硅、單晶碳化硅、氮化鎵等半導體材料;以及作為太陽能電池用晶片的單晶硅或多晶硅等。特別地,碳化硅或氮化鎵由于硬度高,因此在利用機械式鋼絲鋸的方式下存在生產率低、并且加工精度低的問題,根據本實施方式,能夠在兼顧高生產率和高加工精度的同時,進行碳化硅或氮化鎵的晶片制作。
[0047]如上述所示,本實施方式的線電極放電加工裝置具有:一根線電極3,其在隔開間隔而平行地配置的一對導輥之間以恒定間距分離并多次卷掛,該線電極3隨著導輥的旋轉而行進,并且在一對導輥之間形成彼此分離的并列線電極部PS ;以及供電件,其設置在導輥之間,與多個并列線電極部PS分別接觸而供電,用于與各個并列線電極接觸而供電的供電件針對每個排列單位進行了一體化。另外,上述多個供電件(供電件單元6a?6d)與作為供電對象的各切割線電極部CL的線電極并列間隔相對應地排列,加工電源對各供電件單元6a?6d進行供電,該各供電件單元6a?6d配置為對切割線電極部CL每隔3根進行供電。
[0048]此外,在本實施方式1及2中,使用了 2根驅動式的主導輥,但也能夠將其中的1根變更為從動式。但是,根據線電極的截面積決定線電極的最大張力,因此在為了減少加工寬度而使用細線線電極的情況下,優選使用多個驅動式導輥而減少對線電極施加的張力(內部應力)。通過防止線電極的張力變得過大,從而能夠增加卷掛次數,使線電極變細,實現生廣率的提尚。
[0049]另外,在本實施方式1及2中,示出了將1根線電極3卷掛于4根主導輥的例子,但例如也可以采用配置有3根主導輥的結構。此外,不限于上述實施方式,只要是通過反復折返1根線電極3而形成并列線電極部PS,其具體的結構并不特別限定。
[0050]如上述所示,根據本實施方式1、2的結構,具備:1根線電極,其在主導輥之間以恒定間距分離并多次卷掛,該線電極隨著主導輥的旋轉而行進;在主導輥lc、ld之間排列的并列線電極部PS ;供電件單元6a、6b、6c、6d,它們向該并列線電極部PS的各個線電極3進行供電,分別進行了一體成型,在減振導輥7a、7b之間被拉伸的線電極3成為與被加工物5相對的切割線電極部CL,因而從加工電源10可靠地對并列線電極部PS進行供電,由此能夠進行高精度的線電極放電加工。
[0051]另外,供電件單元6a、6b、6c、6d是一體成型得到的,因此與線電極接觸的供電部分的排列精度極其良好,此外,通過嵌入供電件支架60a、60b,從而不需要進行供電件位置的微調就能夠進行排列,因而能夠使多根線電極與各個供電件容易且可靠地進行接觸,因而在加工過程中線電極不會從供電件偏離,起到能夠縮短加工準備時間的效果。另外,也不需要供電件單元6a、6b、6c、6d相對于并列線電極部PS的按壓量的微調,能夠使線電極的接觸長度均勻化,因而放電加工電流的波動消失,起到放電加工穩定化的效果。根據上述結構,起到下述效果,即,使切割線電極部CL的供電穩定化,在長時間的加工中也進行穩定的放電加工,能夠一次制作多片厚度波動小的晶片。
[0052]另外,通過使用取得上述效果的線電極放電加工裝置,對于包含碳化硅等硬質材料的被加工物即晶錠51,能夠以高生產率將其切割加工為薄板狀,形成半導體晶片。
[0053]此外,在本實施方式中,從使圓柱狀錠的定向平面部分朝上的狀態開始,進行切害J。此外,通過實驗確認,定向平面位置對加工不存在影響,錠的設置方向也可以如圖6所示是使定向平面部分朝上的狀態,并不限定于錠的設置方向。
[0054]實施方式3
[0055]下面,對本發明的實施方式3的結構以及動作進行說明。圖9是表示本發明的實施方式3所涉及的線電極放電加工裝置的供電件單元6a、6b、以及對上述單元進行嵌入的供電件支架60a及其相關部件的結構的斜視圖。在本實施方式所涉及的供電件單元以及供電件支架中,具有很多與上述實施方式1相同的結構以及動作,因此對于這些相同的結構以及動作省略說明,對與實施方式1不同的部分的結構和動作進行說明。首先,對本實施方式3的供電件外圍的結構進行描述。使供電件單元6a?6d的兩軸端的形狀為圓柱狀,在供電件支架60a、60b的用于嵌入供電件單元6a?6d的兩軸端的部分,加工有軸承部,該軸承部被加工為比與供電件單元6a?6d的軸端相同的直徑稍大的半圓形狀,并在此處設置供電件單元6a?6d,對供電件固定用具61也進行相同形狀的半圓形狀的加工,因而供電件單元6a?6d的兩軸端以由半圓形部分夾入的方式得到支撐。此外,在供電件單元6a?6d的軸端處安裝匯流環73,位于匯流環73內表面的電刷與供電件單元6a?6d的軸外周面接觸。另外,將來自加工電源(未圖示)的供電線與匯流環73連接。圖9詳細地示出對供電件單元6a、6b進行收納的供電件支架60a,對供電件單元6c、6d進行收納的供電件支架60b也是相同的構造。
[0056]下面,對動作進行說明。對于安裝于供電件支架60a、60b的供電件單元6a?6d而言,供電件單元6a?6d的兩軸端是圓柱形狀,與兩軸的支撐部相當的部分也是圓柱形狀,因此供電件單元6a?6d能夠以軸向為旋轉中心進行旋轉。因而,如果在將并列線電極部PS掛于供電件單元6a?6d的各個供電部的槽中的狀態下使線電極3行進,則并列線電極部PS與供電件單元6a?6d接觸,并且通過其