本发明涉及一种对硅(silicon)、蓝宝石(sapphire)，碳化硅(siliconcarbide)等半导体材料或陶瓷(ceramics)等工件(work)进行切断的线锯(wiresaw)及其控制方法。更详细而言，本发明涉及一种在所述工件的切断时，根据线径来对将线卷取至卷轴(reel)的卷取间距(pitch)进行控制的线锯及其控制方法。
背景技术：
：：以往，已知有一种将半导体坯锭(ingot)等工件切出成晶片(wafer)状的线锯。所述线锯是将线卷绕在多个槽辊(roller)间而形成线列，一边使所述线单向行走或往复行走，一边将所述工件按压至线列，由此，同时切出多片晶片。对于所述工件的切断，最近由于环境污染的问题，正舍弃将研磨液与磨粒(abrasivegrain)混合而成的浆料(slurry)，而逐渐使用能够在切断时防止飞溅污浆(sludge)等的污染的固定磨粒线。所述固定磨粒线是在芯线的表面通过电镀或树脂接合(resinbond)、金属接合(metalbond)、陶瓷接合(vitrifiedbond)等而固定有金刚石(diamond)、碳化硅、硼(boron)、氧化铝等磨粒而形成。而且，所述线锯中，线的两端被分别卷绕于线的放出/卷取用的卷轴，从放出侧的卷轴放出的线经由多个槽辊而卷取至卷取侧的卷轴。而且，当切换线行走方向时，所述放出侧与卷取侧变为相反的状态来进行线的放出及卷取。对于所述线锯的线的放出及卷取，设置有导线器(traverser)，以相对于卷轴而在其轴向上均等地卷取线，从而防止线卷乱，以便下次顺畅地进行线的放出(例如专利文献1)。现有技术文献专利文献专利文献1：日本专利第5250376号公报技术实现要素：[发明所要解决的问题]然而，专利文献1的装置是根据进行导线的滑轮(pulley)的磨损来控制导线滑轮的位置，以进行线的卷取，是以规定的已决定的间距来进行卷取。所述专利文献1的装置中，在切断了工件的情况下，使用后的线会产生磨损，线径会变得比新线细。但是，所述专利文献1的装置是以规定的已决定的间距来卷取线，因此即使是因磨损而线径变细的线，仍是以预先设定的规定间距而卷取至卷轴上。例如，如图5(a)般，已磨损的51是以预先设定的考虑到新线的线径的卷取间距p1而卷取到卷取卷轴50上。此时，是以比已磨损的线51的线径大的间距而卷绕到卷取卷轴50上，因此存在重叠卷取的线51会陷入线51与线51的间隙内的问题。如此般陷入线51与线51的间隙内的线51会带着张力而卷取，因此存在下述问题：在卷取时，线会发生摩擦，从而导致固定于线的磨粒脱落或磨减。通常，在线锯中，是一边使线正转行走与反转行走，一边以固定的周期来切换正转行走与反转行走，一边往复行走以进行切断。并且，对正转行走与反转行走设置时间差，逐次以规定量来供给线。因而，卷取至所述卷取卷轴上的线在从正转行走切换到反转行走时，会从卷取卷轴放出。然而，存在下述问题：如上所述般陷入线51与线51的间隙内的线51在如图5(b)般从卷取卷轴50放出时，线51会彼此摩擦，从而导致线51表面的磨粒脱落或磨减。因此，本发明的目的在于，对于线往卷轴上的卷取，根据线径来精度良好地进行卷取，由此，减轻线彼此的摩擦，以防止线的断线等问题(trouble)，并且延长线寿命。[解决问题的技术手段]因此，技术方案1的发明是一种线锯，包括：一对卷轴，进行在芯线表面固定有磨粒的固定磨粒线的放出及卷取；多根槽辊，卷绕所述线；以及导线辊(traverseroller)，设在所述卷轴附近，在所述线的放出或卷取时，沿所述卷轴的轴线方向移动，从而以规定的间距来引导线，所述线锯是使所述固定磨粒线单向或往复行走，将工件按压至所述槽辊间的线上，以切断所述工件，所述线锯采用下述结构，即，设有：测定部件，设在所述卷轴与槽辊间的放出侧及卷取侧的至少一侧，测定线的线径；以及控制部件，根据由所述测定部件所测定出的线的线径，来算出卷取间距，通过以由所述控制部件所算出的卷取间距来移动所述导线辊，从而将所述线卷取至成为所述卷取侧的卷轴上。技术方案2的发明是一种线锯，包括：一对卷轴，进行在芯线表面固定有磨粒的固定磨粒线的放出及卷取；多根槽辊，卷绕所述线；以及导线辊，设在所述卷轴附近，在所述线的放出或卷取时，沿所述卷轴的轴线方向移动，从而以规定的间距来引导线，所述线锯是使所述固定磨粒线单向或往复行走，将工件按压至所述槽辊间的线上，以切断所述工件，所述线锯采用下述结构，即，设有：输入部件，预先输入因使用而磨损的线的平均线径；以及控制部件，根据由所述输入部件所输入的线的线径，来算出卷取间距，通过以由所述控制部件所算出的卷取间距来移动所述导线辊，从而将所述线卷取至成为所述卷取侧的卷轴上。技术方案3的发明是一种线锯的卷线方法，将在芯线表面固定有磨粒的固定磨粒线从一对卷轴进行放出及卷取，在所述一对卷轴间将所述线卷挂至多根槽辊上，将工件按压至所述槽辊间的线，以切断所述工件，并且，利用设在所述卷轴附近的导线辊，以规定的间距来将所述线引导至卷轴，所述线锯的卷线方法采用下述构成：在所述卷轴与槽辊间的放出侧及卷取侧的至少一侧，测定线的线径，根据所述测定出的线的线径，来算出卷取间距，通过以所述算出的卷取间距来移动所述导线辊，从而将所述线卷取至成为所述卷取侧的卷轴上。技术方案4的发明是一种线锯的卷线方法，将在芯线表面固定有磨粒的固定磨粒线从一对卷轴进行放出及卷取，在所述一对卷轴间将所述线卷挂至多根槽辊上，将工件按压至所述槽辊间的线，以切断所述工件，并且，利用设在所述卷轴附近的导线辊，以规定的间距来将所述线引导至卷轴，所述线锯的卷线方法采用下述构成：预先从输入部件输入因使用而磨损的线的平均线径，根据由所述输入部件所输入的线的线径，来算出卷取间距，通过以所述算出的卷取间距来移动所述导线辊，从而将所述线卷取至成为所述卷取侧的卷轴上。[发明的效果]根据本发明，即使在切断中途，线发生了磨损而线径有所变化，也能够与此相应地变更线的卷取间距，能够防止因线的卷乱造成的线的磨粒的脱落或磨减。而且，由于不会将线卷乱，因此能够防止线的断线。而且，若基于切断工件时的线的磨损量，根据经验来掌握发生了磨损的线的平均线径，并将所述平均线径预先输入至线锯，即使不另行设置线径测定部件，也能够精度良好地进行线的卷取，从而防止线的磨粒的脱落或磨减。而且，能够防止线的卷乱，并能够防止线的断线。附图说明图1是本发明的线锯的整体概略图。图2是本发明的线锯的导线单元部的概略图。图3(a)及图3(b)是表示本发明的线锯中的线的卷取状态的剖面图。图4(a)及图4(b)是用于本发明的线锯中的固定磨粒线的剖面图。图5(a)及图5(b)是表示以往的线锯中的线的卷取状态的剖面图。[符号的说明]1：线锯2：线3：供给卷轴4：回收卷轴5：导线辊(traverseroller)6：摄像机(测定部件)7：导辊8a、8b：张紧辊9a、9b：张力臂10a、10b、18、22：马达11a、11b：槽辊12：摆动框13：测力传感器15：虚设(dummy)构件16：工件台17：工件平台19、23：滚珠丝杠20：导线装置21：底座框24：分力计25：导轨(rail)26、29：控制部27：移动框30：芯线31：磨粒(abrasivegrain)32：结合材50：卷轴(reel)51：线d、d2：线径d1：芯线径d2：磨粒径w：工件p1、p2：卷取间距具体实施方式以下，基于图1至图4(a)及图4(b)来说明本发明的一实施方式。图1是本发明的线锯的整体概略图。线锯1是具备下述等部件而构成，即：供给卷轴3，卷挂有线2；导线装置20，将从所述供给卷轴3放出的线2沿规定方向进行导线；两个摄像机(camera)6、6，在供给侧及回收侧，测定所述线2的线径d；张紧辊(tensionroller)8a、8b，对所述线2赋予规定的张力；多个导辊(guideroller)7，从所述张紧辊8a、8b朝规定的方向引导线2；两个测力传感器(loadcell)13、13，在供给侧与回收侧，测定所述线2的张力；两根槽辊11a、11b，多次卷挂从所述导辊7导出的线2而形成线列；回收卷轴4，通过导线机构20，将从所述槽辊11a、11b导出的线2以规定的间距予以卷取；以及工件平台(worktable)17，设在所述两根槽辊11a及11b之间的上部，保持工件w而朝向所述线列来按压所述工件w。所述供给卷轴3及回收卷轴4可转动地轴支撑于未示出的线锯1的本体框。而且，所述供给卷轴3及回收卷轴4分别连接于未示出的驱动马达，通过正反向旋转而使线2单向行走或往复行走。并且，通过所述供给卷轴3及回收卷轴4的放出及卷取的行程(stroke)差来单向地供给线2。在所述供给卷轴3上，卷装有固定磨粒线2，所述固定磨粒线2例如是在芯线上通过电镀或树脂等而固定有金刚石等的磨粒。图4(a)是所述线2的剖面图。所述线2(线径：d)具备：芯线30(芯线径：d1)，呈线状延伸；结合材32，覆盖芯线30的表面；以及多个磨粒31(磨粒径：d2)，通过结合材32而固接。磨粒31是由金刚石、硼、碳化硅、氧化铝等所形成。所述线2的芯线30例如使用在钢琴线等钢线的表面实施有镀铜或镀黄铜者。所述结合材32例如使用镀镍、树脂接合、陶瓷接合等。从所述供给卷轴3放出的线2一边由导线装置20进行导线，一边经由对线2的线径d进行测定的摄像机6(测定部件)而由导辊7引导至张紧辊8a。所述摄像机6是具备作为背景的后撑(backsupport)、及与所述后撑相向的摄像元件而形成。而且，也可在所述摄像机6上或摄像机6附近设置适当的光源。所述摄像机6只要至少在回收侧设置一个即可，且只要设置在可对线2的线径d进行测定的场所即可。而且，摄像机6对线径的测定既可连续地进行，也可间歇地进行。另外，要精度良好地进行确认，优选在线2的行走往复切换的时机(timing)进行确认。这是因为，在线2的往复行走切换时，线2会停止，或者线2的行走速度将变慢。另外，供给侧的张紧辊8a与回收侧的张紧辊8b为同样的机构，因此以供给侧的张紧辊8a来代表性地进行说明，省略回收侧的张紧辊8b的说明。所述张紧辊8a是轴支撑于张力臂(tensionarm)9a的一端且转动自如。而且，张力臂9a的另一端连接于固定在线锯1的本体框(未示出)中的马达10a的轴，以使其前端的张紧辊8a摆动。因而，通过张力臂9a的摆动，所述张紧辊8a摆动，由此，对卷挂于张紧辊8a的线2赋予规定的张力。在所述张紧辊8a与所述槽辊11a之间、及所述槽辊11b与所述张紧辊8b之间的导辊7的支轴上，分别设有测力传感器13，以根据所述导辊7所承受的负载来测定线2的张力。所述槽辊11a、11b轴支撑于摆动框12，所述摆动框12被轴支撑于线锯1的本体框(未示出)。而且，所述槽辊11a、11b在其一者或两者中设有驱动源，通过所述驱动源，所述槽辊11a、11b正反转自如。而且，在所述槽辊11a、11b各自的表面，以规定间距形成有多个槽，在所述槽中呈螺旋状地卷挂有所述线2而形成线列。并且，通过所述槽辊11a、11b利用所述驱动源来单向旋转或正反旋转，从而线2单向或往复行走。所述工件平台17是设于所述槽辊11a、11b的上部，在其下表面，利用适当的固定部件而可装卸地固定有工件台16。在所述工件台16上，经由以碳(carbon)或陶瓷等所形成的虚设(dummy)构件15来粘接固定蓝宝石、碳化硅、氮化镓等工件w。所述工件平台17是通过升降马达18而经由滚珠丝杠(ballscrew)19升降自如地构成，以将保持于所述工件平台17的工件w按压至所述槽辊11a、11b间的线列。所述工件w一边被按压至行走的线2，一边将加工液(水等冷却液)供给至工件w附近，由此被切断为多片晶片。所述摆动框12例如经由轴承(bearing)或弧形导件(r-guide)等而轴支撑于线锯1的本体框(未示出)，并通过适当的驱动源(未示出)而转动自如。所述摆动框12通过以规定角度转动，从而所述摆动框12摆动，以使所述槽辊11a、11b间的线列摆动。通过所述线列摆动，线2以近似点接触的状态来接触要切断的工件w，从而提高切断能力。所述导线装置20在本实施方式中，设在线2的供给侧、回收侧这两侧。而且，所述导线装置20在供给侧与回收侧是设置同样者，因此进行回收侧的说明，而省略供给侧。如图2般，所述导线装置20是设在回收卷轴4附近，且具备：导线辊(traverseroller)5、设在所述导线辊5的轴上的分力计24、驱动所述导线辊5的马达22、及控制所述分力计24与马达22的控制部26。如图2以及图3(a)及图3(b)般，所述导线辊5被轴支撑于沿着与所述回收卷轴4的旋转轴正交的方向竖立设置的轴，所述导线辊5为转动自如。所述导线辊5通过所述马达22而沿回收卷轴4的轴线方向移动。所述马达22被固定于底座框21，且连接于沿着所述底座框21可转动地设置的滚珠丝杠23的一端。而且，在所述底座框21上，铺设有两根导轨(rail)25、25，移动框27是沿着所述导轨25、25移动自如地设置。而且，所述导线辊5经由所述分力计24而轴支撑于所述移动框27。所述移动框27通过与设于其背面的所述导轨25、25可滑动地嵌合的滑块(slider)(未示出)及固定于所述移动框27背面的所述马达22的驱动，从而沿着回收卷轴4的旋转轴线往复移动自如。在所述导线辊5上卷挂有线2，所述线2承受有由张紧辊8b所赋予的线张力。所述导线辊5承受有作为张力的x方向成分与y方向成分的合力的张力。并且，所述x方向成分与y方向成分的合力被输入至导线辊5上所设的分力计24。所述分力计24在如上所述般输入有合力时，对所述合力的x方向成分的分力与y方向成分的分力进行检测。如此，分力计能够一次检测至少两种成分的分力。所检测出的x方向及y方向的分力被分别送往控制部29，进行导线辊5的移动控制。另外，分力计并不限于能够检测两种成分者，也可为能够检测三种成分以上的分力者。所述导线辊5的移动控制是以下述方式来进行，即，根据由所述分力计24所检测出的x方向及y方向的分力，来算出导线辊5与回收卷轴4之间的线2的角度，以对导线辊5与回收卷轴4之间的角度进行修正。另外，此时，考虑由摄像机6对线2的线径d进行测定所得的线2的线径d而算出卷取间距，以控制卷取间距。而且，也可考虑预先根据经验而掌握的线2的线径d，而算出所卷取的线的卷取间距，以进行考虑到线2的线径d的、导线辊5的移动控制。这些控制在供给侧的导线装置20中也同样地进行。以上是本发明的一实施方式的线锯1的结构，接着，以下对线锯1的动作及本发明的控制方法进行说明。本实施方式中，摄像机6经由供给侧的导线装置20而设在供给卷轴3的相反侧、及经由回收侧的导线装置20而设在回收卷轴4的相反侧。另外，也可根据线2的行走条件(例如往复循环(cycle)、线的供给量、线行走速度)来变更摄像机6的设置场所。当启动线锯1时，线2开始正转行走，一边以张紧辊8a赋予规定的张力，一边被导向槽辊11a、11b。经由所述槽辊11a、11b的线2一边以张紧辊8b来赋予规定的张力，一边通过回收侧的导线装置20来控制卷取间距，一边卷取至回收卷轴4。继而，线2的行走方向反转，一边通过供给侧的导线装置20来控制卷取间距，一边将线2卷取至供给卷轴3。此时，对正转行走时间与反转行走时间设置差，以逐次以规定量来供给新的线2。另外，也可仅通过单向行走来切断工件w。在所述槽辊11a、11b间，形成有线列，一边按压作为被加工物的工件w并喷淋未示出的加工液，一边将工件w切断为晶片状。因切断工件w(例如蓝宝石)，线2中固定于表面的磨粒(例如金刚石)发生脱落或磨损，由此，线2的线径d变细。图3(a)及图3(b)是示意性地表示在卷取侧的回收卷轴4卷取或放出线2的状态的说明图。如图3(a)般，线2以卷取间距p2而卷取至回收卷轴4，但在卷取时，线2因切断工件w而与新线相比，线径d变细。本发明的线锯1中，作用于切断的线2的线径d是通过回收侧的摄像机6来进行测定，由控制部29根据所述线径d来进行控制，以依照比卷取新的线2时的卷取间距小的间距来卷取线2。因而，尽管线径d变细，但并未以与新线相同的卷取间距来卷取线2，因此不会将线2卷乱。接着，以下说明本发明的实施例。(实施例)使用图1的线锯1，依照以下的条件来使线2往复行走而进行测试。作为线2，使用如下所述者，即：在平均芯线径d1为180μm的芯线30上，将结合材32设为镀镍而电镀有平均磨粒径d2为30μm～40μm的金刚石磨粒31的、平均线径d为250μm的线。对于待切断的工件w，使用4英寸直径、300mm长度的蓝宝石。[测试条件]线锯1启动时的条件线平均行走速度；1500m/min卷装张力：50n卷取间距：供给侧0.29mm、回收侧0.29mm切削液：水溶性切削液工件切断间距：0.6mm线供给量：平均18m/min(根据形状为可变)往复循环(1min间的往复次数)：0.5循环以所述条件开始切断，并且在线2的往复时，通过回收侧摄像机6来测定线2的行走速度下降或停止时刻的线2的线径d。此时，作用于工件w的切断的线2，即，回收侧的线2的线径d2为0.22mm。另外，供给侧的线2由于作用于工件w的切断的线2未被卷回至供给侧摄像机6位置，因此为新线的线径即0.25mm。由所述供给侧摄像机6及回收侧摄像机6所测定的线2的线径d2被送往线锯1的控制部(未示出)，控制数据被送往导线装置20的控制部29，以进行卷取间距的控制。在所述实施例的情况下，例如供给侧的卷取间距与初始设定相同为0.29mm，而回收侧的卷取间距为0.26mm(在本实施例的情况下，偏移(offset)值为0.04mm)。另外，所述卷取间距的控制例如可通过对线2的线径d附加偏移值的方法、或者基于线径d的变化比率等来计算。而且，当伴随持续的切断而测定值发生变化时，与此相应地控制卷取间距。所述摄像机6中的测定时机或测定间隔也可适当变更。而且，也可在每次测定时进行控制，或者算出若干次测定的平均值来控制卷取间距。另外，也可并非由摄像机6来实时(realtime)地反馈(feedback)测定结果，例如在依照已决定的条件来持续切断的情况下、或者根据经验得知线2的线径d的磨损程度的情况下，预先在切断开始时将磨损程度或卷取间距直接输入至线锯1的控制部(未示出)，基于输入数据来控制供给侧及回收侧的线2的卷取间距(也可预先输入多个数据，并以追随于经时变化的方式来阶段性地变更卷取间距，或者函数性地连续控制)。以上是本发明的结构及动作，但本发明可适当地在发明的范围内进行变更，并不限定于所述实施方式。例如，也可取代作为测定部件的摄像机，而利用光传感器等其他部件来检测线的线径。而且，测定部件也不仅可为单个，也可设置多个。而且，在基于经验上的数据来控制卷取间距的情况下，不需要设置测定部件。当前第1页12当前第1页12