專利名稱：超磨粒線狀鋸卷繞結(jié)構(gòu)、超磨粒線狀鋸切斷裝置以及超磨粒線狀鋸的卷繞方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明一般地說涉及超磨粒線狀鋸卷繞結(jié)構(gòu)、超磨粒線狀鋸切斷裝置以及超磨粒線狀鋸的卷繞方法，更詳細(xì)地說，涉及固定磨粒方式的超磨粒線狀鋸卷繞結(jié)構(gòu)、超磨粒線狀鋸切斷裝置以及超磨粒線狀鋸的卷繞方法，用于來自硅錠的硅片的切片，或金屬、樹脂、礦石、玻璃、藍(lán)寶石、水晶、SiC以及化合物半導(dǎo)體等的各種材料的切斷加工。
背景技術(shù)：
作為超磨粒線狀鋸的一例，以往提出了在芯線的表面結(jié)合金剛石磨粒的固定磨粒方式的金剛石線狀鋸。若使用該金剛石線狀鋸，則能夠以極好的鋒利度切斷金屬等的材料。另外，不需要研磨液和磨?；旌系酿{，能夠利用水溶性或非水溶性的切削液。為此，能夠抑制由于切斷時(shí)飛散的碎屑對(duì)切斷裝置及其周邊的污染，能夠?qū)崿F(xiàn)改善工作環(huán)境。
另外，根據(jù)該金剛石線狀鋸，能夠以數(shù)km以上的長(zhǎng)度進(jìn)行制作。由此，因?yàn)槟軌蛲瑫r(shí)進(jìn)行多個(gè)的切斷加工，所以能夠得到與使用黏漿的多線狀鋸方式相比較數(shù)倍以上的切斷速度。如此的固定磨粒方式的超磨粒線狀鋸，例如在特開平8-126953號(hào)公報(bào)、特開平9-155631號(hào)公報(bào)以及國際公開第98/35784號(hào)小冊(cè)中被公開。
另外還有，在特開平4-351222號(hào)公報(bào)中，示出了以在接合(bonding)作業(yè)時(shí)沒有抽出不良的狀態(tài)，卷繞為反復(fù)多層狀的接合線線圈。在特開平4-351222號(hào)公報(bào)中所示出的接合線線圈中，從線軸(spool)的一端向另一端卷繞的接合線和從線軸的另一端向該一端卷繞的接合線，設(shè)定為交叉角度為0.03°以上。
此外，在特開2002-18517號(hào)公報(bào)中，示出了以防止向筒管(bobbin)的線材的卷繞不良為目的的線材卷繞裝置。在特開2002-18517號(hào)中示出的線材卷繞裝置，是用于將電線、導(dǎo)線、電纜卷繞到筒管上的裝置。在線材卷繞裝置上，設(shè)有可以檢測(cè)筒管的凸緣位置的凸緣檢測(cè)傳感器，該傳感器檢測(cè)凸緣位置，并且反轉(zhuǎn)引導(dǎo)線材的橫撐(traverser)的移動(dòng)方向。此外，在特開2000-349120號(hào)公報(bào)中，公開了以延長(zhǎng)直到在導(dǎo)線上發(fā)生損傷不良為止的導(dǎo)引的壽命為目的的半導(dǎo)體元件用接合線的卷繞方法。在特開2000-349120號(hào)公報(bào)中所公開的卷繞方法中，使用非旋轉(zhuǎn)式的卷繞導(dǎo)引，該卷繞導(dǎo)引，由覆蓋有金剛石碳(diamond-like carbon)膜的硬質(zhì)基材構(gòu)成。在使用上述的超磨粒線狀鋸進(jìn)行切斷加工時(shí)，超磨粒線狀鋸，形成卷于卷軸(reel)上的狀態(tài)，從此狀態(tài)向加工物抽出或收回。為此，為了使超磨粒線狀鋸成為可安裝在切斷裝置上的狀態(tài)，首先需要將超磨粒線狀鋸卷繞在對(duì)應(yīng)于切斷裝置的卷軸上。圖8是表示現(xiàn)有的卷在卷軸上的超磨粒線狀鋸的截面圖。
參照?qǐng)D8，超磨粒線狀鋸310，具有芯線311；多個(gè)的超磨粒313，其使用結(jié)合材312而被固定于芯線311的表面。超磨粒313，與游離磨粒方式的情況不同，設(shè)置為從結(jié)合材312的表面突出。超磨粒線狀鋸310，在形成為圓筒狀的卷軸301的表面，往返于其表面的兩端之間，同時(shí)多層地卷繞。超磨粒線狀鋸310，在卷軸301的表面的兩端之間以一定的間距卷繞，相鄰的超磨粒線狀鋸310彼此接觸。
在以此狀態(tài)將超磨粒線狀鋸310卷繞在卷軸301上時(shí)，因?yàn)橄噜彽某チ＞€狀鋸310彼此摩擦，所以會(huì)發(fā)生結(jié)合材312由于超磨粒313而受損傷的問題。另外，由于超磨粒313彼此強(qiáng)烈沖突，所以還會(huì)發(fā)生超磨粒313從芯線311的表面脫落的問題。另外如此的問題，在切斷加工時(shí)，在與圖8所示的狀態(tài)相同的狀態(tài)下，將超磨粒線狀鋸310向加工物抽出收回時(shí)也會(huì)發(fā)生。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于解決上述課題，提供超磨粒線狀鋸卷繞結(jié)構(gòu)、超磨粒線狀鋸切斷裝置以及超磨粒線狀鋸的卷繞方法，而能夠減輕結(jié)合材的損傷以及超磨粒的脫落。
本發(fā)明的超磨粒線狀鋸卷繞結(jié)構(gòu)，具有以平均直徑D形成的超磨粒線狀鋸；和卷軸部。超磨粒線狀鋸，含有芯線；包圍芯線的表面的結(jié)合材；由結(jié)合材結(jié)合于芯線的表面的多個(gè)超磨粒。卷軸部，包含具有一端和另一端的外周面。向加工物依次抽出的超磨粒線狀鋸，在一端和另一端之間往復(fù)，并且多層地卷繞在外周面上。超磨粒線狀鋸卷繞在一端和另一端間的外周面上的間距P滿足D＜P＜2D的關(guān)系。
根據(jù)如此構(gòu)成的超磨粒線狀鋸卷繞結(jié)構(gòu)，因?yàn)槌チ＞€狀鋸所卷繞的間距P比超磨粒線狀鋸的平均直徑D大，所以能夠防止將超磨粒線狀鋸卷繞于卷軸部的表面時(shí)，卷繞的超磨粒線狀鋸和卷繞于相鄰位置的超磨粒線狀鋸強(qiáng)烈地摩擦。另外，因?yàn)殚g距P比2D小，所以將超磨粒線狀鋸卷繞在卷軸部的表面時(shí)，卷繞的超磨粒線狀鋸，不會(huì)勒進(jìn)卷于下層的相互相鄰的超磨粒線狀鋸的間隙中。由此，能夠防止超磨粒線狀鋸再度從卷軸部抽出時(shí)，超磨粒線狀鋸彼此強(qiáng)烈摩擦。從這些理由來看，根據(jù)間距P被設(shè)定在適當(dāng)?shù)姆秶鷥?nèi)的本發(fā)明，能夠使結(jié)合材的損傷，超磨粒的脫落減輕。
另外優(yōu)選為間距P還滿足1.1D＜P＜(31/2)D的關(guān)系。根據(jù)如此構(gòu)成的超磨粒線狀鋸卷繞結(jié)構(gòu)，能夠更有效地得到上述的效果。另外還有，因?yàn)殚g距P比(31/2)D小，所以卷繞的超磨粒線狀鋸，不會(huì)接觸卷繞于2曾下的超磨粒線狀鋸。為此，超磨粒線狀鋸彼此接觸為起因的結(jié)合材的損傷，超磨粒的脫落能夠得到減輕。
另外優(yōu)選為芯線的平均直徑為d1，超磨粒的平均直徑為d2時(shí)，平均直徑d1以及d2滿足0.02＜d2/d1＜0.5的關(guān)系。根據(jù)如此構(gòu)成的超磨粒線狀鋸卷繞結(jié)構(gòu)，因?yàn)閐2/d1比0.5小，所以對(duì)于芯線的平均直徑超磨粒的平均直徑不會(huì)變得過大。為此，通過設(shè)于芯線的表面的結(jié)合材能夠確實(shí)地保持超磨粒。由此，能夠進(jìn)一步減輕超磨粒的脫落。另外，因?yàn)閐2/d1比0.02大，所以超磨粒具有一定程度的大小。由此，能夠回避超磨粒不能承受切斷時(shí)的加工應(yīng)力而從芯線的表面脫落的情況。另外，不會(huì)存在因?yàn)槌チ＿^細(xì)而使超磨粒線狀鋸的鋒利度極度下降。
另外優(yōu)選為，結(jié)合材至少含有從如下構(gòu)成群中任選的一種，即樹脂粘合劑、電解淀積(electrodeposition)、金屬粘合劑以及陶瓷結(jié)合劑。根據(jù)如此構(gòu)成的超磨粒線狀鋸卷繞結(jié)構(gòu)，能夠確實(shí)地保持超磨粒在芯線的表面，防止超磨粒的脫落。
本發(fā)明的超磨粒線狀鋸切斷裝置，具有使用上述任一種所記載的超磨粒線狀鋸卷繞結(jié)構(gòu)所設(shè)的超磨粒線狀鋸供給部。根據(jù)如此構(gòu)成的超磨粒切斷裝置，使用結(jié)合材的損傷以及超磨粒的脫落被減輕的超磨粒線狀鋸，而能夠進(jìn)行期望的切斷加工。
根據(jù)本發(fā)明的超磨粒線狀鋸的卷繞方法，具有如下工序，即準(zhǔn)備以平均直徑D形成的超磨粒線狀鋸和含有具有一端和另一端的外周面的卷軸部。超磨粒線狀鋸，含有芯線；結(jié)合材，其包圍芯線的表面；多個(gè)超磨粒，其由結(jié)合材固定于芯線的表面。超磨粒線狀鋸的卷繞方法，還具有如下工序，即，使超磨粒線狀鋸在一端和另一端之間往復(fù)，同時(shí)多層地卷曲于外周面。卷曲超磨粒線狀鋸的工序，還含有如下的卷繞超磨粒線狀鋸的工序，即，使在一端和另一端之間卷繞超磨粒線狀鋸的問距P，滿足D＜P＜2D的關(guān)系。
根據(jù)如此構(gòu)成的超磨粒線狀鋸的卷繞方法，因?yàn)榫砝@超磨粒線狀鋸的間距P比超磨粒線狀鋸的平均直徑D大，所以不會(huì)發(fā)生將超磨粒線狀鋸卷繞在卷軸的表面時(shí)，卷繞的超粒狀線狀鋸和卷繞于相鄰位置的超磨粒線狀鋸的強(qiáng)烈摩擦。另外，因?yàn)殚g距P比2D小，所以不會(huì)在超磨粒線狀鋸卷繞在卷軸的表面上時(shí)，卷繞的超磨粒線狀鋸，勒進(jìn)卷繞在下層的相互相鄰的超磨粒線狀鋸的間隙。由此，能夠防止將超磨粒線狀鋸再度從卷軸部抽出時(shí)，超磨粒線狀鋸彼此的強(qiáng)烈摩擦。從這些理由來看，根據(jù)將間距P設(shè)定在適當(dāng)?shù)姆秶砝@超磨粒的本發(fā)明，能夠使結(jié)合材的損傷、超磨粒的脫落減輕。
另外優(yōu)選為，卷繞超磨粒線狀鋸的工序，含有如下工序，即，以形成超磨粒線狀鋸的破斷強(qiáng)度的5％以上50％以下的卷繞應(yīng)力而卷繞超磨粒線狀鋸。根據(jù)如此構(gòu)成的超磨粒線狀鋸的卷繞方法，因?yàn)榫砝@張力為超磨粒線狀鋸的破斷強(qiáng)度的5％以上，所以不會(huì)出現(xiàn)所述的卷繞于卷軸部的超磨粒線狀鋸隨著時(shí)間的經(jīng)過一起變松弛。另外，因?yàn)榫砝@張力為超磨粒線狀鋸的破斷強(qiáng)度的50％以下，所以不會(huì)出現(xiàn)超磨粒線狀鋸彼此勒進(jìn)而損傷結(jié)合材。
如上述說明，根據(jù)本發(fā)明，可以提供能夠減輕結(jié)合材的損傷以及超磨粒的脫落的超磨粒線狀鋸卷繞結(jié)構(gòu)、超磨粒線狀鋸切斷裝置以及超磨粒線狀鋸的卷繞方法。


圖1是表示具備本發(fā)明的實(shí)施方式1的超磨粒線狀卷繞結(jié)構(gòu)的超磨粒線狀鋸卷繞線的立體圖。
圖2是表示放大圖1中的超磨粒線狀鋸的模式圖。
圖3是表示沿圖2中的III-III線的截面的模式圖。
圖4是沿圖1的IV-IV線的截面圖。
圖5是表示用于制造圖1中所示的超磨粒線狀鋸卷繞線的卷繞裝置的示意圖。
圖6是表示卷于卷軸的超磨粒線狀鋸的外形的模式圖。
圖7是表示本發(fā)明的實(shí)施方式3的超磨粒線狀鋸切斷裝置的立體圖。
圖8表示現(xiàn)有的卷在卷軸上的超磨粒線狀鋸的截面圖。
具體實(shí)施例方式
參照

本發(fā)明的實(shí)施方式。
(實(shí)施方式1)參照?qǐng)D1，超磨粒線狀鋸10多層地卷繞在形成為圓筒狀的卷軸1的外周面。在后面會(huì)進(jìn)行詳細(xì)地說明，在本實(shí)施方式的超磨粒線狀鋸卷繞結(jié)構(gòu)中，超磨粒線狀鋸10卷繞于外周面的間距P設(shè)定在規(guī)定的范圍內(nèi)。
超磨粒線狀鋸10，除了用于由硅錠的硅片進(jìn)行切片之外，還可以用于如下材料的切斷加工，即超硬合金、金屬陶瓷、陶瓷、鍺、鐵素體、鐵硅鋁合金、鋁鎳鈷合金、鈷化釤、含釹磁鐵、玻璃、水晶、藍(lán)寶石、石材、耐火磚、瓷片、樹脂材料、FRP(fiber-glass-reinforced plastic玻璃纖維強(qiáng)化塑料)、CFRP(carbon fiber reinforced plastic碳纖維強(qiáng)化塑料)，石墨、磨石、寶石以及金屬材料等。
圖2的一部分表示超磨粒線狀鋸的長(zhǎng)方向的縱截面。參照?qǐng)D2以及圖3，超磨粒線狀鋸10，具有線狀延伸的芯線11，和覆蓋芯線11的表面11a的結(jié)合材12，和通過結(jié)合材12固定于表面11a的多個(gè)超磨粒13。超磨粒13，例如由金剛石磨粒形成，設(shè)為從結(jié)合材12的表面12a突出一部分。
超磨粒線狀鋸10，具有平均直徑D。此時(shí)，在超磨粒10的長(zhǎng)方向隔開間隔的任意的位置選擇3個(gè)測(cè)定地點(diǎn)，分別在這些地點(diǎn)中，在三方向上測(cè)定超磨粒線狀鋸10的直徑，得到合計(jì)9個(gè)的測(cè)定值。然后，通過算出所得測(cè)定值的平均值，而求出超磨粒線狀鋸10的平均直徑D。
芯線11的平均直徑d1，優(yōu)選為0.01mm以上且在1mm以下。芯線11的平均直徑d1，同樣能夠通過上述測(cè)定方法求出。作為芯線11，例如可以使用鋼絲、鍍銅鋼絲以及鍍黃銅鋼絲中的任一種。
作為鋼絲，能夠容易地形成極細(xì)的線，優(yōu)選強(qiáng)度高的鋼琴絲?？梢灾苯邮褂娩撉俳z，但為了容易保管并且保持良好的樹脂粘合劑的緊密性而提高超磨粒的保持力，優(yōu)選對(duì)鋼琴絲進(jìn)行鍍銅或鍍黃銅等的表面處理。
作為其他的材質(zhì)的線材，可以使用碳纖維、芳族聚酰胺纖維、硼纖維、玻璃纖維中的任一種的單線或絞線?；蛘?，可以使用碳纖維、芳族聚酰胺纖維、硼纖維、玻璃纖維中的兩種以上的纖維混合而成的絞線。此外，也可以在這些的絞線中添加鋼絲的絞線作為芯線使用。
超磨粒13的平均直徑為d2時(shí)，芯線11以及超磨粒13的平均直徑d1以及d2，優(yōu)選滿足0.02＜d2/d1＜0.5的關(guān)系。此時(shí)，可以使用平均直徑d1為例如0.11mm、0.13mm、0.155mm、0.16mm、0.18mm、0.2mm或者0.5mm的芯線11。另外，可以使用平均直徑d2，為例如0.010mm、0.012mm、0.032mm、0.042mm或者0.055mm的超磨粒13。由于使用滿足這種關(guān)系的超磨粒13以及芯線11，而能夠使確實(shí)地保持于表面11a上狀態(tài)的超磨粒13有助于切斷加工。另外同時(shí)，能夠得到優(yōu)異的鋒利度。
作為結(jié)合材12，能夠使用樹脂粘合劑、電沉積、金屬粘合劑或者陶瓷粘合劑。另外，也可以將樹脂粘合劑與金屬粘合的復(fù)合粘合劑，或樹脂粘合劑與陶瓷粘合劑的復(fù)合粘合劑等的各種的結(jié)合材作為結(jié)合材12使用。還有，能夠顯著地得到本實(shí)施方式的效果的是使用了樹脂粘合劑或以樹脂粘合劑為主體的復(fù)合粘合劑的情況。
作為樹脂粘合劑能夠適用的樹脂，從彈性率、軟化溫度、成形性、物理特性的觀點(diǎn)出發(fā)，優(yōu)選醇酸樹脂、酚醛樹脂、福爾馬林樹脂、聚氨基甲酸乙酯樹脂、聚脂樹脂、聚酰亞胺樹脂、環(huán)氧樹脂、蜜胺樹脂、脲醛樹脂、不飽和聚脂樹脂、丙烯酸樹脂、聚酯酰亞胺樹脂、聚酰胺-酰亞胺樹脂、聚酯氨基甲酸乙酯樹脂、雙馬來酰亞胺樹脂、雙馬來酰亞胺三嗪樹脂、氰酰酯樹脂、聚醚酰亞胺、聚仲班酸(聚乙二酰脲)、芳香族聚酰胺等。
電沉積是指通過電沉積在芯線11的表面11a上形成結(jié)合材12的情況，例如，作為結(jié)合材12在表面11a形成鍍鎳(Ni)。另外，作為結(jié)合材12使用金屬粘合劑時(shí)，將適當(dāng)?shù)慕饘俜叟c超磨粒13制作成混合粉，將此混合粉燒結(jié)于芯線11的表面11a。
在圖4中，僅模式地表示實(shí)際上卷繞于卷軸1的超磨粒線狀鋸10的一部分。參照?qǐng)D4，卷軸1具有外周面2，和從外周面2的兩端向垂直方向立起的內(nèi)壁5。在外周面2和內(nèi)壁5交叉的位置，形成有一端3以及另一端4。
超磨粒線狀鋸10，首先從一端3向另一端4以間距P卷繞于外周面2(第一層的超磨粒線狀鋸101a、101b、101c以及101d)第一層的超磨粒線狀鋸卷繞到另一端4后，超磨粒線狀鋸10，從已經(jīng)卷繞的超磨粒線狀鋸之上接著從另一端4向一端3以間距P進(jìn)行卷繞(第二層的超磨粒線狀鋸102a、102b、102c以及102d)。此外，超磨粒線狀鋸10，在第三層中從一端3向另一端4、在第四層中從另一端4向一端3的方式，在一端3和另一端4之間往返，并且以間距P多層地卷繞。
如此超磨粒線狀鋸10在一端3和另一端4之間卷繞于外周面2上的間距P，滿足D＜P＜2D的關(guān)系。另外優(yōu)選間距P，滿足1.1D＜P＜1.9D的關(guān)系。
參照?qǐng)D5，卷繞裝置21，具有安裝有卷軸1的旋轉(zhuǎn)軸，備有作為第1驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的馬達(dá)22，其用于以規(guī)定的速度使卷軸1旋轉(zhuǎn)；橫撐24，其配置于卷軸1的附近，導(dǎo)引卷繞于卷軸1的超磨粒線狀鋸10；作為第2驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的馬達(dá)25，其與橫撐24連接并且用于使橫撐24往復(fù)運(yùn)動(dòng)。
馬達(dá)25的旋轉(zhuǎn)軸，接于滾珠螺桿26，橫撐24接于滾珠螺桿26的螺母。通過以規(guī)定的周期使馬達(dá)25正反旋轉(zhuǎn)，而能夠使橫撐24在箭頭27所示方向上往復(fù)運(yùn)動(dòng)。在超磨粒線狀鋸10向卷軸1抽出的路徑上，設(shè)有用于測(cè)定超磨粒線狀鋸10的卷繞張力的張力計(jì)23。在卷繞裝置21上，還設(shè)有用于適當(dāng)?shù)乜刂岂R達(dá)22以及25的轉(zhuǎn)速的未圖示的控制部。
接著，說明使用卷繞裝置21，將超磨粒線狀鋸10卷繞于卷軸1的方法。首先，將卷軸1設(shè)置于馬達(dá)22的旋轉(zhuǎn)軸，將超磨粒線狀鋸10的前端固定于外周面2的一端3側(cè)。接著，通過驅(qū)動(dòng)馬達(dá)22而使卷軸1旋轉(zhuǎn)，使受橫撐24引導(dǎo)的超磨粒線狀鋸10卷繞在外周面2上。此時(shí)，基于馬達(dá)22的旋轉(zhuǎn)速度，從未圖示的控制部向馬達(dá)25指示有適當(dāng)?shù)男D(zhuǎn)速度和使旋轉(zhuǎn)方向反轉(zhuǎn)的時(shí)期。由此，橫撐24以一定的速度進(jìn)行往復(fù)運(yùn)動(dòng)，超磨粒線狀鋸10，以滿足D＜P＜2D的關(guān)系的間距P往復(fù)在一端3和另一端4之間多層地卷繞。
另外，也可以基于由張力計(jì)23測(cè)定的超磨粒線狀鋸10的卷繞張力T，而從未圖示控制部向馬達(dá)22指示適當(dāng)?shù)男D(zhuǎn)速度。此時(shí)，從未圖示的控制部，指示馬達(dá)22的旋轉(zhuǎn)速度，使卷繞張力T成為超磨粒線狀鋸10的破斷強(qiáng)度的5％以上且在50％以下。由此，能夠防止卷繞的超磨粒線狀鋸10的松弛。另外同時(shí)，能夠防止卷繞的超磨粒線狀鋸10彼此勒進(jìn)，而損傷結(jié)合材12。
另外優(yōu)選為，控制馬達(dá)22的旋轉(zhuǎn)速度，使卷繞張力T成為超磨粒線狀鋸10的破斷強(qiáng)度的5％以上且在30％以下。此外優(yōu)選控制馬達(dá)22的旋轉(zhuǎn)速度，使卷繞張力T成為超磨粒線狀鋸10的破斷強(qiáng)度的10％以上且在20％以下。
根據(jù)如此構(gòu)成的超磨粒線狀鋸卷繞結(jié)構(gòu)以及超磨粒線狀鋸的卷繞方法，因?yàn)橐詽M足D＜P的關(guān)系的間距P卷繞超磨粒線狀鋸10，所以將超磨粒線狀鋸10卷繞于卷軸1時(shí)彼此相鄰的超磨粒線狀鋸10之間(例如圖4中的超磨粒線狀鋸102b和超磨粒線狀鋸102c)不會(huì)摩擦。另外，因?yàn)橐詽M足P＜2D的關(guān)系的間距P卷繞超磨粒線狀鋸10，因此進(jìn)行卷繞的超磨粒線狀鋸10不會(huì)勒入下層的彼此相鄰的超磨粒線狀鋸10之間(例如，圖4中的超磨粒線狀鋸102b，勒入超磨粒線狀鋸101c和超磨粒線狀鋸101d之間)。由此，能夠防止超磨粒線狀鋸10的結(jié)合材12損傷或超磨粒13脫落。
還有在本實(shí)施方式中，作為用于制造超磨粒線狀鋸線圈的卷繞裝置，使用的是橫型的卷繞裝置21，超磨粒線狀鋸10在水平方向往復(fù)運(yùn)動(dòng)，同時(shí)卷繞在卷軸1上，但是也可以使用超磨粒線狀鋸10在水平方向以外的方向，例如在垂直方向卷繞的縱型的卷繞裝置。但是，使用橫型的卷繞裝置21時(shí)，因?yàn)椴皇苤亓Φ挠绊?，所以可以易于將超磨粒線狀鋸10在卷軸1的外周面2上不會(huì)滑移地以特定的間距P卷繞。
(實(shí)施方式2)本發(fā)明的實(shí)施方式2的超磨粒線狀鋸卷繞結(jié)構(gòu)，與實(shí)施方式1的超磨粒線狀鋸卷繞結(jié)構(gòu)相比，具有基本相同的結(jié)構(gòu)。以下，對(duì)于重復(fù)的結(jié)構(gòu)不再重復(fù)說明。
在本實(shí)施方式中，超磨粒線狀鋸10，還以滿足1.1D＜P＜(31/2)D的關(guān)系的間距P卷繞于卷軸1的外周面2上。另外，還優(yōu)選為間距P，滿足1.2D＜P＜(31/2)D的關(guān)系。根據(jù)如此構(gòu)成的超磨粒線狀鋸卷繞結(jié)構(gòu)，除了在實(shí)施方式1的記載的效果外，還能夠?qū)崿F(xiàn)如下說明的效果。
參照?qǐng)D6，其表示的是從卷繞在第n層的超磨粒線狀鋸31a之上，在第(n+1)層卷繞超磨粒線狀鋸31b以及31c、在第(n+2)層卷繞超磨粒線狀鋸31d的狀態(tài)。這些超磨粒線狀鋸，以成為P＝(31/2)D的間距P被卷繞。
此時(shí)，圖中的角度α成為30°，在第(n+2)層卷繞的超磨粒線狀鋸31d，形成為不僅與第(n+1)層卷繞的超磨粒線狀鋸31b以及31c接觸，還接觸于在第n層卷繞的超磨粒線狀鋸31a的狀態(tài)。由于這樣的接觸，有可能會(huì)增大超磨粒線狀鋸31a結(jié)合材12的損傷。另外，當(dāng)以滿足P＞(31/2)D的間距P卷繞超磨粒線狀鋸時(shí)，超磨粒線狀鋸31d，僅接觸于超磨粒線狀鋸31a。此時(shí)，超磨粒線狀鋸的卷繞狀態(tài)變得不穩(wěn)定，有可能發(fā)生卷繞間距的變動(dòng)。
因此，根據(jù)本實(shí)施方式的超磨粒線狀鋸卷繞結(jié)構(gòu)，能夠進(jìn)一步減輕結(jié)合材12的損傷以及超磨粒13的脫落，并且能夠以不卷亂的狀態(tài)將超磨粒線狀鋸10卷繞于卷軸1。
(實(shí)施方式3)參照?qǐng)D7，超磨粒線狀鋸切斷裝置51，具有超磨粒線狀鋸供給部57，其在與加工物55之間，將超磨粒線狀鋸10抽出、收回。在超磨粒線狀鋸供給部57上，設(shè)有使用實(shí)施方式1或2的超磨粒線狀鋸卷繞結(jié)構(gòu)而卷繞有超磨粒線狀鋸10的卷軸1。卷軸1相對(duì)加工物55配置于兩側(cè)，分別安裝于馬達(dá)的旋轉(zhuǎn)軸上。
超磨粒線狀鋸切斷裝置51，還具有多個(gè)導(dǎo)輥52以及53，其引導(dǎo)超磨粒線狀鋸10；2個(gè)主輥56，其位于加工物55的下方，隔開規(guī)定的間隔而配置；2個(gè)切削液噴嘴54，其設(shè)于主輥56的附近。在主輥56的外周面上，根據(jù)加工物55的切斷尺寸設(shè)有槽。在2個(gè)卷軸1上兩端卷繞的超磨粒線狀鋸10，一邊受該槽的導(dǎo)引，一邊在2個(gè)的主輥56之間架設(shè)。導(dǎo)輥52，設(shè)置為在規(guī)定方向上可以往復(fù)運(yùn)動(dòng)。
使用超磨粒線狀鋸切斷裝置51切斷加工物55時(shí)，使與卷軸1連接的馬達(dá)正反旋轉(zhuǎn)，使超磨粒線狀鋸10在2個(gè)卷軸1之間往復(fù)運(yùn)動(dòng)。此時(shí)，也可以使導(dǎo)輥52與圖5中所示的橫撐24同樣地往復(fù)運(yùn)動(dòng)。由此，在使用了超磨粒線狀鋸切斷裝置51的切斷加工中，超磨粒線狀鋸10以規(guī)定的間距P卷繞于卷軸1，能夠達(dá)到與實(shí)施方式1或2所述的同樣的效果。
接著，將加工物55壓向在2個(gè)的主輥56間移動(dòng)的多根超磨粒線狀鋸10。由此，能夠?qū)⒓庸の?5切斷加工成多枚。此時(shí)，對(duì)形成于主輥56的外周面的槽和加工物55，從切削液噴嘴54供給切削液。該切削液減少切斷加工時(shí)的摩擦，具有促進(jìn)冷卻的作用。還有，使導(dǎo)輥52往復(fù)移動(dòng)使超磨粒線狀鋸10以規(guī)定的間距P卷繞時(shí)，在超磨粒線狀鋸10卷繞于卷軸1的狀態(tài)，在超磨粒線狀鋸10的間隙存有切斷加工時(shí)所供給的切削液。因此，認(rèn)為特別能夠有效地得到切削液產(chǎn)生的上述的效果。
根據(jù)如此構(gòu)成的超磨粒線狀鋸切斷裝置，因?yàn)槭褂靡砸?guī)定的間距P卷繞的超磨粒線狀鋸10，所以即使超磨粒線狀鋸10再度從卷軸1抽出時(shí)也不會(huì)有結(jié)合材12的損傷或超磨粒13的脫落。因此，能夠以優(yōu)異的鋒利度切斷加工物55，能夠延長(zhǎng)超磨粒線狀鋸10的壽命。另外，使導(dǎo)輥52往復(fù)移動(dòng)使超磨粒線狀鋸10以規(guī)定的間距P卷繞時(shí)，即使在切斷加工的進(jìn)行中，也能夠減輕結(jié)合材12的損傷或超磨粒13的脫落。
為了進(jìn)行本發(fā)明的超磨粒線狀鋸卷繞結(jié)構(gòu)以及卷繞方法的評(píng)價(jià)，進(jìn)行了如下說明的實(shí)施例以及比較例。
(實(shí)施例1)利用圖7中的超磨粒線狀鋸切斷裝置51，研究超磨粒線狀鋸10的卷繞間距P，對(duì)結(jié)合材12的損傷以及超磨粒13的脫落有什么樣的影響。作為超磨粒線狀鋸10的芯線11，使用了平均粒徑d1為0.18mm的鋼琴絲。另外，作為超磨粒13，使用了平均直徑d2為42μm的金剛石磨粒，作為結(jié)合材12使用了酚醛樹脂。超磨粒線狀鋸10的平均直徑D為0.25mm。
以如下的試驗(yàn)條件，進(jìn)行了使超磨粒線狀鋸10在2個(gè)卷軸1之間反復(fù)往復(fù)行駛抽出的試驗(yàn)。
超磨粒線狀鋸速度800m/min卷繞張力T9.8N卷繞間距P0.4mm(D＜P＜2D)切削液水溶性切削液抽出循環(huán)(設(shè)一個(gè)往復(fù)為一個(gè)循環(huán))212循環(huán)試驗(yàn)后，使用顯微鏡觀察架設(shè)于2個(gè)的主輥56間的長(zhǎng)度大約為82m的超磨粒線狀鋸10，調(diào)查結(jié)合材12的累積剝離長(zhǎng)度以及超磨粒13的脫落的有無。結(jié)果，結(jié)合材12的累積剝離長(zhǎng)度為50mm，超磨粒13的脫落幾乎沒有。
(比較例1)使用與實(shí)施例1同樣規(guī)格的超磨粒線狀鋸10，以實(shí)施例1的試驗(yàn)條件進(jìn)行了抽出試驗(yàn)。但是，僅將試驗(yàn)條件中的卷繞間距P設(shè)為0.2mm(P＜D)。試驗(yàn)后，與實(shí)施例1同樣觀察超磨粒線狀鋸10，其結(jié)果結(jié)合材12的累積剝離長(zhǎng)度為250mm，并確認(rèn)有超磨粒13的脫落。
(比較例2)使用與實(shí)施例1同樣規(guī)格的超磨粒線狀鋸10，以實(shí)施例1的試驗(yàn)條件進(jìn)行了抽出試驗(yàn)。但是，僅將試驗(yàn)條件中的卷繞間距P設(shè)為0.6mm(P＞2D)。試驗(yàn)后，與實(shí)施例1同樣觀察超磨粒線狀鋸10，其結(jié)果結(jié)合材12的累積剝離長(zhǎng)度為280mm，并確認(rèn)到有超磨粒13的脫落。
(實(shí)施例2)為了研究通過改變超磨粒線狀鋸10的卷繞張力T的變化會(huì)產(chǎn)生什么樣的影響，使用了與實(shí)施例1同樣規(guī)格的超磨粒線狀鋸10以下述試驗(yàn)條件進(jìn)行了抽出試驗(yàn)。另外，通過預(yù)先實(shí)施拉伸超磨粒線狀鋸10的試驗(yàn)，結(jié)果超磨粒線狀鋸10的破斷強(qiáng)度為78N。
超磨粒線狀鋸速度800m/min卷繞張力T9.8N(超磨粒線狀鋸10的破斷強(qiáng)度的12.6％)卷繞間距P0.4mm(D＜P＜2D)切削液水溶性切削液抽出循環(huán)424循環(huán)試驗(yàn)后，與實(shí)施例1同樣觀察了超磨粒線狀鋸10，其結(jié)果結(jié)合材12的累計(jì)剝離長(zhǎng)度為350mm。
(實(shí)施例3)使用與實(shí)施例1同樣規(guī)格的超磨粒線狀鋸10，以實(shí)施例2的試驗(yàn)條件進(jìn)行了抽出試驗(yàn)。但是僅設(shè)試驗(yàn)條件中的卷繞張力T為25.7N(超磨粒線狀鋸10的破斷強(qiáng)度的33％)。試驗(yàn)后，與實(shí)施例1同樣觀察了超磨粒線狀鋸10，其結(jié)果結(jié)合材12的累計(jì)剝離長(zhǎng)度為2300mm。
(實(shí)施例4)使用與實(shí)施例1同樣規(guī)格的超磨粒線狀鋸10，以實(shí)施例2的試驗(yàn)條件進(jìn)行了抽出試驗(yàn)。但是僅設(shè)試驗(yàn)條件中的卷繞張力T為29.4N(超磨粒線狀鋸10的破斷強(qiáng)度的37.7％)。試驗(yàn)后，與實(shí)施例1同樣觀察了超磨粒線狀鋸10，其結(jié)果結(jié)合材12的累計(jì)剝離長(zhǎng)度為4120mm。
(比較例3)使用與實(shí)施例1同樣規(guī)格的超磨粒線狀鋸10，以實(shí)施例2的試驗(yàn)條件進(jìn)行了抽出試驗(yàn)。但是僅設(shè)試驗(yàn)條件中的卷繞張力T為39.2N(超磨粒線狀鋸10的破斷強(qiáng)度的52％)。試驗(yàn)后，與實(shí)施例1同樣觀察了超磨粒線狀鋸10，其結(jié)果結(jié)合材12的累計(jì)剝離長(zhǎng)度為6530mm。
(比較例4)使用與實(shí)施例1同樣規(guī)格的超磨粒線狀鋸10，以實(shí)施例2的試驗(yàn)條件進(jìn)行了抽出試驗(yàn)。但是僅設(shè)試驗(yàn)條件中的卷繞張力T為3N(超磨粒線狀鋸10的破斷強(qiáng)度的3.8％)。然而，此時(shí)將超磨粒線狀鋸10卷繞于卷軸1時(shí)，卷繞松弛發(fā)生，不能夠進(jìn)行試驗(yàn)。
應(yīng)當(dāng)認(rèn)為，本發(fā)明的上述實(shí)施方式以及實(shí)施例僅是用來說明本發(fā)明，并不對(duì)本發(fā)明進(jìn)行限定，在本發(fā)明的技術(shù)構(gòu)思范圍內(nèi)可以對(duì)本發(fā)明進(jìn)行各種變更，其均在本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。
工業(yè)上的利用可能性本發(fā)明可利用于固定磨粒方式的超磨粒線狀鋸，所述固定磨粒方式的超磨粒線狀鋸用于由硅錠的硅片進(jìn)行切片，或?qū)饘佟渲⒌V石、玻璃、藍(lán)寶石、水晶、SiC以及化合物半導(dǎo)體等的各種材料進(jìn)行切斷加工。
權(quán)利要求
1.一種超磨粒線狀鋸卷繞結(jié)構(gòu)，具有以平均直徑D形成的超磨粒線狀鋸(10)，其含有芯線(11)；包圍所述芯線(11)的表面的結(jié)合材(12)；以及多個(gè)超磨粒(13)，其通過所述結(jié)合材(12)而結(jié)合于所述芯線(11)的表面，卷軸部(1)，其含有具有一端(3)和另一端(4)的外周面(2)，向加工物依次抽出的所述超磨粒線狀鋸(10)，在所述一端(3)和所述另一端(4)之間往復(fù)，同時(shí)多層地卷繞于所述外周面(2)上，在所述一端(3)和所述另一端(4)之間卷繞于所述外周面(2)上的所述超磨粒線狀鋸(10)的間距P，滿足D＜P＜2D的關(guān)系。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超磨粒線狀鋸卷繞結(jié)構(gòu)，所述間距P，還滿足1.1D＜P＜(31/2)D的關(guān)系。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超磨粒線狀鋸卷繞結(jié)構(gòu)，所述芯線(11)的平均直徑為d1，所述超磨粒(13)的平均直徑為d2時(shí)，平均直徑d1以及d2滿足0.02＜d2/d1＜0.5的關(guān)系。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超磨粒線狀鋸卷繞結(jié)構(gòu)，所述結(jié)合材(12)，至少含有選自樹脂粘合劑、電解淀積、金屬粘合劑以及陶瓷結(jié)合劑中的一種。
5.一種超磨粒線狀鋸切斷裝置，具有使用權(quán)利要求1所述的超磨粒線狀鋸卷繞結(jié)構(gòu)而設(shè)置的超磨粒線狀鋸供給部(57)。
6.一種超磨粒線狀鋸的卷繞方法，具有準(zhǔn)備超磨粒線狀鋸(10)和卷軸部(1)的工序，所述超磨粒線狀鋸(10)以平均直徑D形成，包括芯線(11)；包圍所述芯線(11)的表面的結(jié)合材(12)；以及多個(gè)超磨粒(13)，其通過所述結(jié)合材(12)而結(jié)合于所述芯線(11)的表面，所述卷軸部(1)包括具有一端(3)和另一端(4)的外周面(2)，使所述超磨粒線狀鋸(10)，在所述一端(3)和所述另一端(4)之間往復(fù)同時(shí)多層地卷繞于所述外周面(2)上的工序，卷繞所述超磨粒線狀鋸(10)的工序，包括使在所述一端(3)和所述另一端(4)之間卷繞所述超磨粒線狀鋸(10)的間距P，滿足D＜P＜2D的關(guān)系的工序。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的超磨粒線狀鋸的卷繞方法，卷繞所述超磨粒線狀鋸(10)的工序，包括以在所述超磨粒線狀鋸(10)的破斷強(qiáng)度的5％以上且在50％以下的卷繞張力卷繞所述超磨粒線狀鋸(10)的工序。
全文摘要
一種超磨粒線狀鋸卷繞結(jié)構(gòu)，具有以平均直徑D形成的超磨粒線狀鋸(10)，和卷軸(1)。超磨粒線狀鋸(10)，具有芯線(11)，和包圍芯線(11)的表面的結(jié)合材(12)，和通過結(jié)合材(12)而結(jié)合于芯線(11)的表面的多個(gè)超磨粒(13)。向加工物依次抽出的超磨粒線狀鋸(10)，在一端(3)和另一端(4)之間往復(fù)，同時(shí)多層地卷繞于外周面(2)。超磨粒線狀鋸(10)在一端(3)和另一端(4)之間卷繞于外周面(2)的間距(P)，滿足D＜P＜2D的關(guān)系。根據(jù)本發(fā)明，能夠提供能夠減輕結(jié)合材的損傷以及超磨粒的脫落的超磨粒線狀鋸卷繞結(jié)構(gòu)、超磨粒線狀鋸切斷裝置以及超磨粒線狀鋸的卷繞方法。
文檔編號(hào)B65H54/28GK1863643SQ20048002866
公開日2006年11月15日 申請(qǐng)日期2004年6月3日 優(yōu)先權(quán)日2003年12月25日
發(fā)明者仲井正德, 山中正明, 石飛良純 申請(qǐng)人:聯(lián)合材料公司