マルチワイヤ放電スライシング法におけるグループ給電方式の開発岡山大学大学院自然科学研究科（工）岡本康寛，岡田晃，鈴木彰隼，大谷拓也各種スライシング法とその特徴 Stainless steel blade Roller Wafer Reel Wire Motor Diamond abrasives EDM power supply unit Roller Roller Ingot Wire electrode Machin ing Reel fluid Workpiece Reel Table Ingot ＩＤブレードワイヤ放電加工マルチワイヤソー発展・カーフロスが大きい・大きなクラックの発生・大口径化への対応が困難問題点・大口径化に対応・マルチ化が可能・カーフロスが小さい改善法・クラックの生成が避けられない・スラリーの管理が問題両者の利点を活用するマルチワイヤ放電スライシング法切り代の低減と基板の薄片化マルチワイヤ放電スライシング法における課題低加工反力 Kerf 100m Kerf 100μm 細線化 (b) 厚さ100µm 以下のウェハ (a) 100 µm の切り代・非接触で加工力が小さい・加工液に純水を使用実用化を視野に装置開発 Wire guide 加工効率の向上 Wire electrode 加工に用いるワイヤ電極本数の増大 Discharge current 給電子セット数の増加加工に用いるワイヤ電極本数 = 給電子セット数 Wire reel マルチワイヤ放電スライシング装置の構成装置構成の複雑化  高額な初期費用  セットアップの難度大  メンテナンスの難度大ワイヤ電極10本への給電状態 1つのブロックから多くの板を取れる方が安いブロックの値段は同じマルチワイヤ放電スライシング法は基板の薄片化と切り代の低減を可能とし、１つのインゴットから多くのウェハを作製する高能率スライシングの可能性を有する．給電システムの改善によるシンプルな装置構成各種給電方式における電流値制御各種給電方式における特徴 Conductivity piece Conductivity piece Ingot Ingot Wire electrode (a) Normal Wire electrode (b) Single (c) Multi-unit (a)～(c)は放電電源内部の制限抵抗により電流値を制御通常・シングルおいてエネル加工ワイヤ本数によらギーは1つのワイヤへ集中ずエネルギー量は一定 (d) Group (d)はワイヤ電極で電流値を制御加工ワイヤ本数でエネルギー量が変化 Number of wire 1 n n n Cutting speed (mm/min) S S/n S S Total removal rate (mm2/min) R R nR nR Supplying energy E E nE nE Normal Individual Low efficiency (a) Normal (b) Single Feature エネルギー増大はワイヤの破断へ各加工箇所ごとに給電の必要性連絡先: 〒700-8530 岡山市北区津島中3-1-1 岡山大学大学院自然科学研究科特殊加工学研究室 TEL(086)251-8038, 8039, FAX (086)251-8266 E-mail：[email protected] ＨＰ：http://ntmlab.mech.okayama-u.ac.jp/ 各加工箇所へのエネルギー分散 n points simultaneous n points simultaneous High efficiency High efficiency Complicated system Simple system (c) Multi-unit (d) Group マルチワイヤ放電スライシング法におけるグループ給電方式の開発マルチユニット給電法とグループ給電方式の構成 Multi-unit power supplying Group power supplying 放電電源内部の制限抵抗で電流を調整給電子と加工点間のワイヤ電極長さを最小化給電子と加工点間のワイヤ電極長さを増大シンプル化ワイヤ電極が制限抵抗の役割を担う放電電流ピーク値を制御放電電流ピーク値を制御マルチワイヤ放電スライシング法におけるグループ給電方式の検討加工ワイヤ本数と放電電流ピーク値グループ給電方式における放電電流値の制御性各放電電源における電流値制御 Multi-unit power supplying Group power supplying 各加工ワイヤ本数における加工溝 Wire electrode Conductivity piece Machining point A 700 B 給電点から加工位置までのワイヤ電極長さを変化 100 100 給電子設置位置が放電電流ピーク値へ及ぼす影響 Conductivity piece Wire electrode L = 775±25 nΩ･m A R:抵抗値() ：体積抵抗率(･m) L：長さ(m) A：断面積(m2) Ref. Steel = 600-800 nΩ･m R= 鉄の比抵抗値と同等ワイヤ電極長さにより放電電流値を制御可能各放電電源方式におけるまとめ SiCに対するグループ給電方式の適応 Multi-unit power supplying Group power supplying 同等以上の加工速度 Multi-unit: SiC Group: SiC 安定した放電状態 Waveforms of electrical discharge pulse with group power supplying method (100 times overwriting) Displacement of workpiece 入力エネルギー＝ 3E 放電集中 to 1本のワイヤ電極入力エネルギー＝ 3E 放電分散 to 各ワイヤ電極入力エネルギーの増大 Multi-unit Power supply Multiunit Average kerf width [µm] 135 133 Removal rate [mm2/min] 9.6 11.5 Group Kerf shape and width 連絡先: 〒700-8530 岡山市北区津島中3-1-1 岡山大学大学院自然科学研究科特殊加工学研究室 TEL(086)251-8038, 8039, FAX (086)251-8266 E-mail：[email protected] ＨＰ：http://ntmlab.mech.okayama-u.ac.jp/ Group SiCへグループ給電方式を適応した場合においても • • • • 放電エネルギー分散加工速度維持安定したマルチ加工良好な加工溝幅・ワイヤの破断・放電ギャップ（切り代）の増大入力エネルギーの増大・安定したマルチワイヤ放電現象・一定の放電ギャップ（切り代）特殊加工学研究室 Nontraditional Machining Lab.