シリコンインゴットの内周刃スライサーについて

質問

皆様、お世話になります。
シリコンインゴットをスライスする時に使われるダイヤモンドカッターは、内側に刃がある、内周刃方式であると聞きました。
（現在ではインゴットの大径化が進み、ワイヤソーへ移行しているようですが、それはさておき。）

他の分野で見るカッターは外周に刃がついている物が一般的だと思いますが、内周刃方式のメリットとは何でしょうか。

素人考えですが、切断時の刃の剛性が上がり、うねりやたわみが小さく、精密にカット出来るのかな、と。
畑違いの機械屋で、半導体業界には疎く、専門の方のご意見を伺いたく思います。

よろしくお願い致します。

回答No.2

noname#230359 · ベストアンサー

内周刃のブレードは０．１ｍｍ厚程度のシート鋼板をドーナツ形に抜き
内径部分にダイヤモンドを固定して製作されます。
ブレード自体には切断可能な剛性は有りませんが、太鼓を張る要領で
枠に固定しテンションを掛けることで剛性を出します。

このため、ブレードサイズが大きくなっても刃厚は薄く製作することが
出来ます。
例えば８インチ（φ２００）インゴット用のブレードは外径φ８００位ですが
刃厚は０．２～０．３ｍｍ位で製作できます。
外周刃で同様の加工をするのであれば外径φ５５０位が必要で、この時の
刃厚はおそらく３．０ｍｍ以下では製作できないと思います。

ただし８インチよりも大きなワークが切断できる内周刃の機械がありません。
（試作した機械メーカーはあるようですが）

８インチ以下のある程度大きなワークを薄くきれいに切断できるというのが
内周刃のメリットでしょう。
また、内周刃で切断するワークはシリコン・石英・その他化合物半導体材料
セラミック等で、いずれも硬脆材料と呼ばれるダイヤモンドでの加工に向く
素材です。

切断するワークの種類・サイズ・量・必要な精度により最も向く加工方式は
外周刃・内周刃・ワイヤーソー・バンドソー等から必然的に決まってくると
思います。

お礼

ご回答有難うございました。
大変よくわかりました。

具体的な数値までだして頂き、非常に参考になりました。

そろそろ締めたいと思います。
回答を頂いたお二方、ご覧になって頂いた皆様、有難うございました。

回答No.1

noname#230359

内周刃方式のメリットについて回答します。
?設備投資が安い（ﾜｲﾔｿｰに比べて）
?加工速度が速い（１カットでの比較）
?精度は経験をある程度要しますが、ソリで１０um位、TTVも10um位でいけます。いわゆるお椀型と言われる形状です。
などのメリットがあります。
外周刃に比べた場合はご質問のとおり
?口径の大きな被加工品を薄く、切代を小さく切れる。
?精度が高い
などのメリットがあります。

ﾜｲﾔｿｰに比べメリット・デメリットの比較はよく論じられましたが、6インチ以下のサイズの口径では内周刃に軍配が上がるようです。
加工枚数が甚大であるならば小口径でもﾜｲﾔｿｰも検討の価値があります。
少量を少しカットしたいというのであれば内周刃の設備を持った加工会社
に加工を請け負ってもらうのが一番ではないでしょうか？
工具情報は「IDブレード、ダイヤモンド工具」で検索してみてください。

お礼

ご回答有難うございました。
なるほど、よくわかりました。

外周刃との比較で仰られた“切代を小さく切れる。”の切代とは、刃の厚みによって失われるワークの損失分（つまり、一般的に言う切代）と考えて宜しいですか？
となれば外周刃の場合、
剛性が無い為、切断効率を上げようとすれば、また精度を高くしようとすれば、刃の厚みを大きく取らざるを得ない。 --> 必然的に切代が大きく、歩留まりが悪くなる。
と言う事でしょうか。

他の方のご意見も聞いてみたいので、暫く締め切らずに質問を残しておきます。