研究開発された技術紹介

難切削材料のスライス工程では固定砥粒式マルチワイヤソーに移行しつつあるが、加工効率、コストの改善要求から、更なる高切削、長寿命化、低コストのソーワイヤが求められている。本申請では、ダイヤモンド粒子表面をCNTで被覆またはCNTをめっき被膜中に分散共析させることで、切削性能及び耐久性を向上させた次世代ソーワイヤの早期実用化を図り、切削加工の効率化とトータルコスト削減を行う

機械強度・電気特性等に優れるカーボンナノチューブ(CNT)をめっき被膜中に複合化し、更にダイヤモンド砥粒表面に被覆することで、ソーワイヤ表面のダイヤモンド砥粒の保持力を高め、安定した切削加工性能及び長い寿命を有する高機能CNT複合電着ダイヤモンドソーワイヤの製造技術を開発する
(新技術)
電着ダイヤモンドソーワイヤ生産において、CNTをめっき被膜中に複合化し、更にダイヤモンド砥粒表面に被覆する
(新技術の特徴)
ソーワイヤ表面のダイヤモンド砥粒の保持力が高まるため、安定した切削加工性能の付与及びソーワイヤの長寿命化が実現する

・高機能CNT複合めっき技術の開発
-CNT複合めっき液、CNT被覆ダイヤモンド粒子の作製および評価を行った
-CNT複合めっき技術を確立した
・電着ダイヤモンドワイヤの評価
-ダイヤモンド砥粒の密着性、CNT複合めっき被膜の機械的特性を評価した
・ソーワイヤの切削能率評価
-CNT複合めっきによりソーワイヤを試作した
-シングルワイヤソーによる切削試験を行った

特許：
「炭素ナノ繊維材料を分散させた複合めっき処理用分散液及びそれを含む複合めっき液、複合めっき液を用いた複合めっき処理方法並びに複合めっき処理を用いて表面めっき被膜を形成する切削工具の表面めっき処理方法」（特許第6551725号）
「ナノカーボン繊維被覆ダイヤモンド粒子の製造方法」（特許第6332986号）
総説：「CNT複合電着ダイヤモンドワイヤ」NEW DIAMOND,32,p33-35(2016)

結晶シリコン太陽電池のシリコンウエハや、LED電球やカバーガラスなどに用いられるサファイア基板等の難切削材料のスライシング工程

・CNTの分散技術及び複合めっき技術を確立できた
・製作したCNT複合めっきソーワイヤを評価した結果、従来のソーワイヤに比較してめっき被膜自体の耐摩耗性の向上によるダイヤモンド砥粒の保持力及び切削能率の向上が認められ、高機能性ソーワイヤ製造の可能性を示唆する結果が得られたため、実用化に向けた取組に着手できた

・シリコンウェハ等切断加工に高い精度を求める用途や市場への提案により、市場拡大に貢献
-開発した高機能CNT複合電着ダイヤモンドソーワイヤはソーワイヤ表面のダイヤモンド砥粒の保持力が高く、表面のダイヤモンド砥粒が切削加工中に脱落しにくい
-開発したソーワイヤを利用することで、仕上がりの面精度が向上するため、後工程の効率が向上し、全体の加工コストが抑えられる
-製品に高い品質を求める用途や市場に対する提案が可能になり、市場拡大に貢献する
・ソーワイヤのコスト削減に寄与
-開発した高機能CNT複合電着ダイヤモンドソーワイヤは、表面のダイヤモンド砥粒が切削加工中に脱落しにくいため、切削効率が向上し、長寿命である
-加工コストの低減に寄与する

・CNT複合めっき処理条件やソーワイヤの仕様、切削条件及び評価方法等を検討することにより、更なる性能向上と切削に関するメカニズムの検証を行う
・切削対象としてシリコンの他、サファイアや炭化ケイ素、窒化ガリウムといった脆性材料についても展開を検討する

太陽光用シリコンウエハ市場の国内市場衰退に伴い、他脆性材料のスライシングを視野に展開の必要がある