2017 Fiscal Year Research-status Report
次世代ワイドギャップ半導体向け革新的切断加工を実現する電界スライシング技術の開発
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17K06106
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| Research Institution | Akita Industrial Technology Center |
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Principal Investigator |
久住 孝幸 秋田県産業技術センター, 素形材プロセス開発部, 主任研究員 (40370233)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
赤上 陽一 秋田県産業技術センター, その他部局等, 所長 (00373217)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | 遊離砥粒 / ワイヤー切断 / 電界 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では，ＳｉＣ基板などのワイドギャップ半導体用基板の電界援用による高効率ワイヤー切断加工技術「電界スライシング技術」の創出を目指し，最適な電界印加条件と切断条件を探求するものである．平成２９年度は，「電界スライシング実験装置」を試作し，ワイヤーへの印加電圧，周波数，印加方向などの電界条件に加えて，ワイヤー走行速度などの切断条件やワイヤー種を変化させた時の砥粒の流れ，分布などの運動特性を顕微鏡下の観察を通して，メカニズムを明らかにする．平成３０年度以降は，自動送り機構を用いて実際の切断実験を実施する．さらに，前年度得られた電界下におけるワイヤー周りの砥粒配置条件から高効率かつ高品位な切断面が得られる要素のメカニズムを解明し，最適な切断条件，及び電界条件を明らかにする．
本年度は，電界によって遊離砥粒を必要な研磨領域に配置制御する電界砥粒制御技術をワイヤー切断工程に導入する「電界スライシング技術」の基礎的な知見を明らかにするために，【電界スライシング実験装置】の試作を行い，各種電界条件下におけるワイヤー工具への砥粒保持メカニズムの探索を行った．具体的に，試作した電界スライシング実験装置は，ワイヤー走行機能はオミットした単純な往復装置を基本構成とした．ワイヤーは、テンションを測定してから固定する機構とし，顕微鏡下で往復走行させる構成とした．ワイヤーは通電できるよう配線し，ワイヤー部と各種部材は高電圧から守るため絶縁部材を介して構成した．ワイヤーに電界を印加し，遊離砥粒の挙動を印加電圧，周波数などの電界条件に加えて，ワイヤー走行速度を変化させて，ワイヤー走行中における砥粒の集散状況について電界の効果を動画観察によって確認した．また、基礎的な切断条件探索を実施し，電界効果の有無を調査するための基礎知見の蓄積を実施した．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
平成２９年度は，電界スライシング技術の基礎的な知見を明らかにするために，【電界スライシング実験装置】の試作を主に行った．
試作した電界スライシング実験装置は，ワイヤー走行機能はオミットした単純な往復装置を基本構成とした．ワイヤーは、テンションを測定してから固定する機構とし，顕微鏡下で往復走行させる構成とした．ワイヤーは通電できるよう配線し，ワイヤー部と各種部材は高電圧から守るため絶縁部材を介して構成した．ワイヤーに電界を印加し，遊離砥粒の挙動を印加電圧，周波数などの電界条件に加えて，ワイヤー走行速度を変化させて，ワイヤー走行中における砥粒の集散状況について電界の効果を観察した．また、基礎的な切断条件探索を実施し，電界効果の有無を調査するための基礎知見の蓄積を実施した．
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| Strategy for Future Research Activity |
平成２９年度に試作した電界スライシング実験装置にて引き続き，被加工物とワイヤー間の電界条件による砥粒の集散効果の解析を実施する．また、基礎的な切断実験も引き続き実施する．これらの基礎的な知見を基に特許化を推進する．
また，平成３０年度後半には，職場内に一般的なワイヤー切断装置を導入するため，これに電界印加可能な改造を施す．最終的には，本装置において切断実験を実施して電界スライシング技術を確立する．
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| Causes of Carryover |
計画では，簡易的なワイヤー走行機構を構築する予定だったものを，原理確認重視のためオミットしたため，剰余金が発生した．また，切断実験試料を簡易的な角柱としたため，安価に調達できた．２年目は，円柱用切断実験試料に用いるほか，オミットしたワイヤー走行実験のため，切断用ワイヤー工具としてkmオーダーで必要となる．
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