JPH10237479A - ワイヤソー用水溶性切削液 - Google Patents
ワイヤソー用水溶性切削液Info
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- JPH10237479A JPH10237479A JP4047997A JP4047997A JPH10237479A JP H10237479 A JPH10237479 A JP H10237479A JP 4047997 A JP4047997 A JP 4047997A JP 4047997 A JP4047997 A JP 4047997A JP H10237479 A JPH10237479 A JP H10237479A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 砥粒を安定に分散させると共にワイヤソーへ
の砥粒の付着性を向上させることによって被加工物の均
一な切削加工を可能にするワイヤソー用水溶性切削液を
提供する。 【解決手段】 合成樹脂微粉末および水溶性溶剤を含有
するワイヤソー用水溶性切削液。
の砥粒の付着性を向上させることによって被加工物の均
一な切削加工を可能にするワイヤソー用水溶性切削液を
提供する。 【解決手段】 合成樹脂微粉末および水溶性溶剤を含有
するワイヤソー用水溶性切削液。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は水溶性のワイヤソ
ー用切削液に関する。
ー用切削液に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来から、シリコンやＧaＡs等の硬脆材
料製の比較的大きなインゴット等の切断には、厚さの均
一な切断が可能なだけでなく、切り屑の発生量が少な
く、一回の切断で多数のウェハーを作成できるという利
点を有するワイヤソーが利用されている。ワイヤソーの
使用に際しては、鉱物油を主成分とする切削油に炭化ケ
イ素等の砥粒を１:１〜１:１．５(重量比)の割合で分散
させたスラリー状切削処理剤が切断加工面に供給され、
切り出されたウェハーはトリクロロエタンやジクロロメ
タン等のハロゲン系溶剤を用いる洗浄処理に付されてい
る。
料製の比較的大きなインゴット等の切断には、厚さの均
一な切断が可能なだけでなく、切り屑の発生量が少な
く、一回の切断で多数のウェハーを作成できるという利
点を有するワイヤソーが利用されている。ワイヤソーの
使用に際しては、鉱物油を主成分とする切削油に炭化ケ
イ素等の砥粒を１:１〜１:１．５(重量比)の割合で分散
させたスラリー状切削処理剤が切断加工面に供給され、
切り出されたウェハーはトリクロロエタンやジクロロメ
タン等のハロゲン系溶剤を用いる洗浄処理に付されてい
る。
【０００３】一方、この種のハロゲン系溶剤の使用は、
作業衛生や環境保全等の見地から実質的に禁止されるよ
うになっているために、水溶性の切削液の開発が要請さ
れ、既に種々の水溶性切削液が提案されている。このよ
うな水溶性切削液としては、(i)アルカリ水溶性または
酸水溶液を含有する切削液(特開平２−２６２９５５号
公報および特開平３−２３９５０７号公報参照)、(ii)
グリコール、水溶液増粘剤(メチルセルロースおよびポ
リアクリル酸等)および水を含有する切削液(特開平４−
２１６８９７号公報および特開平４−２１８５９４号公
報参照)、(iii)脂肪酸イミダゾール水溶液を含有する切
削液(特開平８−５７８４８号公報参照)および(iv)有機
または無機ベントナイトおよび水を含有する切削液(特
開平８−５７８４７号公報参照)が例示される。
作業衛生や環境保全等の見地から実質的に禁止されるよ
うになっているために、水溶性の切削液の開発が要請さ
れ、既に種々の水溶性切削液が提案されている。このよ
うな水溶性切削液としては、(i)アルカリ水溶性または
酸水溶液を含有する切削液(特開平２−２６２９５５号
公報および特開平３−２３９５０７号公報参照)、(ii)
グリコール、水溶液増粘剤(メチルセルロースおよびポ
リアクリル酸等)および水を含有する切削液(特開平４−
２１６８９７号公報および特開平４−２１８５９４号公
報参照)、(iii)脂肪酸イミダゾール水溶液を含有する切
削液(特開平８−５７８４８号公報参照)および(iv)有機
または無機ベントナイトおよび水を含有する切削液(特
開平８−５７８４７号公報参照)が例示される。
【０００４】しかしながら、これらの水溶性切削液(i)
〜(iv)には下記の問題点がある。 切削液(i):切削液の粘度が低いために砥粒をほとんど保
持することができないだけでなく、水の蒸発に起因して
砥粒スラリー濃度が使用中に変化するために、均一な切
削加工ができない。 切削液(ii):水溶性増粘剤の十分な溶解性と水溶性溶剤
に対する十分な安定性を確保するめに比較的多量の水
(１０〜９９重量％)を必要とするために、水の蒸発に起
因して砥粒スラリー濃度が使用中に変化して均一な切削
加工が困難となる。 切削液(iii):保水性向上剤が配合されているが、多量の
水(約３５〜４７重量％)を含有するために、水の蒸発に
起因して砥粒スラリー濃度が使用中に変化して均一な切
削加工ができない。 切削液(iv):ベントナイトの分散安定性が悪いだけでな
く、使用中の多量の発泡と水の蒸発に起因して砥粒スラ
リー濃度が変化するために、均一な切削加工が困難とな
る。
〜(iv)には下記の問題点がある。 切削液(i):切削液の粘度が低いために砥粒をほとんど保
持することができないだけでなく、水の蒸発に起因して
砥粒スラリー濃度が使用中に変化するために、均一な切
削加工ができない。 切削液(ii):水溶性増粘剤の十分な溶解性と水溶性溶剤
に対する十分な安定性を確保するめに比較的多量の水
(１０〜９９重量％)を必要とするために、水の蒸発に起
因して砥粒スラリー濃度が使用中に変化して均一な切削
加工が困難となる。 切削液(iii):保水性向上剤が配合されているが、多量の
水(約３５〜４７重量％)を含有するために、水の蒸発に
起因して砥粒スラリー濃度が使用中に変化して均一な切
削加工ができない。 切削液(iv):ベントナイトの分散安定性が悪いだけでな
く、使用中の多量の発泡と水の蒸発に起因して砥粒スラ
リー濃度が変化するために、均一な切削加工が困難とな
る。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】この発明は、従来の水
溶性切削液の上記のような問題点を解決し、砥粒を安定
に分散させると共にワイヤソーへの砥粒の付着性を向上
させることによって被加工物の均一な切削加工を可能に
するワイヤソー用水溶性切削液を提供するためになされ
たものである。
溶性切削液の上記のような問題点を解決し、砥粒を安定
に分散させると共にワイヤソーへの砥粒の付着性を向上
させることによって被加工物の均一な切削加工を可能に
するワイヤソー用水溶性切削液を提供するためになされ
たものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】即ちこの発明は、合成樹
脂微粉末および水溶性溶剤を含有するワイヤソー用水溶
性切削液に関する。
脂微粉末および水溶性溶剤を含有するワイヤソー用水溶
性切削液に関する。
【０００７】
【発明の実施の形態】合成樹脂微粉末としては、従来か
ら周知の各種の合成樹脂の微粉末を適宜使用すればよ
く、特に限定的ではない。合成樹脂としてはポリスチレ
ン、ポリ塩化ビニル、アクリル樹脂、アルキド樹脂、ポ
リエチレン、フェノール樹脂、シリコーン樹脂、尿素樹
脂、メラミン樹脂、不飽和ポリエステル、フッ素樹脂お
よびポリアミド樹脂およびこれらの任意の混合樹脂が例
示される。これらの合成樹脂微粉末の粒径は特に限定的
ではないが、通常は１０nm〜１０μm 、好ましくは０.
１〜５μｍであり、１０μmよりも大きくなると、合成
樹脂の粉末が溶液中で不安定になる。また、１０nmより
も小さくなると、砥粒の沈降をおさえられなくなる。
ら周知の各種の合成樹脂の微粉末を適宜使用すればよ
く、特に限定的ではない。合成樹脂としてはポリスチレ
ン、ポリ塩化ビニル、アクリル樹脂、アルキド樹脂、ポ
リエチレン、フェノール樹脂、シリコーン樹脂、尿素樹
脂、メラミン樹脂、不飽和ポリエステル、フッ素樹脂お
よびポリアミド樹脂およびこれらの任意の混合樹脂が例
示される。これらの合成樹脂微粉末の粒径は特に限定的
ではないが、通常は１０nm〜１０μm 、好ましくは０.
１〜５μｍであり、１０μmよりも大きくなると、合成
樹脂の粉末が溶液中で不安定になる。また、１０nmより
も小さくなると、砥粒の沈降をおさえられなくなる。
【０００８】合成樹脂微粉末の配合量は通常０．５〜３
０重量％、好ましくは１〜５重量％であり、０．５重量
％よりも少ないと、砥粒の沈降をおさえられなくなる。
また、３０重量％よりも多くなると、砥粒を多量(原液
に対して１：１)入れる事が困難になる。
０重量％、好ましくは１〜５重量％であり、０．５重量
％よりも少ないと、砥粒の沈降をおさえられなくなる。
また、３０重量％よりも多くなると、砥粒を多量(原液
に対して１：１)入れる事が困難になる。
【０００９】上記の合成樹脂微粉末を分散させる水溶性
溶剤としては、エチレングリコール、ジエチレングリコ
ール、トリエチレングリコール、テトラエチレングリコ
ール、プロピレングリコール、ヘキシレングリコール、
グリセリン、１,３−プロパンジオール、１,４−ブタン
ジオール、１,６−ヘキサンジオール、ポリエチレング
リコール、ポリエチレングリコール−ポリプロピレング
リコール共重合体およびこれらの任意の混合物等が例示
されるが、グリコール系溶剤が好ましい。
溶剤としては、エチレングリコール、ジエチレングリコ
ール、トリエチレングリコール、テトラエチレングリコ
ール、プロピレングリコール、ヘキシレングリコール、
グリセリン、１,３−プロパンジオール、１,４−ブタン
ジオール、１,６−ヘキサンジオール、ポリエチレング
リコール、ポリエチレングリコール−ポリプロピレング
リコール共重合体およびこれらの任意の混合物等が例示
されるが、グリコール系溶剤が好ましい。
【００１０】本発明による水溶性切削液には、稠度を増
大させるか、またはチキソトロープ性を付与するために
水溶性増粘剤を添加してもよい。水溶性増粘剤としては
ポリビニルピロリドン(好ましくは、分子量が１０００
０〜２００００００、特に１００００００〜２００００
００のポリビニルピロリドン)が特に好ましい。水溶性
増粘剤の配合量は通常０．１〜５重量％、好ましくは
０．２〜３重量％であり、５重量％よりも多くなると、
粘度が上がりすぎ、作業性を低下させる。
大させるか、またはチキソトロープ性を付与するために
水溶性増粘剤を添加してもよい。水溶性増粘剤としては
ポリビニルピロリドン(好ましくは、分子量が１０００
０〜２００００００、特に１００００００〜２００００
００のポリビニルピロリドン)が特に好ましい。水溶性
増粘剤の配合量は通常０．１〜５重量％、好ましくは
０．２〜３重量％であり、５重量％よりも多くなると、
粘度が上がりすぎ、作業性を低下させる。
【００１１】本発明による水溶性切削液には、所望によ
り各種の添加剤を適宜添加してもよい。このような添加
剤としては潤滑剤(例えば、脂肪酸、脂肪酸重縮合物)、
消泡剤(例えば、シリコン系、アルコール類)、防錆剤
(例えば、モノエタノールアミン、ジエタノールアミン)
および分散剤(例えば、非イオン界面活性剤、アニオン
界面活性剤)等が例示される。また、該水溶性切削液の
引火点を低下させるために、水を５〜３０重量％添加し
てもよい。含水量が３０重量％よりも多くなると、水の
蒸発による砥粒スラリー濃度の変化に起因する不均一な
切削加工の問題が顕在化する。
り各種の添加剤を適宜添加してもよい。このような添加
剤としては潤滑剤(例えば、脂肪酸、脂肪酸重縮合物)、
消泡剤(例えば、シリコン系、アルコール類)、防錆剤
(例えば、モノエタノールアミン、ジエタノールアミン)
および分散剤(例えば、非イオン界面活性剤、アニオン
界面活性剤)等が例示される。また、該水溶性切削液の
引火点を低下させるために、水を５〜３０重量％添加し
てもよい。含水量が３０重量％よりも多くなると、水の
蒸発による砥粒スラリー濃度の変化に起因する不均一な
切削加工の問題が顕在化する。
【００１２】本発明によるワイヤソー用水溶性切削液は
上記配合成分を高速撹拌により均一な分散液とすること
によって調製されるが、水溶性増粘剤を配合する場合に
は上記水溶性溶剤に合成樹脂微粉末を高速撹拌により均
一に分散させた後、これに水溶性増粘剤を添加して溶解
させるかまたは水溶性増粘剤の水溶性溶剤溶液を添加し
て調製してもよい。
上記配合成分を高速撹拌により均一な分散液とすること
によって調製されるが、水溶性増粘剤を配合する場合に
は上記水溶性溶剤に合成樹脂微粉末を高速撹拌により均
一に分散させた後、これに水溶性増粘剤を添加して溶解
させるかまたは水溶性増粘剤の水溶性溶剤溶液を添加し
て調製してもよい。
【００１３】本発明によるワイヤソー用水溶性切削液の
粘度は合成樹脂微粉末の種類、粒径および配合量並びに
水溶性溶剤の種類および配合量並びに水溶性増粘剤の種
類および配合量等によって左右され、特に限定的ではな
いが、一般的には１０〜１０００ｃｐ、好ましくは５０
〜５００ｃｐである。一般に、粘度が１０ｃｐよりも低
くなると、砥粒の分散性が低下し、、また、粘度が１０
００ｃｐよりも高くなると、作業性が低下する。
粘度は合成樹脂微粉末の種類、粒径および配合量並びに
水溶性溶剤の種類および配合量並びに水溶性増粘剤の種
類および配合量等によって左右され、特に限定的ではな
いが、一般的には１０〜１０００ｃｐ、好ましくは５０
〜５００ｃｐである。一般に、粘度が１０ｃｐよりも低
くなると、砥粒の分散性が低下し、、また、粘度が１０
００ｃｐよりも高くなると、作業性が低下する。
【００１４】被加工物、例えばシリコンやＧaＡs等の硬
脆材料製のインゴットやフェライトヘッド等をワイヤソ
ーを用いて切断するに際しては、上記の水溶性切削液に
砥粒、例えばＳiＣ製砥粒等を１:１〜１:１.５(重量比)
で添加した切削加工液を調製し、該切削加工液を加工部
に供給し、ワイヤソ切断をおこなう。砥粒の粒径は被加
工物の種類や寸法等によって左右され、特に限定的では
ないが、通常は５〜３０μｍ、好ましくは１０〜２０μ
ｍである。
脆材料製のインゴットやフェライトヘッド等をワイヤソ
ーを用いて切断するに際しては、上記の水溶性切削液に
砥粒、例えばＳiＣ製砥粒等を１:１〜１:１.５(重量比)
で添加した切削加工液を調製し、該切削加工液を加工部
に供給し、ワイヤソ切断をおこなう。砥粒の粒径は被加
工物の種類や寸法等によって左右され、特に限定的では
ないが、通常は５〜３０μｍ、好ましくは１０〜２０μ
ｍである。
【００１５】
【実施例】以下、本発明を実施例によって説明する。実施例１〜５ 表１に示す配合処方により、ワイヤソー用水溶性切削液
１〜５を調製した。合成樹脂微粉末の均一分散化はホモ
ミキサーを用いておこなった(回転数:５０００rpm)。
１〜５を調製した。合成樹脂微粉末の均一分散化はホモ
ミキサーを用いておこなった(回転数:５０００rpm)。
【表１】 得られた水溶性切削液１〜５に関する炭化ケイ素砥粒
(ＧＣ＃８００)の分散性およびワイヤへの該砥粒の付着
性を以下の方法によって調べた。炭化ケイ素砥粒の分散性 被験液に等重量のＧＣ＃８００を添加し、この分散液を
メスシリンダーに入れ、２４時間静置後、ケイ素砥粒の
沈降状態を透明液部分の容量％で評価する。ワイヤへの炭化ケイ素砥粒の付着性 上記分散液中にワイヤを 分間浸漬した後、引き上げ、
ワイヤへの砥粒の付着性を目視によって評価する。上記
の評価結果を以下の表２に示す。
(ＧＣ＃８００)の分散性およびワイヤへの該砥粒の付着
性を以下の方法によって調べた。炭化ケイ素砥粒の分散性 被験液に等重量のＧＣ＃８００を添加し、この分散液を
メスシリンダーに入れ、２４時間静置後、ケイ素砥粒の
沈降状態を透明液部分の容量％で評価する。ワイヤへの炭化ケイ素砥粒の付着性 上記分散液中にワイヤを 分間浸漬した後、引き上げ、
ワイヤへの砥粒の付着性を目視によって評価する。上記
の評価結果を以下の表２に示す。
【表２】
【００１６】比較例１〜３ 前記実施例の手順に準拠し、表１に示す配合処方により
切削液１'〜３を調製し、これらに関する炭化ケイ素砥
粒の分散性およびワイヤへの該砥粒の付着性を調べた。
結果を表２に示す。
切削液１'〜３を調製し、これらに関する炭化ケイ素砥
粒の分散性およびワイヤへの該砥粒の付着性を調べた。
結果を表２に示す。
【００１７】
【発明の効果】本発明によるワイヤソー用水溶性切削液
を使用することにより、砥粒を安定に分散させると共に
ワイヤソーへの砥粒の付着性を向上させることができる
ので、ワイヤソーによる被加物(例えば、シリコンやＧa
Ａs等の硬脆材料製のインゴットやフェライトヘッド、
水晶、セラミックス、光学ガラス、ネオジム磁石、サフ
ァイヤ、リチウムタンタレート等)の均一な切削加工が
可能となる。
を使用することにより、砥粒を安定に分散させると共に
ワイヤソーへの砥粒の付着性を向上させることができる
ので、ワイヤソーによる被加物(例えば、シリコンやＧa
Ａs等の硬脆材料製のインゴットやフェライトヘッド、
水晶、セラミックス、光学ガラス、ネオジム磁石、サフ
ァイヤ、リチウムタンタレート等)の均一な切削加工が
可能となる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 ＦＩ Ｃ１０Ｍ 145:14 149:06） Ｃ１０Ｎ 20:06 40:22 40:32
Claims (7)
- 【請求項１】 合成樹脂微粉末および水溶性溶剤を含有
するワイヤソー用水溶性切削液。 - 【請求項２】 合成樹脂微粉末の粒径が１０nm〜１０μ
mである請求項１記載の切削液。 - 【請求項３】 水溶性溶剤がエチレングリコール、ジエ
チレングリコール、トリエチレングリコール、テトラエ
チレングリコール、プロピレングリコール、ヘキシレン
グリコール、グリセリン、１,３−プロパンジオール、
１,４−ブタンジオール、１,６−ヘキサンジオール、ポ
リエチレングリコールおよびポリエチレングリコール−
ポリプロピレングリコール共重合体から成る群から選択
される１種または２種以上の溶剤である請求項１または
２記載の切削液。 - 【請求項４】 合成樹脂微粉末０．５〜３０重量％およ
び水溶性溶剤７０〜９９．５重量％含有する請求項１か
ら３いずれかに記載の切削液。 - 【請求項５】 水溶性増粘剤をさらに含有する請求項１
記載の切削液。 - 【請求項６】 合成樹脂微粉末０．５〜３０重量％、水
溶性溶剤６５〜９９．４重量％および水溶性増粘剤０．
１〜５重量％含有する請求項５記載の切削液。 - 【請求項７】 水溶性増粘剤がポリビニルピロリドンで
ある請求項５または６記載の切削液。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4047997A JP3869514B2 (ja) | 1997-02-25 | 1997-02-25 | ワイヤソー用水溶性切削液 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4047997A JP3869514B2 (ja) | 1997-02-25 | 1997-02-25 | ワイヤソー用水溶性切削液 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10237479A true JPH10237479A (ja) | 1998-09-08 |
| JP3869514B2 JP3869514B2 (ja) | 2007-01-17 |
Family
ID=12581759
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4047997A Expired - Fee Related JP3869514B2 (ja) | 1997-02-25 | 1997-02-25 | ワイヤソー用水溶性切削液 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3869514B2 (ja) |
Cited By (11)
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-
1997
- 1997-02-25 JP JP4047997A patent/JP3869514B2/ja not_active Expired - Fee Related
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