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Title:
WATER-SOLUBLE CUTTING FLUID COMPOSITION, WATER-SOLUBLE CUTTING FLUID, AND METHOD OF CUTTING WITH THE WATER-SOLUBLE CUTTING FLUID
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2009/133612
Kind Code:
A1
Abstract:
A water-soluble cutting fluid composition which is inhibited from catching fire or generating a gas, is highly safe, and changes little in viscosity; a water-soluble cutting fluid; and a method of cutting with the water-soluble cutting fluid. The water-soluble cutting fluid composition is characterized by comprising at least one glycol compound selected among glycols, glycol ethers, polyalkylene glycols, and polyalkylene glycol ethers, water, and at least one of nitrous-acid-based volatile corrosion inhibitors and mixtures of an amine and a nitrite.

Inventors:
YOSHIDA TANEJIRO (JP)
SUZUKI KIYOFUMI (JP)
Application Number:
PCT/JP2008/058283
Publication Date:
November 05, 2009
Filing Date:
April 30, 2008
Export Citation:
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Assignee:
PALACE CHEMICAL CO LTD (JP)
YOSHIDA TANEJIRO (JP)
SUZUKI KIYOFUMI (JP)
International Classes:
C10M173/02; B28D5/04; C10M105/14; C10M105/18; C10M107/34; C10M125/14; C10M125/20; C10M133/04; C10M133/30; C10M169/04; H01L21/304; C10N20/02; C10N30/00; C10N40/22
Foreign References:
JP2005179630A2005-07-07
JP2002226879A2002-08-14
JP2006348079A2006-12-28
JPS55119178A1980-09-12
JPS4976188A1974-07-23
JPS56147894A1981-11-17
JPH0539493A1993-02-19
Attorney, Agent or Firm:
MIGITA, Toshio et al. (JP)
Toshio Migita (JP)
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Claims:
 グリコール、グリコールエーテル、ポリアルキレングリコール及びポリアルキレングリコールエーテルの少なくとも一つのグリコール類と、水と、亜硝酸系気化性防錆剤、並びにアミン類及び亜硝酸塩の混合物の少なくとも一つと、が含まれたことを特徴とする水溶性切断液組成物。
 前記グリコール類と前記水との重量比が5:95~95:5であることを特徴とする請求項1記載の水溶性切断液組成物。
 前記亜硝酸系気化性防錆剤が0.01~5重量%含まれることを特徴とする請求項1又は2記載の水溶性切断液組成物。
 前記アミン類が0.01~5重量%及び前記亜硝酸塩が0.01~5重量%含まれることを特徴とする請求項1又は2記載の水溶性切断液組成物。
 請求項1乃至4いずれか記載の水溶性切断液組成物及び砥粒が含まれることを特徴とする水溶性切断液。
 請求項5記載の水溶性切断液を用いて切断することを特徴とする切断方法。
Description:
水溶性切断液組成物、水溶性切 液及びその水溶性切断液を用いた切断方法

 本発明は、ワイヤーソーやバンドソー等 用いてインゴット等を切断するために用い れる水溶性切断液組成物、それを含む水溶 切断液、及びその水溶性切断液を用いた切 方法に関する。

 ワイヤーソーやバンドソー等の切断具を いてインゴット等の被切断物を切断する場 、切断具と被切断物との間の潤滑、摩擦熱 除去、及び切削屑の洗浄等を目的として切 液が一般的に使用されている。例えば、鉱 油を主成分とする非水溶性切断液が用いら ている(特許文献1)。しかし、このような非 溶性切断液は、切断後、被切断物に非水溶 切断液が付着してしまうため、有機溶剤な の特殊な洗浄剤を用いて被切断物を洗浄し ければならないという問題を有する。

 前記問題を解決するために、被切断物に 着した切断液を水によって洗浄可能な水溶 切断液も用いられている(特許文献2乃至5)。 しかし、このような水溶性切断液は、水が含 有されていないため、引火しやすいという問 題を有する。

 前記問題を解決するために、水が含まれ 水溶性切断液も用いられている(特許文献6 至8)。しかし、このような水溶性切断液は、 切断の際に水と被切断物(シリコン)から生成 れるシリコン微粉体とが反応し、ガスが発 し、また、水溶性切断液の粘度が変化する いう問題を有する。

 前記問題を解決するために、過酸化水素等 酸化剤が含有された切断加工用水溶性油剤 質剤(特許文献9)や、グリコールエーテル類 含有された水性砥粒分散媒組成物(特許文献 10)が提案されている。

特開平10-110180号公報

特開平10-110180号公報

特開平11-286693号公報

特表2002-537440公報

特開2002-80883号公報

特開平10-81872号公報

特開平10-259396号公報

特開平11-302681号公報

特開2006-182901号公報

特開2007-31502号公報

 しかしながら、過酸化水素等の酸化剤が まれたものは、過酸化水素の反応性が高い め好ましくない。また、グリコールエーテ 類を含む場合においては、ガスの発生や粘 変化の抑制の効果が不十分であるという問 を有する。そこで本発明は、引火やガスの 生を抑制し安全性が高く、かつ粘度変化が ない水溶性切断液組成物、水溶性切断液、 びその水溶性切断液を用いた切断方法を提 することを目的とする。

 以上の目的を達成するために、本発明者 は、鋭意研究を重ねた結果、グリコール、 リコールエーテル、ポリアルキレングリコ ル及びポリアルキレングリコールエーテル 少なくとも一つのグリコール類と水の他に 第三成分として亜硝酸系気化性防錆剤、並 にアミン類及び亜硝酸塩の混合物の少なく も一つを含ませることにより、引火やガス 発生を抑制し安全性が高く、かつ粘度変化 少なくすることができることを見出した。 なわち、本発明は、グリコール、グリコー エーテル、ポリアルキレングリコール及び リアルキレングリコールエーテルの少なく も一つのグリコール類と、水と、亜硝酸系 化性防錆剤、並びにアミン類及び亜硝酸塩 混合物の少なくとも一つと、が含まれたこ を特徴とする水溶性切断液組成物である。 た、本発明は、前記水溶性切断液組成物及 砥粒が含まれることを特徴とする水溶性切 液である。またさらに、本発明は、前記水 性切断液を用いて切断することを特徴とす 切断方法である。

 以上のように、本発明によれば、引火や スの発生を抑制し安全性が高く、かつ粘度 化が少ない水溶性切断液組成物、水溶性切 液、及びその水溶性切断液を用いた切断方 を提供することができる。

 本発明に係る水溶性切断液組成物に用い れるグリコール類は、例えば、グリコール しては、エチレングリコール、及びプロピ ングリコールが挙げられ、グリコールエー ルとしては、エチレングリコールモノメチ エーテル、プロピレングリコールモノメチ エーテル、エチレングリコールモノブチル ーテル、及びプロピレングリコールモノメ ルエーテルが挙げられ、ポリアルキレング コールとしては、ポリエチレングリコール ポリプロピレングリコール、及びポリオキ プロピレン-ポリオキシエチレンブロックポ リマーが挙げられ、ポリアルキレングリコー ルエーテルとしては、ポリエチレングリコー ルモノメチルエーテル、ポリプロピレングリ コールモノメチルエーテル、ポリアルキレン グリコールモノメチルエーテル、ポリエチレ ングリコールモノブチルエーテル、ポリプロ ピレングリコールモノブチルエーテル、及び ポリアルキレングリコールモノブチルエーテ ルが挙げられる。

 本発明に係る水溶性切断液組成物に用い れる亜硝酸系気化性防錆剤としては、例え 、ジシクロヘキシルアンモニウムナイトラ ト、ジイソプロピルアンモニウムナイトラ ト、及びニトロナフタレンアンモニウムナ トライトが挙げられる。

 本発明に係る水溶性切断液組成物に用い れるアミン類としては、例えば、メチルア ン、ジエチルアミン、イソプロピルアミン ブチルアミン、2-エチルヘキシルアミン、 シルアミン、ドデシルアミン、トリデシル ミン、テトラデシルアミン、ヘキサデシル ミン、オクタデシルアミン、オレイルアミ 、エチレンジアミン、ジエチレントリアミ 、ヘキサメチレンジアミン、ピペラジン、1- (2-アミノエチル)ピペラジン、N-メチルピペラ ジン、シクロヘキシルアミン、ベンジルアミ ン、エタノールアミン、イソプロパノールア ミン、N-メチルジエタノールアミン、N,N-ジメ チルエタノールアミン、N-エチルジエタノー アミン、N-ブチルジエタノールアミン、N-(β -アミノエチル)エタノールアミン、N-シクロ キシルジエタノールアミン、N,N,N’,N’-テト ラキス(2-ヒロキシエチル)エチレンジアミン N,N,N’,N’-テトラキス(2-ヒドロキシプロピル )エチレンジアミン、オレイルアミン、ヤシ 由来アルキルアミン、牛脂由来アルキルア ン、硬化牛脂由来アルキルアミン、及び大 油由来アルキルアミン、並びにこれらにア キレンオキサイドを反応させた反応物が挙 られる。

 本発明に係る水溶性切断液組成物に用い れる亜硝酸塩としては、例えば、亜硝酸ナ リウム、及び亜硝酸カリウムが挙げられる

 本発明に係る水溶性切断液組成物は、添 補助剤が含まれていてもよい。添加補助剤 しては、例えば、湿潤剤、防錆剤、非鉄金 防食剤、分散剤、消泡剤、及び増粘剤を挙 ることができる。

 グリコール類と水との重量比は、5:95~95:5 あることが好ましい。グリコール類が上記 囲より少ないと、切断時に水が蒸発しやす なる。水が蒸発すると、乾燥により被切断 同士が貼りつくため、剥がす際に割れが生 、歩留まりが悪くなるとともに、被切断物 に切屑が貼りつくため、洗浄も困難となる グリコール類が上記範囲より多いと、引火 る危険性が高くなる。

 亜硝酸系気化性防錆剤は、水溶性切断液 成物に、0.01~5重量%含まれることが好ましく 、0.05~1重量%含まれるのがさらに好ましい。 記範囲より少ないと、被切断物(シリコン)と 水との反応の抑制効果が低いため、ガスが発 生しやすく、また水溶性切断液の粘度変化が 大きい。上記範囲より多いと、水溶性切断液 中の砥粒の分散性が悪く、液安定性が低い。

 アミン類及び亜硝酸塩は、水溶性切断液 成物に、アミン類が0.01~5重量%、亜硝酸塩が 0.01~5重量%含まれることが好ましく、アミン が0.05~1重量%、亜硝酸塩が0.05~1重量%含まれる のがさらに好ましい。上記範囲より少ないと 、被切断物(シリコン)と水との反応の抑制効 が低いため、ガスが発生しやすく、また水 性切断液の粘度変化が大きい。上記範囲よ 多いと、水溶性切断液中の砥粒の分散性が く、液安定性が低い。

 本発明に係る水溶性切断液に含まれる砥 としては、例えば、金属、金属又は半金属 炭化物、金属又は半金属の窒化物、金属又 半金属の酸化物、金属又は半金属のホウ化 、及びダイヤモンドからなる研磨材が挙げ れる。金属又は半金属は、周期律表の3A、4A 、5A、3B、4B、5B、6B、7B又は8B族由来のもので り、例えば、アルミナ、炭化ケイ素、ダイ モンド、酸化マグネシウム、酸化セリウム 酸化ジルコニウム、コロイダルシリカ、及 ヒュームドシリカが挙げられる。砥粒の平 粒子径は、0.01μm~50μmとすることができる。

 本発明に係る水溶性切断液は、水溶性切 液が30~70重量%、砥粒が30~70重量%含まれるの 好ましい。砥粒が上記範囲より少ないと、 断速度が遅くなり、実用性に乏しい。上記 囲より多いと、水溶性切断液の粘度が高く り、加工性能が低下する。

 本発明に係る水溶性切断液は、インゴッ 、特に半導体素子の材料であるシリコン製 ェハーの切断に好ましく用いられる。これ の切断には、ワイヤーソー加工機やバンド ー加工機を用いることができる。

 次に、実施例及び比較例を挙げて本発明 説明するが、本発明はこれにより限定され ものではない。

実施例1乃至10、比較例1乃至7
 表1乃至表4の配合量に従って、これらを常 により混合することにより、実施例1乃至10 係る水溶性切断液組成物、及び比較例1乃至7 に係る切断液組成物を得た。

実施例11乃至20、及び比較例8乃至1 4
 実施例1乃至10に係る水溶性切断液組成物と 砥粒(緑色炭化ケイ素#1000)とを重量比で1:1の 割合で混合して、実施例11乃至20に係る水性 断液を得た。実施例1乃至10に係る水溶性切 液組成物の代わりに比較例1乃至7に係る切断 液組成物を用いた以外は実施例11乃至20と同 にして比較例8乃至14に係る切断液を得た。

(洗浄試験)
 実施例11乃至15に係る水溶性切断液、並びに 比較例8に係る切断液を単結晶シリコンウェ ーに塗布した後、流水にて洗浄し、洗浄後 単結晶シリコンウェハーの状態を目視で観 した。評価は、当社評価員によって行われ 水溶性切断液等の汚れを完全に除去できた( )、除去が不完全であった(△)、除去できな (×)の3段階で評価した。結果を表5に示す。

 表5から、本発明に係る水溶性切断液は、 水による洗浄で、砥粒や水溶性切断液が被切 断物から完全に除去され、洗浄が容易である ことが分かる。

(粘度及びガス発生試験)
 ワイヤーソーにより単結晶シリコンのイン ットを切断した時に混入してくる活性なSi 屑を想定して、実施例11乃至20に係る水溶性 断液、及び比較例2乃至7に係る切断液にSi粉 (粒径約5μm)を10wt%添加し、遊星ボールミルに 粗粉砕し、BL型回転粘度計にて25℃における 粘度を測定した(粘度1)。その後、密閉できる ポリエチレン袋に入れ、脱気し、60℃にて24 間保管した後のSi反応ガス量を測定した。Si 応ガス量測定後、1200rpmで10分間撹拌した後 25℃における粘度を測定した(粘度2)。結果 表6に示す。

 表6から、本発明に係る水溶性切断液は、 Si反応ガス量が限りなく少なく、粘度変化も さいことが分かる。また、水を含んでいる め、引火の危険も少ない。




 
Previous Patent: WO/2009/133595

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