FI98308C

FI98308C - Kiinnitysaine kappaleen kiinnittämiseksi alustaansa

Info

Publication number: FI98308C
Application number: FI943958A
Authority: FI
Inventors: Jari Tapio Laakkonen; Mikko Kalevi Karvo; Jukka Juhani Suomalainen; Rauno Juha Ensio Logren
Original assignee: Okmetic Oy
Priority date: 1994-08-29
Filing date: 1994-08-29
Publication date: 1997-05-26
Also published as: TW322512B; CN1156472A; EP0778871A2; PL179158B1; US5718751A; KR100361057B1; FI943958A; ATE220093T1; CN1077128C; FI943958A0; DE69527297D1; WO1996006533A1; FI98308B; JP3602850B2; EP0778871B1; JPH10506133A; KR970705617A; CZ285615B6; CZ59797A3; PL318904A1

Description

?B308

KIINNITYSAINE KAPPALEEN KIINNITTÄMISEKSI ALUSTAANSA

Tämä keksintö kohdistuu kiinnitysaineeseen monivaiheisesti valmistettavan kappaleen kiinnittämiseksi alustaansa ainakin yhden käsittelyvaiheen ajaksi.

5

Valmistettaessa esimerkiksi keraamisesta tai puolijohdemateriaalista haluttuun tarkoitukseen kappaleita sisältyy kappaleiden valmistukseen vaihe tai vaiheita, joissa käsiteltävä kappale on edullista kiinnittää alustaansa käsittelyvaiheen edulliseksi suorittamiseksi. Tällaisen kappaleen valmistuksessa edullista kiinnitys-10 vaihetta alustaansa seuraa kuitenkin tavallisesti vaihe tai vaiheita, jolloin kappale on irrotettava alustaltaan ja kiinnitysaine poistettava kappaleen pinnalta. Esimerkiksi jotta puolijohdevalmisteiden kiillotus ja puhdistus niiden vaatima tasaisuus ja puhtaus huomioon ottaen voitaisiin tehdä edullisesti, puolijohdevalmisteet joudutaan kiinnittämään alustaansa eri käsittelyvaiheiden ajaksi. Puolijohdevalmisteet 15 pitää kuitenkin puhdistaa kyseisestä kiinnitysaineesta ennen seuraavaa käsittelyvaihetta, jotta kiinnitysaine ei kerääntyisi olennaisen paksuksi kerrokseksi puoli-johdevalmisteen taustapinnalle. Tämän vuoksi kiinnitykseen käytetyltä aineelta vaaditaan hyvän kiinnityskyvyn, tarttuvuuden lisäksi hyvää liukenevuutta käsittelyvaiheen jälkeisessä puhdistuksessa. Lisäksi tällaiselta kiinnitysaineelta vaadittavia 20 ominaisuuksia ovat nestemäisyys ja helposti suuttimesta annosteltavuus, koska .... puolijohdevalmisteita ja keraamikappaleita valmistetaan tavallisesti suuria määriä.

··1 « 1 · • · · • 1 « · « : EP-patenttihakemuksesta 402520 tunnetaan automaattinen piikiekkojen kiinnitys- « ·« a laite, jossa piikiekot kiinnitetään alustaansa kiinnitysvahan avulla piikiekon X · m 25 kiillotusvaiheen ajaksi. Kiinnitysvahaan on sekoitettu orgaanista liuotinta, jotta kiinnitysvaha voidaan saattaa tasaiseksi kerrokseksi kiinnitettävän kappaleen • « · ··· pinnalle. Kiinnitysvaha syötetään suuttimen kautta alustalle ennen piikiekon asettamista alustalle. Tässä EP-patenttihakemuksessa 402520 ei kuitenkaan ole ....: mainintaa kiinnitysvahan koostumuksesta.

30 « « • · · · 2 98308

Puolijohdevalmisteen kiinnitykseen alustaansa on yleisesti käytetty vahaa, joka sisältää maapallon otsonikerrokselle ja ympäristölle haitallisia CFC-yhdisteitä, kuten tavaramerkillä FREON kaupallisesti saatavia yhdisteitä. Tällaisia liimoja ovat esimerkiksi 1,1,1-trikloorietaania (TCA) tai trikloorietyleenia (TCE) sisältävät 5 liimat. Myös puolijohteen pinnalle jääneiden liimajäämien poistoon on yleisesti käytetty CFC-yhdisteitä, kuten edellä mainittuja TCA-ja TCE-yhdisteitä, sisältävää liuotinta.

Japanilaisesta patenttihakemusjulkaisusta 03-203981 on tunnettua piikiekkojen 10 kiinnitykseen käytetty kiinnitysaine, jossa on vältetty CFC-yhdisteiden käyttö käyttämällä kiinnitysaineen pääkomponenttina modifioitua hartsia tai hartsiseosta. Hartsina käytetään kolmijäsenistä rengasyhdistettä, kuten abietiinihappoa. Tätä abietiinihappoa on modifioitu esimerkiksi antamalla sen reagoida maleiinihapon kanssa ja esteröimällä sitä niin, että modifioidun hartsin happoluvuksi saadaan 15 noin 70. Saatu modifioitu hartsi liuotetaan edelleen orgaaniseen liuottimeen pitoisuuden ollessa välillä 1-50 %.

Ylläolevassa japanilaisessa patenttihakemusjulkaisussa 03-203981 alkuperäistä hartsia modifioidaan runsaasti alhaisen happoluvun aikaansaamiseksi. Happoluku \v 20 luonnosta saatavilla hartseilla on välillä 160 - 180. Happoluvun avulla voidaan i.i i vaikuttaa kiinnitysaineen tarttuvuuteen sekä kiinnitysaineen peseytyvyyteen • · · « ♦ · *·*/ halutun käsittelyvaiheen jälkeen. Japanilaisen patenttihakemuksen 03-203981 • · « : mukaiseen kiinnitysaineeseen soveltuvaa modifioitua hartsia pitää siten neutraloi- * · · '11 da runsaasti halutun alhaisen happoluvun saavuttamiseksi. Mitä enemmän hartsia 25 joudutaan modifioimaan, sitä kauempana lopputuote on luonnonmukaisesta . .·. tuotteesta. Tämä aiheuttaa mahdollisesti ennalta arvaamattomia vaaroja käyt- ♦ · · ··· töympäristölle.

Esilläolevan keksinnön tarkoituksena on poistaa tekniikan tason mukaisia haitta-30 puolia ja aikaansaada entistä käyttökelpoisempi ja ympäristöystävällisempi _ puolijohdevalmisteen tai keraamikappaleen valmistuksessa, esimerkiksi puoli -joh- li 3 98308 devalmisteen kiillotuksessa, käytettävä olennaisen korkean happoluvun omaava kiinnitysaine, joka ei sisällä ympäristölle haitallisia CFC-yhdisteitä ja jota voidaan liuottaa ilman CFC-yhdisteitä sisältävää liuotinta, mutta joka sisältää kiinnitysai-neelta vaaditut ominaisuudet. Keksinnön olennaiset tunnusmerkit selviävät 5 oheisista patenttivaatimuksista.

Keksinnön mukaisessa kiinnitysaineessa käytetään kiintoaineena mäntyöljyhart-sia, jota on modifioitu siten, että happoluku on välillä 115 - 145. Hartsiin on edelleen sekoitettu liuotinta niin, että kiinnitysaine sisältää 20 - 50, edullisesti 30 -10 40, paino-osaa hartsia ja 48 - 80, edullisesti 58 - 70, paino-osaa liuotinta. Kiinni-tysaineeseen voidaan tarvittaessa lisätä 0-2 paino-osaa kiinnitysaineen ominaisuuksien säätämiseen käytettäviä lisäaineita.

Keksinnön mukaisessa kiinnitysaineessa käytettävä mäntyöljyhartsi on edullisesti 15 saatu tislaamalla selluteollisuuden eli mäntypuun keiton sivutuotteena syntyvää raakamäntyöljyä. Keksinnön mukaisesti mäntyöljyhartsia, joka on trisyklistä monokarboksyylihappoa, kuten abietiinihapon ja sen isomeerien seosta, ja jonka kemikaalinumero on CAS 8052-10-6, voidaan käyttää keksinnön mukaisen kiinnitysaineen raaka-aineena sellaisenaan. Hartsin ominaisuuksien parantami- \v 20 seksi kiinnitysainetta varten mäntyöljyhartsia edullisesti kuitenkin modifioidaan i·· · esimerkiksi disproportioinnilla, osittaisella dimeroinnilla ja/tai esteröinnillä polyolin, * «♦ · Y/ kuten glyserolin tai pentaerytritolin avulla. Mäntyöljyhartsin modifioinnilla sääde- • · · : * tään edullisesti kiinnitysaineen lasipistettä ja pehmenemislämpötilaa. Samoin «< · mäntyöljyhartsin modifioinnilla voidaan vaikuttaa sekä kiinnitysaineen tarttuvuu- t · · 25 teen haluttujen materiaalien välillä sopivan poolisuuden aikaansaamiseksi . .·. kiinnityksen edellytyksenä että kiinnitysaineen peseytyvyyteen kiinnitysainetta ··· poistettaessa edullisesti ennen seuraavaa käsittelyvaihetta.

Keksinnön mukaisessa kiinnitysaineessa liuottimena käytetään liuotinta, joka 30 sisältää ainakin yhtä seuraavista liuottimista: tärpätti, kuten alfa-pineeni, aromaat-tinen hiilivety, kuten ksyleeni tai tolueeni, ketoni, kuten asetoni, ja alkoholi, kuten I 4 4 • · 4 98308 etanoli. Liuottimen avulla kiinnitysaineesta tulee nestemäinen ja hyvin levittyvä, jolloin kiinnitysainekerroksesta kiinnitettävän kappaleen pinnalla tulee olennaisen tasainen. Käytettäessä kiinnitysaineessa liuotinseosta parannetaan edullisesti kiinnitysaineen poolisuutta ja haihtuvuutta. Poolisuudella edesautetaan olennai-5 sesti tasaisen kiinnitysainekerroksen muodostumista alustalle levitysvaiheessa sekä liimasidoksen muodostumista alustan ja kiinnitettävän kappaleen välille, kun taas haihtuvuutta parannetaan kiinnitysaineen poistamiseksi liuotinaineseoksen kiehumispisteen edullisella säätämisellä. Liuotinaineseoksen kiehumispiste säädetään edullisesti välille 60 - 90 °C niin, että liuotinaineseoksessa on kahta 10 liuotinkomponenttia painosuhteessa liuotinainekomponenteista riippuen välillä 75/25 - 25/75, edullisesti välillä 60/40 - 40/60.

Keksinnön mukaisessa kiinnitysaineessa ei ole ympäristölle haitallisia ja palovaa-rallisia CFC-yhdisteitä ja kiinnitysaine voidaan edullisesti poistaa tavanomaisella 15 peroksideja sisältävällä ammoniakkiliuoksella esimerkiksi puolijohdevalmistekap-paleen pinnalta ilman CFC-yhdisteitä sisältäviä liuottimia. Näin keksinnön mukaisen kiinnitysaineen käyttö on myös työympäristön kannalta edullista.

Keksinnön mukainen kiinnitysaine säädetään edullisesti koostumukseltaan « · •. . 20 sellaiseksi, että kiinnitysaineeseen käytetyn modifioidun mäntyöljyhartsin happolu- « · i ku on välillä 115 -145, edullisesti 130 -145, samanaikaisesti kun ASTM-standar- »«« • * · din E28-58T mukaisella Rengas-Kuula-menetelmällä määritetty hartsin peh- • * · : ; menemispiste on välillä 68 - 78 °C. Kiinnitysaineen aikaansaamiseksi tähän »·· * 'lii modifioituun mäntyöljyhartsiin lisätään liuotinta siten, että syntyneen liuoksen 25 lasipiste on välillä 10 -18 °C.

♦ ♦ » » · « ·♦·

Keksinnön mukaisen kiinnitysaineen koostumusta kuvataan lähemmin seuraavis-sa esimerkeissä. Esimerkit eivät ole tarkoitettu rajoittamaan oheisissa patenttivaatimuksissa määritellyn keksinnön mukaisen kiinnitysaineen koostumusta.

««« 30 li 5 98308

Esimerkki 1

Keksinnön mukaisen kiinnitysaineen valmistamiseksi muodostettiin ensin liuo-tinaineseos, jossa oli 35 paino-osaa alfa-pineeniä ja 35 paino-osaa asetonia 5 laskettuna lopullisesta kiinnitysainemäärästä. Liuotinaineseokseen lisättiin 30 paino-osaa osittain dimeroidun mäntyöljyhartsin osittain pentaerytritolilla esteröi-tyä hartsia, jonka happoluku on 115 - 130. Näin saadun kiinnitysaineen viskositeetti oli 3 mPas ja lasipiste 16,5 °C, jolloin kiinnitysaine oli huoneenlämpötilassa edullisesti levittyvää.

10

Esimerkki 2

Kiinnitysaineen valmistamiseksi muodostettiin ensin liuotinaineseos, jossa oli 32,5 paino-osaa tolueenia ja 32,5 paino-osaa asetonia laskettuna lopullisesta kiinni-15 tysainemäärästä. Liuotinaineseokseen lisättiin 35 paino-osaa esimerkissä 1 mainittua modifioitua mäntyöljyhartsia, jolloin aikaansaadun kiinnitysaineen lasipisteeksi mitattiin 9,1 °C ja viskositeetiksi 5 mPas.

Esimerkki 3

« I

'V 20

• I

» · ;;jt; Keksinnön mukaisen kiinnitysaineen valmistukseen käytettiin liuotinaineseosta, « · « , jossa oli 32 paino-osaa tolueenia ja 32 paino-osaa etanolia laskettuna lopullisesta • ♦ · • · * kiinnitysainemäärästä. Liuotinaineseokseen lisättiin 35 paino-osaa osittain dimeroitua mäntyöljyhartsia, jonka happoluku oli 130 - 145, sekä lisä-aineena 1 • · ψ 25 paino-osa polyetyleeniglykolia. Valmistetun kiinnitysaineen viskositeetiksi mitattiin . 6 mPas sekä lasipisteeksi 11,1 °C.

··« % * * f t t · i $ · • · ·

Claims

98308
1. Kiinnitysaine monivaiheisesti valmistettavan kappaleen kiinnittämiseksi alustaansa ainakin yhden käsittelyvaiheen ajaksi, tunnettu siitä, että kiinnitysaineessa 5 on 20 -50 paino-osaa modifioitua mäntyöljyhartsia, jonka happoluku on välillä 115-145, ja 48-80 paino-osaa ainakin yhtä CFC-yhdisteistä vapaata liuotinta niin, että kiinnitysaineen lasipiste on välillä 10 -18 °C.
2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen kiinnitysaine, tunnettu siitä, että mäntyöljy-10 hartsi on modifioitu disproportioinnilla.
3. Patenttivaatimuksen 1 mukainen kiinnitysaine, tunnettu siitä, että mäntyöljy-hartsi on modifioitu osittaisella dimeroinnilla.
4. Patenttivaatimuksen 1 mukainen kiinnitysaine, tunnettu siitä, että mäntyöljy-hartsi on modifioitu esteröimällä.
5. Jonkin edellä olevan patenttivaatimuksen mukainen kiinnitysaine, tunnettu siitä, että liuottimena on liuotinaineseos, joka sisältää kahta komponenttia ryhmäs-20 tä tärpätti, aromaattinen hiilivety, ketoni ja alkoholi. « < ·· · • 6. Jonkin edellä olevan patenttivaatimuksen mukainen kiinnitysaine, tunnettu siitä, että liuottimena on liuotinaineseos, joka sisältää alfa-pineeniä ja asetonia. • ·· • · · • · «
7. Jonkin patenttivaatimuksen 1-5 mukainen kiinnitysaine, tunnettu siitä, että • · · ;;i,: liuottimena on liuotinaineseos, joka sisältää tolueenia ja asetonia. • · * • · · « * 4
8. Jonkin patenttivaatimuksen 1-5 mukainen kiinnitysaine, tunnettu siitä, että . ’ liuottimena on liuotinaineseos, joka sisältää tolueenia ja etanolia. : V 30 7 98308
9. Jonkin patenttivaatimuksen 1-5 mukainen kiinnitysaine, tunnettu siitä, että liuottimena on liuotinaineseos, joka sisältää ksyleeniä ja asetonia. 5