JP2002241782A - 水溶性潤滑剤 - Google Patents
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Abstract
く、洗浄を施さなくても伸線後に潤滑剤が多すぎること
なく、ワイヤ長手方向の潤滑剤残留量のばらつきが無視
できるほど小さくなることを可能とする伸線加工用水溶
性潤滑剤を提供する。 【解決手段】 本発明の伸線加工用水溶性潤滑剤は、H
LB値が10〜20、平均分子量が350〜20,00
0である非イオン性界面活性剤を有する水溶液からな
る。
Description
潤滑剤に関し、特に、Au、Pt、Pd、Ag等を主成
分とする軟質貴金属線材、例えば半導体素子接続用ボン
ディングワイヤの伸線加工に用いる水溶性潤滑剤に関す
る。
は、溶解鋳造後、潤滑剤を用いて線引き加工を行うこと
により、所定の線径に成型したのち、調質のために焼鈍
を行い、所定のスプールに巻き取ってボンディング作業
に供される。このボンディングワイヤの表面には潤滑剤
に起因する有機物が付着している。
用い、ワイヤをキャピラリーに挿通させ、まず第1ボン
ディング点において、スパーク放電によりボールを形成
して半導体素子上の電極パットに圧着し、その後、第2
ボンディング点に移動して、当該点においてワイヤを圧
着せしめ、電気的接続を行う作業である。ワイヤは、円
滑なボンディング作業を行うために、キャピラリーとの
間に一定の摩擦力でワイヤが挿通できること、およびワ
イヤに付着した有機物がキャピラリー内に堆積しないこ
とが、要求される。
は一定範囲内にあることが求められ、例えば特許第28
36692号公報には、アニール工程を経た金属細線の
表面に潤滑防錆剤を塗布し、平均膜厚3〜30Åの被膜
を形成することが記載されている。このように、ワイヤ
に付着している有機物の量の調整のために、熱処理後の
被覆処理等が広く行われている。
伸線後に残留する潤滑剤の量にも左右されることは言う
までもない。すなわち、残留した潤滑剤は熱処理によ
り、加熱、分解されて、有機物としての残留量が減少し
ても、潤滑剤の種類によっては、残留量が多すぎて、有
機物量の適正な範囲から外れることがある。その場合、
伸線後の残留量を減らすため熱処理前に残留した潤滑剤
を洗浄するが、この洗浄処理は生産性を低下させ、コス
ト高を招くという難点がある。また、潤滑剤の種類によ
っては、洗浄により部分的に多量の潤滑剤が残ったり、
逆に部分的に極端に潤滑剤が除去されるなど、ワイヤ長
手方向の潤滑剤残留がばらつく。この結果、熱処理後の
被覆処理を行っても、長手方向のばらつきが収まらず、
ボンディング作業中に不具合を起こすこともある。
るボンディングワイヤの製造において、伸線加工後のワ
イヤに残留する潤滑剤に起因する上記の問題点を解消す
るためになされたものである。
分に保持しつつ、洗浄を施さなくても伸線後に有機物量
が適正範囲内にあり、ワイヤ長手方向の潤滑剤残留量の
ばらつきが無視できるほど小さくなることを可能とする
伸線加工用水溶性潤滑剤を提供することにある。
性潤滑剤は、HLB値が10〜20、平均分子量が35
0〜20,000である非イオン性界面活性剤を主成分
として有する。
分子量が350〜20,000である非イオン性界面活
性剤を主成分として、さらに有機酸、高級アルコール、
金属せっけん、アミン、アミドおよびエステルからなる
群より選ばれる1種または2種以上を、溶質に対する質
量比で5%以上50%未満含有するとよい。なお、前記
エステルは、前記非イオン性界面活性剤に含まれないも
のである。
ングリコール、ポリオキシエチレンアルキルエーテル、
ポリオキシエチレンポリオキシプロピレングリコール、
ポリオキシエチレンポリオキシプロピレンアルキルエー
テル、ポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテル、
ポリエチレングリコール脂肪酸エステル、ポリオキシエ
チレンソルビタン脂肪酸エステル、ポリオキシエチレン
ソルビット脂肪酸エステル、ポリグリセリン脂肪酸エス
テルおよびポリオキシエチレングリセリン脂肪酸エステ
ルからなる群より選ばれた1種または2種以上からなる
ことが望ましい。
界面活性剤は、一般的に広く用いられている水溶性潤滑
剤中に含まれる油性剤や極圧添加剤と比較すると潤滑性
には乏しいが、軟質貴金属の伸線加工には十分な潤滑性
を有している。また、これらの非イオン性界面活性剤
は、伸線後の潤滑剤残留量が少なく、ワイヤ長手方向の
潤滑剤残留量のばらつきが極めて小さいという特徴があ
る。
で、界面活性剤の乳化作用をみるための指標である。H
LB値と水に対する溶解性とには密接な関係があること
が知られている。非イオン性界面活性剤のHLB値が1
0未満であると、液状は溶質がコロイド状に分散し、不
透明となる。この状態では、静止させると溶質と水に分
離してくるので、伸線後のワイヤへの残留量にばらつき
を生じやすくなる。これを防ぐためには液を常に攪拌す
る必要があるが、それはコスト高を招くことは言うまで
もない。HLB値は大きいほど、分子中の疎水基の比率
が小さくなり、20を超えると潤滑性が低下する。
と、疎水基の分子量も小さくなり、潤滑性が低下する。
また平均分子量が20,000より大きくなると、伸線
後のワイヤへの残留量にばらつきが起きやすくなる傾向
がある。このワイヤへの残留量のばらつきは、ボンディ
ング作業中のワイヤとキャピラリーとの間の摩擦力の変
動につながり、ワイヤ曲がり、ショート、ワイヤのたれ
などの不具合を引き起こす。なお、平均分子量の有機物
の増大により、伸線後のワイヤへの有機物残留量にばら
つきを起こしやすくなる傾向が見られるのは、詳細は不
明であるが、分子自体の大きさが影響しているものと推
察できる。
ル、金属せっけん、アミン、アミドおよびエステルから
なる群より選ばれる1種または2種以上を、溶質に対す
る質量比で5質量%以上50質量%未満含有すると、よ
り潤滑性が向上するので望ましい。ただし、その添加量
が溶質の質量比で5質量%未満であると、潤滑性の向上
効果がみられず、50質量%以上であると、伸線後にワ
イヤに残留する潤滑剤量が増大して、洗浄をしないと、
キャピラリー内に有機物が堆積して、良好なボンディン
グ作業を阻害してしまう。
用いられる。
コールが用いられる。
られる。
オキサイド付加物やアルカノールアミンが用いられる。
オキサイド付加物やN−アシルアミノ酸およびその塩や
N−アシルN−メチルタウリン塩が用いられる。
テル系の非イオン性界面活性剤で、HLB値が10未満
のものや硫酸エステルおよびその塩やリン酸エステルお
よびその塩等が含まれる。
主成分の非イオン性界面活性剤は、水への溶解性を考慮
してHLB値を調整するのが望ましい。
剤などを添加してもかまわない。
の範囲が望ましい。
る。
pm添加して、1kgの鋳塊を作製後、溝ロール圧延を
経て、中間素線を得た。該中間素線を適宜焼鈍を行いな
がら、HLB値が14、平均分子量が700のポリオキ
シエチレンアルキルエーテル(NS1)の3質量%水溶
液を潤滑剤として、25μmまで全量伸線した。
表面傷や、焼付けの有無から、潤滑剤の潤滑性を評価し
た。
4%となるように熱処理し、所定のスプールに巻き取っ
て、ボンディング評価に供した。
川製UTC−300型)を用いて、50,000ボンド
終了後のキャピラリー内の有機物堆積の有無と、ボンデ
ィングしたワイヤの曲がり、ショート、たれの有無から
評価した。評価結果を表1に示す。
2、平均分子量が1090のポリグリセリン脂肪酸エス
テル(NS2)の3質量%水溶液を用いた以外は実施例
1と同様に試料を作製し、評価を行った。評価結果を表
1に示す。
7、平均分子量が1230のポリオキシエチレンソルビ
タン脂肪酸エステル(NS3)の3質量%水溶液を用い
た以外は実施例1と同様に試料を作製し、評価を行っ
た。評価結果を表1に示す。
2、平均分子量が15,000のポリオキシエチレンポ
リオキシプロピレングリコール(NS4)の3質量%水
溶液を用いた以外は実施例1と同様に試料を作製し、評
価を行った。評価結果を表1に示す。
4、平均分子量が700のポリオキシエチレンアルキル
エーテル(NS1)と、HLB値が17、平均分子量が
1230のポリオキシエチレンソルビタン脂肪酸エステ
ル(NS3)とを、質量比で50:50とし、全溶質の
濃度が3質量%である水溶液を用いた以外は実施例1と
同様に試料を作製し、評価を行った。評価結果を表1に
示す。
4、平均分子量が700のポリオキシエチレンアルキル
エーテル(NS1)、脂肪酸(FA)、ポリオキシエチ
レン脂肪酸アミン(NS5)を、それぞれ質量比で7
0:10:20とし、全溶質の濃度が3質量%である水
溶液を用いた以外は実施例1と同様に試料を作製し、評
価を行った。評価結果を表1に示す。
8、平均分子量が360のポリオキシエチレンアルキル
エーテル(NS6)の3質量%水溶液を用いた以外は実
施例1と同様に試料を作製し、評価を行った。評価結果
を表1に示す。
0、平均分子量が300のポリエチレングリコール(N
S7)の3質量%水溶液を用いた以外は実施例1と同様
に試料を作製し、評価を行った。評価結果を表1に示
す。
2、平均分子量が25,000のポリオキシエチレンポ
リオキシプロピレングリコール(NS8)の3質量%水
溶液を用いた以外は実施例1と同様に試料を作製し、評
価を行った。評価結果を表1に示す。
4、平均分子量が700のポリオキシエチレンアルキル
エーテル(NS1)、脂肪酸(FA)、ポリオキシエチ
レン脂肪酸アミン(NS5)を、それぞれ質量比で4
0:20:40とし、全溶質の濃度が3質量%である水
溶液を用いた以外は実施例1と同様に試料を作製し、評
価を行った。評価結果を表1に示す。
4、平均分子量が700のポリオキシエチレンアルキル
エーテル(NS1)、脂肪酸(FA)、ポリオキシエチ
レン脂肪酸アミン(NS5)を、それぞれ質量比で4
0:20:40とし、全溶質の濃度が3質量%である水
溶液を用いて、伸線後40℃の純水で超音波洗浄した以
外は実施例1と同様に試料を作製し、評価を行った。評
価結果を表1に示す。
50〜20,000の範囲内にある非イオン性界面活性
剤を用いて伸線した実施例1〜6では、ワイヤ表面にキ
ズ、焼付きがなく、また断線の問題もなく、良好な潤滑
性を示し、かつボンディング時もキャピラリー内に有機
物の堆積がなく、ワイヤ曲がり、ショート、たれ等の不
具合も発生しないなど良好であった。
質の溶解度が小さいため、液が白濁し、伸線後のワイヤ
への潤滑剤残留量が長手方向にばらついていたため、ボ
ンディング時にワイヤとキャピラリー間の摩擦力に変動
が生じて、ワイヤ曲がりが発生した。
滑性に乏しく、伸線時、ワイヤ表面にキズが発生した。
は、潤滑剤の分子量が大きすぎるため、伸線後のワイヤ
への潤滑剤残留量にばらつきが生じ、ボンディング不良
を起こした。
脂肪酸アミンを合計で質量比60%添加した比較例4
は、伸線後の潤滑剤残留量が多く、ボンディング時にキ
ャピラリー内に有機物が堆積して不具合を起こした。
は、伸線後の潤滑剤残留量が確実に減少し、ボンディン
グ不良は起こさなかったが、洗浄作業を追加するので生
産性が劣り、コスト高につながる。
で1kgの鋳塊を作製後、溝ロール圧延を経て中間素線
を得た。その中間素線を適宜焼鈍を行いながら、HLB
値が14、平均分子量が700のポリオキシエチレンア
ルキルエーテル(NS1)の3質量%水溶液を用いた以
外は、実施例1と同様に試料を作製し、評価を行った。
評価結果を表1に示す。
0〜20、平均分子量が350〜20,000の範囲内
にある非イオン性界面活性剤が良好な潤滑性を示し、伸
線したワイヤは良好なボンディング結果を示した。
は、良好な潤滑性を示し、洗浄を施さなくても、伸線後
に潤滑剤が多量に残留することはなく、また、ワイヤの
長手方向の潤滑剤残留量のばらつきは無視できるほど小
さい。本発明の水溶性潤滑剤を使用して伸線加工を行っ
たのち、熱処理を施したワイヤは、良好なボンディング
性を発揮することができた。
Claims (3)
- 【請求項1】 HLB値が10〜20、平均分子量が3
50〜20,000である非イオン性界面活性剤を有す
る水溶液からなることを特徴とする伸線加工用水溶性潤
滑剤。 - 【請求項2】 HLB値が10〜20、平均分子量が3
50〜20,000である非イオン性界面活性剤を主成
分として、さらに有機酸、高級アルコール、金属せっけ
ん、アミン、アミドおよびエステルからなる群より選ば
れる1種または2種以上を、溶質に対する質量比で5%
以上50%未満含有する水溶液からなることを特徴とす
る伸線加工用水溶性潤滑剤。 - 【請求項3】 前記非イオン性界面活性剤が、ポリエチ
レングリコール、ポリオキシエチレンアルキルエーテ
ル、ポリオキシエチレンポリオキシプロピレングリコー
ル、ポリオキシエチレンポリオキシプロピレンアルキル
エーテル、ポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテ
ル、ポリエチレングリコール脂肪酸エステル、ポリオキ
シエチレンソルビタン脂肪酸エステル、ポリオキシエチ
レンソルビット脂肪酸エステル、ポリグリセリン脂肪酸
エステルおよびポリオキシエチレングリセリン脂肪酸エ
ステルからなる群より選ばれた1種または2種以上から
なることを特徴とする請求項1または2に記載の伸線加
工用水溶性潤滑剤。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2001044048A JP4048718B2 (ja) | 2001-02-20 | 2001-02-20 | 水溶性潤滑剤 |
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JP (1) | JP4048718B2 (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2014045227A (ja) * | 2013-12-11 | 2014-03-13 | Nippon Micrometal Corp | ボンディングワイヤ及びその製造方法 |
CN108865364A (zh) * | 2018-07-26 | 2018-11-23 | 中国石油化工股份有限公司 | 钢管扩径油组合物及其用途 |
CN111234910A (zh) * | 2020-03-30 | 2020-06-05 | 河南绿澳化工科技有限公司 | 一种工业用链道润滑剂及其制备方法 |
-
2001
- 2001-02-20 JP JP2001044048A patent/JP4048718B2/ja not_active Expired - Fee Related
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