JPH03181598A

JPH03181598A - 切断加工用油剤

Info

Publication number: JPH03181598A
Application number: JP32013689A
Authority: JP
Inventors: Masahiro Noda; 昌宏野田; Kenzo Yokoyama; 横山　健三; Yukio Sato; 幸男佐藤
Original assignee: Yushiro Chemical Industry Co Ltd
Current assignee: Yushiro Chemical Industry Co Ltd
Priority date: 1989-12-08
Filing date: 1989-12-08
Publication date: 1991-08-07
Anticipated expiration: 2014-05-24
Also published as: JP2894566B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は、遊離砥粒を利用して被加工物を切断するとき
に用いる加工用油剤（以下、「切断加工用油剤」という
。）及びそれに用いられる媒体に関する。本発明は、切
断加工用油剤を製造する産業分野及び水晶、石英、シリ
コン等を切断する産業分野等において広く利用される。

〔従来の技術〕

水晶、石英、シリコン等を切断する方法とじては、固定
砥粒による切断方法と遊離砥粒を利用した切断方法があ
るＯここで、ａ離砥粒を利用した切断方法としては、ワ
イヤーソーやブレードソーによる方法等が知られている
。この場合に用いられる油剤としては、−ａに基油に炭
化珪素、アルミナ、ダイヤモンド等の砥粒を分散させた
ものが知られている。尚、この遊離砥粒を利用する方法
として切断加工の外に材料表面を研磨するラッピング加
工やポリッシング加工等も知られている。

また、切断加工用油剤ではないが、研磨加工液として、
ポリエチレングリコール、水及びダイヤモンド砥粒を含
有するものが知られている（特開昭６１−２０７４７９
号公報）。

〔発明が解決しようとする課題〕

前記前者の従来の切断加工用油剤において、それに用い
られる基油は鉱物油を主成分とするものであるので、加
工物の洗浄に際してはトリクロロエタン、フロン等のハ
ロゲン系有機溶剤の使用を余技なくされ、環境衛生上問
題となっていた。

一方、前記後者の研磨加工液は、水を主剤とするので前
記と比べると取扱いが容易となったが、分散安定性が十
分でないため、長時間にわたり作業を停止すれば砥粒が
沈降堆積し、ノ＼−ドケーキを形成し、再分散すること
が極めて困難な状態となり、加工作業能率を著しく低下
させる原因となる。また、この油剤を用いたとしても、
切断加工終了後の被工作物の洗浄においては、ノ１０ゲ
ン系有機溶剤が使用されるため、環境衛生上の問題は解
決されていない。

本発明は、前記観点に鑑みてなされたものであり、加工
能率、加工精度及び作業性に優れかつ環境衛生も問題の
ない切断加工用油剤及びその媒体を提供することを目的
とする。

〔課題を解決するための手段〕

本第１発明に係わる切断加工用油剤の媒体は、（ａ）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　（オキシエチレン−オキシプロピレン）誘導体か
ら選ばれた少なくとも１種類以上からなる基油、（ｂ）
ポリアルキレングリコール誘導体及び高分子多糖類から
選ばれた少なくとも１種類以上からなる増粘剤、並びに
、（ｃ）水、を含有し、かつ前記（ａ）と（ｂ）と（ｃ）の合計を１゜０重量部
とする場合、（ａ）の含有量が５〜９０重！部、（ｂ）
の含有量が０．０１〜５重量部、（ｃ）の含有量が５〜
９０重量部であることを特徴とする。

本第２発明に係わる切断加工用油剤は、前記第１発明に
係わる媒体（１）に、砥粒（ＩＩ）を分散させ、かつ前
記（ａ）と（ｂ）と（ｃ）と（ＩＩ＞の合計を１００重
量部とする場合、（ａ＞の含有量が５〜９０重量部、（
ｂ）の含有量が０．０１〜５重量部、（ｃ）の含有量が
５〜９０重量部、（ｎ）の含有量が１０〜８０重量部で
あることを特徴とする。

「基油」として前記ポリエチレングリコール等を用いた
のは、ワイヤ等に砥粒を付着させる作用、切屑の排出作
用等の切断加工用油剤の種々の作用が、鉱物油を基油に
した場合と同等又はそれ以上であるにもかかわらず、こ
のポリグリコール等が水溶性であるため、切断加工後の
洗浄を水又は水−アルコール系の洗浄剤にて容易に行う
ことができるからである。この基油の添加量を５〜９０
重量部としたのは、５重量部に満たないと砥粒の付着状
態が悪化し、９０重量部を越えると火気による引火の恐
れが生じるので、好ましくないからである。

「増粘剤」として前記ポリアルキレングリコール誘導体
等を用いるのは、砥粒の加工部位への流入付着量を増加
させ、加工性の向上を図るためである。該増粘剤の添加
量を０．０１乃至５重量部としたのは、０．０１に満た
ないと砥粒の付着性が不十分となり、５重量部を越える
と組成物の粘度が高くなり過ぎ却って加工能率の低下や
作業性の悪化をもたらすので、好ましくないからである
。

「水の添加量」を５〜９０重量部としたのは、添加量が
５重量部に満たないと増粘剤の溶解が困難となり、９０
重量部を越えると砥粒の付着状態か悪化するので、好ま
しくないからである。

前記第２発明において、「砥粒」としては、炭化珪素、
アルミナ又はダイヤモンド等を用いることができ、この
粒径は特に問わず目的により種々異なるが、通常は、１
〜１０μｍ程度である。これは、粒径が１０μｍを越え
ると被加工物の面精度が得られず、１μｍに満たないと
切断速度が低下するからである。更に、この砥粒の含有
量を１０〜８０重員部としたのは、添加量が１０重量部
未満では加工速度が低下し及び加工精度が得られず、８
０重量部を越えると液の流動性が低下し及びコストが高
くなり不経済となるからである。

前記の油剤成分の他に、必要に応じて、湿潤剤、防錆添
加剤、消泡剤、防腐剤等を添加することができる。また
、本発明の油剤の使用方法は特に限定されないが、−船
釣には循環して使用される。更に、本油剤は切断加工に
限らず、遊離砥粒による種々の加工に対しても使用する
ことができる。

〔実施例〕

以下実施例及び比較例により本発明を具体的に説明する
。

（１）切断加工用媒体の：Ａ製第１表に本実施例及び比較例の媒体組成を示す。

尚、この表中の組成に関する数値は、重量部を示し、ま
た表中の各成分の具体的内容は以下の通りである。ここ
で、比較例１．２は従来一般に使用する切断加工用媒体
であり、比較例３は水を含む水系媒体である。

グリコールＡ、：、ｔ！リエチレングリコール２００〈
日本油脂（株）製）、グリコールＡ２　：ポリエチレン
グリコール６００　（日本油脂（株）製）、クリコール
Ｂｌ　；ポリプロピレングリコール・ジオール４００（
昭和電工（株）製）、グリコールＢ２　：ポリプロピレ
ングリコール・ジオール７５０（昭和電工（株）製）、
誘導体Ｃ；ポリ（オキシエチレン−オキシプロピレン）
誘導体；ユニループ５０ＭＢ５（日本油脂（株）製）、
増粘剤Ａ：ユニルーブＤＥ３−８００（日本油脂（株）
製）、増粘剤Ｂ：ＫＥＬＺＡＮ　（三晶（株）製）、鉱
物油へ：マシン油（ＪＩＳＫ２２３１に規定のｌ５ＯＶ
Ｇ１５相当品）、鉱物油Ｂ；マシン油（ＪＩＳＫ２２３
１に規定のｌ５ＯＶＧ？相当品）。

第表（２）油剤の調製及びその性能試験本発明に係わる切断加工用油剤の分散性、分散安定性及
び再分散性を明らかにするために、以下のようにして、
サンプルとしての油剤（分散液）を調製した。即ち、３
１のビーカーに第１表に示す紐或の媒体を１５００ｍｊ
！採取し、これに攪拌機で攪拌（１５００ｒｐｍ＞Ｌな
がら、炭化ケイ素粉末（ＧＣ＃６００）又はアルミナ粉
末（ＷＡ＃６００）を５０重量％添加し、その後３０分
間攪拌を続けて、分散液を調製した。

この各分ｈａを用いて、分散液粘度（Ｐａ−ｓ２５℃）
、分散性、分散安定性及び再分散性の評価を行い、その
結果を第２表及び第３表に示す。尚、第２表は砥粒とし
て炭化ケイ素（ＧＣ＃６００）を使用した場合、第３表
は砥粒としてアルミナ（ＷＡ＃６００）を使用した場合
を示す。また、表中の−は、砥粒が分散されなかったこ
とを表す。更に、各試験方法は以下の通りである。

■分散液粘度これは、２５℃にて、Ｂ型回転粘度計（ロータ＃４、回
転数６０　ｒ　ｐｍ）により測定した。

■分散性前記分散液を顕微鏡で観察し、砥粒の分散状態を観察し
た。尚、表中の評価において、○：１０μｍ以上の二次
粒子を含まない、△：１０μｍ以上の二次粒子を砥粒全
量の２０％未満含有する、×：１０μｍ以上の二次粒子
を砥粒全量の２０％以上含有することをそれぞれ示す。

■分散安定性５００ｍｌのメスシリンダーに前記分散液を１００ｍ１
採取し、２５℃の恒温槽内に放置し経時による砥粒の沈
降状態を観察した。その評価は砥粒分散層の堆積１１（
ｍＪりにより行った。

■再分散性以下のＡ法、Ｂ法の２通りの方法により再分散性の評価
を行った。

へ法：１００ｒｎｊ！の共栓付きメスシリンダーに前記
分散液をＩ　Ｏ０ｍｌ採取し、２５℃の恒温槽内に３日
間放置した。その後、このメスシリンダーを逆にして３
０分間静置し、これによる容器底部への堆積量により評
価を行った。尚、表中の評価は、○：堆積量が１ｍ１以
下、△：堆積量が１〜５　ｍ　ｌ、×：堆積量が５ｍ２
以上であることをそれぞれ示す。

Ｂ法：１ｊｉ’のビーカーに前記分散液１１を採取し、
２５℃の恒温槽内に２ケ月間放置した。その後、佐竹式
攪拌機を用いて１００　ｒｐｍで１０分間攪拌し、ビー
カー内の分散液をデカンテーションで除去し、その後の
底部への堆積量により評価を行った。尚、表中の評価は
、○：堆積量が砥粒全量の３重量％以下、△：堆積量が
砥粒全量の３〜１０重量％、×：堆積量が砥粒全量の１
０重量％以上であることをそれぞれ示す。

（３〉実機試験 ■実施例４の媒体１重量部に対して、砥ｒＬ（ＧＣ＃６
０００）を同量加えて均一に分散し、切断加工用油剤を
調製した。この油剤をワイヤソーによる磁器へラドコア
の切断加工に適用し、３×５ｍｍのフェライト製角材よ
り０．２ｍ１１１の板状を切り出した。また、比較例１
の従来の通常油剤についても同様に実施した。

その結果によれば、切断面の平坦度は、比較例１が９〜
１１μｍであったのに対して、実施例４の油剤では８〜
１０μｍとなり、加工精度の向上がみられた。

また加工後の切断片の洗浄においては、比較例１の油剤
を用いて加工したものは、ハロゲン系有機溶剤を使用す
る必要があった。一方、本実施例の油剤を用いて加工し
たものは、水：エチルアルコール−１：１の水溶液又は
界面活性剤Ｃノニルフェノールにエチレンオキシド１０
モルが付加されたもの）の０．１％水溶液で容易に洗浄
できることが確認された。

■実施例５の媒体１重量部に対して、砥粒（ＧＣ＃８０
０）を同量加えて、均一に分散し切断加工用油剤を調製
した。この油剤をワイヤソーによるシリコンの切断加工
に適用し、φ５″の単結晶シリコン材より１　ｍｍ厚さ
のウェハを契り出した。

また、比較例２．３の油導についても同様に実施した。

ウェハの平坦度は比較例２の油剤を用いた場合が１０〜
１５μｍであったのに対して、本実施例の油剤を用いる
と１２〜１５μｍであり、はぼ同等の精度が得られた。

また加工後のウェハの洗浄においては、比較例２．３の
油剤を用いて加工したものは、ハロゲン系有機溶剤を使
用する必要があったが、本実施例の油剤を用いて加工し
たものは、水：エチルアルコール−７：３の水溶液又は
界面活性剤の０．１％水溶液で容易に洗浄できることが
確認された。

（４）実施例の効果本実施例１〜６の切断加工油剤は、いずれも、比較例と
比べて適度な高粘度をもち、砥粒の分散性、分散安定性
及び再分散性の全てにおいて優れている。一方、比較例
１の油剤では分散性が悪く、比較例２．３では分散安定
性及び再分散性がよくない。従って、本実施例の各油剤
は、比較例の各油剤と比べて、加工能率、加工精度及び
作業性を向上させることできる。また、本実施例４．５
の油剤の場合では、比較例のように、加工後の被加工物
を有害なハロゲン系有機溶剤で洗浄する必要もない。

尚、本発明においては、前記具体的実施例に示すものに
限られず、目的、用途に応じて本発明の範囲内で種々変
更した実施例とすることができる。

〔発明の効果〕

本発明の切断加工用油剤の媒体は、水に親和性のある高
分子量化合物からなる基油及び増粘剤、更には水を含む
ものである。従って、これに砥粒を混合させた場合その
分散性に優れるとともに、分散安定性及び再分散性にも
優れる。故に、本第１発明の媒体、更にこれを用いて調
製した本第２発明の油剤を用いれば、能率面、精度面及
び作業性の面における向上を図ることができる。即ち、
作業中は砥粒の沈降を防止でき、加工能率の低下をきた
すことがなく、一方長時間にわたって作業を停止するよ
うな場合には、たとえ砥粒が沈降したとしても、この砥
粒がハードケーキを形成することがなく、作業再開後に
は容易に再分散させることができる。

また、本媒体及び油剤は前記のような水系のもののため
、加工後の被工作物の洗浄に際しては、ハロゲン系有機
溶剤等、環境破壊の危険性を有する溶剤で洗浄する必要
がなく、水洗浄剤、アルコールを含む水系洗浄剤又は水
に界面活性剤を含む洗浄剤等により十分に洗浄ができる
。従って、本発明は環境衛生上優れたものといえ、特に
、フロンによるオゾン層の破壊が問題となっている今日
においては、この意義は大きい。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）（ａ）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（オキシエチレン−オキシプロピレ
ン）誘導体から選ばれた少なくとも１種類以上からなる
基油、（ｂ）ポリアルキレングリコール誘導体及び高分
子多糖類から選ばれた少なくとも１種類以上からなる増
粘剤、並びに、（ｃ）水、を含有し、かつ前記（ａ）と（ｂ）と（ｃ）の合計を１００重量部
とする場合、（ａ）の含有量が５〜９０重量部、（ｂ）
の含有量が０．０１〜５重量部、（ｃ）の含有量が５〜
９０重量部であることを特徴とする切断加工用油剤の媒
体。
（２）（ａ）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（オキシエチレン−オキシプロピレ
ン）誘導体から選ばれた少なくとも１種類以上からなる
基油、（ｂ）ポリアルキレングリコール誘導体及び高分
子多糖類から選ばれた少なくとも１種類以上からなる増
粘剤、並びに、（ｃ）水、を含有する媒体（ I ）、並
びに該媒体中に分散される砥粒（II）を含有し、かつ前記（
ａ）と（ｂ）と（ｃ）と（II）の合計を１００重量部と
する場合、（ａ）の含有量が５〜９０重量部、（ｂ）の
含有量が０．０１〜５重量部、（ｃ）の含有量が５〜９
０重量部、（II）の含有量が１０〜８０重量部であるこ
とを特徴とする切断加工用油剤。