JPH0959666A - 切削液及びワークの切断方法 - Google Patents
切削液及びワークの切断方法Info
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- JPH0959666A JPH0959666A JP21342895A JP21342895A JPH0959666A JP H0959666 A JPH0959666 A JP H0959666A JP 21342895 A JP21342895 A JP 21342895A JP 21342895 A JP21342895 A JP 21342895A JP H0959666 A JPH0959666 A JP H0959666A
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Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【課題】 半導体結晶インゴット等のワークの切断工程
において従来の非水溶性切削液を用いる際の引火の危険
性や、被切断品洗浄工程における有機溶剤の使用に伴う
毒性や環境保全等の諸問題を解決し、さらに水と任意に
混ざり合い、簡便な組成の水溶性切削液を提供する。 【解決手段】 ワークのスライス時に使用する切削液に
おいて、分散剤である有機ベントナイト、水溶化剤であ
る非イオン系界面活性剤、潤滑剤であるパラフィン系炭
化水素、および防錆剤であるりん酸塩または珪酸塩から
なる組成であることを特徴とする切削液。
において従来の非水溶性切削液を用いる際の引火の危険
性や、被切断品洗浄工程における有機溶剤の使用に伴う
毒性や環境保全等の諸問題を解決し、さらに水と任意に
混ざり合い、簡便な組成の水溶性切削液を提供する。 【解決手段】 ワークのスライス時に使用する切削液に
おいて、分散剤である有機ベントナイト、水溶化剤であ
る非イオン系界面活性剤、潤滑剤であるパラフィン系炭
化水素、および防錆剤であるりん酸塩または珪酸塩から
なる組成であることを特徴とする切削液。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は切断加工用切削液に
関するものであり、特にワイヤーソー用切削液及びこの
切削液を用いる半導体単結晶インゴット等のワークの切
断方法に関するものである。
関するものであり、特にワイヤーソー用切削液及びこの
切削液を用いる半導体単結晶インゴット等のワークの切
断方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、シリコン単結晶などのワイヤーソ
ーおよびバンドソーによるインゴット切断用の切削液
は、主に鉱物油を主成分とする非水溶性切削液が用いら
れており、この切削液にシリコンカーバイドなどの砥粒
を混合・分散させた分散液を切削剤（スラリー）として
インゴット切断部に供給することにより、インゴットの
切断が行われる。この被切断品は、洗浄工程を経て次工
程に供される。また、インゴット切断に用いられた後の
切削剤（スラリー）は廃棄物として処理されている。
ーおよびバンドソーによるインゴット切断用の切削液
は、主に鉱物油を主成分とする非水溶性切削液が用いら
れており、この切削液にシリコンカーバイドなどの砥粒
を混合・分散させた分散液を切削剤（スラリー）として
インゴット切断部に供給することにより、インゴットの
切断が行われる。この被切断品は、洗浄工程を経て次工
程に供される。また、インゴット切断に用いられた後の
切削剤（スラリー）は廃棄物として処理されている。
【０００３】前記スライス品の洗浄は、これに付着する
切削液等を除去するものであり、従来、洗浄剤として有
機溶剤系のハロゲン化合物（例えばフロン113 、トリク
ロロエタン、塩化メチレン等の有機塩素化合物）が用い
られてきた。この有機溶剤系ハロゲン化合物の洗浄液に
よれば、洗浄作業が簡単になるという利点がある。
切削液等を除去するものであり、従来、洗浄剤として有
機溶剤系のハロゲン化合物（例えばフロン113 、トリク
ロロエタン、塩化メチレン等の有機塩素化合物）が用い
られてきた。この有機溶剤系ハロゲン化合物の洗浄液に
よれば、洗浄作業が簡単になるという利点がある。
【０００４】また、上記インゴット切断用の加工具とし
ては、上記ワイヤーソー及びバンドソー以外に、通常は
外周刃または内周刃が用いられている。しかし、直径６
インチ以上の比較的大直径のインゴットの切断には、ワ
イヤーソーやバンドソーが多用されるようになってい
る。その理由は他の加工具に比べて、より均一な厚さで
インゴットをスライスすることができ、切断屑の発生が
少なくて済むだけでなく、一度に多数枚の基板を切断す
ることができるためである。
ては、上記ワイヤーソー及びバンドソー以外に、通常は
外周刃または内周刃が用いられている。しかし、直径６
インチ以上の比較的大直径のインゴットの切断には、ワ
イヤーソーやバンドソーが多用されるようになってい
る。その理由は他の加工具に比べて、より均一な厚さで
インゴットをスライスすることができ、切断屑の発生が
少なくて済むだけでなく、一度に多数枚の基板を切断す
ることができるためである。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかし、鉱物油を主成
分とする切削液は、引火性のある危険物であることが多
い。また上記洗浄液として用いられる有機溶剤系ハロゲ
ン化合物、特に有機塩素化合物は、発ガン性を有し、更
に大気汚染やオゾン層の破壊の主原因になるため、最近
では使用が規制もしくは禁止されつつある。このため、
その代替品の早急な開発が待たれていた。鉱物油を主成
分とせず、かつ切断工程後に被切断品を有機溶剤系ハロ
ゲン化合物で洗浄する必要のない切削液の組成として
は、例えば水と任意に混ざり合う水溶性のものが考えら
れる。
分とする切削液は、引火性のある危険物であることが多
い。また上記洗浄液として用いられる有機溶剤系ハロゲ
ン化合物、特に有機塩素化合物は、発ガン性を有し、更
に大気汚染やオゾン層の破壊の主原因になるため、最近
では使用が規制もしくは禁止されつつある。このため、
その代替品の早急な開発が待たれていた。鉱物油を主成
分とせず、かつ切断工程後に被切断品を有機溶剤系ハロ
ゲン化合物で洗浄する必要のない切削液の組成として
は、例えば水と任意に混ざり合う水溶性のものが考えら
れる。
【０００６】水溶性の切削液自体は公知であるが、従来
のものでは粘度が低いために砥粒を分散させることが極
めて困難であった上に、摩擦係数が高くて潤滑性が不十
分であった。また、防錆力も不足しているだけでなく、
液分が蒸発し易いという欠点があった。
のものでは粘度が低いために砥粒を分散させることが極
めて困難であった上に、摩擦係数が高くて潤滑性が不十
分であった。また、防錆力も不足しているだけでなく、
液分が蒸発し易いという欠点があった。
【０００７】本発明の目的は、従来の非水溶性切削液を
用いる際の引火の危険性や、被切断品洗浄工程における
有機溶剤の使用に伴う毒性や環境保全等の諸問題を解決
し、さらに水と任意に混ざり合い、簡便な組成の水溶性
ワイヤーソー用切削液を提供することにある。
用いる際の引火の危険性や、被切断品洗浄工程における
有機溶剤の使用に伴う毒性や環境保全等の諸問題を解決
し、さらに水と任意に混ざり合い、簡便な組成の水溶性
ワイヤーソー用切削液を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】すなわち本発明は、半導
体単結晶インゴット等のワークのスライス時に使用する
切削液において、分散剤である有機ベントナイト、水溶
化剤である非イオン系界面活性剤、潤滑剤であるパラフ
ィン系炭化水素、および防錆剤であるりん酸塩または珪
酸塩からなる組成（以下、ａ液と称す）、または分散剤
である有機ベントナイト、潤滑剤である多価アルコー
ル、水、および防錆剤であるりん酸塩または珪酸塩から
なる組成（以下、ｂ液と称す）であることを特徴とする
切削液を要旨とするものである。また該切削液に砥粒を
分散させた分散液を切削剤（スラリー）として用い、ワ
イヤーソーまたはバンドソーにより半導体単結晶インゴ
ットをスライスすることを特徴とするワークの切断方法
を要旨とするものである。以下にこれをさらに詳述す
る。
体単結晶インゴット等のワークのスライス時に使用する
切削液において、分散剤である有機ベントナイト、水溶
化剤である非イオン系界面活性剤、潤滑剤であるパラフ
ィン系炭化水素、および防錆剤であるりん酸塩または珪
酸塩からなる組成（以下、ａ液と称す）、または分散剤
である有機ベントナイト、潤滑剤である多価アルコー
ル、水、および防錆剤であるりん酸塩または珪酸塩から
なる組成（以下、ｂ液と称す）であることを特徴とする
切削液を要旨とするものである。また該切削液に砥粒を
分散させた分散液を切削剤（スラリー）として用い、ワ
イヤーソーまたはバンドソーにより半導体単結晶インゴ
ットをスライスすることを特徴とするワークの切断方法
を要旨とするものである。以下にこれをさらに詳述す
る。
【０００９】本発明の切削液ａ液またはｂ液に用いる有
機ベントナイトは、架橋性の砥粒分散向上剤（砥粒沈降
防止剤）として作用するものである。含有量は１〜５重
量％必要であり、好ましくは１．５〜３重量％である。
１重量％未満では砥粒沈降防止効果の低下の問題があ
り、５重量％を超えると高粘度化の問題がある。
機ベントナイトは、架橋性の砥粒分散向上剤（砥粒沈降
防止剤）として作用するものである。含有量は１〜５重
量％必要であり、好ましくは１．５〜３重量％である。
１重量％未満では砥粒沈降防止効果の低下の問題があ
り、５重量％を超えると高粘度化の問題がある。
【００１０】ａ液に用いる非イオン系界面活性剤は、切
削液が水と任意に混ざり合うように、水溶化剤として作
用するものであり、例えば高級アルコール系、トリデカ
ノール系等が例示される。含有量は３０〜４０重量％必
要であり、好ましくは３２〜３８重量％である。３０重
量％未満では水溶性の低下の問題があり、４０重量％を
超えると高粘度化の問題がある。
削液が水と任意に混ざり合うように、水溶化剤として作
用するものであり、例えば高級アルコール系、トリデカ
ノール系等が例示される。含有量は３０〜４０重量％必
要であり、好ましくは３２〜３８重量％である。３０重
量％未満では水溶性の低下の問題があり、４０重量％を
超えると高粘度化の問題がある。
【００１１】ａ液に用いるパラフィン系炭化水素は、半
導体結晶とワイヤーソーとの摩擦係数を低下させる潤滑
剤として作用するものであり、例えばイソパラフィン等
が例示される。含有量は６０〜７０重量％必要であり、
好ましくは６２〜６８重量％である。６０重量％未満で
は高粘度化の問題があり、７０重量％を超えると水溶性
の低下の問題がある。
導体結晶とワイヤーソーとの摩擦係数を低下させる潤滑
剤として作用するものであり、例えばイソパラフィン等
が例示される。含有量は６０〜７０重量％必要であり、
好ましくは６２〜６８重量％である。６０重量％未満で
は高粘度化の問題があり、７０重量％を超えると水溶性
の低下の問題がある。
【００１２】ｂ液に用いる多価アルコールは、半導体単
結晶とワイヤーソーとの摩擦係数を低下させる潤滑剤と
して作用するものであり、例えばポリエチレングリコー
ル、ポリプロピレングリコール等が例示される。含有量
は４０〜６０重量％必要であり、好ましくは４５〜５５
重量％である。４０重量％未満では水溶性の低下の問題
があり、６０重量％を超えると高粘度化の問題がある。
結晶とワイヤーソーとの摩擦係数を低下させる潤滑剤と
して作用するものであり、例えばポリエチレングリコー
ル、ポリプロピレングリコール等が例示される。含有量
は４０〜６０重量％必要であり、好ましくは４５〜５５
重量％である。４０重量％未満では水溶性の低下の問題
があり、６０重量％を超えると高粘度化の問題がある。
【００１３】ｂ液に用いる水は、原料の溶媒として作用
するものである。含有量は４０〜６０重量％必要であ
り、好ましくは４５〜５５重量％である。４０重量％未
満では潤滑性低下の問題があり、６０重量％を超えると
粒度不足の問題がある。
するものである。含有量は４０〜６０重量％必要であ
り、好ましくは４５〜５５重量％である。４０重量％未
満では潤滑性低下の問題があり、６０重量％を超えると
粒度不足の問題がある。
【００１４】ａ液・ｂ液に用いるりん酸塩または珪酸塩
は、防錆剤として作用するものであり、例えばりん酸ナ
トリウム、珪酸ナトリウム等が例示される。含有量は
０．１〜２重量％必要であり、好ましくは０．２〜１．
５重量％である。０．１重量％未満では防錆作用不足の
問題があり、また２重量％で防錆作用は十分であり、こ
れを超えて添加しても無駄となる。
は、防錆剤として作用するものであり、例えばりん酸ナ
トリウム、珪酸ナトリウム等が例示される。含有量は
０．１〜２重量％必要であり、好ましくは０．２〜１．
５重量％である。０．１重量％未満では防錆作用不足の
問題があり、また２重量％で防錆作用は十分であり、こ
れを超えて添加しても無駄となる。
【００１５】本発明の切断方法における砥粒は上記切削
液に添加し、分散させて用いられ、研磨剤として作用す
るものであり、例えばSiC 、ZrO 、Al2O3 等が例示され
る。切削液への添加量は４０〜７０重量％が好ましい。
４０重量％未満では研磨力不足の問題があり、７０重量
％を超えると流動性の低下の問題がある。また粒径は５
μｍ〜３０μｍが好ましい。
液に添加し、分散させて用いられ、研磨剤として作用す
るものであり、例えばSiC 、ZrO 、Al2O3 等が例示され
る。切削液への添加量は４０〜７０重量％が好ましい。
４０重量％未満では研磨力不足の問題があり、７０重量
％を超えると流動性の低下の問題がある。また粒径は５
μｍ〜３０μｍが好ましい。
【００１６】
【発明の実施の形態】上記の組成からなる本発明の切削
液は毒性が低く、また水と任意に混ざり合って、溶解ま
たは乳化する。これにより、切断工程後のスライス品や
ワイヤーソー内から、水によって容易に切削液を洗い落
とすことができる。
液は毒性が低く、また水と任意に混ざり合って、溶解ま
たは乳化する。これにより、切断工程後のスライス品や
ワイヤーソー内から、水によって容易に切削液を洗い落
とすことができる。
【００１７】次に、本発明の実施の形態について、実施
例、比較例を挙げて説明する。 実施例１ 有機ベントナイト ２０ｇ、トリデカノール EO・PO 付
加物（非イオン系界面活性剤）３００ｇ、イソパラフィ
ン（パラフィン系炭化水素）５００ｇ及び珪酸ナトリウ
ム ２ｇを混合攪拌して、切削液ａ液を調製した。砥粒
GP600（信濃電気精練社製、成分SiC 、平均粒径１６μ
ｍ）を該切削液100 ミリリットル当たり150 ｇ添加し、
３０分間攪拌して砥粒を分散させ、切削剤とした。該切
削液または切削剤について、以下の物性を測定した。結
果を表１に示す。
例、比較例を挙げて説明する。 実施例１ 有機ベントナイト ２０ｇ、トリデカノール EO・PO 付
加物（非イオン系界面活性剤）３００ｇ、イソパラフィ
ン（パラフィン系炭化水素）５００ｇ及び珪酸ナトリウ
ム ２ｇを混合攪拌して、切削液ａ液を調製した。砥粒
GP600（信濃電気精練社製、成分SiC 、平均粒径１６μ
ｍ）を該切削液100 ミリリットル当たり150 ｇ添加し、
３０分間攪拌して砥粒を分散させ、切削剤とした。該切
削液または切削剤について、以下の物性を測定した。結
果を表１に示す。
【００１８】１）水溶性：切削剤と水とを１：０．５〜
５．０の範囲の割合いで混合させ、溶解性（均質化）を
目視で観察した。 ２）比重：25℃の切削剤。 ３）粘度：25℃でＢ型粘度計、No２ロータを用い、切削
液は６０rpm 、切削剤は３０rpm とした。 ４）沸点：切削液。 ５）引火点：切削液。 ６）許容濃度：切削液。日本産業衛生学会の勧告値な
し。 ７）分散率：切削剤を攪拌後24時間静置後の、液全体の
高さに対する沈降高さ。 ８）蒸発率：切削液を100 ℃×24時間加熱した後の重量
減少率。蒸発率が大きいと粘度が上昇するため、取扱い
性が変動する。 ９）臭気：切削液、室温。
５．０の範囲の割合いで混合させ、溶解性（均質化）を
目視で観察した。 ２）比重：25℃の切削剤。 ３）粘度：25℃でＢ型粘度計、No２ロータを用い、切削
液は６０rpm 、切削剤は３０rpm とした。 ４）沸点：切削液。 ５）引火点：切削液。 ６）許容濃度：切削液。日本産業衛生学会の勧告値な
し。 ７）分散率：切削剤を攪拌後24時間静置後の、液全体の
高さに対する沈降高さ。 ８）蒸発率：切削液を100 ℃×24時間加熱した後の重量
減少率。蒸発率が大きいと粘度が上昇するため、取扱い
性が変動する。 ９）臭気：切削液、室温。
【００１９】
【表１】
【００２０】実施例２ 有機ベントナイト ３ｇ、ポリプロピレングリコール
（多価アルコール）５００ｇ、精製水 ５００ｇ及び珪
酸ナトリウム ２ｇを混合・攪拌して、切削液ｂ液を調
製した以外は、実施例１と同じ条件で行った。結果を表
１に併記する。
（多価アルコール）５００ｇ、精製水 ５００ｇ及び珪
酸ナトリウム ２ｇを混合・攪拌して、切削液ｂ液を調
製した以外は、実施例１と同じ条件で行った。結果を表
１に併記する。
【００２１】比較例 比較のために、鉱物油からなる組成の従来の切削液（パ
レス化学社製、PS-LW-1)、砥粒をＧＣ（信濃電気精練社
製、成分SiC 、平均粒径１６μｍ）とした以外は、実施
例１と同じ条件で行った。結果を表１に併記する。
レス化学社製、PS-LW-1)、砥粒をＧＣ（信濃電気精練社
製、成分SiC 、平均粒径１６μｍ）とした以外は、実施
例１と同じ条件で行った。結果を表１に併記する。
【００２２】表１から、ａ液・ｂ液共に、従来品と同等
の取扱い性を持っており、更に従来品に比べて毒性が著
しく低く、作業中引火のおそれが無く、無臭であり、か
つ水と任意に混ざり合う水溶性を有することがわかっ
た。
の取扱い性を持っており、更に従来品に比べて毒性が著
しく低く、作業中引火のおそれが無く、無臭であり、か
つ水と任意に混ざり合う水溶性を有することがわかっ
た。
【００２３】
【発明の効果】本発明によれば、安全かつ無臭の切削液
が容易に調製できる。またこの切削液は界面活性剤を添
加した水で、または水のみで、被切断品およびワイヤー
ソーから洗い落とすことができるため、この切削液を用
いたインゴット切断工程後の被切断品およびワイヤーソ
ーの後洗浄工程が軽減化できる。
が容易に調製できる。またこの切削液は界面活性剤を添
加した水で、または水のみで、被切断品およびワイヤー
ソーから洗い落とすことができるため、この切削液を用
いたインゴット切断工程後の被切断品およびワイヤーソ
ーの後洗浄工程が軽減化できる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 //(Ｃ１０Ｍ 173/00 105:04 129:16 139:02 137:04） Ｃ１０Ｎ 10:06 30:00 30:06 30:12 40:22
Claims (6)
- 【請求項１】 ワークのスライス時に使用する切削液に
おいて、分散剤である有機ベントナイト、水溶化剤であ
る非イオン系界面活性剤、潤滑剤であるパラフィン系炭
化水素、および防錆剤であるりん酸塩または珪酸塩から
なる組成であることを特徴とする切削液。 - 【請求項２】 ワークのスライス時に使用する切削液に
おいて、分散剤である有機ベントナイト、潤滑剤である
多価アルコール、水、および防錆剤であるりん酸塩また
は珪酸塩からなる組成であることを特徴とする切削液。 - 【請求項３】 請求項１の記載において、下記の組成か
らなる切削液。 有機ベントナイト １〜 ５重量％ 非イオン系界面活性剤 ３０〜４０重量％ パラフィン系炭化水素 ６０〜７０重量％ りん酸塩または珪酸塩 ０．１〜２重量％ - 【請求項４】 請求項２の記載において、下記の組成か
らなる切削液。 有機ベントナイト １〜 ５重量％ 多価アルコール ４０〜６０重量％ 水 ４０〜６０重量％ りん酸塩または珪酸塩 ０．１〜２重量％ - 【請求項５】 請求項１〜４のいずれか１項に記載の切
削液に砥粒を分散させた分散液を切削剤（スラリー）と
して用い、ワイヤーソーまたはバンドソーによりワーク
をスライスすることを特徴とするワークの切断方法。 - 【請求項６】 請求項５の記載において、前記ワークが
半導体単結晶インゴットであるワークの切断方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21342895A JP2926706B2 (ja) | 1995-08-22 | 1995-08-22 | 切削液及びワークの切断方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21342895A JP2926706B2 (ja) | 1995-08-22 | 1995-08-22 | 切削液及びワークの切断方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0959666A true JPH0959666A (ja) | 1997-03-04 |
| JP2926706B2 JP2926706B2 (ja) | 1999-07-28 |
Family
ID=16639071
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP21342895A Expired - Fee Related JP2926706B2 (ja) | 1995-08-22 | 1995-08-22 | 切削液及びワークの切断方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2926706B2 (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1001006A1 (en) * | 1998-04-21 | 2000-05-17 | Shin-Etsu Handotai Co., Ltd | Aqueous composition, aqueous cutting fluid using the same, method for preparation thereof, and cutting method using the cutting fluid |
| JP2002080883A (ja) * | 2000-06-20 | 2002-03-22 | Neos Co Ltd | ワイヤソ−用水溶性加工液 |
| US6383991B1 (en) | 1998-04-03 | 2002-05-07 | Kao Corporation | Cutting oil composition |
| US7045093B2 (en) | 2001-07-31 | 2006-05-16 | Neomax Co., Ltd. | Method for manufacturing sintered magnet |
| JP2008201951A (ja) * | 2007-02-21 | 2008-09-04 | Showa Denko Packaging Co Ltd | アルミ箔プレス成形用潤滑剤及び該潤滑剤を用いた容器の製造方法 |
-
1995
- 1995-08-22 JP JP21342895A patent/JP2926706B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6383991B1 (en) | 1998-04-03 | 2002-05-07 | Kao Corporation | Cutting oil composition |
| EP1001006A1 (en) * | 1998-04-21 | 2000-05-17 | Shin-Etsu Handotai Co., Ltd | Aqueous composition, aqueous cutting fluid using the same, method for preparation thereof, and cutting method using the cutting fluid |
| EP1001006A4 (en) * | 1998-04-21 | 2000-12-20 | Shinetsu Handotai Kk | AQUEOUS COMPOSITION, AQUEOUS CUTTING FLUID, METHOD FOR THE PRODUCTION AND USE |
| JP2002080883A (ja) * | 2000-06-20 | 2002-03-22 | Neos Co Ltd | ワイヤソ−用水溶性加工液 |
| US7045093B2 (en) | 2001-07-31 | 2006-05-16 | Neomax Co., Ltd. | Method for manufacturing sintered magnet |
| JP2008201951A (ja) * | 2007-02-21 | 2008-09-04 | Showa Denko Packaging Co Ltd | アルミ箔プレス成形用潤滑剤及び該潤滑剤を用いた容器の製造方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2926706B2 (ja) | 1999-07-28 |
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