[發明專利]用于磨料漿料的含水液體組合物

在審

• 申請號: 201610165329.2
• 申請日: 2007-08-29
• 公開（公告）號: CN105754559A
• 公開（公告）日: 2016-07-13
• 發明（設計）人: A·K·貝克什;J·A·舍洛克
• 申請（專利權）人: 圣戈本陶瓷及塑料股份有限公司
• 主分類號: C09K5/10
• 分類號: C09K5/10;C09K3/14;B28D5/00
• 代理公司: 北京律盟知識產權代理有限責任公司 11287
• 代理人: 章蕾

本申請為申請日2007年8月29日，申請號200780039813.X，名稱為“用于磨料漿料的含水液體組合物，及其制備方法和使用方法”的發明專利申請的分案申請。

本申請要求2006年8月30日提交的美國臨時專利申請60/841,580的權益，通過參考將該申請全文納入本文。

技術領域

本發明一般涉及用于形成磨料漿料的含水液體組合物。所述含水液體組合物能用于形成松散磨料機械加工漿料，更具體地是線鋸(wiresaw)漿料。

背景技術

線鋸廣泛用于對太陽能和電子應用中的硅材料切片。線鋸也可以用于對各種其他化合物半導體材料，包括藍寶石、GaAs、InP和SiC，光學材料如石英玻璃和晶體，硬而脆的材料如陶瓷切片。

線鋸一般包括多根在張力下定向的金屬絲。當將磨料漿料輸送到金屬絲和工件之間時金屬絲被同時驅動。工件被強制通過金屬絲，因為所述漿料的作用是將工件研磨成多片。這種方法便于制造大量的特定厚度、平整度和表面光滑度的切割的片。

在線鋸切割期間，金屬絲并不進行切割，其作用而是輸送進行切割的磨料漿料。這類的方法被稱作“松散磨料機械加工”。松散磨料機械加工的其他例子包括超聲波機械加工，水-噴射切割和噴砂。

所述漿料是磨粒在液體組合物，有時也稱作“潤滑劑”、“載劑”或“載體”中的懸浮液。可以使用如碳化硅(SiC)、金剛石和碳化硼(B₄C)之類的材料作為磨料。一直使用非水性漿料，其中液體組合物主要包含礦物油，磨粒以約1:1的重量比分散在礦物油中。也已使用水溶性漿料，其中液體組合物主要包含水溶性二醇(如，聚乙二醇(PEG)、乙二醇和聚氧乙烯二醇)，磨粒分散在所述水溶性二醇中。

雖然礦物油提供良好的潤滑性和切割性，但是其冷卻性能差。此外，因為礦物油不是水溶性的，需要使用有機溶劑和專用洗滌劑從切割片清除礦物油。因為礦物油的冷卻性能差，處置有限制以及后清除困難，因此需要礦物油的替代品。

雖然二醇如PEG較之礦物油提供了一些益處，這些材料都是很高成本的，并存在可用的處置的量和方法方面的問題。此外，二醇具有高粘度，會導致晶片上阻力增加。這種高阻力可能導致切割的片在薄切片時破損。

因此，迫切需要能用于形成磨料漿料，特別是線鋸漿料的改進的液體組合物。

發明內容

本發明提供一種用于形成松散磨粒機械加工漿料的液體組合物。磨粒可以分散在液體組合物中，以提供能用于松散磨料機械加工工藝的工作漿料組合物。在此使用的“工作漿料組合物”或“工作磨料漿料”是含有分散在液體組合物中的磨粒的任何漿料組合物，組合物中存在的磨粒的濃度適合用于指定的松散磨料機械加工工藝。本發明的液體組合物提供優良的潤滑和機械加工/切割性能。組分的濃度可以根據所需的應用進行調節，以使機械加工期間產品的破損最少。液體組合物還是有成本效益的，具有提高的散熱性能，并能提供較方便和限制較少的切割后處置的選擇方案。

在一個方面，本發明一般涉及用于形成松散磨料機械加工漿料的液體組合物，該組合物包含聚乙二醇和水，組合物包含至少10體積％水。

依據本發明這一方面的實施方式包括以下特征。所述組合物可以包含約15-80體積％聚乙二醇(PEG)和約20-85體積％水。在一些實施方式中，組合物包含約20-75體積％PEG，約25-70體積％PEG，約30-65體積％PEG，約35-60體積％PEG，或約40-55體積％PEG。在一些實施方式中，組合物包含約25-80體積％水，約30-75體積％水，約40-70體積％水，或約50-60體積％水。水可以是去離子水。組合物還可包括一種或多種粘度改進劑。粘度改進劑可選自以下常規粘度改進劑：例如，合成粘土，天然粘土，卡波普羧甲基纖維素，乙基纖維素，明膠，羥乙基纖維素，羥丙基纖維素，甲基纖維素，聚乙烯醇和黃原膠。可以添加粘度改進劑，以使組合物的粘度約在5-100厘泊范圍。在一些實施方式中，組合物包含最多約10體積％的一種或多種粘度改進劑，在一些實施方式中約為0.1-10體積％的一種或多種粘度改進劑。組合物還包括一種或多種活化劑。在一些實施方式中，組合物包含最多約5體積％的一種或多種活化劑，在一些實施方式中約為0.2-5體積％的一種或多種活化劑。活化劑可以選自如三乙醇胺和硼酸胺的常規活化劑。組合物還可包括一種或多種防銹劑。防銹劑可以選自如三乙醇胺和羧酸鹽的常規防銹劑。在一些實施方式中，組合物包含約0.1-5體積％的一種或多種防銹劑。