KR20140048085A - 고정 지립 소우 와이어용 전착액 - Google Patents

Abstract

지립(砥粒)이 많이 부착된 소우 와이어를 고속으로 제조할 수 있는 소우 와이어용 전착액(電着液)을 제공한다. 지립을 100질량부 이상 10000질량부 이하, 산화 티탄 또는 산화 지르코늄 중 적어도 한쪽의 콜로이드 입자를 50질량부 이상 100질량부 이하 함유하고, 전기 전도도가 10mS/㎝ 미만인 것을 특징으로 하는 소우 와이어용 전착액이 제공된다.

Description

고정 지립 소우 와이어용 전착액{ELECTRODEPOSITION LIQUID FOR FIXED-ABRASIVE SAW WIRE}

본 발명은, 고정 지립(abrasive grain) 소우 와이어(saw wire)용의 전착액(電着液)에 관한 것이다. 본 발명에 따른 고정 지립 소우 와이어용 전착액을 이용하면, 다이아몬드 등의 경질(硬質) 지립을 고속으로 금속심선의 표면에 고정시킬 수 있다.

실리콘 태양전지나 각종의 반도체 디바이스를 제조할 때에 있어서, 단결정 실리콘, 다결정 실리콘, 어모퍼스 실리콘, 사파이어, 수정 등으로 이루어지는 주상(柱狀) 또는 괴상(塊狀)의 소재 잉곳이, 슬라이싱 가공에 의해 소망하는 두께 치수의 웨이퍼로 절단된다.

이러한 고(高)경도이고 또한 고취성 재료를, 고정밀도이고 또한 염가로 절단하기 위한 가공 방법으로서, 가는 금속 와이어를 사용하여, 다이아몬드나 CBN(Cubic Boron Nitride)으로 이루어지는 지립을, 소재 잉곳의 절단면에 공급하면서 절단하는, 유리(遊離) 지립 방식의 절단 가공이 일반적으로 행해져 왔다.

그러나, 유리 지립 방식에서는 가공 시간이 장시간이 되는 것 외에, 지름이 큰 소재 잉곳을 절단하는 경우에는, 소재 잉곳의 중심부까지 지립을 공급하는 것이 곤란하여, 금속 와이어의 소비량도 커지고 있었다. 그래서, 최근에는, 금속 와이어(금속 심선(芯線))의 외주면에 지립을 미리 고정해 둠으로써, 유리 지립을 공급하지 않고 고속으로 절단할 수 있는 고정 지립형 소우 와이어의 개발이 시도되고 있다.

그런데, 고정 지립형 소우 와이어에 있어서는, 금속심선과 지립과의 밀착성이 절단성이나 내구성에 크게 영향을 준다. 그래서, 지립을 금속심선에 강고하게 접합하여 지립의 탈락을 방지하기 위해 여러 가지의 기술이 검토되고 있다.

특허문헌 1은, 금속심선에 연질(軟質) 도금층과 경질 도금층을 형성하고, 지립을 양(兩) 도금층의 사이에 고착시킨 소우 와이어를 제안하고 있다.

또한, 특허문헌 2는, 미리 금속 도금층이 형성된 지립을, 금속심선의 위에 형성한 도금층으로 금속심선의 위에 고정한 소우 와이어를 제안하고 있다.

일본공개특허공보 평9-150314호 일본공개특허공보 2006-181701호

그러나, 상기 특허문헌 1이 제안하는 바와 같이, 금속심선과 지립과의 사이에 연질 금속 도금층을 형성하면, 절단 가공시에 지립이 연질 금속 도금층으로 내려앉아 그 아래에 형성된 금속심선을 손상시켜, 소우 와이어가 단선될 우려가 있었다.

또한, 특허문헌 2와 같이 금속심선을 도금하면서, 도금액 중에 분산한 지립을 부착시키는 소위 분산 도금법의 경우, 고농도로 포함되는 도금 금속염 때문에 액의 전기 전도도가 매우 높고, 따라서 전해조(electrolytic cell) 내의 전장(electric field) 강도(전위차)를 높일 수 없었다.

본 발명자들은, 지립이 금속심선 표면으로 전기 영동(electrophoresis)하는 속도는 전장 강도(V/㎝)에 비례하기 때문에, 전기 전도도가 높은 도금욕에서는 지립의 전착 속도를 높일 수 없다는 것을 발견했다. 구체적으로는, 무리하게 도금 전압을 높이면, 금속심선 표면으로의 도금 금속 이온의 공급이 늦어지게 되어, 금속심선 표면의 수소 가스의 발생이나 도금 버닝에 의한 지립의 밀착 불량을 일으킨다. 이 때문에, 인가 가능한 도금 전압에는 한계가 있고, 지립의 전착 속도에도 한계가 있었다. 따라서, 예를 들면 특허문헌 2와 같은 종래의 분산 도금 방법에서는 소우 와이어로의 지립의 전착 속도에는 본질적인 한계가 있었던 것을 발견했다.

그래서 본 발명은, 지립이 많이 부착된 소우 와이어를 고속으로 제조할 수 있는 소우 와이어용 전착액을 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명에 의하면 이하가 제공된다.

(1) 지립을 100질량부 이상 10000질량부 이하, 산화 티탄 또는 산화 지르코늄 중 적어도 한쪽의 콜로이드 입자를 50질량부 이상 100질량부 이하 함유하고, 전기 전도도가 10mS/㎝ 미만인 것을 특징으로 하는 소우 와이어용 전착액.

(2) (1)에 기재된 소우 와이어용 전착액으로서, 수용성 인 화합물을 함유하는 것을 특징으로 한다.

(3) pH가 5 이상 10 이하인 것을 특징으로 하는 (1) 또는 (2)에 기재된 소우 와이어용 전착액.

(4) 상기 콜로이드 입자는 부(負)의 전하를 갖는 것을 특징으로 하는 (1) 내지 (3) 중 어느 한 항에 기재된 소우 와이어용 전착액.

본 발명에 따른 소우 와이어용 전착액에 의하면, 소우 와이어의 금속심선과 소우 와이어용 전착액을 저장하는 전착조와의 사이에 전압을 인가함으로써, 대전(帶電)된 콜로이드 입자가 금속심선의 표면에 석출된다. 동시에, 지립에 부착된 콜로이드 입자가 금속심선에 인장되고, 또한, 금속심선을 향하는 콜로이드 입자가 지립을 압압함으로써, 지립이 금속심선의 표면에 부착되고, 동시에 석출된 콜로이드 입자가 금속 산화물층을 형성하여, 지립을 금속심선의 표면에 고정한다. 이때, 소우 와이어용 전착액의 전기 전도도가 10mS/㎝ 미만으로 상대적으로 낮게 설정되어 있음으로써, 높은 전장 강도를 부여해도 금속의 용출이나 가스 발생 등의 부(副)반응을 거의 일으키지 않고 콜로이드 입자와 지립을 고속으로 금속심선에 전석(電析)시킬 수 있다. 또한, 낮은 전기 전도도에 의해 콜로이드 입자나 지립의 분산성도 우수한 것이 되어, 욕액(浴液)을 보다 안정된 상태에서 관리할 수 있다.

(발명을 실시하기 위한 형태)

본 발명자들은, Ti나 Zr의 산화물 또는 수화(水和) 산화물 입자 각각을 대전시켜 분산시킨 액 중에 지립이 혼합된 혼합액을 소우 와이어용 전착액으로 하고, 이 소우 와이어용 전착액에 금속심선을 침지하여 금속심선에 전압을 인가하면, 지립이 Ti나 Zr의 산화물 또는 수화 산화물과 함께 금속심선의 표면에 고속으로 금속 산화물로서 석출되는 것을 발견하여, 본 발명에 이르렀다. 또한, 콜로이드 입자의 분산이나 석출에는, 인산이나 축합 인산 등의 수용성 인 화합물의 첨가가 효과적인 것을 발견함과 함께, 콜로이드의 전하나 전착액의 pH가 지립의 부착성에 영향을 미치는 것, 또한, 지립과 콜로이드 입자의 성분비(比)가 밀착성에 영향을 주는 것을 발견했다.

본 발명에 따른 소우 와이어용 전착액은, 매질로서의 물과, 산화 티탄 콜로이드 입자 또는 산화 지르코늄 콜로이드 입자(이하, 아울러 단순히 콜로이드 입자라고도 부름) 중 적어도 한쪽을 50질량부 이상 100질량부 이하 함유하는 콜로이드 분산액과, 100질량부 이상 10000질량부 이하의 다이아몬드나 CBN(Cubic Boron Nitride) 등으로 이루어지는 지립을 함유하고 있다.

본 발명에 이용되는 산화 티탄의 종류로서는, 아나타제형 이산화 티탄(메타티탄산을 포함함) 및 오르토티탄산(어모퍼스)이 바람직하다. 또한, 루틸형 등 기타 이산화 티탄을 이용해도 좋다. 산화 지르코늄은, 특별히 한정되지 않지만, 어모퍼스 또는 단사정(單斜晶) 혹은 입방정(立方晶) 등의 결정성(結晶性)의 것이 바람직하다.

이들 콜로이드 입자는, 염화 티탄, 옥시 염화 티탄, 황산 티탄 및 황산 티타닐 등의 무기 티탄 화합물을 물에 용해하고, 염산이나 질산 등의 촉매를 필요에 따라서 첨가하고, 상온(常溫) 또는 가열에 의해 가수분해함으로써 얻어진다. 또한, 다른 방법으로서, 티타늄 알콕사이드, 티타늄 아세틸아세토네이트 등의 유기 티탄 화합물의 가수분해에 의해서도 얻을 수 있다.

또한, 산화 지르코늄 입자의 원료로서는, 옥시 염화 지르코늄, 황산 지르코닐, 탄산 지르코늄, 지르코늄알콕사이드, 혹은 결정성의 산화 지르코늄 졸 등을 사용할 수 있지만, 이들 원료로 한정되지 않는다.

이와 같이 산성 용액 중에서 얻어진 산화 티탄 콜로이드 입자 혹은 산화 지르코늄 콜로이드 입자는 정(正)으로 대전되어 있다. 그러나, 본 발명의 소우 와이어용 전착액에 이용하는 콜로이드 입자는, 산성∼중성의 콜로이드 분산액 중에 있어서 부(負)로 대전되어 있는 것이 바람직하다. 산성∼중성의 콜로이드 분산액 중에서 이들 콜로이드 입자가 정으로 대전되어 있으면, 콜로이드 입자가 응집되어, 분산이 불안정해지기 때문이다.

그래서, 전술한 산성의 콜로이드 분산액에, 알칼리성 성분을 첨가하여 콜로이드 분산액의 pH를 5 이상으로 함과 함께, 수용성 인 화합물을 첨가하여 산화 티탄 입자 혹은 산화 지르코늄 입자를 부로 대전시키는 것이 바람직하다.

수용성 인 화합물로서는, 인산, 피롤린산, 트리폴리인산이나 그의 알칼리염을 사용할 수 있으며, 그의 바람직한 농도는 1질량부 이상 20질량부 이하이다. 수용성 인 화합물은 물에 녹아 부의 인산 이온이 되고(PO₄ ^{3 -}), 인산 이온이 콜로이드 입자에 부착되어 콜로이드 입자의 부의 전하를 높여(콜로이드 입자 상호의 반발력을 높여), 콜로이드 입자를 콜로이드 분산액 중에 안정적으로 분산시킬 수 있다. 또한, 콜로이드 입자의 대전의 정부는, 제타 전위 측정 장치 등에 의해 용이하게 측정할 수 있다. 본 발명에 따른 소우 와이어용 전착액에 있어서는, 콜로이드 입자는 ―50㎷ 이하의 전위로 대전되어 있는 것이 바람직하다.

또한, 콜로이드 분산액의 pH를 5 이상으로 하기 위해 첨가하는 알칼리성 성분으로서는, 암모늄 화합물, 알칼리 금속 화합물 및 아민류 중으로부터 선택된 적어도 1종의 알칼리성 성분을 포함하는 것이 바람직하다. 암모늄 화합물로서는 수산화 암모늄(암모니아수), 알칼리 금속 화합물로서는 수산화 나트륨, 수산화 칼륨, 수산화 리튬, 규산 나트륨, 아민류 중으로부터 선택된 알칼리 성분으로서는 에틸렌 디아민, 트리에틸렌테트라민 등의 폴리아민 등을 예시할 수 있다.

또한, 수용성 인 화합물과 알칼리성 성분으로서, 예를 들면 피롤린산 암모늄이나 락트산 암모늄 등의, 콜로이드 입자를 안정적으로 분산시키는 인 화합물이고, 그리고 콜로이드 분산액을 알칼리성으로 하는 알칼리성 성분이기도 한 화합물을 사용할 수도 있다.

이러한 알칼리성 성분을 산성의 콜로이드 분산액에 첨가함으로써, 콜로이드 분산액 중에 잔존하고 있는 염산 이온이나 황산 이온 등의 산성 이온을 중화하여 pH를 5 이상으로 조정할 수 있다. 또한, 콜로이드 분산액의 pH는 5 이상 10 이하의 범위로 조정하는 것이 바람직하다. pH가 5 미만에서는 콜로이드 입자를 콜로이드 분산액 중에 균일하게 분산시킬 수 없다. 한편, pH가 10보다 크면, 금속심선에 지립을 부착시키는 공정에서 금속심선이 용해되기 때문에 바람직하지 않다. 또한, 첨가하는 알칼리성 성분은, 1질량부 이상 50질량부 이하를 첨가하는 것이 바람직하다.

또한, 콜로이드 입자의 입자경(徑)은, 1㎚ 이상 500㎚ 이하로 하는 것이 바람직하고, 또한, 3㎚ 이상 120㎚ 이하로 하는 것이 바람직하다. 콜로이드 입자가 지나치게 작으면 콜로이드 입자가 시간의 경과와 함께 응집되기 쉬워져 석출량이 안정되지 않고, 콜로이드 입자가 지나치게 크면 콜로이드 입자가 침전되기 쉬워지기 때문이다. 콜로이드 분산액을 호모믹서 등의 교반기로 소정 시간 처리함으로써 소망하는 입자경의 콜로이드 입자를 얻을 수 있다.

또한, 콜로이드 분산액의 전기 전도도는, 0보다 크고 10mS/㎝ 미만이 바람직하고, 보다 바람직한 범위는 0.05mS/㎝ 이상 5mS/㎝ 이하이다. 이와 같이, 콜로이드 분산액의 전기 전도도를 상대적으로 낮은 값으로 설정함으로써, 다량의 콜로이드 입자를 안정적으로 분산시킬 수 있어, 많은 지립을 빠르게 금속심선에 부착시킬 수 있다.

또한, 전기 전도도가 0.05mS/㎝ 미만에서는, 콜로이드 분산액 중의 불순물에 의해 산화 티탄 또는 산화 지르코늄의 석출량을 안정적으로 제어하는 것이 곤란한 경우가 있다. 또한, 10mS/㎝보다 크면 금속심선의 소우 와이어용 전착액으로의 용출량이 커지기 때문에 바람직하지 않다. 전기 전도도는, 이온 교환막을 개재하여 콜로이드 분산액을 순수(純水)와 접촉시키는 등의 탈염 처리를 행함으로써 낮출 수 있다. 또한 전기 전도도가 지나치게 큰 경우는, 투석이나 콜로이드 분산액의 상청의 오토 드레인에 의해 전기 전도도를 저하시킬 수 있다.

이상과 같이 하여 조제된 콜로이드 분산액에, 다이아몬드나 CBN 등으로 이루어지는 평균 입자경이 1∼60㎛의 지립을 혼입시킴으로써, 본 발명의 소우 와이어용 전착액이 얻어진다. 또한, 첨가하는 지립의 평균 입경이 1㎛ 미만이면, 얻어지는 소우 와이어의 절삭 성능이 불충분하고, 평균 입경이 60㎛보다 크면 금속심선에 부착시키는 것이 곤란해진다.

또한, 소우 와이어용 전착액에 포함되는 그 외의 성분으로서는, 사용하는 티탄 원료에 의해, 염소 이온, 황산 이온, 알코올 등이 포함되지만, 잔여의 성분이 실질상 물로 이루어지는 것이다. 또한, 이산화 티탄으로 이루어지는 콜로이드 입자를 이용하는 경우에는, 보조 용제로서 물의 일부를 알코올, 글리콜, 글리콜에테르 또는 케톤 등의 수용성 용제로 치환해도 좋다. 이 경우, 실리카 졸이나 알킬트리메톡시실란 등의 실란 유도체 등을 바인더로서 첨가하여, 금속심선 표면에 형성되는 금속 산화물층의 경도나 내마모성 등의 도막 특성을 향상시켜도 좋다.

이상과 같이 조제된 소우 와이어용 전착액으로 채워진 전착조에 금속심선을 침지하고, 금속심선과 전착조의 사이에 전압을 부여하면, 전하를 띤 콜로이드 입자가 금속심선에 끌어당겨져, 금속심선의 표면에서 콜로이드 입자가 석출되어 금속 산화물층이 형성된다. 또한, 콜로이드 입자가 석출되는 과정에서, 지립도 금속심선의 표면에 부착되고, 부착된 지립이 금속 산화물층에 의해 금속심선의 표면에 고정된다. 콜로이드 입자가 금속심선에 끌어당겨지는 과정에서 지립이 콜로이드 입자에 밀리거나, 혹은, 지립에 부착된 콜로이드 입자가 금속심선에 끌어당겨짐으로써, 지립이 금속심선에 부착된다고 생각되고 있다.

이때, 본 발명에 따른 소우 와이어용 전착액의 전기 전도도는 10mS/㎝ 이하로 낮게 설정되어 있으며, 소우 와이어용 전착액 중의 이온이 적기 때문에, 다수의 콜로이드 입자가 이온과 결합하는 일 없이 안정적으로 전착액 중에 분산되어 있기 때문에, 안정된 상태에서 소우 와이어용 전착액을 관리할 수 있다. 이러한 소우 와이어용 전착액에 전장을 인가하면, 콜로이드 입자는 고속으로 전기 영동을 개시하여, 혼재하는 지립을 소우 와이어 표면으로 신속하게 옮김으로써 지립은 콜로이드 입자와 함께 단시간에 전착된다. 또한, 소우 와이어용 전착액 중의 이온이 적기 때문에, 높은 전장 강도를 부여해도 금속의 용출이나 가스 발생 등의 부반응을 거의 일으키지 않고 콜로이드 입자와 지립을 고속으로 금속심선에 전석시킬 수 있다.

이하에 실시예를 들어 구체적으로 설명한다. 또한, 본 발명의 소우 와이어용 전착액은 이하의 실시예로 한정되는 것은 아니다.

(금속심선의 전(前) 처리 공정)

브라스 도금된 직경 0.13㎜의 스틸 와이어(금속심선)를 전(前) 처리로서, 알칼리 탈지액(FC-4360 니혼파커라이징 가부시키가이샤 제조)을 이용하여 60℃에서 60초간 알칼리 탈지한 후에 물세정하고, 추가로 0.1㏖/L의 황산 용액으로 실온에서 10초간 산세정했다.

다음으로, 표 1에 나타내는 바와 같이 조제한 실시예 1∼5 및 비교예 1∼3의 소우 와이어용 전착액을 준비했다. 또한, TiO₂ 콜로이드 분산액 및 ZrO₂ 콜로이드 분산액은 각각 이하와 같이 조제했다.

(콜로이드 분산액의 조제)

TiO₂ 콜로이드 분산액

비교예 1, 2 및 실시예 1∼3에서는, 산화 티탄 콜로이드를 이하의 방법에 의해 조제했다. 염화 티탄 수용액(Ti: 15∼16질량％ 스미토모 시틱스 가부시키가이샤 제조) 154g을 순수 500mL로 희석하고, 실온에서 음이온 교환막을 개재하여 순수와 7시간 접촉시켜 용액 중의 음이온 성분(염화물 이온)을 감소시키는 탈이온 처리에 의해 산성의 어모퍼스 산화 티탄 콜로이드 분산액을 조제했다. 이 상태에서는, 산화 티탄 콜로이드 입자는 정의 전하를 띠고 있다.

또한, 이 콜로이드 분산액에 중성∼알칼리성에서 유효한 분산제로서 폴리인산 2.4g을 순수로 희석하여 첨가하고, 직후에 모르폴린을 더하여 pH를 약 8로 상승시켰다. 또한 호모믹서로 15분간 콜로이드 입자를 분산시키고, 한외 여과막(ultrafiltration membrane)으로 옮겨 탈이온수를 급수하면서, 콜로이드 분산액의 전기 전도도가 10mS/㎝ 이하가 될 때까지 탈염 처리를 행했다.

이때, 레이저식 입도 분포 측정 장치에 의해 측정된 산화 티탄 콜로이드 입자의 분산 입자경은, 0.005㎛ 이상 0.01㎛ 이하였다. 또한, 산화 티탄 콜로이드 입자의 농도는, 건조 중량으로 4질량％였다.

ZrO₂ 콜로이드 분산액

비교예 3 및 실시예 4, 5에서는, 산화 지르코늄 콜로이드 분산액을 이하와 같이 조제했다. 산화 지르코늄 졸(pH7.7　ZSL10A　다이이치키겐소 카가쿠코교 가부시키가이샤 제조)을 순수로 희석하여 4질량％의 산화 지르코늄 콜로이드 분산액을 얻었다. 또한, 분산제의 첨가, 수용성 인 화합물의 첨가, 탈염 처리는 전술한 산화 티탄 콜로이드 분산액과 동일하게 조제했다.

이상과 같이 하여 조제된 산화 티탄 콜로이드 분산액 및 산화 지르코늄 콜로이드 분산액에, 지립으로서 비교예 1, 2 및 실시예 1∼3에서는, 평균 입자경이 10㎛인 다이아몬드 입자를 표 1에 나타내는 농도가 되도록 첨가하고, 비교예 3 및 실시예 4, 5에서는 평균 입자경이 5㎛인 다이아몬드 입자를 표 1에 나타내는 농도가 되도록 첨가하여 소우 와이어용 전착액을 얻었다.

(소우 와이어용 전착액의 평가)

이상과 같이 조제된 실시예 1∼5 및 비교예 1∼3에 따른 소우 와이어용 전착액을 이용하여 이하의 방법으로 소우 와이어를 작성하고, 작성한 소우 와이어의 성능을 평가했다.

(소우 와이어의 작성)

실시예 1∼5 및 비교예 1∼3에 따른 소우 와이어용 전착액으로 전착조를 채우고, 전 처리 공정이 행해진 스틸 와이어를 급전 롤러 및 액중 롤러로 이송하면서 전착액에 침지시킨다. 급전 롤러는 금속심선에 전압을 부여하기 위한 롤러이고, 소우 와이어용 전착액의 액면보다도 상방에 형성되며, 전원 유닛에 접속되어 있다. 액중 롤러는 전착조 중에 형성되며, 금속심선을 전착액에 침지시키기 위한 롤러이다. 또한, 전착조의 내측에는, 스틸 와이어의 반송 방향과 평행하게 SUS304제(製)의 전극판이 형성되어 있다.

급전 롤러를 부극, 전착조의 전극판을 정극에 접속하고, 양자의 사이에 20V의 전압을 인가하면서, 스틸 와이어가 전착조에 1초간 침지되도록 스틸 와이어를 이송하고, 콜로이드 입자와 함께 지립을 스틸 와이어에 고착시켜, 소우 와이어를 얻었다.

또한, 얻어진 소우 와이어를 로(furnace) 내 온도 150℃의 건조로에 60초간 넣고 가열 건조시키고, 석출된 산화 티탄 혹은 산화 지르코늄을 탈수 축합시켜, 더욱 강고하게 지립을 금속심선에 고착시켰다.

또한, 지립이 고착된 금속심선에 보호층으로서 니켈 도금층을 전해 도금에 의해 형성했다. 도금액으로서, 순수와, 200g/L의 술파민산 니켈과, 30g/L의 염화 니켈·6수화물 및, 30g/L의 붕산을 포함하여, 지립을 포함하지 않는 니켈 도금액을 조제했다. 이 도금액을 pH4 이상 5 이하로 조정하고 55℃로 유지하면서 보호층의 두께가 다이아몬드 지립의 평균 입자경을 초과하지 않도록, 전류 밀도는 약 20A/d㎡로 전기 도금을 행했다. 또한, 도금액 중에 콜로이드 입자가 용출되면 도금액이 열화되기 때문에, 전술한 건조 공정에 의해 콜로이드 입자를 탈수 축합시켜 콜로이드 입자를 금속심선에 고정하는 것이 바람직하다.

(소우 와이어의 평가)

전술한 바와 같이 하여 얻어진 소우 와이어를, 지립 부착량, 밀착성, 워크의 최대 절삭 속도를 평가했다. 그 결과를 표 2에 나타낸다.

지립의 부착 밀도는, 주사형 전자현미경(SEM)으로 실시예 1∼5 및 비교예 1∼3의 소우 와이어의 표면을 확대하여, 시야 내의 지립의 개수를 육안으로 확인한 것이다. 소우 와이어 상의 임의의 10점을 관찰하여, 1㎟당 100개 이상 있으면 A, 40 이상 100 미만이면 B, 1 이상 40 미만이면 C, 1 미만이면 D로 평가했다.

워크의 최대 절삭 속도는, 실제의 소우 와이어로서의 성능을 평가하기 위해 행했다. 실시예 1∼5 및 비교예 1∼3의 소우 와이어를 50m의 길이로 절단하고, 소우 와이어 절단 시험기에 30N의 장력을 부여한 상태에서 부착, 60m/min의 이송 속도로 소우 와이어를 이송하면서 실리콘 단결정의 워크를 절단하여, 워크의 최대 이송 속도를 측정했다. 최대 이송 속도는, 워크의 이송 속도를 서서히 올려, 소우 와이어가 단선되기 직전의 이송 속도로서 측정했다.

또한 지립의 밀착성은, 전술한 조건으로 작성된 소우 와이어를, 인발 다이스(drawing die)를 이용하여 15％ 정도의 냉간 신선(伸線) 가공을 실시하여, 지립이 소우 와이어의 도금층에 박혀 있어 탈락한 형적이 인정되지 않았다면 ○를, 탈락이 인정되었다면 ×로 평가했다.

우선, 실시예 1∼5와 비교예 1∼3의 지립 부착량을 비교하면, 실시예 1∼5의 소우 와이어는, 비교예 1∼3의 소우 와이어보다도 다량의 지립이 부착되어 있는 것을 확인할 수 있었다. 실시예 1∼5 및 비교예 1∼3에서 모두 금속심선을 소우 와이어용 전착액에 침지시킨 시간은 동일함에도 불구하고, 실시예 1∼5의 지립의 부착 밀도가 큰 점에서, 실시예 1∼5에 이용한 소우 와이어용 전착액을 이용함으로써, 보다 효율적으로 지립을 금속심선에 고정시킬 수 있는 것을 알 수 있었다. 따라서, 본 발명에 따른 소우 와이어용 전착액에 의해, 소우 와이어의 제조 속도를 향상시킬 수 있는 것을 확인할 수 있었다.

또한, 실시예 1, 2 및 비교예 2를 비교하면, 비교예 2가 가장 소우 와이어용 전착액 중의 지립의 농도가 높음에도 불구하고, 실시예 1, 2가 비교예 2보다도 지립 부착 밀도 및 최대 절삭 속도에 있어서 우수한 결과가 얻어졌다. 최대 절삭 속도가 클수록, 소우 와이어에는 많은 지립이 부착되어 있었다고 생각되는 점에서, 소우 와이어용 전착액 중의 지립의 농도보다도 전기 전도도가 작은 쪽이, 지립의 부착시키기 용이함에 주는 영향이 큰 것을 확인할 수 있었다.

따라서, 본 발명에 따른 소우 와이어용 전착액을 이용하면, 다량의 지립을 처리액에 첨가하지 않아도 고품질의 소우 와이어를 고속으로 제조할 수 있기 때문에, 처리액의 비용 및 처리 시간을 저감할 수 있어, 고품질의 소우 와이어를 저비용으로 제공할 수 있다.

본 발명을 상세하게 또한 특정의 실시 태양(態樣)을 참조하여 설명했지만, 본 발명의 정신과 범위를 일탈하는 일 없이 여러 가지 변경이나 수정을 더할 수 있는 것은 당업자에게 있어서 분명하다.

본 발명에 따른 소우 와이어용 전착액에 의하면, 소우 와이어의 금속심선과 소우 와이어용 전착액을 저장하는 전착조와의 사이에 전압을 인가함으로써, 대전된 콜로이드 입자가 금속심선의 표면에 석출된다. 동시에, 지립에 부착된 콜로이드 입자가 금속심선에 인장되고, 또한, 금속심선을 향하는 콜로이드 입자가 지립을 압압함으로써, 지립이 금속심선의 표면에 부착되고, 동시에 석출된 콜로이드 입자가 금속 산화물층을 형성하여, 지립을 금속심선의 표면에 고정한다. 이때, 소우 와이어용 전착액의 전기 전도도가 10mS/㎝ 미만으로 상대적으로 낮게 설정되어 있음으로써, 높은 전장 강도를 부여해도 금속의 용출이나 가스 발생 등의 부반응을 거의 일으키지 않고 콜로이드 입자와 지립을 고속으로 금속심선에 전석시킬 수 있다. 또한, 낮은 전기 전도도에 의해 콜로이드 입자나 지립의 분산성도 우수한 것이 되어, 욕액을 보다 안정된 상태에서 관리할 수 있다.

Claims (4)

1. 지립(砥粒)을 100질량부 이상 10000질량부 이하, 산화 티탄 또는 산화 지르코늄 중 적어도 한쪽의 콜로이드 입자를 50질량부 이상 100질량부 이하 함유하고, 전기 전도도가 10mS/㎝ 미만인 것을 특징으로 하는 소우 와이어용 전착액(電着液).
2. 제1항에 있어서,
   수용성 인 화합물을 함유하는 것을 특징으로 하는 소우 와이어용 전착액.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
   pH가 5 이상 10 이하인 것을 특징으로 하는 소우 와이어용 전착액.
4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 콜로이드 입자는 부(負)의 전하를 갖는 것을 특징으로 하는 소우 와이어용 전착액.