研磨材的制作方法

文档序号:16593645发布日期:2019-01-14 19:22阅读:315来源:国知局
研磨材的制作方法

本发明涉及一种研磨材。



背景技术:

近年来,硬盘(harddisk)等电子设备的精密化推进。对于此种电子设备的基板材料,考虑到可对应小型化或薄型化的刚性、耐冲击性及耐热性,可使用玻璃、蓝宝石等。此种基板的加工中通常使用固定研磨粒的研磨材。

然而,在所述基板加工中,要求加工效率的提升。作为可提高基板加工的加工效率的研磨材,例如提出有一种在基材片的表面形成有作为研磨层而彼此独立的多个研磨结构体的研磨材(参照日本专利特开2009-72832号公报)。在所述研磨材中,降低研磨结构体的研磨面相对于研磨层的面积比率,且减小受到研磨时所施加的研磨负荷的研磨面的面积,由此提高研磨压力,且使磨削力提升。

在所述现有的研磨材中,通过在多个研磨结构体之间设置槽而控制面积比率。因此,为了降低面积比率且使磨削力提升,需要扩展研磨结构体间的槽宽。若槽宽如此那样扩展,则当研磨时基板(被削体)的端部横穿槽时,基板的端部容易向基材片侧倾斜。因此,基板钩挂于槽的侧面上部、或者落入槽中,因此基板产生损伤的频率提高。

现有技术文献

专利文献

专利文献1:日本专利特开2009-72832号公报



技术实现要素:

发明所要解决的问题

本发明是鉴于此种不良状况而成,其目的在于提供一种可抑制因被削体落入槽等中而引起的损伤,并且可达成比较高的加工效率的研磨材。

解决问题的技术手段

为了解决所述课题而成的发明为一种研磨材,其具备基材、及层叠于所述基材的表面侧的研磨层,所述研磨材的特征在于:所述研磨层包含研磨粒及其粘合剂,且具有塔柏(taber)磨耗试验中的磨耗量不同的多种研磨部,所述多种研磨部中所述磨耗量最小的第一研磨部由其他研磨部包围,所述其他研磨部的所述磨耗量相对于所述第一研磨部的所述磨耗量的比为3以上,所述研磨层中的所述研磨部整体的占有面积率为15%以上且100%以下。

所述研磨材具备第一研磨部、以及包围所述第一研磨部的其他研磨部,塔柏磨耗试验中的所述其他磨耗部的磨耗量相对于所述第一磨耗部的磨耗量的比为所述下限以上。因此,若使用所述研磨材进行研磨,则包围第一研磨部的其他研磨部先磨耗。由此,自研磨开始起较短时间内,在第一研磨部与其他研磨部之间产生阶差,以使其他研磨部的高度低。另外,所述研磨部的磨耗主要通过研磨粒的脱落而在第一研磨部及其他研磨部一起进行,因此,一面维持所述阶差一面对被削体进行研磨。因而,第一研磨部主要受到研磨时所施加的研磨负荷,因此,第一研磨部的研磨压力提高,由此所述研磨材的磨削力提高。另外,关于所述研磨材,所述其他研磨部包围所述第一研磨部,且将所述研磨层中的所述研磨部整体的占有面积率设为所述范围内。因此,关于所述研磨材,当研磨时被削体的端部在第一研磨部之间移动时,利用所述其他研磨部可抑制被削体向基材侧倾斜。因而,所述研磨材可抑制因被削体落入槽等中而引起的损伤。

所述研磨层中的所述第一研磨部的占有面积率优选为3%以上且16%以下。通过将所述第一研磨部的占有面积率设为所述范围内,可提高第一研磨部受到的研磨压力,且可使所述研磨材的磨削力进一步提升。

所述第一研磨部的研磨粒可由多种研磨粒构成。通过如此那样由多种研磨粒构成所述第一研磨部的研磨粒,可抑制所述研磨材的制造成本的增加,并且可使磨削力提升。

所述第一研磨部可包含金刚石研磨粒,所述第一研磨部中的所述金刚石研磨粒的含量优选为1体积%以上且20体积%以下。通过如此那样将第一研磨部的金刚石研磨粒的含量设为所述范围内,可抑制所述研磨材的制造成本的增加,并且进而可使磨削力提升。

所述其他研磨部中的所述金刚石研磨粒的含量优选为0.3体积%以下。金刚石研磨粒为硬质且磨削力高,因此即使与被削体接触也难以引起钝化或脱落,且与其他研磨粒相比容易受到大的研磨负荷。因此,通过将所述其他研磨部中的金刚石研磨粒的含量设为所述上限以下,可抑制研磨时研磨负荷施加至其他研磨部,且容易集中于第一研磨部,因此可使所述研磨材的磨削力提升。再者,所述金刚石研磨粒的含量可为0体积%,即所述其他研磨部可不包含金刚石研磨粒。

此处“塔柏磨耗试验中的磨耗量”是准备试片(平均直径104mm,平均厚度300μm),使用塔柏磨耗试验机在磨耗轮h-18、负荷4.9n(500gf)的条件下使所述试片旋转320转而对320转前后的试片的质量差进行测定所得的值。另外,所谓“第一研磨部由其他研磨部包围”是指在俯视时第一研磨部位于由其他研磨部形成的封闭空间。再者,所述其他研磨部也可连续存在于封闭空间的外周,但也可在整周长度的10%以下的范围内存在断续部分。在其他研磨部存在断续部分的情况下,设为所述断续部分通过外插来确定封闭空间的区域。在存在此种断续部分的情况下,可出现第一研磨部局部位于所述封闭空间的情况,但设为在俯视时位于封闭空间的第一研磨部的面积占第一研磨部整体面积的50%以上的情况下,判断为所述第一研磨部位于封闭空间。另外,在研磨层具有槽的情况下,“研磨层的面积”为也包含槽的面积在内的概念。

发明的效果

如以上所说明那样,本发明的研磨材可抑制因被削体落入槽等中而引起的损伤,并且可达成比较高的加工效率。

附图说明

[图1]为表示本发明的实施方式的研磨材的示意性局部平面图。

[图2]为图1的a-a线处的示意性局部剖面图。

[图3]为表示与图1不同的研磨材的示意性局部平面图。

[图4]为表示与图1及图3不同的研磨材的研磨部的结构的示意性局部平面图。

[图5]为表示与图1、图3及图4不同的研磨材的研磨部的结构的示意性局部平面图。

[图6]为表示与图1、图3至图5不同的研磨材的研磨部的结构的示意性局部平面图。

[图7]为表示与图1、图3至图6不同的研磨材的研磨部的结构的示意性局部平面图。

[图8]为表示与图1、图3至图7不同的研磨材的研磨部的结构的示意性局部平面图。

[图9]为表示与图2不同的实施方式的研磨材的示意性局部剖面图。

具体实施方式

以下,适当参照附图来对本发明的实施方式进行详细说明。

图1及图2所示的研磨材1具备:基材10;研磨层20,层叠于所述基材10的表面侧;以及接着层30,层叠于所述基材10的背面侧。所述研磨材1例如作为用以进行基板加工的固定研磨粒研磨材来使用。

〔基材〕

基材10为用以支持研磨层20的板状的构件。

基材10的主成分并无特别限定,可列举:聚对苯二甲酸乙二酯(polyethyleneterephthalate,pet)、聚丙烯(polypropylene,pp)、聚乙烯(polyethylene,pe)、聚酰亚胺(polyimide,pi)、聚萘二甲酸乙二酯(polyethylenenaphthalate,pen)、芳族聚酰胺、铝、铜等。其中优选为与研磨层20的接着性良好的pet、及铝。另外,也可对基材10的表面进行化学处理、电晕处理、底涂处理等提高接着性的处理。此处,所谓“主成分”是指含量最多的成分,例如是指含量为50质量%以上、优选为90%以上的成分。

另外,基材10可具有可挠性或延性。通过如此那样基材10具有可挠性或延性,所述研磨材1追随被削体的表面形状,且研磨面与被削体的接触面积变大,因此研磨速率进一步提高。此种具有可挠性的基材10的主成分例如可列举pet或pi等。另外,具有延性的基材10的主成分可列举铝或铜等。

所述基材10的形状及大小并无特别限制,例如可设为一边为140mm以上且160mm以下的正方形状或者外径为200mm以上且2100mm以下以及内径为100mm以上且660mm以下的圆环状。另外,并置于平面上的多个基材10也可为由单一的支持体所支持的构成。

所述基材10的平均厚度并无特别限制,例如可设为50μm以上且1mm以下。在所述基材10的平均厚度未满所述下限的情况下,有所述研磨材1的强度或平坦性不足之虞。相反,在所述基材10的平均厚度超过所述上限的情况下,有所述研磨材1变得过厚而难以操作之虞。

〔研磨层〕

研磨层20具有塔柏磨耗试验中的磨耗量不同的两种研磨部。所述两种研磨部中所述磨耗量小的第一研磨部21由所述磨耗量大的第二研磨部22包围。另外,所述第二研磨部22彼此独立,且由槽23划分。另外,所述第二研磨部22分别包围一个第一研磨部21,且所述第一研磨部21与第二研磨部22之间没有间隙。即,由所述第一研磨部21与第二研磨部22而构成凸状部24。

所述研磨层20的平均厚度(仅凸状部24部分的平均厚度)的下限优选为25μm,更优选为30μm,进而优选为50μm。另一方面,所述研磨层20的平均厚度的上限优选为4000μm,更优选为3500μm,进而优选为3000μm。若所述研磨层20的平均厚度未满所述下限,则有研磨层20的耐久性不足之虞。相反,若所述研磨层20的平均厚度超过所述上限,则所述研磨层20的均质性降低,因此有难以发挥稳定的磨削力之虞。另外,有所述研磨材1变得过厚而难以操作之虞或制造成本增大之虞。

<第一研磨部>

第一研磨部21包含研磨粒21a及其粘合剂21b。所述第一研磨部21的俯视形状并无特别限定,可设为方形状或圆形状。另外,所述多个第一研磨部21排列为规则的方块图案(blockpattern)状。

(研磨粒)

所述第一研磨部21的研磨粒21a可列举:金刚石研磨粒、氧化铝研磨粒、二氧化硅研磨粒、二氧化铈研磨粒、碳化硅研磨粒、碳化硼研磨粒等。

第一研磨部21中的所述研磨粒21a的含量的下限优选为50体积%,更优选为60体积%。另一方面,所述研磨粒21a的含量的上限优选为85体积%,更优选为80体积%。若所述研磨粒21a的含量未满所述下限,则相对地粘合剂21b的含量变大,因此研磨粒21a被牢固地固定而难以脱落。因此有第一研磨部21的表面所露出的研磨粒21a容易发生钝化而研磨速率降低之虞。相反,若所述研磨粒21a的含量超过所述上限,则相对地粘合剂21b的含量变小,因此研磨粒21a容易脱落。因此,有因所述脱落而研磨速率降低之虞。

所述第一研磨部21的研磨粒21a的平均粒径可根据研磨速率与研磨后的被削体的表面粗糙度的观点来适当选择。所述研磨粒21a的平均粒径的下限优选为1μm,更优选为2μm。另一方面,所述研磨粒21a的平均粒径的上限优选为45μm,更优选为40μm。若所述研磨粒21a的平均粒径未满所述下限,则有所述研磨材1的磨削力不足而加工效率降低之虞。相反,若所述研磨粒21a的平均粒径超过所述上限,则有研磨精度降低之虞。此处,所谓“平均粒径”是指利用激光衍射法等来测定的体积基准的累积粒度分布曲线的50%值(50%粒径,d50)。

所述第一研磨部21的研磨粒21a可由一种研磨粒构成,但优选为由多种研磨粒构成。通过如此那样由多种研磨粒构成所述第一研磨部21的研磨粒21a,可抑制所述研磨材1的制造成本的增加,并且可使磨削力提升。

在由多种研磨粒构成所述研磨粒21a的情况下,所述研磨粒21a优选为包含金刚石研磨粒,特别优选为所述研磨粒21a由金刚石磨石与氧化铝研磨粒构成。与其他研磨粒相比,金刚石研磨粒的磨削力高但价格高。因此,通过将多种研磨粒的一种设为金刚石研磨粒,可抑制制造成本的增加,并且可使磨削力进一步提升。另外,氧化铝研磨粒比较廉价,因此,通过以金刚石磨石与氧化铝研磨粒构成所述研磨粒21a,可提高制造成本的削减效果。

再者,金刚石研磨粒的金刚石可为单晶也可为多晶,另外也可为经ni涂布等处理的金刚石。其中优选为单晶金刚石及多晶金刚石。单晶金刚石在金刚石中也为硬质且磨削力高。另外,多晶金刚石容易以构成多晶的微晶单位劈开而难以发生钝化,因此研磨速率的降低小。

在所述研磨粒21a由包含金刚石研磨粒的多种研磨粒构成的情况下,第一研磨部21中的金刚石研磨粒的含量的下限优选为1体积%,更优选为2体积%。另一方面,所述金刚石研磨粒的含量的上限优选为20体积%,更优选为8体积%。若所述金刚石研磨粒的含量未满所述下限,则有所述研磨材1的磨削力不足之虞。相反,若所述金刚石研磨粒的含量超过所述上限,则有所述研磨材1的制造成本增加的抑制效果不充分之虞。

另外,在所述研磨粒21a由包含金刚石研磨粒的多种研磨粒构成的情况下,金刚石研磨粒的平均粒径优选为大于除金刚石研磨粒以外的其他研磨粒的平均粒径。金刚石研磨粒的平均粒径相对于除金刚石研磨粒以外的其他研磨粒的平均粒径的比的下限优选为1.3,更优选为1.5。另一方面,所述平均粒径的比的上限优选为20,更优选为10。若所述平均粒径的比未满所述下限,则施加至除金刚石研磨粒以外的研磨粒的研磨压力变大,且施加至磨削力高的金刚石研磨粒的研磨压力相对地变小,因此有研磨速率降低之虞。相反,若所述平均粒径的比超过所述上限,则除金刚石研磨粒以外的研磨粒的脱落过度产生,因此,有因所述脱落而第一研磨部21的磨耗快速推进,以致所述研磨材1的寿命变短之虞。

(粘合剂)

第一研磨部21的粘合剂21b的主成分并无特别限定,例如可设为树脂或无机物。

所述树脂可列举:聚氨基甲酸酯、多酚、环氧树脂、聚酯、纤维素、乙烯共聚物、聚乙烯基缩醛、聚丙烯酸、丙烯酸酯、聚乙烯醇、聚氯乙烯、聚乙酸乙烯酯、聚酰胺等树脂。再者,所述树脂也可至少一部分进行交联。

另外,所述无机物可列举:硅酸盐、磷酸盐、多价金属醇盐等。

所述粘合剂21b的主成分可为无机物。其中优选为研磨粒保持力高的硅酸盐。此种硅酸盐可列举硅酸钠或硅酸钾等。

所述粘合剂21b中,也可根据目的而适当含有分散剂、偶合剂、表面活性剂、润滑剂、消泡剂、着色剂等各种助剂及添加剂等。

各个第一研磨部21的平均面积的下限优选为1mm2,更优选为2mm2。另一方面,所述第一研磨部21的平均面积的上限优选为150mm2,更优选为130mm2。若所述第一研磨部21的平均面积未满所述下限,则有第一研磨部21自基材10剥离之虞。相反,若所述第一研磨部21的平均面积超过所述上限,则研磨时与被削体接触的第一研磨部21的个数变少。例如在被削体的边缘位于第一研磨部21上的情况与位于槽23上的情况下,有时被削体与第一研磨部21的接触面积会产生差异,若与被削体接触的第一研磨部21的个数变少,则所述差异容易变大。因此,有研磨时施加至各个研磨粒21a的研磨压力容易发生变动而研磨精度降低之虞。

研磨层20中的所述第一研磨部21的占有面积率的下限优选为3%,更优选为4%。另一方面,所述第一研磨部21的占有面积率的上限优选为16%,更优选为10%,进而优选为9.5%。若所述第一研磨部21的占有面积率未满所述下限,则研磨时施加至第一研磨部21的研磨压力过度提高,而研磨粒21a容易脱落,因此有研磨速率降低之虞。相反,若所述第一研磨部21的占有面积率超过所述上限,则有因第一研磨部21的研磨压力提高而导致研磨速率改善效果不充分之虞。

邻接的第一研磨部21间的距离(第一研磨部21的中心间的距离)的下限优选为3mm,更优选为5mm。另一方面,所述第一研磨部21间的距离的上限优选为50mm,更优选为40mm。若所述第一研磨部21间的距离未满所述下限,则难以一面抑制自基材10的剥离一面减小各个第一研磨部21的面积,因此有无法充分降低第一研磨部21的占有面积率而导致研磨速率改善效果不充分之虞。相反,若所述第一研磨部21间的距离超过所述上限,则有第一研磨部21的占有面积率过度下降,且第一研磨部21的磨耗快速推进,以致所述研磨材1的寿命变短之虞。

塔柏磨耗试验中的所述第一研磨部21的磨耗量的下限优选为0.05g,更优选为0.08g。另一方面,塔柏磨耗试验中的所述第一研磨部21的磨耗量的上限优选为0.15g,更优选为0.13g。若所述第一研磨部21的磨耗量未满所述下限,则研磨粒21a难以脱落。因此,有第一研磨部21的表面所露出的研磨粒21a容易发生钝化而研磨速率降低之虞。相反,若所述第一研磨部21的磨耗量超过所述上限,则有所述研磨材1的寿命变短之虞。再者,第一研磨部21的磨耗量可主要通过第一研磨部21的研磨粒21a的含量及粘合剂21b的种类而进行控制。

<第二研磨部>

第二研磨部22包含研磨粒22a及其粘合剂22b。所述第二研磨部22包围第一研磨部21的整周,其内周与第一研磨部21的周一致。即,由第二研磨部22的内周构成的形状为与第一研磨部21的俯视形状相同的形状。另外,由第二研磨部22的外周构成的形状(凸状部24的俯视形状)并无特别限定,可设为如图1那样与第一研磨部21重心一致且相似的形状。

(研磨粒)

第二研磨部22的研磨粒22a可列举与第一研磨部21的研磨粒21a同样的研磨粒。

第二研磨部22中的所述研磨粒22a的含量的下限优选为60体积%,更优选为70体积%。另一方面,所述研磨粒22a的含量的上限优选为95体积%,更优选为80体积%。若所述研磨粒22a的含量未满所述下限,则相对地粘合剂22b的含量变大,因此研磨粒22a被牢固地固定而难以脱落。因此,第二研磨部22的磨耗量变少,研磨时难以与第一研磨部21之间产生磨耗量的差。由此,有无法充分提高第一研磨部21的研磨压力而研磨速率的改善效果不充分之虞。相反,若所述研磨粒22a的含量超过所述上限,则粘合剂22b的含量不足而无法充分将研磨粒22a固定,因此有研磨时第二研磨部22容易损坏之虞。

另外,第二研磨部22中的研磨粒22a的含量优选为大于第一研磨部21中的研磨粒21a的含量。第一研磨部21及第二研磨部22的磨耗主要通过研磨粒的脱落来进行,且研磨粒的含量多者容易磨耗。因此,通过使第二研磨部22中的研磨粒22a的含量大于第一研磨部21中的研磨粒21a的含量,可容易控制为使第二研磨部22的磨耗量大于第一研磨部21的磨耗量。

第二研磨部22中的研磨粒22a与第一研磨部21中的研磨粒21a的含量的差的下限优选为5体积%,更优选为7体积%。另一方面,所述含量的差的上限优选为20体积%,更优选为15体积%。若所述含量的差未满所述下限,则有难以控制第一研磨部21与第二研磨部22的磨耗量的比,且因第一研磨部21的研磨压力提高而导致研磨速率改善效果不充分之虞。相反,若所述含量的差超过所述上限,则有第二研磨部22中的研磨粒22a的含量变得过大而第二研磨部22容易损坏之虞、或者第一研磨部21中的研磨粒21a的含量变得过小而研磨速率降低之虞。

第二研磨部22的研磨粒22a的平均粒径可根据第二研磨部22的磨耗量的控制性的观点来适当选择。所述研磨粒22a的平均粒径的下限优选为1μm,更优选为2μm。另一方面,所述研磨粒22a的平均粒径的上限优选为20μm,更优选为15μm。若所述研磨粒22a的平均粒径未满所述下限,则有研磨粒22a过于容易脱落而第二研磨部22的磨耗量的控制性变困难之虞。相反,若所述研磨粒22a的平均粒径超过所述上限,则研磨时所形成的第一研磨部21及第二研磨部22的高度的差与研磨粒22a的平均粒径的差变得过小,且第二研磨部22的研磨粒22a与被削体接触,从而有助于磨削的比例提高。因此,有研磨负荷分散于第一研磨部21与第二研磨部22,且因第一研磨部21的研磨压力提高而导致研磨速率改善效果不充分之虞。

所述第二研磨部22的研磨粒22a可由一种研磨粒构成,也可由多种研磨粒构成。

另外,第二研磨部22中的金刚石研磨粒的含量的上限优选为0.3体积%,更优选为0.2体积%。金刚石研磨粒为硬质且磨削力高,因此即使与被削体接触也难以引起钝化或脱落,且与其他研磨粒相比容易受到大的研磨负荷。因此,若所述第二研磨部22的金刚石研磨粒的含量超过所述上限,则研磨时施加至第二研磨部22的研磨负荷变大。由此,有研磨负荷分散于第一研磨部21与第二研磨部22,且因第一研磨部21的研磨压力提高而导致研磨速率改善效果不充分之虞。另外,所述研磨材1主要通过第一研磨部21进行研磨,因此有相对于所述研磨材1的制造成本的上升而所获得的磨削力提升效果不充分之虞。另一方面,所述金刚石研磨粒的含量的下限并无特别限定,可为0体积%,即第二研磨部22可不含有金刚石研磨粒。

(粘合剂)

第二研磨部22的粘合剂22b的主成分可列举与第一研磨部21的粘合剂21b的主成分同样者。其中,第二研磨部22的粘合剂22b的主成分优选为聚丙烯酸、环氧树脂、聚酯及聚氨基甲酸酯。这些树脂容易确保对基材10的良好的密接性。另外,这些树脂与无机物相比研磨粒保持力低,因此研磨粒22a的脱落适度地进行,且容易控制第二研磨部22的磨耗量。

所述粘合剂22b中,也可根据目的而适当含有分散剂、偶合剂、表面活性剂、润滑剂、消泡剂、着色剂等各种助剂及添加剂等。

研磨层20中的所述第二研磨部22的占有面积率的下限优选为5%,更优选为15%。另一方面,所述第二研磨部22的占有面积率的上限优选为97%,更优选为95%。若所述第二研磨部22的占有面积率未满所述下限,则有因被削体落入槽23中而引起的损伤的抑制效果不足之虞。相反,若所述第二研磨部22的占有面积率超过所述上限,则相对地第一研磨部21的占有面积率变少,因此第一研磨部21的磨耗得以促进,且难以产生第一研磨部21与第二研磨部22的高度的差。由此,存在无法充分提高第一研磨部21的研磨压力而研磨速率的改善效果不充分之虞。

研磨层20中的研磨部整体的占有面积率(所述第一研磨部21与所述第二研磨部22的占有面积率的和)的下限为15%,更优选为16%,进而优选为25%。若所述研磨部整体的占有面积率未满所述下限,则有产生因被削体落入槽等中而引起的损伤之虞。另一方面,所述研磨部整体的占有面积率的上限为100%。再者,在所述研磨部整体的占有面积率为100%的情况下,研磨层20不具有槽23,而仅由第一研磨部21及第二研磨部22构成。

塔柏磨耗试验中的所述第二研磨部22的磨耗量的下限优选为0.3g,更优选为0.4g。若所述第二研磨部22的磨耗量未满所述下限,则研磨时难以与第一研磨部21之间产生因磨耗量的差异而引起的高度的差。由此有无法充分提高第一研磨部21的研磨压力,且研磨速率的改善效果不充分之虞。另一方面,所述第二研磨部22的磨耗量的上限并无特别限定,通常为0.8g左右。

塔柏磨耗试验中的所述第二研磨部22的磨耗量相对于所述第一研磨部21的磨耗量的比的下限为3,更优选为3.5,进而优选为4。若所述磨耗量的比未满所述下限,则研磨时难以与第一研磨部21之间产生因磨耗量的差异而引起的阶差。由此有无法充分提高第一研磨部21的研磨压力,且研磨速率的改善效果不充分之虞。另一方面,所述磨耗量的比的上限并无特别限定,为15左右。

再者,在将所述研磨材1用于研磨之前,第一研磨部21与第二研磨部22可如图2所示,表面为同一平面而无阶差,也可预先设置在研磨时产生的程度的阶差、即平均高度为30μm以上且60μm以下的阶差。

<槽>

槽23在研磨层20的表面配设为等间隔的格子状。另外,所述槽23的底面是由基材10的表面所构成。

所述槽23的平均宽度的上限优选为10mm,更优选为8mm。若所述槽23的平均宽度超过所述上限,则凸状部24的占有面积率无法充分确保,且研磨时被削体容易落入槽23中,因此有被削体产生损伤之虞。另一方面,所述槽23的平均宽度的下限并无特别限定,可为0mm,即所述研磨材1可为不具有槽23的构成。

〔接着层〕

接着层30为将所述研磨材1固定于用以支持所述研磨材1并安装于研磨装置的支持体的层。

所述接着层30中使用的接着剂并无特别限定,例如可列举:反应型接着剂、瞬间接着剂、热熔接着剂、作为可重新贴的接着剂的粘着剂等。

所述接着层30中使用的接着剂优选为粘着剂。通过使用粘着剂来作为接着层30中使用的接着剂,可自支持体剥离所述研磨材1而重新贴,因此容易实现所述研磨材1及支持体的再利用。此种粘着剂并无特别限定,例如可列举:丙烯酸系粘着剂、丙烯酸-橡胶系粘着剂、天然橡胶系粘着剂、丁基橡胶系等合成橡胶系粘着剂、硅酮系粘着剂、聚氨基甲酸酯系粘着剂等。

接着层30的平均厚度的下限优选为0.05mm,更优选为0.1mm。另外,接着层30的平均厚度的上限优选为0.3mm,更优选为0.2mm。在接着层30的平均厚度未满所述下限的情况下,接着力不足,有所述研磨材1自支持体剥离之虞。另一方面,在接着层30的平均厚度超过所述上限的情况下,有例如因接着层30的厚度而当将所述研磨材1切割为所需形状时造成障碍等作业性降低之虞。

〔研磨材的制造方法〕

所述研磨材1可通过以下步骤来制造:准备第一研磨部用组合物的步骤、准备第二研磨部用组合物的步骤、通过第一研磨部用组合物的印刷而形成所述第一研磨部21的步骤、通过第二研磨部用组合物的印刷而形成所述第二研磨部22的步骤、以及在基材10的背面侧层叠接着层30的步骤。

首先,在第一研磨部用组合物准备步骤中,准备使第一研磨部用组合物(第一研磨部21的研磨粒21a及粘合剂21b的形成材料)分散于溶剂中而成的溶液作为涂敷液。作为所述溶剂,只要粘合剂21b的形成材料可溶,则并无特别限定。具体而言可使用:甲基乙基酮(methylethylketone,mek)、异佛尔酮、萜品醇、n甲基吡咯烷酮、环己酮、碳酸亚丙酯等。为了控制涂敷液的粘度或流动性,也可添加水、醇、酮、乙酸酯、芳香族化合物等稀释剂等。

继而,在第二研磨部用组合物准备步骤中,与第一研磨部用组合物准备步骤的涂敷液同样地,准备使第二研磨部用组合物(第二研磨部22的研磨粒22a及粘合剂22b的形成材料)分散于溶剂中而成的溶液作为涂敷液。再者,所述第二研磨部用组合物准备步骤可在第一研磨部用组合物准备步骤之前、或者第一研磨部形成步骤之后进行。

继而,在第一研磨部形成步骤中,使用在第一研磨部用组合物准备步骤中准备的涂敷液,利用印刷法而在基材10表面形成多个第一研磨部21。具体而言,准备具有与所述第一研磨部21的反转形状相对应的形状的掩模,介隔所述掩模而印刷所述涂敷液。所述印刷方式例如可使用网版印刷、金属掩模印刷等。

通过使所述经印刷的涂敷液加热脱水以及加热硬化而形成第一研磨部21。具体而言,使所述涂敷液在室温(25℃)下干燥及加热脱水后,使其加热硬化,从而形成第一研磨部21。

继而,在第二研磨部形成步骤中,使用在所述第二研磨部用组合物准备步骤中准备的涂敷液,利用印刷法而形成包围第一研磨部21的第二研磨部22。具体而言,准备具有与所述第二研磨部22的反转形状相对应的形状的掩模,介隔所述掩模而印刷所述涂敷液。所述印刷方式例如可使用刮板印刷、棒涂机印刷、敷料器印刷等。再者,所述第二研磨部形成步骤也可在所述第一研磨部形成步骤之前、或者与第一研磨部形成步骤同时进行。

通过使所述经印刷的涂敷液加热硬化而形成第二研磨部22。具体而言,使所述涂敷液加热硬化,从而形成第二研磨部22。

最后,在接着层层叠步骤中,在基材10的背面侧层叠接着层30。具体而言,例如将预先形成的胶带状的接着层30贴附于基材10的背面。再者,所述接着层层叠步骤也能够在第二研磨部形成步骤之前进行。

〔优点〕

所述研磨材1具备第一研磨部21、及包围所述第一研磨部21的第二研磨部22,塔柏磨耗试验中的所述第二研磨部22的磨耗量相对于所述第一研磨部21的磨耗量的比为3以上。因此,若使用所述研磨材1进行研磨,则包围第一研磨部21的第二研磨部22先磨耗。由此,自研磨开始起较短时间内,在第一研磨部21与第二研磨部22之间产生阶差,以使第二研磨部22的高度低。另外,所述研磨部的磨耗主要通过研磨粒的脱落而在第一研磨部21及第二研磨部22一起进行,因此,一面维持所述阶差一面对被削体进行研磨。因而,第一研磨部21主要受到研磨时所施加的研磨负荷,因此,第一研磨部21的研磨压力提高,由此所述研磨材1的磨削力提高。另外,关于所述研磨材1,所述第二研磨部22包围所述第一研磨部21,且将所述研磨层20中的所述研磨部整体的占有面积率设为15%以上且100%以下。因此,关于所述研磨材1,当研磨时被削体的端部在第一研磨部21之间移动时,通过所述第二研磨部22可抑制被削体向基材侧倾斜。因而,所述研磨材1可抑制因被削体落入槽23等中而引起的损伤。

[其他实施方式]

本发明并不限定于所述实施方式,除了所述方案以外,可以实施了各种变更、改良的方案而实施。

所述实施方式中,对多个第一研磨部规则地排列为方块图案状的情况进行了说明,但多个第一研磨部的排列并不限定于此。例如多个第一研磨部也可在正交的x方向与y方向上以不同的间隔而排列。

所述实施方式中,将槽构成为等间隔的格子状,但格子的间隔及平面形状并不限定于所述实施方式。另外,所述实施方式中,设为槽的底面为基材的表面的构成,但也可为槽的深度小于研磨层的平均厚度,槽不到达基材的表面。

另外,所述实施方式中,对槽划分第二研磨部的构成进行了说明,但槽的构成并不限定于此。例如如图3所示,槽23也可配设于第一研磨部21与第二研磨部22之间。所述情况下,槽23可以包围第一研磨部21的周围的方式进行配设,但也可以与第一研磨部21的一部分相接的方式进行配设。

另外,所述研磨材也可为不具有槽的结构。

所述实施方式中,对由第二研磨部的外周构成的形状为与第一研磨部相似的形状这一情况进行了说明,但所述第二研磨部的形状并不限定于与第一研磨部相似的形状。例如如图4所示,也可将第一研磨部21设为圆形状,且将由第二研磨部22的外周构成的形状设为方形状。

所述实施方式中,对一个第二研磨部包围一个第一研磨部的情况进行了说明,但也可如图5所示,一个第二研磨部22包围多个第一研磨部21。

另外,第二研磨部可不包围第一研磨部的整周,也可如图6所示在一部分上存在缺口。再者,自抑制因被削体落入至缺口等中而引起的损伤的观点考虑,在第一研磨部21的整周,与所述第二研磨部22相向的部分的长度为90%以上、优选为95%以上。

所述实施方式中,对研磨层具有塔柏磨耗试验中的磨耗量不同的两种研磨部的情况进行了说明,但研磨层也可具有三种以上研磨部。所述情况下,所述磨耗量最小的研磨部为第一研磨部,剩余的两种以上研磨部为其他研磨部(相当于所述实施方式的第二研磨部)。作为所述其他研磨部的构成,只要由其他研磨部将第一研磨部包围,则并无特别限定。作为所述其他研磨部的构成,例如可列举:如图7所示第一研磨部21由第一其他研磨部25包围,进而所述第一其他研磨部25由第二其他研磨部26包围的构成、或者如图8所示第一其他研磨部25及第二其他研磨部26沿第一研磨部21的周交替配设,且由所述交替配设的其他研磨部整体以环状将第一研磨部21包围的构成等。

进而,如图9所示,所述研磨材2也可具备:隔着背面侧的接着层30而层叠的支持体40、以及层叠于所述支持体40的背面侧的第二接着层31。通过所述研磨材2具备支持体40,而容易进行所述研磨材2的操作。

所述支持体40的主成分可列举:聚丙烯、聚乙烯、聚四氟乙烯、聚氯乙烯等具有热塑性的树脂,或聚碳酸酯、聚酰胺、聚对苯二甲酸乙二酯等工程塑料。通过对所述支持体40的主成分使用此种材料,所述支持体40具有可挠性,所述研磨材2追随被削体的表面形状,研磨面与被削体容易接触,因此研磨速率进一步提升。

所述支持体40的平均厚度例如可设为0.5mm以上且3mm以下。在所述支持体40的平均厚度未满所述下限的情况下,有所述研磨材2的强度不足之虞。另一方面,在所述支持体40的平均厚度超过所述上限的情况下,有难以将所述支持体40安装于研磨装置上之虞或者所述支持体40的可挠性不足之虞。

所述第二接着层31可使用与接着层30同样的接着剂。另外,第二接着层31可设为与接着层30同样的平均厚度。

实施例

以下,列举实施例及比较例来对本发明进一步详细说明,但所述发明并不限定于以下的实施例。

[实施例1]

将金刚石研磨粒(55质量%镍涂布处理金刚石,平均粒径35μm)、氧化铝研磨粒(al2o3,电熔氧化铝,平均粒径12μm)、以及作为粘合剂的硅酸盐(3号硅酸钠)混合,以使金刚石研磨粒的第一研磨部中的含量成为5体积%以及氧化铝研磨粒的第一研磨部中的含量成为71体积%的方式进行制备,而获得第一研磨部用组合物的涂敷液。

另外,将氧化铝研磨粒(白色氧化铝wa#1000,平均粒径12μm)、作为粘合剂的环氧树脂(三键控股(threebondholdings)股份有限公司的“tb2022”)、以及环氧树脂硬化剂(三键控股(threebondholdings)股份有限公司的“tb2105c”)混合,以使氧化铝研磨粒的第二研磨部中的含量成为85体积%的方式进行制备,而获得第二研磨部用组合物的涂敷液。

准备平均厚度300μm的铝板作为基材,使用所述第一研磨部用组合物的涂敷液,通过印刷在所述基材的表面形成多个第一研磨部。所述多个第一研磨部为规则地排列的方块图案状,邻接的第一研磨部的中心间的距离为10mm。再者,印刷使用具有与第一研磨部的反转形状相对应的图案的掩模。各个第一研磨部设为面积9mm2(俯视时一边为3mm的正方形状),将第一研磨部的平均厚度设为500μm。再者,第一研磨部在研磨层中的面积占有率设为9%。

再者,涂敷液在室温(25℃)下进行干燥及加热脱水后,进行加热硬化。

另外,使用平均厚度1mm的硬质氯乙烯树脂板作为支持基材并固定于研磨装置的支持体,利用平均厚度130μm的粘着剂将所述基材的背面与所述支持体的表面贴合。所述粘着剂使用双面胶带(积水化学股份有限公司的“#5605hgd”)。

继而,使用所述第二研磨部用组合物的涂敷液,通过印刷以包围第一研磨部的方式形成第二研磨部。各个第二研磨部设为面积81mm2(俯视时外周为一边9.5mm的正方形状)。第二研磨部的平均厚度设为与第一研磨部的平均厚度为相同值。第二研磨部在研磨层中的面积占有率为81%,且研磨层中的研磨部整体的面积占有率设为90%。再者,研磨层的剩余部分的10%为槽,所述槽设为平均宽度为0.5mm的格子状。

再者,对涂敷液进行加热干燥。以此种方式获得实施例1的研磨材。

[实施例2、实施例3、比较例3]

除了将第一研磨部的占有面积率、第二研磨部的占有面积率、及研磨部整体的占有面积率设为表1所示的值以外,以与实施例1同样的方式获得实施例2及实施例3的研磨材。

[实施例4]

将金刚石研磨粒(55质量%镍涂布处理金刚石,平均粒径35μm)、氧化铝研磨粒(白色氧化铝wa#1000,平均粒径12μm)、作为粘合剂的环氧树脂(三键控股(threebondholdings)股份有限公司的“tb2022”)、以及环氧树脂硬化剂(三键控股(threebondholdings)股份有限公司的“tb2105c”)混合,以使金刚石研磨粒的第二研磨部中的含量成为0.2体积%、以及氧化铝研磨粒的第二研磨部中的含量成为84.8体积%的方式进行制备,而获得第二研磨部用组合物的涂敷液。

除了使用所述第二研磨部用组合物以外,以与实施例1同样的方式获得实施例4的研磨材。

[实施例5]

除了将第二研磨部在研磨层中的面积占有率设为91%、以及研磨层中的研磨部整体的面积占有率设为100%,且将研磨层设为不具有槽的构成以外,以与实施例1同样的方式获得实施例5的研磨材。

[实施例6]

将氧化铝研磨粒(白色氧化铝wa#1000,平均粒径12μm)、及作为粘合剂的丙烯酸(三菱丽阳(mitsubishirayon)股份有限公司的“蒂阿诺(dianal)br-80”)混合,以使氧化铝研磨粒在第二研磨部中的含量成为85体积%的方式进行制备,而获得第二研磨部用组合物的涂敷液。

除了使用所述第二研磨部用组合物以外,以与实施例5同样的方式获得实施例6的研磨材。

[比较例1]

将碳化硅研磨粒(绿色碳化硅(greencarbonite),平均粒径30μm、)、氧化铝研磨粒(白色氧化铝wa#1000,平均粒径12μm)、作为粘合剂的硅酸盐(3号硅酸钠)混合,以使碳化硅研磨粒在第二研磨部中的含量成为30体积%、以及氧化铝研磨粒在第二研磨部中的含量成为46体积%的方式进行制备,而获得第二研磨部用组合物的涂敷液。

除了使用所述第二研磨部用组合物以外,以与实施例5同样的方式获得比较例1的研磨材。

[比较例2]

将金刚石研磨粒(55质量%镍涂布处理金刚石,平均粒径35μm)、氧化铝研磨粒(白色氧化铝wa#1000,平均粒径12μm)、作为粘合剂的硅酸盐(3号硅酸钠)混合,以使碳化硅研磨粒在第二研磨部中的含量成为2.5体积%、以及氧化铝研磨粒在第二研磨部中的含量成为77.5体积%的方式进行制备,而获得第二研磨部用组合物的涂敷液。

除了使用所述第二研磨部用组合物以外,以与实施例1同样的方式获得比较例2的研磨材。

[研磨条件]

使用所述实施例1~实施例6及比较例1~比较例3中所获得的研磨材进行蓝宝石基板的研磨。对于所述蓝宝石基板,使用直径5.08cm、比重3.97的c面的蓝宝石基板。所述研磨中,使用公知的双面研磨机。双面研磨机的载体为厚度0.4mm的环氧树脂玻璃。将研磨压力设为200g/cm2,在上压盘转速25rpm、下压盘转速50rpm及太阳齿轮转速8rpm的条件下进行研磨。此时,作为冷却剂(coolant),每分钟供给30cc的出光兴产股份有限公司的“达夫尼卡特(daphnecut)gs50k”。

[评价方法]

对实施例1~实施例6及比较例1~比较例3的研磨材进行通过塔柏磨耗试验的磨耗量的测定、以及使用这些研磨材研磨蓝宝石基板时的第一研磨部与第二研磨部的阶差的平均高度的测定、及研磨速率的测定。将结果示于表1。

<磨耗量的测定>

通过塔柏磨耗试验的磨耗量的测定中,准备所述实施例1~实施例6及比较例1~比较例3的研磨材各两块。所述两块研磨材中,自一块研磨材去除第二研磨部而制成仅有第一研磨部的研磨材,且自另一块研磨材去除第一研磨部而制成仅有第二研磨部的研磨材。由所述两块研磨材分别准备试片(平均直径104mm,平均厚度300μm),使用塔柏磨耗试验机(塔柏仪器(taberinstrument)公司的“型号(model)174”),以磨耗轮h-18、负荷4.9n(500gf)的条件使各试片旋转320转而经磨耗。测定所述320转前后的试片的质量差[g]而作为磨耗量[g]。

<阶差的平均高度的测定>

第一研磨部与第二研磨部的阶差的平均高度是使用激光位移计(基恩士(keyence)股份有限公司制造)测定任意的15处,以所获得的测定值的平均值的形式而求出。

<研磨速率>

关于研磨速率,对蓝宝石基板进行10分钟研磨,将研磨前后的基板的重量变化(g)除以基板的表面积(cm2)、基板的比重(g/cm3)及研磨时间(分钟),并将单位换算为μm/分钟而算出。

[表1]

表1中,硬化剂及第二研磨粒的“-”是指分别未使用硬化剂及第二研磨粒。另外,阶差的平均高度及研磨速率的“-”是指因基板落入槽中而基板受到损伤,因此未能进行测定。

根据表1的结果,与比较例1~比较例3的研磨材相比,实施例1~实施例6的研磨材的研磨速率高。相对于此,比较例1、比较例2的研磨材中,第一研磨部相对于第二研磨部的塔柏磨耗试验中的磨耗量的比未满3,因此研磨时未在第一研磨部与第二研磨部之间产生充分的阶差。因此,使用比较例1、比较例2的研磨材的研磨中,研磨负荷分散于第一研磨部与第二研磨部,因此认为第一研磨部的研磨压力未提高,而研磨速率低。另外,关于比较例3的研磨材,因研磨部整体的面积占有率未满15%,因此认为因被削体落入槽中而产生了损伤。

根据以上可知,相对于第一研磨部的塔柏磨耗试验中的第二研磨部的所述磨耗量的比设为3以上,且将研磨层中的研磨部整体的占有面积率设为15%以上且100%以下,由此可抑制因被削体落入槽等中而引起的损伤,并且可达成高加工效率。

产业上的可利用性

本发明的研磨材可抑制因被削体落入槽等中而引起的损伤,并且可达成比较高的加工效率。因而,所述研磨材可适宜地用于玻璃或蓝宝石等基板的平面研磨。

符号的说明

1、2:研磨材

10:基材

20:研磨层

21:第一研磨部

22:第二研磨部

21a、22a:研磨粒

21b、22b:粘合剂

23:槽

24:凸状部

25、26:其他研磨部

30:接着层

31:第二接着层

40:支持体

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