抛光垫及其制造方法_3

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H)等。具体地,可列举4,4'-亚甲基双(邻氯苯胺)(MOCA)、2,6-二氯对 苯二胺、4,4'-亚甲基双(2, 3_二氣苯胺)、3, 5_双(甲硫基)_2,4_甲苯二胺、3, 5_双(甲 硫基)_2,6_甲苯二胺、3, 5_二乙基甲苯_2,4_二胺、3, 5_二乙基甲苯_2,6_二胺、丙二醇 二对氨基苯甲酸酯、聚氧亚丁基-二-对氨基苯甲酸酯、4,4'_二氨基-3, 3',5, 5'-四乙基 二苯基甲烧、4,4' -二氛基_3, 3' -二异丙基_5, 5' -二甲基二苯基甲烧、4,4' -二氛基_3, 3',5,5'_四异丙基二苯基甲烷、1,2_双(2-氨基苯基巯基)乙烷、4,4'_二氨基_3,3'_二 乙基_5,5' -二甲基二苯基甲烧、N,N' -二仲丁基_4,4' -二氛基二苯基甲烧、3,3' -二乙 基_4,4' -二氨基二苯基甲烷、间二甲苯二胺、N,N' -二仲丁基对苯二胺、间苯二胺及对二甲 苯二胺等例示的多胺类;或者上述的低分子量多元醇或低分子量多胺。这些物质可以使用 一种也可以两种以上混合使用。
[0064] 异氰酸酯封端预聚物A、异氰酸酯封端预聚物B、及增链剂的比例,可根据各自分 子量或抛光垫的所期望的物性等,进行各种改变而获得。异氰酸酯封端预聚物B相对于100 重量份异氰酸酯封端预聚物A的添加量,优选为5-30重量份,更优选为5-20重量份。另外, 为了得到具有所期望的抛光特性的抛光垫,所述预聚物的异氰酸酯基数相对于增链剂的活 性氢基团(羟基、氨基)数,优选为0.8-1. 2,更优选为0.99-1. 15。在异氰酸酯基数为所述 范围外的情况下,存在产生固化不良、无法得到所要求的比重和硬度、且抛光特性降低的倾 向。
[0065] 聚氨酯发泡体可应用熔融法、溶液法等公知的氨基甲酸酯化技术来制造,在考虑 到成本、作业环境等的情况下,优选采用熔融法制造。
[0066] 本发明的聚氨酯发泡体通过预聚物法进行制造。采用预聚物法得到的聚氨酯树 月旨,其物理特性优异而适合。
[0067] 此外,就异氰酸酯封端预聚物A及B而言,分子量800-5000左右的异氰酸酯封端 预聚物,其加工性、物理特性等优异而适合。
[0068] 具体地,将含有异氰酸酯封端预聚物A及B的第1成分和含有增链剂的第2成分 混合并固化,从而制造聚氨酯发泡体。
[0069] 作为聚氨酯发泡体的制造方法,可列举添加中空微珠的方法、机械发泡法(包括 机械泡沫法)、化学发泡法等。此外,可以合用各方法,但特别优选使用作为聚烷基硅氧烷 与聚醚的共聚物的硅酮类表面活性剂的机械发泡法。作为硅酮类表面活性剂,可以例示 SH-192及L-5340 (东丽道康宁有机硅公司制)、B8443、B8465 (高德斯密特公司制)等作为 合适的化合物。硅酮类表面活性剂在聚氨酯原料组合物中优选添加0. 05-10重量%,更优 选〇. 1-5重量%。
[0070] 此外,根据需要,可以添加抗氧化剂等稳定剂、润滑剂、颜料、填充剂、抗静电剂、及 其他的添加剂。
[0071] 以下对制造构成抛光垫(抛光层)的具有微细气泡的聚氨酯发泡体的方法的例子 进行说明。这种聚氨酯发泡体的制造方法具有以下步骤。
[0072] 1)制作气泡分散液的发泡步骤
[0073] 在包含异氰酸酯封端预聚物A及B的第1成分中,以在聚氨酯发泡体中为0. 05-10 重量%的比例添加硅酮类表面活性剂,在存在非反应性气体的情况下进行搅拌,使非反应 性气体作为微细气泡分散,得到气泡分散液。在所述预聚物在常温时为固体的情况下,预热 至适当的温度,熔融后使用。
[0074] 2)固化剂(增链剂)混合步骤
[0075] 在所述气泡分散液中添加包含增链剂的第2成分、混合,从而得到发泡反应液。
[0076] 3)注塑步骤
[0077] 将所述发泡反应液流入至模具中。
[0078] 4)固化步骤
[0079] 对流入至模具的发泡反应液进行加热、使其反应固化。
[0080] 作为为了形成所述微细气泡而使用的非反应性气体,优选非可燃性的非反应性气 体,具体地,可以例示氮气、氧气、二氧化碳、氦气或氩气等稀有气体或这些气体的混合气 体,在成本方面最优选使用进行干燥而除去了水分的空气。
[0081] 作为使非反应性气体形成为微细气泡状而分散于包含硅酮类表面活性剂的第1 成分中的搅拌装置,可以没有特别限定地使用公知的搅拌装置,具体地,可以例示均化器、 溶解器、双轴行星型混合机(行星式混合机)等。搅拌装置的搅拌叶片的形状也没有特别 限定,但使用搅打器型搅拌叶片时能够获得微细气泡,因此优选。
[0082] 此外,在发泡步骤中,制作气泡分散液的搅拌与混合步骤中添加增链剂进行混合 的搅拌,使用不同的搅拌装置也是优选的方式。特别是混合步骤中的搅拌可以不是形成气 泡的搅拌,优选使用不卷入大气泡的搅拌装置。作为这样的搅拌装置,行星型混合机是适宜 的。即使发泡步骤与混合步骤的搅拌装置使用相同的搅拌装置也没问题,根据需要对搅拌 叶片的旋转速度等搅拌条件进行调整而使用也是适宜的。
[0083] 在聚氨酯发泡体的制造方法中,将发泡反应液流入至模具中且反应至不流动为 止,对此发泡体进行加热、后固化,具有提高发泡体的物理特性的效果,因此极为合适。也 可作为在模具中流入发泡反应液后立即放入加热烘箱中进行后固化的条件,在这样的条件 下,热量不会立即传递至反应成分,因此气泡直径不会变大。为了气泡形状稳定,优选在常 压下进行固化反应。
[0084] 在聚氨酯发泡体中,也可以使用叔胺类等公知的促进聚氨酯反应的催化剂。混合 步骤后,在考虑流入至给定规定形状的模具的流动时间的基础上,选择催化剂的种类、添加 量。
[0085] 聚氨酯发泡体的制造可以是将各成分测量后投入到容器中再进行搅拌的间歇方 式,另外也可以是在搅拌装置中连续供给并搅拌各成分和非反应性气体,并送出得到的发 泡反应液来制造成形品的连续生产方式。
[0086] 另外,将作为聚氨酯发泡体的原料的预聚物放入反应容器中,然后投入增链剂,搅 拌后,流入至规定大小的铸模中而制作块体,该块体可以通过使用刨状或带锯状的切片机 进行切片的方法,或在所述注塑阶段制成薄片状。另外,也可以将作为原料的树脂溶解,从 T模挤出成形从而直接得到片状的聚氨酯发泡体。
[0087] 所述聚氨酯发泡体中的直径为500ym以上的气孔的数量优选为5个 / f775 mm以下,更优选为3个/ f775 mm以下。
[0088] 所述聚氨酯发泡体的平均气泡直径优选为20-70 y m,更优选为30-60 y m。
[0089] 所述聚氨醋发泡体的修整速度优选为I. 0ym/min以下,更优选为0. 8ym/min以 下。
[0090] 所述聚氨酯发泡体吸水时的尺寸变化率优选为0. 6%以下,更优选为0. 4%以下。
[0091] 所述聚氨酯发泡体吸水前后的弯曲模量的变化率优选为45 %以下,更优选为 40%以下。
[0092] 所述聚氨酯发泡体的ASKER D硬度优选为45-65度,更优选为50-60度。
[0093] 与抛光对象物接触的本发明的抛光垫(抛光层)的抛光表面,优选具有用于保持、 更新浆料的凹凸结构。由发泡体构成的抛光层在抛光表面具有多个开口并具有保持和更新 浆料的作用,通过在抛光表面形成凹凸结构,能够更高效率地进行浆料的保持和更新,还能 够防止吸附抛光对象物引起的抛光对象物的破坏。凹凸结构只要是保持和更新浆料的形状 即可,没有特别限定,例如,可列举XY格子槽、同心圆状槽、贯通孔、不贯通的孔、多角棱柱、 圆柱、螺旋状槽、偏心圆状槽、放射状槽、以及将这些槽组合而成的结构。另外,通常这些凹 凸结构具有规则性,但为了使浆料的保持、更新性变得更理想,也以可使槽间距、槽宽度、及 槽深度在某个范围内变化。
[0094] 所述凹凸结构的制作方法没有特别限定,例如,可列举使用如给定尺寸的车刀的 夹具进行机械切削的方法;通过在具有给定表面形状的模具中流入树脂,并使其固化而制 作的方法;用具有给定表面形状的压制板对树脂进行压制而制作的方法;使用光刻法而制 作的方法;使用印刷方法而制作的方法;使用二氧化碳激光等的利用激光的制作方法等。
[0095] 抛光层的厚度没有特别限定,通常为0. 8-4mm左右,优选为I. 5-2. 5mm。
[0096] 本发明的抛光垫可以是将所述抛光层与缓冲片贴合的抛光垫。
[0097] 所述缓冲片(缓冲层)是补充抛光层特性的层。缓冲片是为了兼顾在CMP中处于 权衡关系的平面
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