具有多孔界面及实心核心的抛光垫、以及相关的装置和方法_4

文档序号:9757059阅读:来源:国知局
及第二层的初始厚度调节多孔层与无孔层的厚度比。可用作扩散阻挡物的典型材料包括具有高结晶度(例如〉60%)的聚合物,诸如高密度聚乙烯、聚偏二氯乙烯(PVD)及聚偏二氟乙烯(PVF)。
[0050]如关于图1-图3所指出的,取决于应用,在本发明的各种实施方式中,抛光垫可具有两个相对的多孔表面区(如图1-图2中所示)或一个多孔表面区(如图3中所示)。当抛光垫与压板连接时,仅一个多孔表面区与正在抛光的基板接触以使得在一些实施方式中无需具有相对的多孔表面区,以使得出于效率目的如图3中所示可一次性制得(例如经由削片)两个抛光垫。然而,在其它实施方式中,可能需要具有与施加于正在抛光的基板的多孔表面区相对的多孔表面区。举例而言,在使用期间,典型地使用粘着剂将抛光垫粘着于抛光装置的压板上,且在粘着于压板上的抛光垫的一侧上存在多孔表面区可增强抛光垫与压板的粘着。
[0051]在本发明的实施方式中,可将凹槽图案配置到与待抛光的基板接触的垫的表面中,以促进抛光处理期间的抛光组合物(浆料)的分布。通常地,凹槽的并入发生在工艺的较靠后的阶段中,例如,在如上所述任选地将表皮层削片及/或将垫削成两个垫之后。
[0052]以下实施例进一步说明本发明,但当然不应解释为以任何方式限制其范围。
[0053]实施例1
[0054]该实施例说明制备本发明抛光垫(抛光垫1A-1D)及对比抛光垫(抛光垫1E-1T)。图5中通过字母(a)-(t)所描绘的扫描电子显微照片(SEM)分别对应于该实施例中的抛光垫1A-1T。所有抛光垫均由挤出的热塑性聚氨酯(TPU)制备,如根据ASTM D22400-00所测量的,其具有肖氏D硬度标度上的60D硬度。以下相对于本发明抛光垫1A-1D的描述说明,根据本发明的实施方式使用充气温度及饱和时间作为控制变量,有利于形成实心核心-多孔界面双重形态的加工条件。相比而言,相对于对比抛光垫1E-1J的描述说明不利于形成实心核心-多孔界面形态的条件,且相对于对比抛光垫1K-1T的描述说明导致在整个TPU膜的横截面中形成气泡的条件。除非另有说明,否则各抛光垫均以与抛光垫IA相同的方式制备。
[0055]抛光垫IA
[0056]将挤出的TPU的样品引入实验室压力容器中且允许在500psig(3.45MPa)下吸收二氧化碳气体4小时。使用压力控制器自动监测及控制容器的压力在目标的±5psig(0.03MPa)内。在气体吸收期间的样品温度维持在10°C。这通过在围绕压力容器的外部夹套中循环冷却流体及使用温度控制器控制温度在偏离目标小于0.3°C内实现。在二氧化碳饱和后,将样品除气20分钟,随后在154.4°C油浴中发泡2分钟。发泡样品的形态展示于图5的SEM(a)中。发泡样品的孔隙率为12.5%且平均孔隙尺寸为17μπι。多孔层与无孔层的厚度比为0.52:1。
[0057]抛光垫IB
[0058]将挤出的TPU的样品引入实验室压力容器中且允许在500psig(3.45MPa)下吸收二氧化碳气体8小时。在气体吸收期间的样品温度维持在10°C。在二氧化碳饱和后,将样品除气20分钟,随后在154.4°C油浴中发泡2分钟。发泡样品的形态展示于图5的SEM(b)中。发泡样品的孔隙率为28%且平均孔隙尺寸为18μπι。多孔层与无孔层的厚度比为1.15:1。
[0059]抛光垫IC
[0060]将挤出的TPU的样品引入实验室压力容器中且允许在400psig(2.76MPa)下吸收二氧化碳气体8小时。在气体吸收期间的样品温度维持在10°C。在二氧化碳饱和后,将样品除气20分钟,随后在154.4°C油浴中发泡2分钟前。发泡样品的形态展示于图5的SEM(C)中。发泡样品的孔隙率为14%且平均孔隙尺寸为35μπι。多孔层与无孔层的厚度比为0.22:1。
[0061 ] 抛光垫ID
[0062]将挤出TPU的样品引入实验室压力容器中且允许在300psig(2.07MPa)下吸收二氧化碳气体24小时。在气体吸收期间的样品温度维持在10°C。在二氧化碳饱和后,将样品除气20分钟,随后在154.4°C油浴中发泡2分钟。发泡样品的形态展示于图5的SEM(d)中。发泡样品的孔隙率为27%且平均孔隙尺寸为91μπι。多孔层与无孔层的厚度比为1.14:1。
[0063]抛光垫1E、1F、1G、1H、1I 及 IJ
[0064]将挤出的TPU的样品引入实验室压力容器中且允许在图5中关于SEM(e)_(j)分别所示的条件下吸收二氧化碳。在气体吸收期间的样品温度维持在10°c。在二氧化碳饱和后,将样品除气20分钟,随后在154.4°C油浴中发泡2分钟。在这些条件下,各样品所吸收的二氧化碳的量不足以在发泡时形成气泡。
[0065]|^*—1K、1L、1M、1N、10、1P、1Q、1R、1S&1T
[0066]将挤出TPU的样品引入实验室压力容器中且允许在图5中关于SEM(k)_(t)分别所示的条件下吸收二氧化碳。在气体吸收期间的样品温度维持在10°c。在二氧化碳饱和后,将样品除气20分钟,随后在154.4°C油浴发泡2分钟前。各样品中的二氧化碳气体浓度高于2重量%且足以在整个TPU膜的横截面中引起成核及气泡形成,如图5的SEM(k)-(t)中所见的。这是通过以常规方式固态发泡TPU而获得的抛光垫的横截面形态。
[0067]该实施例的结果表明在聚合物中存在相对窄范围的二氧化碳浓度,该浓度能够形成适合的实心核心-多孔相间形态。最优选的二氧化碳浓度范围取决于各种因素,包括聚合物发泡时的温度以及在升高的压力环境下移除聚合物与使聚合物发泡之间经历的除气时间。在该实施例中所述的条件下,在TPU的情况下,能够形成适合实心核心-多孔相间形态的聚合物中的二氧化碳浓度为I %_2%。低于I重量%的二氧化碳浓度不足以在发泡时引起聚合物中的成核及气泡形成,而高于2重量V0的二氧化碳浓度在发泡时引起整个聚合物中的成核及气泡形成。
[0068]实施例2
[0069]该实施例说明制备本发明抛光垫(抛光垫2A-2F)及对比抛光垫(抛光垫2G-2T)。图6中通过字母(a)-(t)描绘的扫描电子显微照片(SEM)分别对应于该实施例中的抛光垫2A-2T。所有抛光垫均由挤出的热塑性聚氨酯(TPU)制备,如根据ASTM D22400-00所测量的,其具有肖氏D硬度标度上的60D硬度。以下相对于本发明抛光垫2A-2F的描述说明,根据本发明的实施方式使用充气温度及饱和时间作为控制变量,有利于形成实心核心-多孔界面双重形态的加工条件。相比而言,相对于对比抛光垫2G-2I的描述说明不利于形成实心核心-多孔界面形态的条件,且相对于对比抛光垫2J-2T的描述说明导致在整个TPU膜的横截面中形成气泡的条件。
[0070]抛光垫2A
[0071]将挤出的TPU的样品引入实验室压力容器中且允许在2.76MPa下吸收二氧化碳气体24小时。在气体吸收期间的样品温度维持在-1.1°C。在二氧化碳饱和后,将样品除气20分钟,随后在154.4°C油浴中发泡2分钟。发泡样品的形态展示于图6的SEM(a)中。发泡样品的孔隙率为22%且平均孔隙尺寸为35μπι。多孔层与无孔层的厚度比为1.7:1。
[0072]抛光垫2Β
[0073]将挤出的TPU的样品引入实验室压力容器中且允许在2.76MPa下吸收二氧化碳气体8小时。在气体吸收期间的样品温度维持在-1.1°C。在二氧化碳饱和后,将样品除气20分钟,随后在154.4°C油浴中发泡2分钟。发泡样品的形态展示于图6的SEM(b)中。发泡样品的孔隙率为7%且平均孔隙尺寸为26μπι。多孔层与无孔层的厚度比为0.3:1。
[0074]抛光垫2C
[0075]将挤出的TPU的样品引入实验室压力容器中且允许在2.76MPa下吸收二氧化碳气体8小时。在气体吸收期间的样品温度维持在4.4°C。在二氧化碳饱和后,将样品除气20分钟,随后在154.4°C油浴中发泡2分钟。发泡样品的形态展示于图6的SEM(C)中。发泡样品的孔隙率为11 %且平均孔隙尺寸为30μπι。多孔层与无孔层的厚度比为0.5:1。
[0076]抛光垫2D
[0077]将挤出的TPU的样品引入实验室压力容器中且允许在2.76MPa下吸收二氧化碳气体8小时。在气体吸收期间的样品温度维持在10°C。在二氧化碳饱和后,将样品除气20分钟,随后在154.4°C油浴中发泡2分钟。发泡样品的形态展示于图6的SEM(d)中。发泡样品的孔隙率为14%且平均孔隙尺寸为35μπι。多孔层与无孔层的厚度比为0.22:1。该抛光垫的制备及结果与上述抛光垫IC相同。
[0078]抛光垫2Ε
[0079]将挤出的TPU的样品引入实验室压力容器中且允许在2.76MPa下吸收二氧化碳气体8小时。在气体吸收期间的样品温度维持在15.5°C。在二氧化碳饱和后,将样品除气20分钟,随后在154.4°C油浴中发泡2分钟。发泡样品的形态展示于图6的SEM(e)中。发泡样品的孔隙率为19%且平均孔隙尺寸为64μπι。多孔层与无孔层的厚度比为1.17:1。
[0080]抛光垫2F
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