研磨布的制作方法

专利名称：研磨布的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种研磨布，特别是涉及一种具备软质塑胶薄板的研磨布，该软质塑胶薄板以湿式成膜法(Wet Palting Technology)连续形成发泡体 并把发泡体的表面层除去而形成开孔。
背景技术：
以往，镜头、平行平面板(plane-parallel plate)、反射镜等光学材 料，以及硅晶片、半导体元件、液晶显示器用的玻璃基板等材料(被研磨物) 对平坦度的要求非常高，因此使用研磨布进行研磨加工以符合对平坦度的 要求。其中，随着半导体电路的积体度急遽地提升，硅晶片、半导体元件 朝向以高密度化为目的的微小化、多层电路发展，如何使表面(加工面)的 平坦度能更上一层已成为了重要的课题。一般，使用化学机械研磨平坦技术(Chemical Mechanical Planarization, CMP，以下简称为CMP)作为半导体元件等的表面平坦化的技 术。CMP技术是将被研磨物的加工面压在研磨布上，把研磨粒子分散到碱性 液体或酸性液体中而制成研磨液，然后将研磨液加到加工面上，藉由研磨液 里的研磨粒子的机械作用以及碱性液体或酸性液体的化学作用来对加工面 研磨。随着加工面对平坦化要求的提高，对CMP技术追求的研磨精度，即，对 研磨布性能的要求也提高了 。研磨布具有绒革状软质塑胶薄板，绒革状软质塑胶薄板是利用以湿式 成膜法(Wet Palting Technology)连续形成的发泡体并除去发泡体表面层 而形成。软质塑胶薄板是将软质塑胶溶于水溶性有机溶剂而成为树脂溶液， 树脂溶液涂布在薄板状的基板后在水系凝固液中让树脂凝固再生(湿式成 膜法)而制成。随着凝固再生作用，软质塑胶薄板的表面上细密地形成了数 微米厚度的微多孔表面层(表皮层)，在内部延续形成了多数发泡。表皮层 以抛光方式除去而在表面形成了多数的开孔。不过，这样的研磨布，内部形成的发泡越接近表面侧上孔径越小而呈 现水滴状(剖面略成三角形)。因此表面形成的开孔的孔径小，容易浮皮研磨 屑、废研磨液阻塞，使用寿命(Life)上就相对不够长。为了延长使用寿命， 例如揭露了每平方毫米形成500个以上的细孔，表面粗糙度在特定范围 内的研磨布(请参考日本发明专利公开号2005-101541号)。再者，揭露了 "细孔的开孔大小"与"从开孔部分到细孔的最深处为止的距离"的比例为 1/10 ~ 1/3的研磨布(请参考日本发明专利公开号2007-160474)。然而，日本发明专利/>开号2005-101541号以及日本发明专利公开号 2007-160474号的技术为了避免阻塞开孔而提高发泡(开孔)的数量、开孔密 度，相对地也提高软质塑胶薄板的空隙率，因此，研磨加工时软质塑胶薄 板会容易磨耗。所以，与被研磨物容易接触的地方，软质塑胶薄板的磨耗(磨 损)会变大而产生厚度不均的问题，这不利于被研磨物研磨加工的均匀度。 另外，由于形成在软质塑胶薄板内部的发泡为水滴状，随着磨耗会使开孔 的孔径变大，也不利于被研磨物研磨加工的稳定度。换句话说，为了对被 研磨物能稳定研磨加工，厚度不均或孔径变大发生前就必须更换研磨布， 因此研磨布的使用寿命会变短。发明专利文献2中，由于厚厚地去除表皮 层，软质塑胶薄板的厚度就变的不足也会造成使用寿命短的问题。请参阅图3所示，是现有习知的研磨垫的发泡以及开孔径的剖面示意 图。以往，以湿式成膜法制成的聚氨酯薄板22上，均匀地形成长度有厚度 方向一半的小发泡23，以及长度几乎与厚度相当的大发泡24。小发泡23及 大发泡24的孔径随着与表面的距离越远而越大。特别是大发泡24,在表面 的开孔径D3与离表面200微米深的位置的开孔径D4的比例平均值完全在 0. 6以下。再者，由于小发泡23及大发泡24的孔径变大，离表面200微米 深的位置的全开孔数与表面的全开孔数相比，其减少的比例超过30%。而 且每平方毫米的开孔数都达200 ~ 500个之多。使用这样的聚氨酯薄板的研 磨垫进行被研磨物的研磨加工，随着研磨加工聚氨酯薄板持续地磨耗，则 短时间内小发泡23及大发泡24的孔径就会变大，研磨特性因此而产生变 化，使得研磨条件的调整变的相当困难。再者，发泡数(开孔数)'多的聚氨 酯薄板，其空隙率变大使得总体密度变小，研磨加工时容易磨耗、容易厚 度不均，不利于被研磨物的均匀研磨加工。为了确保被研磨物的稳定研磨 加工，研磨布必须在孔径变大、厚度不均发生之前进行交换，因此研磨布 的使用寿命短是其缺点。由此可见，上述现有的研磨布在结构与使用上，显然仍存在有不便与缺 陷，而亟待加以进一步改进。为了解决上述存在的问题，相关厂商莫不费 尽心思来谋求解决之道，但长久以来一直未见适用的设计被发展完成，而一 般产品又没有适切结构能够解决上述问题，此显然是相关业者急欲解决的 问题。因此如何能创设一种新型的研磨布，实属当前重要研发课题之一，亦 成为当前业界极需改进的目标。有鉴于上述现有的研磨布存在的缺陷，本发明人基于从事此类产品设 计制造多年丰富的实务经验及专业知识，并配合学理的运用，积极加以研 究创新，以期创设一种新型的研磨布，能够改进一般现有的研磨布，使其 更具有实用性。经过不断的研究、设计，并经过反复试作样品及改进后，终 于创设出确具实用价值的本发明。发明内容本发明的目的在于，克服现有的研磨布存在的缺陷，而提供一种新型 的研磨布，所要解决的技术问题是使其不易产生厚度不均、可确保稳定研 磨加工以及能提升使用寿命，非常适于实用。本发明的目的及解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。依据 本发明提出的一种研磨布，其具有一软质塑胶薄板，该软质塑胶薄板是以 湿式成膜法连续形成的发泡体，该发泡体除去表面层以形成多个开孔，该多个开孔中孔径在30~ 50微米的比例在50%以上，而该多个开孔所形成的 表面每一平方毫米的开孔数为50~100个，该多个发泡之中部分发泡为长 发泡，其长度为该软质塑胶薄板厚度的70%以上，该多个长发泡的开孔的孔 径与离表面至少200微米深的位置的孔径的比值平均值在0. 65 - 0. 95。 本发明的目的及解决其技术问题还可采用以下技术措施进一步实现。 前述的研磨布，其中所述的软质塑胶薄板的总体密度范围在0.2-0.4 克/立方厘米(即立方公分，以下均成为立方厘米)、厚度在0.7-2.0毫米 的范围。前述的研磨布，其中所述的软质塑胶薄板在离该些开孔形成的表面至少200微米深的位置上的开孔数相较于该些开孔形成的表面的开孔数，其减少比例在30%以下。前述的研磨布，其中所述的多个开孔在该软质塑胶薄板为全新时的直径为A,该软质塑胶薄板为全新的状态磨耗到离该些开孔形成的表面至少200微米深的位置为止时的直径为B, B/A未达1. 55。前述的研磨布，其中所述的B/A的范围在1.05 - 1.54。 前述的研磨布，其中所述的软质塑胶薄板以抛光处理形成该些开孔。 前述的研磨布，其中所述的软质塑胶薄板的该些开孔所形成的表面是经压印力。工处理。本发明与现有技术相比具有明显的优点和有益效果。由以上可知，为达 到上述目的，本发明提供了一种研磨布，其具有以湿式成膜法连续形成的 发泡体且发泡体除去表面层而形成开孔的软质的塑胶薄板，上述开孔的孔 径在30-5(M效米的开孔的比例在50%以上，而开孔所形成的表面每平方毫 米的开孔数为50 - 100个。上述发泡之中有一部分的发泡为长发泡，其长 度为软质塑胶薄板厚度的70%以上。这些长发泡的开孔的孔径与离上述开孔 形成表面至少200微米深的位置的孔径比值的平均值在0. 65 ~ 0. 95。在本发明，软质塑胶薄板在开孔形成的表面每平方毫米的开孔数有 50~100个，故能提高密度。而长发泡的长度有软质塑胶薄板厚度方向长度 的70°/。以上，因此长发泡的开孔孔径与离开孔形成表面至少200微米深的位5置的孔径比值的平均值在0. 65~0. 95,所以作为研磨面在一般使用下的研 磨加工磨耗到200微米深的位置为止，软质塑胶薄板的空隙比例也不易变 化。所以，软质塑胶薄板可以抑制一般使用下的磨耗，且也不易发生厚度不 均的问题。同时，软质塑胶薄板也避免了磨耗所造成的孔径变大的问题，因 此能确保研磨加工的稳定度。由于开孔径30~50微米的开孔比例在50 %以 上，软质塑胶薄板能抑制阻塞现象而能长期间发挥应有的研磨性能并延长 使用寿命。本发明的软质塑胶薄板的总体密度的范围可以在0.2-0.4克/立方厘 米、厚度范围在O. 2~0. 7毫米。再者，离软质塑胶薄板的开孔形成表面至 少200微米深的位置的开孔数相较于开孔形成表面的开孔数，减少的比例 可以在30%以下。开孔在软质塑胶薄板为全新时的直径为A，磨耗到离该 些开孔形成的表面至少200微米深的位置为止时的直径为B, B/A较佳为未 达1. 55, B/A为1. 05到1. 54更佳。软质塑胶薄板可以抛光处理形成开孔， 而软质塑胶薄板的开孔所形成的表面可以经压印加工处理。根据本发明，软质塑胶薄板在开孔形成的表面每平方毫米的'开孔数有 50 100个，故能提高密度。而长发泡的长度有厚度方向长度的70%以上，因 此开孔孔径与与离开孔形成之表面至少200微米深的位置上的孔径之比值 的平均值在0.65 - 0.95,所以作为研磨面在一般使用下因研磨加工磨耗到 200微米深的位置为止，软质塑胶薄板的空隙比例也不易变化。所以，软质 塑胶薄板可以抑制一般使用下的磨耗，且也不易发生厚度不均的问题。同 时，软质塑胶薄板也抑制了磨耗造成的孔径变大的问题，因此能确保研磨 加工的稳定度。由于开孔径30 - 50微米的开孔比例在50%以上，软质塑胶 薄板能抑制阻塞现象而能长期间发挥应有的研磨性能并延长使用寿命。借由上述技术方案，本发明研磨布至少具有下列优点及有益效果本发明由于提供了 一种研磨布，其不易产生厚度不均并能提升使用寿 命，有助于确保稳定研磨加工以及研磨布的制造、贩卖，故具有产业利用 性。综上所述，本发明提供了一种研磨布，不易产生厚度不均的问题并能 提升使用寿命。研磨布1具有聚氨酯薄板2，并在聚氨酯薄板2上形成发泡 与长发泡，其发泡3的长度为聚氨酯薄板厚度方向一半的长度，而长发泡4 的长度为厚度方向70%以上的长度。经抛光处理的发泡3、长发泡4在研磨 面P上形成开孔5与开孔6。这些开孔5、开孔6中开孔径在30 ~ 50微米 的开孔占全部开孔的50%以上。研磨面P上每平方毫米开孔5、开孔6的 开孔数合计设定在50 ~ 100个。长发泡4的开孔6的开孔径Dl与离研磨面 P至少20(M殷米深位置的开孔径D2的比例的平均值设定在0. 65 ~ 0. 95。本 发明的研磨布可抑制开孔径变大，而且空隙比例也不易变化。本发明提供 的研磨布，其不易产生厚度不均并能提升使用寿命，有助于研磨布的制造、 贩卖。本发明具有上述诸多优点及实用价值，其不论在产品结构或功能上皆有较大改进，在技术上有显著的进步，并产生了好用及实用的效果，且 较现有的研磨布具有增进的突出功效，从而更加适于实用，诚为一新颖、 进步、实用的新设计。上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的 技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和 其他目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举较佳实施例，并配合附 图，详细说明如下。


图1是本发明一较佳实施形态的研磨垫的剖面示意图。图2是本发明较佳实施形态的研磨垫的发泡以及开孔径的剖面示意图。 图3是现有习知的研磨垫的发泡以及开孔径的剖面示意图。1:研磨垫2:聚氨酯薄板3:发泡4:长发泡5、 6:开孔8:双面胶带22:聚氨酯薄板23:小发泡24:大发泡Dl、 D2:开孔径D3、 D4:开孔径P:研磨面具体实施方式
为更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功 效，以下结合附图及较佳实施例，对依据本发明提出的研磨布其具体实施方 式、结构、特征及其功效，详细说明如后。有关本发明的前述及其他技术内容、特点及功效，在以下配合参考图 式的较佳实施例的详细说明中将可清楚呈现。通过具体实施方式
的说明，当"了解，'然而所附图式仅是提二参考与说明之用，并:用来对本发明;以 限制。 研磨垫请参阅图i所示，是本发明一较佳实施形态的研磨垫i (该样态的研磨布一般称为研磨垫，以下以研磨垫称之)具有以聚氨酯(Po 1 yur e t hane)树脂形 成、作为软质塑胶薄板的聚氨酯薄板2。聚氨酯薄板2总体密度设定在0. 2 ~ 0. 4克/立方厘米的范围，而厚度 设定在0. 7 ~ 2. 0毫米的范围。另外，聚氨酯薄板2具有用来对被研磨物研 磨加工的研磨面P。聚氨酯薄板2的内部大致均匀地形成发泡3以及长发泡 4，其中发泡3的长度有聚氨酯薄板2厚度的一半，而长发泡4长度有聚氨 酯薄板2厚度的70%以上且在聚氨酯薄板2沿厚度方向来看为圓形、剖面略成三角形。而在研磨面P上，发泡3和长发泡4以抛光处理以分别形成开孑L 5、开孔6。发泡3形成在靠研磨面P —侧上、上述多个长发泡4之间，在聚氨酯 薄板2的厚度方向上的长度不一致。于是，发泡3大致均匀地形成在这些 大致均匀形成的长发泡4之间。发泡3和长发泡4的孔径大小在研磨面P 一侧比在研磨面P的另一侧还小。即，发泡3和长发泡4的孔径往研磨面P 一侧缩小。发泡3和长发泡4以图中未示的连通孔相互连通成立体网状结 构。在研磨面P上形成的开孔5及开孔6,其孔径在30 ~ 50微米的开孔占 全部开孔的50%以上。研磨面P每平方毫米的开孔5及开孔6的数量(开孔 数)合计设定在50 ~ 100个。再者，开孔5及开孔6的全部的开孔数(以下 称为全开孔数)与离研磨面P至少200微米深的位置的全开孔数相比，减少 的比例设定在30%以下。即，聚氨酯薄板2因研磨加工而磨耗至少200微米 的厚度时，相对于在研磨加工之前的全开孔数，也能维持70%以上。请参阅图2所示，是本发明较佳实施形态的研磨垫的发泡以及开孔径 的剖面示意图。长发泡4的开孔6在研磨面P上的开孔径Dl与离研磨面P 至少200微米深的位置的孔径D2的比值的平均值设定在0. 65 ~ 0. 95。换言 之，开孔6在聚氨酯薄板2因研磨加工而磨耗至少200微米的厚度时，其 开孔径与在研磨加工之前的开孔径相比，比值未达1.55,即维持在l. 05~ 1.54倍的范围内。另外，研磨垫1在研磨面P的相反侧上贴着双面胶带8，以使研磨垫l 可装在研磨机上。双面胶带8以，例如在聚对苯二曱酸乙二醇酯 (polyethylene ter印hthalate， PET，以下简称为PET)制的软片等可弯曲软 片基材的两面上形成丙烯醛基类的图中未示的粘接剂，来形成。双面胶带8 以基材的一侧面上的粘接剂层贴在聚氨酯薄板2上，另一侧面(聚氨酯薄板 2的相反侧)的粘接剂层以未图式的剥离纸覆盖着。研磨垫的制造研磨垫1是在以湿式成膜法制作的聚氨酯薄板2上贴上双面胶带8而 制成。即，利用湿式成膜法，将聚氨酯溶解在有机溶剂中而形成聚氨酯树脂 溶液，聚氨酯树脂溶液在成膜基材上连续涂布并浸泡在水系凝固液中让树 脂凝固再生成软片状，经洗净后干燥而成为带状(长条状)的聚氨酵薄板2。 以下，依程序顺序来说明。在准备程序，将聚氨酯树脂以及能溶解聚氨酯树脂的水溶性有机溶剂 二曱基曱酰胺(N， N-Dimethylformamide， DMF，以下简称为DMF)混合，以溶解 聚氨酯树脂。为了形成长发泡4，将发泡调整用的调整有机溶剂适当地加入 所得到的混合液中。聚氨酯树脂由聚酯类(polyester)、聚醚类 (polyether)、聚碳酸酯类(Polycarbonate)中选出^f吏用。在DMF中，溶解聚氨酯树脂成为浓度20%~50%。若聚氨酯树脂的浓度不到20%，所得到的 聚氨酯薄板的总体密度会变低；相反地，超过50 %则因为密度会过高而无法 形成期望的孔洞，并不好。再者，聚氨酯树脂溶解时，可以适当地加入作为 添加剂的碳黑(carbon black)等颜料、能安定聚氨酯树脂的凝固再生的亲 油性活性剂等。调整有机溶剂对水的溶解度比DMF小，其作用并非用来将溶解于画F 的聚氨酯树脂凝固(胶化)，而是用来让溶解聚氨酯树脂的混合液能大致均 匀混合；可以使用乙酸乙酯(ethyl acetate)、异丙醇(Isopropanol)等作 为具体的例子。调整有机溶剂的配合量是根据发泡3和长发泡4在研磨面P 上的开孔径、开孔数来设定。在本实施形态，为了能将开孔径、开孔数设 定在上述的范围内，较佳为100份的聚氨酯树脂溶液搭配45份以.下的调整 有机溶剂。若超过45份，则凝固的速度将变的非常慢而无法得到有上述开 孔径及开孔数的聚氨酯薄板2。将所得到的混合溶液过滤在滤除凝块后，在 真空下除气而得到聚氨酯树脂溶液。在涂布程序，将在准备程序调制的聚氨酯树脂溶液在常温下以刮刀涂 布方式(Knife coater)大致均匀地涂布在带状的成膜基材上。此时，通过调 整涂布刮刀与成膜基材之间的距离(clearance),可以调整聚氨酯树脂溶液 的涂布厚度(涂布量)。在本实施形态，为达到上述设定的开孔径、开孔数、 厚度，较佳为适当地将涂布的厚度调整在1.0 3.Q毫米的范围。涂布厚度 若未达1. 0毫米，离形成开孔的表面至少200微米深的位置的孔径容易较 表面的开孔径为大，因此无法得到符合上述开孔径等设定的聚氨酯薄板2。 再者，涂布厚度若超过3. G毫米，则聚氨酯树脂溶液在浸泡到水系凝固液 前容易产生液滴、涂布不均等情况，且凝固速度将非常緩慢，因此无法得 到上述开孔径等设定的聚氨酯薄板2。另外，成膜基材可以使用可弯曲的软 片、不织布、织布等。使用不织布、织布的场合，为了抑制聚氨酯树脂溶 液在涂布时往成膜基材内部渗透，先浸泡在水或DMF水溶液(謝F与水的混 合液)等以进行预先处理(将网眼填满)。在使用PET制等可弯曲的软片作为 成膜基材的场合，因为没有液体渗透性，故不需要预先处理。以下，本实施形 态以PET制成的软片作为成膜基材来说明。在凝固再生程序，将在涂布程序涂布了聚氨酯树脂溶液的成膜基材浸 泡在以水为主要成分的凝固液中，而水对于聚氨酯树脂而言是不良溶剂。在 凝固液中，首先所涂布的聚氨酯树脂溶液的表面上会形成数微米厚的表皮 层(表面层)。藉由DMF及调整有机溶剂与凝固液的取代作用，聚氨酯树脂在 成膜基材的一侧上凝固再生成薄板状。即，画F及调整有机溶剂从聚氨酯树 脂溶液去溶，藉由DMF及调整有机溶剂与凝固液的取代作用，表皮层的内侧 (聚氨酯树脂内)形成了发泡3及长发泡4、也形成了连通发泡3和长发泡4成立体网状结构的图中未示的连通孔。因为水无法渗透PET制软片的成膜 基材，聚氨酯树脂溶液的表皮层上发生去溶作用，故在成膜基材这侧形成比表皮层那侧还大的长发泡4。此时，若聚氨酯树脂溶液中加入调整有机溶剂 且聚氨酯树脂溶液的涂布厚度比较厚，聚氨酯树脂溶液中的DMF及调整有机 溶剂与凝固液的取代作用的进行会比较慢。再者，若凝固液的温度提高，则 表皮层会较早形成，内部的聚氨酯树脂溶液中的DMF及调整有机溶剂与凝 固液的取代作用的进行会更慢。在本实施形态，为了将开孔径、开孔数、总 体密度设定到上述的范围内，凝固液温度适当地调整到20 ~ 50°C的范围较 佳，25 40。C的范围更佳。凝固液温度未达2(TC，则总体密度变低、开孔数 增加、开孔径变小而较不合适。尤其，涂布厚度在1. 0毫米以上的场合，凝 固液温度过低则到干燥程序时都无法完全凝固，因此较不合适。相反地，超 过50。C，则表皮层会太早形成，内部的聚氨酯树脂溶液中的薩F及调整有 机溶剂与凝固液的取代作用的进行会变的非常慢而无法得到有上述开孔径 等设定的聚氨酯薄板2，而且作业环境恶化，所以较不合适。另外，凝固液 温度是指聚氨酯树脂溶液与凝固液最初接触时最初的凝固液温度，凝固液 槽为多个时，第2槽以后的凝固液温度虽没有特别限制，不过仍以40~80°C 为佳。在此说明发泡3和长发泡4的形成过程。将聚氨酯树脂溶液与调整有 机溶剂相互搭配，调整有机溶剂对水的溶解度比DMF小的关系，溶解到水(凝 固液)中的速度比DMF慢。另外，在聚氨酯树脂溶液中添加了调整有机溶剂、 薩F量的就会变少，DMF及调整有机溶剂与凝固液的取代作用就会变慢。因 此，相较于表皮层，在内侧(聚氨酯树脂的内部)会约略均等的分散形成长 发泡4。另外，去溶作用会使表皮层的微多孔连通生成，因此在靠表皮层这 一侧、这些长发泡4之间会形成细长的发泡3。在洗净、干燥程序，将在凝固再生程序所凝固再生的聚氨酯树脂(以下 称为成膜树脂)从成膜基材上剥离，在水等洗净液中洗净以除去成膜树脂中 残留的DMF。洗净后，成膜树脂以圆桶干燥机(Cylinder dryer)干燥。圆桶 干燥机具有内部有热源的圓桶。成膜树脂沿着圆桶的表面通过干燥，干燥 后的成膜树脂巻成巻状。干燥后的成膜树脂的表皮层进行抛光处理。抛光处理乃是将与表皮层 相反侧的表面压接于表面略平坦的压接用治具的表面，然后对表皮层进行 抛光。在本实施形态，由于连续制造的成膜树脂为带状，表皮层相反侧的 表面压接于压接滚筒上以对表皮层进行连续地抛光处理。请再参阅图1所 示，除去表皮层的聚氨酯薄板2在研磨面P上形成开孔5、开孔6。通过抛 光处理，聚氨酯薄板2的厚度变的很一致。在此得到的聚氨酯薄板2，硬度 的范围在萧式A15~ 30度、压缩率的范围在5% ~20%、压缩弹性率的范围在85%~98%。硬度、压缩率与压缩弹性率并没特别限制，但是过度柔软则不利于被研磨物的稳定研磨加工，相反地，过硬则被研磨物容易发生刮 伤，因此以上述的范围为较佳。这些数值可以配合所使用的聚氨酯树脂的 种类、浓度、调整有机溶剂的配合量等进行调整。在薄膜(laminate)加工程序，将抛光处理后的聚氨酯薄板2的研磨面P 相反侧表面上贴上双面胶带8。研磨面P进行压印加工处理后，裁断成圆形 等裁断、检查程序中希望的形状。压印加工的形状上并没有特别限制，只要 研磨加工时能使研磨液的移动平滑即可。然后，进行检查以确认无脏污、异物的附着，研磨垫l就完成了。所得的研磨垫1进行被研磨物的研磨加工时，撕开双面胶带8的剥离 纸将研磨垫1贴在研磨机的研磨定盘上。研磨加工时，在被研磨物的加工 面及研磨垫的研磨面P之间加入含有研磨粒子的研磨液，同时施加压力于 被研磨物及研磨面P之间并旋转以进行被研磨物加工面的研磨加工。作用接下来说明本实施形态的研磨垫1的作用等。以往，以湿式成膜法制成的聚氨酯薄板22上，如第三图所示，均匀地形成长度有厚度方向一半的小发泡23，以及长度几乎与厚度相当的大发泡 24。小发泡23及大发泡24的孔径随着与表面的距离越远而越大。特别是 大发泡24，在表面的开孔径D3与离表面200微米深的位置的开孔径D4的 比例平均值完全在0. 6以下。再者，由于小发泡23及大发泡24的孔径变 大，离表面200微米深的位置的全开孔数与表面的全开孔数相比，其减少 的比例超过30%。而且每平方毫米的开孔数都达200 500个之多。使用这样的聚氨酯薄板的研磨垫进行被研磨物的研磨加工，随着研磨加工聚氨酯 薄板持续地磨耗，则短时间内小发泡23及大发泡24的孔径就会变大，研 磨特性因此而产生变化，使得研磨条件的调整变的相当困难。再者，发泡 数(开孔数)多的聚氨酯薄板，其空隙率变大使得总体密度变小，研磨加工 时容易磨耗、容易厚度不均，不利于被研磨物的均匀研磨加工。'为了确保 被研磨物的稳定研磨加工，研磨布必须在孔径变大、厚度不均发生之前进 行交换，因此研磨布的使用寿命短是其缺点。本实施形态的研磨垫1能解 决为了确保被研磨物的稳定研磨加工，研磨布必须在孔径变大、厚度不均 发生之前进行交换而导致的研磨布的使用寿命短这些问题。在本实施形态的研磨垫1,在聚氨酯薄板2上形成有厚度70%以上的长 度的长发泡4,长发泡4在研磨面P的开孔径Dl与离研磨面P至少200微米 深的位置上的开孔径D2的比例平均值设定在0. 65 ~ 0. 95 (请再参阅图2所 示)。因此，就算研磨加工时聚氨酯薄板2磨耗了 ，也能抑制开孔径变大，所 以研磨面P上开孔所占的比例不易变化。藉此，研磨加工时研磨液的保留及供给能更稳定，可以长时间进行被研磨物的平坦化研磨加工，并能提升 研磨垫1的使用寿命。另外，在本实施形态的研磨垫1,研磨面P每平方毫米的开孔数设定在50~100个。因此，与以往的聚氨酯薄板22相较，因为开孔数较少故能提 高聚氨酯薄板2的总体密度。藉此，抑制了研磨加工时的磨耗，且不易发 生厚度不均。所以，就算反复进行研磨加工，也能确保被研磨物的均匀研 磨加工，且能提升研磨垫1的使用寿命。再者，在实施形态的研磨垫l,开孔5、开孔6之中孔径在30~50微 米的开孔比例有50%以上。因此，降低了开孔径未达30微米的小孔径开孔 的比例，故抑制研磨加工时因供给的研磨液、研磨屑所造成阻塞情况的发 生。藉此，由于能使研磨加工继续进行，故能长期间地发挥研磨性能。此外，在本实施形态的研磨垫l，离研磨面P至少200孩丈米深的位置的 全开孔数(开孔5及开孔6全体的开孔数)相较于研磨面P的全开孔数，其 减少的比例设定在30%以下。因此，研磨加工时，聚氨酯薄板2磨耗至少 200微米的厚度时，能维持研磨加工前的全开孔数的70%以上的开孔数。 藉此，研磨性能不会下降，故可延长使用寿命。而且，在本实施形态的研磨垫1,聚氨酯薄板2的总体密度设定在0. 2 ~ 0.4克/平方厘米(即立方公分，以下均称为立方厘米)的范围，因此相较于 以往的聚氨酯薄板22,有较高的总体密度而能不易产生磨耗。再者，聚氨 酯薄板2的厚度设定在0. 7 ~ 2. 0毫米的范围，因此可确保研磨加工时能使 用的厚度，因此，能长时间进行研磨加工，故提升了研磨垫1的使用寿命。再者，在本实施形态的研磨垫1，发泡3以及长发泡4通过连通孔连接 着，研磨液通过连通孔在发泡3及长发泡4之间流动，故能使被研磨物及 研磨垫1之间的研磨液的供给约略相等。藉此，被研磨物加工面的研磨加 工大致均匀，因此能对加工面进行均匀的研磨加工且能提高研磨面的平坦 度。另外，在本实施形态的研磨垫l，聚氨酯薄板2的研磨面P的相反侧上 贴着具有PET制软片基材的双面胶带8。因此，柔软的聚氨酯薄板2由双面 胶带8的基材支撑着，所以研磨垫l可容易搬运、装上研磨机。此外，在本实施形态中，为了在聚氨酯薄板2内部形成长发泡4，因此 举例说明了聚氨酯树脂溶液浓度的调整、调整有机溶剂的混合、涂布厚度 的调整、凝固液温度的调整，但此并非用以限制本发明。为了长发泡4的 开孔径、全开孔数设定于上述的范围，可以将湿式成膜法的条件设定成可 以提高聚氨酯薄板2的总体密度，即，凝固再生程序中的去溶作用设定成较 慢，或者，例如凝固液的组成为可延緩去溶作用的组成、加入可让去溶作 用变慢的添加剂等。另外，在本实施形态中，举例说明了湿式成膜法完成后的成膜树脂利用抛光处理除去表皮层以形成开孔，但此并非用以限制本发明，只要是能 除去表皮层的任何方法均可作为研磨面P上形成开孔的方法，例如可以使 用切片处理。使用切片处理时，考虑到柔软的成膜树脂具有弹性，可以，例
如边施加张力边进行切片处理的方法，而除去表皮层的聚氨酯薄板2可以 大致平坦。
再者，在本实施形态中，举例说明了在湿式成膜法的成膜基材上使用 PET制的^l片，^f旦此并非用以限制本发明。例如也可以-使用不织布、织布 等。使用不织布、织布的情况，凝固再生的聚氨酯树脂较难从成膜基材上 剥离，因此可以在未剥离的情况下直接洗净、干燥后，在聚氨酯树脂的相 反侧的表面上贴上双面胶带8。再者，虽然以在聚氨酯薄板2研磨面P的相 反侧的表面贴上双面胶带8为例说明，也可以例如在聚氨酯薄板2与双 面胶带8之间贴上可支撑聚氨酯薄板2的支撑材。这样的话，能使研磨垫l 的搬运、使用更为容易。
此外，在本实施形态中，举例说明了聚氨酯薄板2的材料为聚酯类、聚 醚类、聚碳酸酯类等的聚氨酯树脂，但此并非用以限制本发明，例如可以 使用聚酯树脂。若使用聚氨酯树脂，可容易以湿式成膜法形成有发泡3及 长发泡4的发泡结构的薄板。再者，在本实施形态中，虽举例说明了以刮刀 涂布方式进行聚氨酯树脂溶液的涂布，也可以例如使用逆涂布(reverse coater)、滚轮涂布(roll coater)方式进行聚氨酯树脂溶液的涂布，只要 能于成膜基材上涂布大致均匀厚度的方法均可而并无其他特别的限制。另 外，于本实施形态中，虽然举例说明了以圓桶干燥机进行聚氨酯'树脂的干 燥，但此并非用以限制本发明，也可以，例如使用热风干燥机进行聚氨酯 树脂的干燥。
实施例
以下，说明根据本实施形态所制造的研磨垫1的实施例。再者，为了 比较也一并说明作为比较例的研磨垫。 实施例1
在实施例1中，j吏用聚酯MDI (二苯基甲烷二异氰酸酯，Diphenylmethane diisocyanate)作为聚氨酯树脂。此聚氨酯树脂的DMF溶液100份混合了 DMF 溶剂45份、含有颜料的碳黑30%的DMF悬浮液40份、成膜安定剂的亲油 性活化剂2份以将聚氨酯树脂溶解。聚氨酯树脂在成膜基材上涂布的厚度 设定为1. 30毫米、凝固液温度设定为3(TC。使用180号砂纸将成膜树脂的 表皮层进行抛光去除0. 14毫米的厚度，并贴上双面胶带8而制成实施例1 的研磨垫1。
比较例1
在比较例l，涂布的厚度设定为0. 93毫米，凝固温度设定为18。C，其余条件与实施例1 一样。因此，比较例1的研磨垫1为现有习知的研磨垫(请 参阅图3所示)。 评价关于实施例与比较例的研磨垫的特性，我们量测聚氨酯薄板2的厚度 及总体密度。在厚度的量测上，使用针盘量规(最小刻度O. Ol毫米)并每平 方厘米(即平方公分，以下均称为平方厘米)加压IOO克而测得。长1米(即 公尺，以下均称为米)X宽1米的聚氨酯薄板2、 3以直—黄10厘米的间隔、 读取到最小刻度的10分之1(0. 001毫米)为止而测得厚度的平均值。在总 体密度的量测上，量测每单位面积的重量并使用厚度的量测结果而求得。再者，开孔5及开孔6的开孔数以显微镜(KEYENCE制，VH-6300)将约 4. 6毫米正方的范围放大50倍观察，所得的影像通过影像柔化处理(Image Analyzer V20LAB Ver 1.3)而计算出研磨面P每平方毫米的全开孔数。另 外，开孔5及开孔6的开孔径以显微镜(KEYENCE制，VH-6300)将约1. 5毫 米正方的范围放大150倍观察，所得的影像通过影像柔化处理而计算出研 磨面P上开孔径30 ~ 50 ;微米的开孔占全部开孔的比例(开孔比例)。此外，由成膜完成的聚氨酯薄板2的剖面摄影(扫瞄式电子显微镜)，量 测研磨面P与厚度方向上离研磨面P200微米的位置、沿研磨面P方向上每 毫米的开孔数(发泡数)，而计算出200微米位置的全开孔数相较于研磨面P 的全开孔数的减少比例(开孔减少率)。再者，对长发泡4的开孔径，由同 样的剖面摄影，量测研磨面P上的开孔径Dl以及200微米位置上的开孔径 D2而计算出开孔径Dl与开孔径D2的比例(开孔径比)的平均值。比较例1 也相同地计算出开孔径D3以及开孔径D4的比例的平均值。厚度、总体密 度、开孔比例、全开孔数、开孔减少率的结果如以下表l所示。.厚度 (mm)总体密度 (g/cm3)开孔比例 (%)全开空数 (个/mm2)开孔减 少率(%)开孔径 比实施例10. 980. 24369. 98527. 20. 695比辟交例10. 680. 23348. 011036. 70. 509请参阅以上表l所示，实施例1的研磨垫1是使用在涂布厚度1. 3毫米、 凝固温度30'C,减緩凝固速度而凝固再生成的聚氨酯薄板2。研磨垫1的 开孔比例为69. 9%，即50%以上；全开孔^:为每平方毫米85个，在每平方 毫米50 - 100个的范围内。总体密度计算的结果为0. 243克/立方厘米，即 0. 2 ~ 0. 4克/立方厘米的范围内。所以，能抑制研磨加工时的磨耗且不易厚 度不均，故可提升被研磨物的平坦度。再者，开孔减少率为27.2%，即，抑制 在30%以下，因此因研磨加工而磨耗了至少200微米的厚度，还是能维持全 开孔数的70%以上，故避免研磨效率低下而可确保被研磨物的平坦度。再者，开孔径比为0.695，因此持续的研磨加工也能维持研磨性能而不会造成
开孔径变大，所以能确保被研磨物的平坦度以及达到延长使用寿命。
相反地，在比较例l中，研磨垫是使用在涂布厚度0. 98毫米、凝固温 度18°C、未减緩凝固速度的条件下凝固再生而成的聚氨酯薄板。.比较例1 的研磨垫的测试结果显示开孔径在30 ~ 50微米比例的开孔比例为48. 0% ， 未达30微米开孔的比例比实施例1多。再者，全开孔数为每平方毫米110 个，而总体密度比实施例1小，为0.233克/立方厘米。由这些数据来看，使 用比较例1的研磨垫在研磨加工，可想而知相较于实施例1的研磨垫将更 易磨耗、更易厚度不均。再者，开孔减少率为36.7%,研磨加工时磨耗了 200微米的厚度时，则开孔数将大幅减少，可想而知将研磨效率会降低。另 外，开孔径比为0.509,因此持续的研磨加工会造成开孔径变大而使研磨性 能变化，可想而知研磨条件很难调整，而且会不利于被研磨物的平坦度。
产业利用性
本发明由于提供了 一种研磨布，其不易产生厚度不均并能提升使用寿 命，有助于研磨布的制造、贩卖，故具有产业利用性。以上所述'，仅是本 发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明 已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技 术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容作 出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方 案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等 同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。
权利要求
1、一种研磨布，其特征在于其具有一软质塑胶薄板，该软质塑胶薄板是以湿式成膜法连续形成的发泡体，该发泡体除去表面层以形成多个开孔，该多个开孔中孔径在30～50微米的比例在50％以上，而该些开孔所形成的表面每一平方毫米的开孔数为50～100个，该多个发泡之中部分发泡为长发泡，其长度为该软质塑胶薄板厚度的70％以上，该些长发泡的开孔的孔径与离表面至少200微米深的位置的孔径的比值平均值在0.65～0.95。
2、 根据权利要求1所述的研磨布，其特征在于其中所述的软质塑胶薄 板的总体密度范围在O. 2 ~ 0. 4克/立方厘米、厚度在0. 7 ~ 2. 0毫米的范围。
3、 根据权利要求1所述的研磨布，其特征在于其中所述的软质塑胶薄 板在离该些开孔形成的表面至少200微米深的位置上的开孔数相较于该些 开孔形成的表面的开孔数，其减少比例在30%以下。
4、 根据权利要求1所述的研磨布，其特征在于其中所述的该些开孔在 该软质塑胶薄板为全新时的直径为A，该软质塑胶薄板为全新的状态磨耗到 离该些开孔形成的表面至少200微米深的位置为止时的直径为B， B/A未达 1. 55。
5、 根据权利要求4所述的研磨布，其特征在于其中所述的B/A的范围 在1. 05 ~ 1. 54。
6、 根据权利要求1所述的研磨布，其特征在于其中所述的软质塑胶薄 板以抛光处理形成该些开孔。
7、 根据权利要求6所述的研磨布，其特征在于其中所述的软质塑胶薄 板的该些开孔所形成的表面是经压印加工处理。
全文摘要
本发明是有关于一种研磨布，不易产生厚度不均的问题并能提升使用寿命。研磨布1具有聚氨酯薄板2，并在聚氨酯薄板2上形成发泡3与长发泡4，该发泡3的长度为聚氨酯薄板厚度方向一半的长度，而长发泡4的长度为厚度方向70％以上的长度。经抛光处理的发泡3、长发泡4在研磨面P上形成开孔5与开孔6。这些开孔5、开孔6中开孔径在30～50微米的开孔占全部开孔的50％以上。研磨面P上每平方毫米开孔5、开孔6的开孔数合计设定在50～100个。长发泡4的开孔6的开孔径D1与离研磨面P至少200微米深位置的开孔径D2的比例的平均值设定在0.65～0.95。本发明的研磨布可抑制开孔径变大，而且空隙比例也不易变化。本发明提供的研磨布，其不易产生厚度不均并能提升使用寿命，有助于研磨布的制造、贩卖。
文档编号B24B37/26GK101402187SQ200810126099
公开日2009年4月8日 申请日期2008年7月3日 优先权日2007年10月3日
发明者岩尾智浩, 岩瀬律 申请人:富士纺控股公司