专利名称：具有规则磨料转向方法及产品的制作方法
技术领域：
本发明涉及研磨工具，尤其是涉及使研磨工具中的磨料规则转向的方法及其产
背景技术：
各种研磨工具广泛的应用于石材、水泥、玻璃、砖瓦、陶瓷、金属等材料的加工。尤 其应用于晶片制造上的研磨工具，为了使CMP研磨垫获得较佳的研磨功能，研磨垫上的钻 石颗粒的粒度(Particle size)、锐利度及多数颗钻石颗粒的排列图案(Pattern)、间距 (Pitch)及露出高度(Protrusion height)等均需加以适当的规划及配置。有许多将钻石颗粒等磨料颗粒依据预先的规划规则性的排列或均勻的分布于基 材上的技术，例如中国台湾专利1286097揭示一种研磨工具及其制造方法，其研磨工具结 构包括基材、多个磨料颗粒簇以及结合剂层，磨料颗粒簇为群聚的多个磨料颗粒，多个磨料 颗粒簇是以规则排列方式设由表面的结合剂层固着于基材表面，同时配合制程上控制磨料 颗粒簇的规则排列，以磨粒排列模板来形成所需的规则排列图案，并由磨粒排列模板的磨 粒定位孔的尺寸来调整磨料颗粒簇的颗粒数目。中国台湾专利1222914揭示一种具规则性排列的磨料的研磨工具制造方法，其在 一基材上电镀形成一布置层；之后在布置层上蚀刻多个孔洞；接着将多研磨粒分别置入于 孔洞中，使研磨粒均勻排列于基材上；于研磨粒布置完毕后，在布置层上接续电镀以形成一 固结层，而将研磨粒覆盖固结于基材上；最后去除部分固结层使研磨粒部分裸露以进行研 磨加工；另外可于固结层上再形成一固结加强层，以加强研磨粒与固结层之间的固结强度。中国台湾专利公告587972揭示一种超磨料工具的制造方法，其特征为，对具有超 磨料平均粒径的0. 3 1. 5倍厚度之间隔物，在间隔物下面开穿具有小于超磨料平均粒径 小直径的圆筒形孔，及连接于该圆筒形孔而连续地扩大直径，于间隔物上面直径成为超磨 料平均粒径的1. 02 4倍的孔，各以每一个载置超磨料于该孔，由于在间隔物上面形成结 合层，固着超磨料后，予以去除间隔物。上述利用孔洞容置磨料颗粒的技术，只能使磨料颗粒被定位于特定位置，并不能 使磨料颗粒的尖端朝上且具有相同的突出量，且不能利用孔洞本身的形状来限制磨料颗 粒，使磨料颗粒被定位后即难以转动。
发明内容
为使研磨工具中在制造加工过程中，更方便控制磨料的尖端朝上及控制尖端一致 的突出量，而提出本发明。本发明的主要目的，在提供一种具有规则磨料转向方法及产品，方便控制磨粒的 排列图案、间距及露出高度。本发明的另一目的，在提供一种具有图案的平板模具可以固定磨粒，使其不会在 加工中脱落。
本发明的另一目的，在提供一种具有规则磨料转向方法及产品，更容易加工制造 具有多磨粒的研磨工具，以节省制造成本。本发明的一种具有规则磨料转向方法，包括如下步骤(a)在一个平板上制作多个柱形穿透孔或锥形穿透孔其中之一形状的定位单元； (b)使多个磨料分别被容置于该多个定位单元内，而使该多个磨料的一个尖端突出该平板 的一第一表面；该多个磨料的另一个尖端穿过该定位单元突出该平板的一第二表面；(C) 以结合材料固定结合该平板及该多个磨料。本发明的一种具有规则磨料转向产品，包括 一个平板，该平板上设有多个柱形穿透孔或锥形穿透孔其中之一形状的定位单 元；多个磨料，该多个磨料分别被容置于该多个定位单元内，而使该多个磨料的一个尖端分 别突出该平板的一第一表面；该多个磨料的另一个尖端分别穿过该定位单元突出该平板的 一第二表面；一结合材料，该结合材料固定结合该平板及该多个磨料。
图1为本发明具有规则磨料转向方法的流程图。图2为本发明第一实施例的平板的上视示意图。图3为本发明第一实施例的平板及磨料的示意图。图4为本发明磨料的一部分置于第一实施例的平板的定位单元内的示意图。图5为本发明结合材料固定结合第一实施例的平板及磨料的示意图。图6为本发明结合材料固定结合第二实施例的平板及磨料的示意图。主要元件符号说明1、2具有规则磨料转向产品10、20 平板101、201 第一表面102、202第二表面 11、21定位单元30 磨料31、32 尖端40结合材料(a)、(b)、(c)分别为各步骤的标号
具体实施例方式本发明的其它目的、功效，请参阅图式及实施例，详细说明如下。请参阅图1-6所示。本发明的具有规则磨料转向方法，包括如下步骤(a)在平板上10、20分别制作多个多边柱形穿透孔、圆柱形穿透孔或锥形穿透孔 的定位单元11、21，如图1、2、3、6所示；(b)使多个多面体的磨料30分别被容置于多个定位单元11、21内，而使磨料30的 一个尖端31突出平板10、20的第一表面101、201，使磨料30的另一个尖端32穿过定位单 元11、21突出平板10,20的第二表面102、202，如图1、4、6所示；(c)以结合材料40分别固定结合平板10、20、多个磨料30及一基板50 ；基板50及 平板10、20的第一表面101、201之间具有结合材料40，且有结合材料40渗入定位单元11、 21内，而形成具有图案的平板模具等的具有规则磨料转向产品1、2，可利用磨料30的尖端32作为研磨端，如图1、5、6所示。 其中步骤(b)，包括使多个多面体的磨料30置于以机械力、人力摆置或来回移动 或振动(自然力)变换位置的平板10、20上，而使多个磨料30分别落入多个定位单元11、 21内，进而使磨料30的一个尖端31突出平板10、20的第一表面101、201且具有相同的突 出高度，使磨料30的另一个尖端32穿过定位单元11、21突出平板10、20的第二表面102、 202且具有相同的突出高度，如图3、4所示。请参阅图5、6所示。本发明的具有规则磨料转向产品1、2的第一、二实施例，分别 包括平板10、20、多个多面体的磨料30、结合材料40及基板50所组成；平板10、20上分别 设有多个柱形穿透孔或锥形穿透孔的定位单元11、21 ；多个多面体的磨料30分别被容置于 多个定位单元11、211内，而使磨料30的一个尖端31突出平板10、20的第一表面101、201， 使磨料30的另一个尖端32穿过定位单元11、21突出平板10、20的第二表面102、202 ；结 合材料40分别固定结合平板10、20、多个磨料30及基板50 ；基板50及平板10、20的第一 表面101、201之间具有结合材料40，且有结合材料40渗入定位单元11、21内。可利用磨 料30的尖端32部位作为研磨端。本发明具有规则磨料转向产品1、2中的结合材料40足 够坚硬时，亦可不需基板50的设置。定位单元11、21可为圆柱形穿透孔、三边柱形穿透孔 或四边柱形穿透孔的形状。在此指的“尖端部位”，意指任何于晶体狭窄的部位，包含但不局限于角落、脊部、 棱线、方尖部位及其它凸部。上述平板10、20可为金属、金属合金、塑料、陶瓷、复合材料等任何材料的平板，平 板的厚度为0.003mm(毫米) 10mm。上述定位单元11、21可为三边柱、四边柱、五边柱等 多边柱穿透孔的形状。上述结合材料40可为电镀材料、树脂材料、硬焊金属材料、塑料材 料、复合材料等具有黏着功能的材料。上述磨料40由非人造或人造钻石、最硬结晶体、多晶 材料、或混合材料所组成，且并不仅包含钻石、多晶钻石(PCD)、立方氮化硼(CBN)、多晶立 方体氮化硼(PCBN)、氧化铝(Al2O3)、碳化硅(SiC)、碳化钨(WC)等颗粒状、四面体、五面体、 六面体、八面体等多面体的超硬磨料。颗粒状磨料40的粒度为0.05mm(毫米) 10mm。上 述基板50的材料包含金属、金属合金、塑料材料(Polymer)、陶制品、碳制品、及上述材料的 混合物。本发明使平板设置多个多边柱形穿透孔的定位单元，由机械力或振动或移动平板 使多个多面体的磨料分别自动落入多个定位单元内，并自动转向使磨料的其中一尖端突出 平板的第一表面，并使磨料的另一尖端穿过定位单元突出平板的第二表面，因此可方便将 磨料依照所设定的排列图案、间距结合平板，并利用定位单元的穿透孔的大小控制磨料的 尖端突出平板的露出高度，且利用定位单元本身的形状来限制磨料，使磨料被定位后即难 以转动。本发明方便控制磨粒的排列图案、间距及露出高度，且更容易加工制造具有多磨粒 的研磨工具，以节省制造成本，且使磨料更稳定的被固定于平板。若多个结合单元的穿透孔 具有相同的大小、形状，即可使多个磨料具有相同的露出高度。以上所记载，仅为利用本发明技术内容的实施例，任何熟悉本项技艺者运用本发 明所为的修饰、变化，皆属本发明主张的专利范围，而不限于实施例所揭示的。
权利要求
一种具有规则磨料转向方法，其特征在于，包括如下步骤(a)在一个平板上制作多个柱形穿透孔或锥形穿透孔其中之一形状的定位单元；(b)使多个磨料分别被容置于该多个定位单元内，而使该多个磨料的一个尖端突出该平板的一第一表面；该多个磨料的另一个尖端穿过该定位单元突出该平板的一第二表面；(c)以结合材料固定结合该平板及该多个磨料。
2.如权利要求1所述的具有规则磨料转向方法，其特征在于，该步骤(b)包括利用机械 力、人力摆置或来回移动或振动其中之一的方法变换该平板的位置，而使该多个磨料分别 落入该多个定位单元内。
3.如权利要求2所述的具有规则磨料转向方法，其特征在于，该步骤(c)进一步包括使 该结合材料固定结合一基板；该基板及该平板的第一表面之间具有该结合材料。
4.如权利要求3所述的具有规则磨料转向方法，其特征在于，该多个磨料的另一个尖 端突出该平板的二表面的突出高度相同；该多个磨料分别具有多面体的形状。
5.如权利要求1、2、3或4所述的具有规则磨料转向方法，其特征在于，该平板为金属、 塑料、陶瓷或复合材料的平板其中之一；该多个定位单元是圆柱形穿透孔、三边柱形穿透孔 或四边柱形穿透孔其中之一的形状；该多个磨料包括钻石、多晶钻石、立方氮化硼、多晶立 方体氮化硼、氧化铝、碳化硅或碳化钨其中之一的颗粒状多面体超硬磨料；该磨料是六面体 或八面体其中之一；该结合材料是电镀材料、烧结粉末、树脂材料、硬焊金属材料、塑料材料 或复合材料或是上述任两种以上材料混合物其中之一；该基板的材料包含金属、金属合金、 塑料材料、陶制品、碳制品、及上述材料的混合物其中之一。
6.一种具有规则磨料转向产品，其特征在于，包括一个平板，该平板上设有多个柱形穿透孔或锥形穿透孔其中之一形状的定位单元；多个磨料，该多个磨料分别被容置于该多个定位单元内，而使该多个磨料的一个尖端 分别突出该平板的一第一表面；该多个磨料的另一个尖端分别穿过该定位单元突出该平板 的一第二表面；一结合材料，该结合材料固定结合该平板及该多个磨料。
7.如权利要求6所述的具有规则磨料转向产品，其特征在于，该多个个磨料的另一个 尖端分别突出该平板的第二表面的突出高度相同；该结合材料固定结合一基板；该基板及 该平板的第一表面之间具有该结合材料。
8.如权利要求7所述的具有规则磨料转向产品，其特征在于，该平板的厚度为0.003毫 米 10毫米。
9.如权利要求8所述的具有规则磨料转向产品，其特征在于，该多个磨料的粒度分别 为0. 05毫米 10毫米。
10.如权利要求6、7、8或9所述的具有规则磨料转向产品，其特征在于，该平板为金属、 塑料、陶瓷或复合材料的平板其中之一；该多个定位单元分别是圆柱形穿透孔、三边柱形穿 透孔或四边柱形穿透孔其中之一的形状；该多个磨料包括钻石、多晶钻石、立方氮化硼、多 晶立方体氮化硼、氧化铝、碳化硅或碳化钨其中之一的颗粒状多面体超硬磨料；该多个磨料 是六面体或八面体其中之一；该结合材料是电镀材料、烧结粉末、树脂材料、硬焊金属材料、 塑料材料或复合材料或是上述任两种以上材料混合物其中之一；该基板的材料包含金属、 金属合金、塑料材料、陶制品、碳制品、及上述材料的混合物其中之一。
全文摘要
一种具有规则磨料转向方法及产品，是使平板设置多个柱形穿透孔或锥形穿透孔的定位单元，由机械力或振动方法或移动平板使多个多面体的磨料分别自动落入多个定位单元内，并自动转向使磨料的一尖端突出平板的第一表面，使磨料的另一尖端穿过定位单元突出平板的第二表面，因此可方便将磨料依照所设定的排列图案、间距结合平板，并利用定位单元的穿透孔的大小及形状控制磨料的尖端突出平板的露出高度，且利用定位单元本身的形状来限制磨料，使磨料被定位后即难以转动。
文档编号B24D3/00GK101844332SQ200910128268
公开日2010年9月29日 申请日期2009年3月24日 优先权日2009年3月24日
发明者宋健民, 陈盈同 申请人:宋健民