JP6279108B2 - 研磨材 - Google Patents
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Description
図1A及び図1Bに示す研磨材1は、基材シート10と、この基材シート10の表面側に積層される研磨層20と、上記基材シート10の裏面側に積層される接着層30とを備える。また、当該研磨材1は、充填部25をさらに備える。
基材シート10は、研磨層20を支持するための部材である。
研磨層20は、基材シート10の表面側に積層され、砥粒21及びそのバインダー22を含む。また、研磨層20は、バインダー22の主成分が無機物であり、その表面に溝23により区分された複数の凸状部24を有する。
砥粒21としては、ダイヤモンド、アルミナ、シリカ、セリア、炭化ケイ素等の砥粒が挙げられる。中でも硬質であるダイヤモンド砥粒が好ましい。砥粒21をダイヤモンド砥粒とすることで、砥粒21が目つぶれし難くなるため、研磨層20の摩耗量の制御が容易となり、当該研磨材1の研磨レート及び研磨レートの維持性を向上できる。このダイヤモンド砥粒としては、単結晶でも多結晶でもよく、またNiコーティング、Cuコーティング等の処理がされたダイヤモンドであってもよい。
複数の凸状部24は、溝23により区分されている。上記溝23は、研磨層20の表面に等間隔の格子状に配設される。すなわち上記複数の凸状部24の形状は、規則的に配列されたブロックパターン状である。
上記溝23は、研磨層20の表面に等間隔の格子状に配設される。また、溝23の底面は、基材シート10の表面で構成される。
充填部25は、上記溝23に充填され、樹脂又は無機物を主成分とし、かつ砥粒21を実質的に含まない。つまり、充填部25は、隣接する凸状部24間に配設されている。この充填部25により、当該研磨材1は、凸状部24が剥離し難くなると共に、研磨時に被削体が溝に落ち込むことを抑止できる。また、当該研磨材1を両面研磨装置の上研磨パッド及び下研磨パッドに用いる場合、噛み込みの発生を抑止できる。
接着層30は、当該研磨材1を支持し研磨装置に装着するための支持体に当該研磨材1を固定する層である。
当該研磨材1は、研磨層用組成物を準備する工程と、充填部用組成物を準備する工程と、上記研磨層20を研磨層用組成物の印刷により塗工する工程と、上記充填部25を充填部用組成物の印刷により塗工する工程と、印刷した塗工液を加熱硬化させる工程とにより製造できる。
当該研磨材1は、バインダー22の主成分が無機物であるので、砥粒21の保持力が高く、目つぶれする前の研磨力が高い砥粒21が研磨層20から目こぼれすることを抑止できる。その結果、当該研磨材1は研磨レートに優れる。また、当該研磨材1は、上記複数の凸状部24の上記研磨層20全体に対する合計面積占有率を上記範囲内とすることで、目つぶれが進行した砥粒21がバインダー22の摩耗により目こぼれし、新たな砥粒21が露出するように研磨層20の摩耗量が制御される。その結果、当該研磨材1は、研磨層20表面の砥粒21に対する目つぶれする前の研磨力が高い砥粒21の割合が高まり、砥粒21の目つぶれによる研磨レートの低下を抑止できる。さらに、当該研磨材1は、凸状部24の平均面積を上記下限以上とするので、凸状部24の剥離を抑止できる。また、当該研磨材1は、凸状部24の平均面積を上記上限以下とするので、溝23が適度な間隔で位置し、研磨層20表面に発生する研削屑が研磨層20表面に滞留せず、溝23を介して除去され易い。その結果、当該研磨材1は、研磨層20表面の目詰まりを生じ難い。従って、当該研磨材1は、研磨レートに優れると共に、比較的長期間に渡り研磨レートが低下し難い。
本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、上記態様の他、種々の変更、改良を施した態様で実施することができる。上記実施形態では、溝を等間隔の格子状に構成したが、格子の間隔は、等間隔でなくともよく、例えば縦方向と横方向とで間隔を変えてもよい。ただし、溝の間隔が異なる場合、研磨に異方性が生じるおそれがあるため、等間隔が好ましい。
ダイヤモンド砥粒を用意し、日機装株式会社の「MicrotracMT3300EXII」を用いて平均粒子径を計測した。このダイヤモンド砥粒の平均粒子径は44μmであった。なお、このダイヤモンド砥粒の種類は、単結晶ダイヤモンドを55質量%ニッケルコーティングした処理ダイヤモンドである。
実施例1の凸状部の面積及び研磨層全体に対する面積占有率を表1のように変化させて、実施例2〜6の研磨材を得た。
砥粒として、Cu表面処理ダイヤモンド砥粒(平均粒子径45μm)を用いた以外は、実施例3と同様にして実施例7の研磨材を得た。
砥粒として、多結晶の表面未処理ダイヤモンド砥粒(平均粒子径12μm)を用い、充填剤として、アルミナ(Al2O3、平均粒子径4μm)用いた以外は、実施例2と同様にして実施例8の研磨材を得た。
凸状部を面積7.07mm2(平面視で直径3mmの円形状)とし、研磨層の平均厚さを2400μmとした以外は、実施例1と同様にして実施例9の研磨材を得た。
希釈溶剤(イソホロン)に、エポキシ樹脂、ダイヤモンド砥粒(平均粒子径44μm)、充填剤としてのアルミナ(Al2O3、平均粒子径12μm)、硬化剤、及び適量の硬化触媒を加えて混合し、ダイヤモンド砥粒の研磨層に対する含有量が30体積%及び充填剤の研磨層に対する含有量が40体積%となるよう調整し、研磨層用組成物の塗工液を得た。
凸状部の研磨層全体に対する面積占有率を12%とした以外は、比較例1と同様にして比較例2の研磨材を得た。
実施例1の凸状部の面積及び研磨層全体に対する面積占有率並びに砥粒の種類を表1のように変化させて、比較例3〜12の研磨材を得た。
上記実施例1〜9及び比較例1〜12で得られた研磨材を用いて、ガラス基板の研磨を行った。上記ガラス基板には、直径5.08cm、比重2.4のソーダライムガラスを用いた。上記研磨には、市販の両面研磨機を用いた。両面研磨機のキャリアは、厚さ0.6mmのエポキシガラスである。研磨は、研磨圧力を200g/cm2とし、上定盤回転数60rpm、下定盤回転数90rpm及びSUNギア回転数30rpmの条件で行った。その際、クーラントとして、出光興産株式会社の「ダフニーカットGS50K」を毎分120cc供給した。
実施例1〜9及び比較例1〜12の研磨材を用いて研磨したガラス基板について、研磨レート及び研磨レート維持性の評価を行った。結果を表1に示す。
研磨レートについて、ガラス基板の研磨を15分間行い、研磨前後の基板の重量変化(g)を、基板の表面積(cm2)、基板の比重(g/cm3)及び研磨時間(分)で除し、算出した。
(実施例8及び比較例12以外の研磨レートの判定基準)
A:100μm/分以上
B:50μm/分以上100μm/分未満
C:50μm/分未満
(実施例8及び比較例12の研磨レートの判定基準)
A:10μm/分以上
B:5μm/分以上10μm/分未満
C:5μm/分未満
研磨レート維持性について、実施例8及び比較例12を除く実施例及び比較例では、ガラス基板の研磨を50分間行い、最後の10分間(40分から50分の間)の研磨レートを最初の10分間(0分から10分の間)の研磨レートで除し、算出した。
(研磨レート維持性の判定基準)
A:90%以上
B:80%以上90%未満
C:80%未満
総合評価については、研磨レート及び研磨レート維持性を総合的に判断し、下記の判断基準にて3段階で評価した。
A:研磨レート及び研磨レート維持性共に優れ、良好に研磨可能である。
B:研磨レート又は研磨レート維持性のいずれかに劣るが、研磨可能である。
C:剥離等により研磨レートが発現せず、又は研磨レート維持性が著しく劣り、研磨不可である。
10 基材シート
20 研磨層
21 砥粒
22 バインダー
23 溝
24 凸状部
25 充填部
30 接着層
31 第二接着層
40 支持体
Claims (6)
- 基材シートと、この基材シートの表面側に積層され、砥粒及びそのバインダーを含む研磨層とを備える研磨材であって、
上記バインダーの主成分が無機物であり、
上記バインダーが酸化物を主成分とする充填剤を含有し、
上記充填剤の平均粒子径が、上記砥粒の平均粒子径よりも小さく、
上記研磨層が、その表面に溝により区分された複数の凸状部を有し、
上記凸状部の平均厚さが200μm以上4000μm以下、かつ平均面積が1mm2以上300mm2以下であり、
上記複数の凸状部の上記研磨層全体に対する合計面積占有率が4%以上15%以下であることを特徴とする研磨材。 - 基材シートと、この基材シートの表面側に積層され、砥粒及びそのバインダーを含む研磨層とを備える研磨材であって、
上記バインダーの主成分が無機物であり、
上記バインダーが酸化物を主成分とする粒状の充填剤を含有し、
上記充填剤の研磨層に対する含有量が、15体積%以上75体積%以下であり、
上記研磨層が、その表面に溝により区分された複数の凸状部を有し、
上記凸状部の平均厚さが200μm以上4000μm以下、かつ平均面積が1mm2以上300mm2以下であり、
上記複数の凸状部の上記研磨層全体に対する合計面積占有率が4%以上15%以下であることを特徴とする研磨材。 - 上記溝に充填され、樹脂又は無機物を主成分とし、かつ砥粒を実質的に含まない充填部をさらに備える請求項1又は請求項2に記載の研磨材。
- 上記充填部の平均厚さの研磨層の平均厚さに対する比が0.1以上1以下である請求項3に記載の研磨材。
- 上記砥粒がダイヤモンド砥粒である請求項1から請求項4のいずれか1項に記載の研磨材。
- 上記無機物がケイ酸塩である請求項1から請求項5のいずれか1項に記載の研磨材。
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