CN107282931A - 一种专用研磨树脂铜盘及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种专用研磨树脂铜盘，包括树脂结合剂15‑37％、铜粉60‑85％、固化剂0.4‑1.5％、助剂0.6‑2％。本发明的专用研磨树脂铜盘可以提升工件的研磨效率，提高研磨精度，节约研磨成本等，可以替代进口树脂铜盘。本发明还公开了一种专用研磨树脂铜盘的制备方法。
Description
技术领域
本发明属于研磨领域，具体涉及一种专用研磨树脂铜盘及其制备方法。
背景技术
现有的研磨用树脂铜盘来源有两种：进口的树脂铜盘和国产的树脂铜盘，两者均有不同的缺陷，首先，进口的树脂铜盘订货周期长，价格高，研磨的衬底工件精度达标率低、良率低。其中，引起衬底工件精度低的主要原因：由于研磨蓝宝石、芯片、硅片等衬底工件所遵循的参数要求不同，但是目前研磨用树脂铜盘，其用于窗口片、LED衬底，还是蓝宝石、芯片、硅片衬底的树脂铜盘，其为配方相同、工艺相同的同一种树脂铜盘，从而对特定工件的生产没有特定的树脂铜盘，缺乏专一性，导致衬底工件的精度低、良率低。
其次国产的树脂铜盘，由于其生产工艺的粗糙、选用的原辅材料品质没有保障和延续性，导致国产的树脂铜盘质量不稳定，容易掉铜粉，尤其是当加工到中期时，树脂铜盘因受热容易产生膨胀，导致所研磨的工件变形，产品的良率低。
综上所述，提供一种性价比高的，专用于蓝宝石、芯片、硅片衬底的研磨用树脂铜盘是十分必要，具有广大的市场空间。
发明内容
鉴于上述现有技术存在的缺陷，本发明的目的是提出一种专用研磨树脂铜盘，该专用研磨树脂铜盘可以提升工件的研磨效率，提高研磨精度，节约研磨成本等，可以替代进口树脂铜盘。
本发明的另一个目的是提出一种专用研磨树脂铜盘的制备方法，加工过程中对工件不会造成污点、变形、变色，加工过程中研磨剂不会渗入被加工材料中，具有良好的表面粗糙度和材料去除率、方便修盘和开槽。
本发明的目的将通过以下技术方案得以实现：
一种专用研磨树脂铜盘，包括树脂结合剂15-37％、铜粉60-85％、固化剂0.4-1.5％、助剂0.6-2％。
上述的一种专用研磨树脂铜盘，所述铜粉的粒径为200#-500#。
上述的一种专用研磨树脂铜盘，所述树脂结合剂包括酚醛树脂、环氧树脂或聚酰胺树脂的其中一种或两种以上组合；所述铜粉包括亚微米铜粉或亚微米超细铜粉；所述固化剂包括脂肪族胺类、芳族胺类、酰胺基胺类、潜伏固化胺类或尿素替代物其中一种或两种以上组合；所述助剂包括硅烷偶联剂、悬浮分散剂；所述硅烷偶联剂剂与所述悬浮分散剂的百分比重量为0.5％∶1％。
其中，硅烷偶联剂是一类在分子中同时含有两种不同化学性质基团的有机硅化合物，所述硅烷偶联剂包括甲氧基硅烷、乙氧基硅烷、乙烯基硅烷、氨基硅烷、环氧基硅烷、巯基硅烷和甲基丙烯酰氧基硅烷、异丁基三乙氧基硅任一种或其组合。
上述的一种专用研磨树脂铜盘，所述酚醛树脂选自聚酚氧树脂、苯氧树脂间苯二酚甲醛树脂、酚醛-丁腈胶、甲阶酚醛树脂、纯酚醛树脂胶、酚醛-缩醛胶、酚醛-尼龙胶、酚醛-丁腈胶任意一种或其组合；
所述环氧树脂选自缩水甘油醚类环氧树脂、缩水甘油酯类环氧树脂、缩水甘油胺类环氧树脂、线型脂肪族类环氧树脂、脂环族类环氧树脂任意一种或其组合；
所述聚酰胺树脂选自聚酰胺6/66、聚酰胺66/610、聚酰胺-6、聚酰胺-66、聚酰胺-610任意一种或其组合；
所述脂肪族胺类选自乙烯基三胺或氨乙基哌嗪；所述芳族胺类选自间苯二胺、二氨基二苯基甲烷；
所述悬浮分散剂选自水玻璃、三聚磷酸钠、六偏磷酸钠和焦磷酸钠、三乙基己基磷酸、十二烷基硫酸钠、甲基戊醇、纤维素衍生物、聚丙烯酰胺、古尔胶、脂肪酸聚乙二醇酯。
一种专用研磨树脂铜盘的制备方法，先将铜粉、树脂结合剂混合，搅拌，依次加入固化剂、助剂搅拌均匀，装填模具，固定加压，最后采用倒模工艺固化成型。
一种根据上述制备方法制得专用研磨树脂铜盘在研磨蓝宝石衬底、芯片衬底、硅片衬底中的应用，所述用于芯片衬底的专用研磨树脂铜盘是树脂结合剂17--28％、铜粉78-85％、固化剂0.5-1.4％、助剂1-1.5％制成的。
一种专用研磨树脂铜盘，包括树脂铜盘本体，所述树脂铜盘本体上设有同心圆凹槽，所述树脂铜盘中心为环心空白，所述树脂铜盘的厚度为12.5-13mm。
上述的一种专用研磨树脂铜盘，所述树脂铜盘是由树脂结合剂15-37％、铜粉60-85％、固化剂0.4-1.5％、助剂0.6-2％构成的树脂铜盘。
上述的一种专用研磨树脂铜盘，所述树脂铜盘的平面度为0.001mm-0.004mm。
与现有技术相比，本发明提供的一种专用研磨树脂铜盘及其制备方法，达到的技术效果是：1)本发明的专用研磨树脂铜盘在加工过程中对工件不会造成污点、变形、变色，加工过程中研磨剂不会渗入被加工材料中；2)本发明的专用树脂铜盘具有很好的平面度，在直径4英寸以内的工件，平面度可以控制在1光带，而且利于金刚石颗粒嵌入，可以保持持续的去除率、具有良好的表面粗糙度和材料去除率、方便修盘和开槽；3)本发明的专用研磨树脂铜盘可以提升工件的研磨效率，提高研磨精度，节约研磨成本等，可以替代进口树脂铜盘；4)本发明的专用研磨树脂铜盘适用于蓝宝石衬底、硅片衬底或芯片衬底的研磨，尤其是芯片衬底的研磨。
以下便结合实施例及附图，对本发明的具体实施方式作进一步的详述，以使技术方案更易于理解、掌握。
附图说明
图1为实施例5专用研磨树脂铜盘用于芯片衬底研磨后TTV图；
图2为实施例5专用研磨树脂铜盘用于芯片衬底AVG图；
图3为实施例5专用研磨树脂铜盘用于芯片衬底研磨速率图；
图4为实施例5专用研磨树脂铜盘用于芯片衬底研磨后RA值表；
图5为实施例5使用进口盘研磨后的芯片衬底背部划痕显微图；
图6为实施例5使用专用研磨树脂研磨后的芯片衬底背部划痕显微图；
图7为实施例5专用研磨树脂铜盘用于芯片衬底精抛后RA值表；
图8为实施例5使用进口盘精抛后的芯片衬底背部划痕显微图；
图9为实施例5使用进口盘精抛后的芯片衬底背部划痕显微图；
图10为实施例7专用研磨树脂铜盘的整体结构示意图；
图11为实施例7专用研磨树脂铜盘的侧视图。
具体实施方式
下面通过具体实施例对本发明进行说明，但本发明并不局限于此。下述实施例中所述实验方法，如无特殊说明，均为常规方法；所述试剂和材料，如无特殊说明，均可从商业途径获得，下面实施例并非用以限制本发明的专利范围，凡未脱离本发明所为的等效实施或变更，均应包含于本专利保护范围中。
铜粉粒径的选择
本发明将铜粉和聚酚氧树脂共混制备聚酚氧/铜复合材料，研究铜含量和铜粒径对复合材料的力学性能、热变形温度和摩擦磨损性能的影响。实验结果表明：当铜粒径为200-300#时，摩擦系数出现先增加后减小的趋势；铜含量为80％时，其热变形温度达到最高85℃，复合材料的力学性能和耐磨性较好；随着铜粒径的增加，其力学性能出现减小的趋势，其磨损率和摩擦系数随着粒径的增大逐渐减小。考虑综合性能，选择粒径为200-300#作为复合材料的铜粒径。
实施例1用于研磨蓝宝石衬底的专用研磨树脂铜盘
配方：树脂结合剂(纯酚醛树脂胶45％+缩水甘油酯类环氧树脂55％)19.5％、粒径100#亚微米超细铜粉78％、间苯二胺1％、硅烷偶联剂0.5％，古尔胶1％。
制备方法：先将粒径100#亚微米超细铜粉78％、树脂结合剂(纯酚醛树脂胶45％+缩水甘油酯类环氧树脂55％)19.5％混合，搅拌，依次加入硅烷偶联剂0.5％，古尔胶1％搅拌均匀，装填模具，固定加压，最后采用倒模工艺固化成型。
其中，所述硅烷偶联剂可以由甲氧基硅烷、乙氧基硅烷、乙烯基硅烷、氨基硅烷、环氧基硅烷、巯基硅烷和甲基丙烯酰氧基硅烷、异丁基三乙氧基硅任一种或其组合替代。
实施例2用于研磨芯片衬底的专用研磨树脂铜盘
配方：树脂结合剂(聚酰胺6/66 45％+缩水甘油胺类环氧树脂55％)19.5％、粒径200#亚微米超细铜粉78％、二氨基二苯基甲烷1％、硅烷偶联剂0.5％，聚丙烯酰胺1％。
制备方法：先将树脂结合剂(聚酰胺6/66 45％+缩水甘油胺类环氧树脂55％)19.5％、粒径200#亚微米超细铜粉78％混合，搅拌，依次加入二氨基二苯基甲烷1％、硅烷偶联剂0.5％，聚丙烯酰胺1％搅拌均匀，装填模具，固定加压，最后采用倒模工艺固化成型。
其中，所述硅烷偶联剂可以由甲氧基硅烷、乙氧基硅烷、乙烯基硅烷、氨基硅烷、环氧基硅烷、巯基硅烷和甲基丙烯酰氧基硅烷、异丁基三乙氧基硅任一种或其组合替代。
实施例3用于研磨硅片衬底的专用研磨树脂铜盘
配方：树脂结合剂(酚醛-丁腈胶15％+聚酰胺66/610 30％+缩水甘油胺类环氧树脂55％)19.5％、粒径300#亚微米超细铜粉78％、酰胺基胺类1％、硅烷偶联剂0.5％，聚丙烯酰胺1％。
制备方法：先将树脂结合剂(酚醛-丁腈胶15％+聚酰胺66/610 30％+缩水甘油胺类环氧树脂55％)19.5％、粒径300#亚微米超细铜粉78％、混合，搅拌，依次加入酰胺基胺类1％、硅烷偶联剂0.5％，聚丙烯酰胺1％搅拌均匀，装填模具，固定加压，最后采用倒模工艺固化成型。
其中，所述硅烷偶联剂可以由甲氧基硅烷、乙氧基硅烷、乙烯基硅烷、氨基硅烷、环氧基硅烷、巯基硅烷和甲基丙烯酰氧基硅烷、异丁基三乙氧基硅任一种或其组合替代。
实施例4用于研磨陶瓷材料的专用研磨树脂铜盘
配方：树脂结合剂(酚醛-尼龙胶15％+聚酰胺-66 30％+脂环族类环氧树脂55％)19.5％、粒径400#亚微米超细铜粉78％、酰胺基胺类1％、硅烷偶联剂0.5％，聚丙烯酰胺1％。
制备方法：先将树脂结合剂(酚醛-尼龙胶15％+聚酰胺-66 30％+脂环族类环氧树脂55％)19.5％、粒径400#亚微米超细铜粉78％混合，搅拌，依次加入酰胺基胺类1％、硅烷偶联剂0.5％，聚丙烯酰胺1％搅拌均匀，装填模具，固定加压，最后采用倒模工艺固化成型。
其中，所述硅烷偶联剂可以由甲氧基硅烷、乙氧基硅烷、乙烯基硅烷、氨基硅烷、环氧基硅烷、巯基硅烷和甲基丙烯酰氧基硅烷、异丁基三乙氧基硅任一种或其组合替代。
实施例5验证实施例3制备的专用研磨树脂铜盘用于芯片衬底研磨，检测指标包括研磨后TTV、厚度(AVG)、研磨速率、研磨后RA&背部划痕、抛光后RA&背部划痕、使用周期等，见表1-3、图3-图9。
表1实施例3制备的专用研磨树脂铜盘的性能测试
表2实施例3制备的专用研磨树脂铜盘的用于芯片衬底研磨的研磨速率
| 组别 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 |
| 专用研磨树脂铜盘 | 3.8 | 3.7 | 3.7 | 3.6 | 3.6 | 3.6 | 3.5 | 3.5 | 3.5 | 3.5 | 3.5 | 3.4 |
| 进口盘 | 2.8 | 2.8 | 2.8 | 2.7 | 2.7 | 2.6 | 2.6 | 2.5 | 2.5 | 2.5 | 2.5 | 2.5 |
表3实施例3制备的专用研磨树脂铜盘的使用周期
由表1-3、图3-9表明本发明制备的专用研磨树脂铜盘研磨后状况基本与进口盘一致；研磨速率高于进口盘，提高产能约30％；研磨后RA值&背部划痕与进口盘一致，均在SPC内(SPC≤200A)；精抛后RA&背部划痕与进口盘一致，均在SPC内(SPC≤100A)；速率高，修盘周期长，生产效率高，总体来数，本发明制备的专用研磨铜盘的上述性能基本与进口盘一致，甚至部分优于进口盘。
实施例6本发明制备的专用研磨树脂铜盘与进口盘的比较
表5本发明制备的专用研磨树脂铜盘与进口盘的优点
实施例7
本实施例提供了一种专用研磨树脂铜盘，如图1，图2所示，包括树脂铜盘本体1，所述树脂铜盘本体上设有同心圆凹槽1-1，相邻的两个同心圆凹槽间距相同，该同心圆凹槽方便抛光液均匀的储存，所述树脂铜盘中心为环心空白1-2，环心空白的设置是方便专用研磨树脂铜盘与不同规格的底座紧密结合，便于加工工件得到有效的研磨，该树脂铜盘的厚度2为12.5-13mm，该厚度散热好，有效提高了研磨的效率，而且树脂铜盘是由树脂结合剂15-37％、铜粉60-85％、固化剂0.4-1.5％、助剂0.6-2％构成的树脂铜盘，以及树脂铜盘的平面度为0.001mm-0.004mm，使得该专用研磨树脂铜盘针对性地用于蓝宝石衬底、硅片衬底、芯片衬底的研磨，尤其是用于芯片衬底的研磨，耐磨性好，使用周期长，可以保持持续的去除率。
上述说明示出并描述了本发明的若干优选实施例，但如前所述，应当理解本发明并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文所述发明构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本发明的精神和范围，则都应在本发明所附权利要求的保护范围内。
Claims (9)
1.一种专用研磨树脂铜盘，其特征在于，包括树脂结合剂15-37％、铜粉60-85％、固化剂0.4-1.5％、助剂0.6-2％。
2.根据权利要求1所述的一种专用研磨树脂铜盘，其特征在于，所述铜粉的粒径为200#-500#，优选地，所述铜粉粒径为300#。
3.根据权利要求2所述的一种专用研磨树脂铜盘，其特征在于，所述树脂结合剂包括酚醛树脂、环氧树脂或聚酰胺树脂的其中一种或两种以上组合；所述铜粉包括亚微米铜粉或亚微米超细铜粉；所述固化剂包括脂肪族胺类、芳族胺类、酰胺基胺类、潜伏固化胺类或尿素替代物其中一种或两种以上组合；所述助剂包括硅烷偶联剂、悬浮分散剂；所述硅烷偶联剂剂与所述悬浮分散剂的百分比重量为0.5％∶1％。
4.根据权利要求3所述的一种专用研磨树脂铜盘，其特征在于，所述酚醛树脂选自聚酚氧树脂、苯氧树脂间苯二酚甲醛树脂、酚醛-丁腈胶、甲阶酚醛树脂、纯酚醛树脂胶、酚醛-缩醛胶、酚醛-尼龙胶、酚醛-丁腈胶任意一种或其组合；
所述环氧树脂选自缩水甘油醚类环氧树脂、缩水甘油酯类环氧树脂、缩水甘油胺类环氧树脂、线型脂肪族类环氧树脂、脂环族类环氧树脂任意一种或其组合；
所述聚酰胺树脂选自聚酰胺6/66、聚酰胺66/610、聚酰胺-6、聚酰胺-66、聚酰胺-610任意一种或其组合；
所述脂肪族胺类选自乙烯基三胺或氨乙基哌嗪；所述芳族胺类选自间苯二胺、二氨基二苯基甲烷；
所述悬浮分散剂选自水玻璃、三聚磷酸钠、六偏磷酸钠和焦磷酸钠、三乙基己基磷酸、十二烷基硫酸钠、甲基戊醇、纤维素衍生物、聚丙烯酰胺、古尔胶、脂肪酸聚乙二醇酯。
5.一种根据权利要求1-4任一项所述专用研磨树脂铜盘的制备方法，其特征在于，先将铜粉、树脂结合剂混合，搅拌，依次加入助剂、固化剂搅拌均匀，装填模具，固定加压，最后采用倒模工艺固化成型。
6.一种根据权利要求5所述制备方法制得专用研磨树脂铜盘在研磨蓝宝石衬底、芯片衬底、硅片衬底中的应用，其特征在于，所述用于芯片衬底的专用研磨树脂铜盘是由树脂结合剂17-28％、铜粉78-85％、固化剂0.5-1.4％、助剂1-1.5％制成的。
7.一种专用研磨树脂铜盘，其特征在于，包括树脂铜盘本体，所述树脂铜盘本体上设有同心圆凹槽，所述树脂铜盘中心为环心空白，所述树脂铜盘的厚度为12.5-13mm。
8.根据权利要求7所述的一种专用研磨树脂铜盘，其特征在于，所述树脂铜盘是由树脂结合剂15-37％、铜粉60-85％、固化剂0.4-1.5％、助剂0.6-2％构成的树脂铜盘。
9.根据权利要求8所述的的一种专用研磨树脂铜盘，其特征在于，所述树脂铜盘的平面度为0.001mm-0.004mm。
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