CN109366347A

CN109366347A - 一种适用于硬脆材料精密研磨的研磨垫及其制备方法

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Publication number: CN109366347A
Application number: CN201811466494.7A
Authority: CN
Inventors: 赵辉华
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2018-12-03
Filing date: 2018-12-03
Publication date: 2019-02-22

Abstract

本发明公开一种适用于硬脆材料精密研磨的研磨垫及其制备方法，研磨垫包括有基板层、粘胶层、膜层以及磨料层；该粘胶层贴覆在基板层的表面上，该膜层贴覆在粘胶层的表面上，该磨料层贴覆在膜层的表面上，且磨料层包括有以下质量百分比原料：金刚石组团磨料3‑15%、胶粘剂10‑50%、分散剂1‑3%、余料为填充材料。通过采用本发明配方和方法制得研磨垫，其可有效提高研磨产品表面质量、提高研磨产品的效率并减少研磨加工工序，为用户的使用带来便利。

Description

一种适用于硬脆材料精密研磨的研磨垫及其制备方法

技术领域

本发明涉及研磨垫领域技术，尤其是指一种适用于硬脆材料精密研磨的研磨垫及其制备方法。

背景技术

芯片作为高端制造业的核心部件，以美国为首的发达国家，为了保护自身的利益，把芯片制造业作为遏制中国崛起的重要工具，为此，今年以来频繁出台相关的限制政策阻碍中国高端制造业的发展。

在此背景下，国家高度重视，众多企业积极参与芯片研发、制造行业，全社会掀起一股致力于迈向芯片制造强国的热潮。但事实上，国内芯片制造业产业链的基础还比较薄弱，半导体基础材料的研究，产业链深加工也面临巨大挑战，尤其针对半导体硅晶圆、陶瓷基板、存储光盘、光学玻璃超精密研磨、抛光表面加工等环节还有很长的路要走。

单就芯片基板研磨、抛光而言，如何更好解决国内采用传统游离磨料，进行粗、中、精研磨，造成效率低、稳定性差、磨料浪费较大、废液排放等问题，成为迫在眉睫的技术改造提升课题。

目前国内现有固结金刚石研磨垫均采用单颗粒金刚石，而单一金刚石颗粒大，形貌不规则，刀刃少且尖锐，所产生切削力大，容易造成划伤、划痕，带来较差的表面质量；而采用单颗粒小颗粒金刚石，表面质量虽好，但切削效率低；并且研磨制程中往往需要粗、中、精三道工序研磨才能达最终表面质量要求，导致研磨工序多。因此，有必要对目前的研磨垫进行改进。

发明内容

有鉴于此，本发明针对现有技术存在之缺失，其主要目的是提供一种适用于硬脆材料精密研磨的研磨垫及其制备方法，其可有效提高研磨产品表面质量、提高研磨产品的效率并减少研磨加工工序。

为实现上述目的，本发明采用如下之技术方案：

一种适用于硬脆材料精密研磨的研磨垫，包括有基板层、粘胶层、膜层以及磨料层；该粘胶层贴覆在基板层的表面上，该膜层贴覆在粘胶层的表面上，该磨料层贴覆在膜层的表面上，且磨料层包括有以下质量百分比原料：金刚石组团磨料 3-15%、胶粘剂 10-50%、分散剂 1-3%、余料为填充材料。

作为一种优选方案，所述基板层为PC材质。

作为一种优选方案，所述膜层为PP棉。

作为一种优选方案，所述金刚石组团磨料由单颗粒金刚石组团形成。

作为一种优选方案，所述胶粘剂为环氧树脂、不饱和聚酯树脂、聚丙烯酸树脂、环氧丙烯酸树脂和聚氨酯树脂中的一种或多种。

作为一种优选方案，所述分散剂为多元羧酸酯、酸酯聚合物和多元羧酸聚酯中的一种或多种。

作为一种优选方案，所述填充材料为碳酸钙、石灰石、硅灰石和二氧化硅中的一种或多种。

一种适用于硬脆材料精密研磨的研磨垫的制备方法，包括有以下步骤：

（1）备料：将制备所需要的粉料及原料各自分开，用量具称好重量；

（2）筛料：将磨料层所需要的各种粉体原料加热烘烤干燥后，各自分开过筛得到需要粒度的粉体；

（3）混料：将磨料层所需要的各种粉体和原料按百分比称重，按照配比先加入液体原料，然后粉体依次称重加入搅拌罐中，放置于行星搅拌设备中，搅拌速度为300-600转/min，时间为3-5分钟；

（4）模具喷涂脱模剂：将模具腔内采用酒精清洁干净，然后在模腔表面喷上一层硅胶脱模剂，以便磨料层固化脱模；

（5）浇灌模具：将搅拌分散抽好真空的浆料浇灌到预置好脱模剂模腔中，用辊来回往复将浆料擀平；

（6）抽真空：将擀平磨料的模板水平移置于真空箱中，关好真空箱门，设置好真空度：负95-100KPa，时间3-10分钟；

（7）贴膜固化：将事先在环氧树脂胶水中浸渍好的膜层取出，覆盖在的磨料层表面，并用辊筒将其擀平，贴实；然后将模板送入至光固化炉中，常温40-60℃，时间3-10分钟；

（8）贴合基板：将固化好的磨料层取出，放置贴合机模板上固定好，然后取出事先预置备好双面胶的基板层，将基板层一面离型纸撕除，将一端面与模板对齐，调整好贴合机辊筒的高度、转速及压力，来回往复一次即将基板层与膜层贴合牢固。

作为一种优选方案，进一步包括有以下步骤：

（9）模切裁剪：将做好产品从模板中取出，放置所需尺寸刀模的冲床上，进行裁剪；

（10）包装出货。

作为一种优选方案，所述步骤（2）中采用300目网筛进行筛料。

本发明与现有技术相比具有明显的优点和有益效果，具体而言，由上述技术方案可知：

通过采用本发明配方和方法制得研磨垫，其对比现有固结金刚石研磨垫有以下三方面优势：

1、可有效提高研磨产品表面质量：

采有组团金刚石磨料的研磨垫，可选择更小单颗粒金刚石，这样就可以确保研磨表面质量，而现有金刚研磨垫，采用单颗粒金刚石，颗粒太小基本没有削力。

2、可有效提高研磨产品的效率：

采有组团金刚石磨料精密研磨垫，组团后是一个球状体，一个球状体表面可以同时裸露更多刀刃，而且在研磨过程中随着磨料脱落可不断出现更多新刀刃，这样研磨垫就可以持续保持较高的切削效率，而现有金刚研磨垫，采用单颗粒金刚石，由于单个颗粒刀刃少所以切削效率低，且磨料磨钝破碎后出刃少，切削效率低持续性差。

3、可有效减少研磨加工工序，节约加工成本，减少资源浪费：

采用组团金刚石磨料精密研磨垫后，因组团磨料可以采用粒度更细小的单颗金刚石磨料，在实际研磨生产中研磨产品表面质量可以做得更加精细，和研磨效率的提升，相比现有单颗金刚石研磨垫，可以有效节省研磨工序及减少后工序精密抛光要用的稀土、二氧化硅等消耗，节约资源，减少废物排放。

为更清楚地阐述本发明的结构特征和功效，下面结合附图与具体实施例来对本发明进行详细说明。

附图说明

图1是本发明之制备流程示意图。

图2是本发明研磨垫的结构示意图。

附图标识说明：

10、基板层 20、粘胶层

30、膜层 40、磨料层

41、基部 42、磨块部。

具体实施方式

本发明揭示了一种适用于硬脆材料精密研磨的研磨垫，包括有基板层10、粘胶层20、膜层30以及磨料层40；该粘胶层20贴覆在基板层10的表面上，该膜层30贴覆在粘胶层20的表面上，该磨料层40贴覆在膜层30的表面上，且磨料层40包括有以下质量百分比原料：金刚石组团磨料 3-15%、胶粘剂 10-50%、分散剂 1-3%、余料为填充材料。所述基板层10为PC材质。所述膜层30为PP棉。所述金刚石组团磨料由单颗粒金刚石组团形成。所述胶粘剂为环氧树脂、不饱和聚酯树脂、聚丙烯酸树脂、环氧丙烯酸树脂和聚氨酯树脂中的一种或多种。所述分散剂为多元羧酸酯、酸酯聚合物和多元羧酸聚酯中的一种或多种。所述填充材料为碳酸钙、石灰石、硅灰石和二氧化硅中的一种或多种。以及，所述磨料层40包括有基部41以及于基部41表面一体延伸出的磨块部42，磨块部42为多个，多个磨块部42间隔排布，磨块部42可以为三角形、长方形、正方形、菱形、五边形、六边形、圆形等到，在本实施例中，磨块部42为正方形，不以为限。

本发明还公开了一种适用于硬脆材料精密研磨的研磨垫的制备方法，包括有以下步骤：

（1）备料：将制备所需要的粉料及原料各自分开，用量具称好重量。

（2）筛料：将磨料层所需要的各种粉体原料加热烘烤干燥后，各自分开过筛得到需要粒度的粉体；采用300目网筛进行筛料。

（3）混料：将磨料层所需要的各种粉体和原料按百分比称重，按照配比先加入液体原料，然后粉体依次称重加入搅拌罐中，放置于行星搅拌设备中，搅拌速度为300-600转/min，时间为3-5分钟。

（4）模具喷涂脱模剂：将模具腔内采用酒精清洁干净，然后在模腔表面喷上一层硅胶脱模剂，以便磨料层固化脱模。

（5）浇灌模具：将搅拌分散抽好真空的浆料浇灌到预置好脱模剂模腔中，用辊来回往复将浆料擀平。

将擀平磨料的模板水平移置于真空箱中，关好真空箱门，设置好真空度：负95-100KPa，时间3-10分钟。

（7）贴膜固化：将事先在环氧树脂胶水中浸渍好的膜层取出，覆盖在的磨料层表面，并用辊筒将其擀平，贴实；然后将模板送入至光固化炉中，常温40-60℃，时间3-10分钟。

（9）模切裁剪：将做好产品从模板中取出，放置所需尺寸刀模的冲床上，进行裁剪。

（10）包装出货。

下面以多个实施例对本发明作进一步详细说明：

实施例1：

一种适用于硬脆材料精密研磨的研磨垫，包括有基板层10、粘胶层20、膜层30以及磨料层40；该粘胶层20贴覆在基板层10的表面上，该膜层30贴覆在粘胶层20的表面上，该磨料层40贴覆在膜层30的表面上，且磨料层40包括有以下质量百分比原料：金刚石组团磨料 3%、胶粘剂 30%、分散剂 1%、余料为填充材料。所述基板层10为PC材质。所述膜层30为PP棉。所述金刚石组团磨料由单颗粒金刚石组团形成。所述胶粘剂为环氧树脂。所述分散剂为多元羧酸酯。所述填充材料为碳酸钙。

（3）混料：将磨料层所需要的各种粉体和原料按百分比称重，按照配比先加入液体原料，然后粉体依次称重加入搅拌罐中，放置于行星搅拌设备中，搅拌速度为300转/min，时间为4分钟。

（6）抽真空：将擀平磨料的模板水平移置于真空箱中，关好真空箱门，设置好真空度：负95KPa，时间3分钟。

（7）贴膜固化：将事先在环氧树脂胶水中浸渍好的膜层取出，覆盖在的磨料层表面，并用辊筒将其擀平，贴实；然后将模板送入至光固化炉中，常温50℃，时间5分钟。

（10）包装出货。

实施例2：

一种适用于硬脆材料精密研磨的研磨垫，包括有基板层10、粘胶层20、膜层30以及磨料层40；该粘胶层20贴覆在基板层10的表面上，该膜层30贴覆在粘胶层20的表面上，该磨料层40贴覆在膜层30的表面上，且磨料层40包括有以下质量百分比原料：金刚石组团磨料 15%、胶粘剂 10%、分散剂 1.5%、余料为填充材料。所述基板层10为PC材质。所述膜层30为PP棉。所述金刚石组团磨料由单颗粒金刚石组团形成。所述胶粘剂为不饱和聚酯树脂。所述分散剂为酸酯聚合物。所述填充材料为石灰石。

（3）混料：将磨料层所需要的各种粉体和原料按百分比称重，按照配比先加入液体原料，然后粉体依次称重加入搅拌罐中，放置于行星搅拌设备中，搅拌速度为350转/min，时间为3分钟。

（6）抽真空：将擀平磨料的模板水平移置于真空箱中，关好真空箱门，设置好真空度：负100KPa，时间10分钟。

（7）贴膜固化：将事先在环氧树脂胶水中浸渍好的膜层取出，覆盖在的磨料层表面，并用辊筒将其擀平，贴实；然后将模板送入至光固化炉中，常温45℃，时间3分钟。

（10）包装出货。

实施例3：

一种适用于硬脆材料精密研磨的研磨垫，包括有基板层10、粘胶层20、膜层30以及磨料层40；该粘胶层20贴覆在基板层10的表面上，该膜层30贴覆在粘胶层20的表面上，该磨料层40贴覆在膜层30的表面上，且磨料层40包括有以下质量百分比原料：金刚石组团磨料 8%、胶粘剂 25%、分散剂 2%、余料为填充材料。所述基板层10为PC材质。所述膜层30为PP棉。所述金刚石组团磨料由单颗粒金刚石组团形成。所述胶粘剂为聚丙烯酸树脂。所述分散剂为多元羧酸聚酯。所述填充材料为硅灰石。

（3）混料：将磨料层所需要的各种粉体和原料按百分比称重，按照配比先加入液体原料，然后粉体依次称重加入搅拌罐中，放置于行星搅拌设备中，搅拌速度为400转/min，时间为5分钟。

（6）抽真空：将擀平磨料的模板水平移置于真空箱中，关好真空箱门，设置好真空度：负98KPa，时间5分钟。

（7）贴膜固化：将事先在环氧树脂胶水中浸渍好的膜层取出，覆盖在的磨料层表面，并用辊筒将其擀平，贴实；然后将模板送入至光固化炉中，常温40℃，时间6分钟。

（10）包装出货。

实施例4：

一种适用于硬脆材料精密研磨的研磨垫，包括有基板层10、粘胶层20、膜层30以及磨料层40；该粘胶层20贴覆在基板层10的表面上，该膜层30贴覆在粘胶层20的表面上，该磨料层40贴覆在膜层30的表面上，且磨料层40包括有以下质量百分比原料：金刚石组团磨料 9%、胶粘剂 45%、分散剂 2.3%、余料为填充材料。所述基板层10为PC材质。所述膜层30为PP棉。所述金刚石组团磨料由单颗粒金刚石组团形成。所述胶粘剂为聚氨酯树脂。所述分散剂为多元羧酸酯和酸酯聚合物的混合物。所述填充材料为碳酸钙和石灰石的混合物。

（3）混料：将磨料层所需要的各种粉体和原料按百分比称重，按照配比先加入液体原料，然后粉体依次称重加入搅拌罐中，放置于行星搅拌设备中，搅拌速度为500转/min，时间为4分钟。

（6）抽真空：将擀平磨料的模板水平移置于真空箱中，关好真空箱门，设置好真空度：负97KPa，时间8分钟。

（7）贴膜固化：将事先在环氧树脂胶水中浸渍好的膜层取出，覆盖在的磨料层表面，并用辊筒将其擀平，贴实；然后将模板送入至光固化炉中，常温55℃，时间8分钟。

（10）包装出货。

实施例5：

一种适用于硬脆材料精密研磨的研磨垫，包括有基板层10、粘胶层20、膜层30以及磨料层40；该粘胶层20贴覆在基板层10的表面上，该膜层30贴覆在粘胶层20的表面上，该磨料层40贴覆在膜层30的表面上，且磨料层40包括有以下质量百分比原料：金刚石组团磨料 6%、胶粘剂 35%、分散剂 3%、余料为填充材料。所述基板层10为PC材质。所述膜层30为PP棉。所述金刚石组团磨料由单颗粒金刚石组团形成。所述胶粘剂为环氧树脂和聚丙烯酸树脂的混合物。所述分散剂为酸酯聚合物和多元羧酸聚酯的混合物。所述填充材料为石灰石、硅灰石和二氧化硅的混合物。

（3）混料：将磨料层所需要的各种粉体和原料按百分比称重，按照配比先加入液体原料，然后粉体依次称重加入搅拌罐中，放置于行星搅拌设备中，搅拌速度为450转/min，时间为5分钟。

（6）抽真空：将擀平磨料的模板水平移置于真空箱中，关好真空箱门，设置好真空度：负96KPa，时间6分钟。

（7）贴膜固化：将事先在环氧树脂胶水中浸渍好的膜层取出，覆盖在的磨料层表面，并用辊筒将其擀平，贴实；然后将模板送入至光固化炉中，常温60℃，时间9分钟。

（10）包装出货。

实施例6：

一种适用于硬脆材料精密研磨的研磨垫，包括有基板层10、粘胶层20、膜层30以及磨料层40；该粘胶层20贴覆在基板层10的表面上，该膜层30贴覆在粘胶层20的表面上，该磨料层40贴覆在膜层30的表面上，且磨料层40包括有以下质量百分比原料：金刚石组团磨料 12%、胶粘剂 50%、分散剂 2.8%、余料为填充材料。所述基板层10为PC材质。所述膜层30为PP棉。所述金刚石组团磨料由单颗粒金刚石组团形成。所述胶粘剂为环氧树脂、不饱和聚酯树脂、聚丙烯酸树脂、环氧丙烯酸树脂和聚氨酯树脂的混合物。所述分散剂为多元羧酸酯、酸酯聚合物和多元羧酸聚酯的混合物。所述填充材料为碳酸钙、石灰石、硅灰石和二氧化硅中的混合物。

（3）混料：将磨料层所需要的各种粉体和原料按百分比称重，按照配比先加入液体原料，然后粉体依次称重加入搅拌罐中，放置于行星搅拌设备中，搅拌速度为600转/min，时间为3分钟。

（6）抽真空：将擀平磨料的模板水平移置于真空箱中，关好真空箱门，设置好真空度：负99KPa，时间4分钟。

（7）贴膜固化：将事先在环氧树脂胶水中浸渍好的膜层取出，覆盖在的磨料层表面，并用辊筒将其擀平，贴实；然后将模板送入至光固化炉中，常温48℃，时间10分钟。

（10）包装出货。

对比例：

选用市面上可以购买得到的其中一种研磨垫。

分别使用上述各个实施例和对比例配套磨削液进行研磨测试，以平面玻璃研磨测试为例，测试结果如下表所示：

从上表可见，采用本发明制备的研磨垫，其磨削效率得到了很大的提升，磨削效率稳定性更好，产品表面划伤机率低，产品表面粗糙度更小，使用寿命也更长。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明的技术范围作任何限制，故凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何细微修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims

1.一种适用于硬脆材料精密研磨的研磨垫，其特征在于：包括有基板层、粘胶层、膜层以及磨料层；该粘胶层贴覆在基板层的表面上，该膜层贴覆在粘胶层的表面上，该磨料层贴覆在膜层的表面上，且磨料层包括有以下质量百分比原料：金刚石组团磨料 3-15%、胶粘剂10-50%、分散剂 1-3%、余料为填充材料。

2.根据权利要求1所述的一种适用于硬脆材料精密研磨的研磨垫，其特征在于：所述基板层为PC材质。

3.根据权利要求1所述的一种适用于硬脆材料精密研磨的研磨垫，其特征在于：所述膜层为PP棉。

4.根据权利要求1所述的一种适用于硬脆材料精密研磨的研磨垫，其特征在于：所述金刚石组团磨料由单颗粒金刚石组团形成。

5.根据权利要求1所述的一种适用于硬脆材料精密研磨的研磨垫，其特征在于：所述胶粘剂为环氧树脂、不饱和聚酯树脂、聚丙烯酸树脂、环氧丙烯酸树脂和聚氨酯树脂中的一种或多种。

6.根据权利要求1所述的一种适用于硬脆材料精密研磨的研磨垫，其特征在于：所述分散剂为多元羧酸酯、酸酯聚合物和多元羧酸聚酯中的一种或多种。

7.根据权利要求1所述的一种适用于硬脆材料精密研磨的研磨垫，其特征在于：所述填充材料为碳酸钙、石灰石、硅灰石和二氧化硅中的一种或多种。

8.一种如权利要求1-7任一项所述的一种适用于硬脆材料精密研磨的研磨垫的制备方法，其特征在于：包括有以下步骤：

9.根据权利要求8所述的一种适用于硬脆材料精密研磨的研磨垫的制备方法，其特征在于：进一步包括有以下步骤：

（10）包装出货。

10.根据权利要求8所述的一种适用于硬脆材料精密研磨的研磨垫的制备方法，其特征在于：所述步骤（2）中采用300目网筛进行筛料。