JP2002103238A - 研磨フィルム及びその製造方法 - Google Patents

研磨フィルム及びその製造方法

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JP2002103238A JP2000303134A JP2000303134A JP2002103238A JP 2002103238 A JP2002103238 A JP 2002103238A JP 2000303134 A JP2000303134 A JP 2000303134A JP 2000303134 A JP2000303134 A JP 2000303134A JP 2002103238 A JP2002103238 A JP 2002103238A
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polishing
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average particle
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Heiko Katsura
丙恒 葛
Akihiro Sakamoto
明広 坂本
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Abstract

(57)【要約】 【課題】研磨中に発生した研磨クズを取り込める網目ク
ラックを表面に形成し、精密部品表面を高い平滑性で仕
上げ研磨できる固定砥粒タイプの研磨フィルム及びその
製造方法を提供することである。 【解決手段】平均粒径5〜50nmの範囲にある酸化セ
リウム粒子13、又はこの酸化セリウム粒子を含有した
平均粒径5〜50nmの範囲にある混合粒子13、1
5、を樹脂バインダ14で固定し、表面に網状クラック
16を形成した研磨層12をベースフィルム11の表面
に形成した研磨フィルム10。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明が属する技術分野】本発明は、金属、セラミック
ス、プラスチック、ガラス等の表面の研磨に用いられる
研磨フィルム及びその製造方法に関し、特に、通信用光
ファイバコネクタ、液晶表示用カラーフィルター、光学
レンズ、磁気ディスク基板、半導体ウエハ等のように、
表面に高い平滑性が要求される精密部品の表面仕上げ研
磨に用いる研磨フィルム及びその製造方法に関するもの
である。
【0002】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】表面に
高い平滑性が要求される通信用光ファイバ、液晶表示用
カラーフィルター、光学レンズ、磁気ディスク基板、半
導体ウエハ等の精密部品は、その表面に不要の傷や突起
があると、精密部品の設計形状から予定される機能及び
性能を発揮し得なくなるため、最終的に行われる表面仕
上げ研磨が、精密部品の機能等を左右する重要な工程と
なっている。
【0003】例えば、通信用光ファイバは、銅線に代わ
る通信用線路として多用されるようになり、通信システ
ムを構成する際に、コネクタによる接続が一般的に行わ
れている。この光ファイバコネクタは、熱硬化性樹脂か
らなるフェルールのほぼ中央部分を貫通するように単数
又は複数の光ファイバをフェルールに接着固定し、光フ
ァイバの端部が光ファイバコネクタの端面から必要な長
さ(約0.5〜1μm)だけ突出するように構成されて
おり、この光ファイバの端部に傷や突起があり、また端
部が過度に研磨されて変形していると、この光ファイバ
の端部で光散乱等が発生し、通信システム全体の伝送特
性が設計どおりのものとならなくなることから、光ファ
イバの端部では、平滑性の高い凸球面状に研磨すること
が要求される。
【0004】このように表面に高い平滑性が要求される
精密部品の表面仕上げ研磨は、粗研磨を行った後に、固
定砥粒タイプの研磨フィルムを使用した固定砥粒研磨が
行われたり(例えば、特開平8−15566号公報を参
照)、砥粒を分散した研磨液を使用した遊離砥粒研磨が
行われる(特開平9−300192号公報を参照)。
【0005】しかし、上述したような固定砥粒研磨で
は、研磨中に発生する研磨クズが精密部品表面に作用
し、精密部品表面に不要の傷をつけることとなり、精密
部品の設計性能を得ることができなくなる、という問題
がある。このため、研磨中に発生する研磨クズを取り込
むための溝を研磨層に形成することが検討されたが、光
ファイバ端部のようにミクロン単位の領域に高い平滑性
が要求される精密部品を研磨する場合、研磨層に形成す
る溝幅をミクロン単位のものとする必要があり、現状で
は、グラビアローラ等の機械式塗工手段を利用してこの
ような幅の溝を研磨層に形成することは極めて困難であ
る。
【0006】一方、上述したような遊離砥粒研磨では、
研磨液中に含まれる砥粒が、保管中に沈降し、凝集する
ため、使用前に超音波等の分散手段を使用したり、研磨
液を入れた容器を手で振って、凝集砥粒を分解し、研磨
液中に分散させてから使用しなければならず、手間がか
かるばかりではなく、凝集砥粒を分解するための機械設
備を要し、コストもかかる。また、研磨液中に金属イオ
ン等の分散剤を含む場合、廃液処理に手間がかかるだけ
でなく、コストもかかる。
【0007】したがって、本発明は、これら問題に鑑み
てなされたものであり、研磨中に発生した研磨クズを取
り込める網目クラックを表面に形成し、精密部品表面を
高い平滑性で仕上げ研磨できる固定砥粒タイプの研磨フ
ィルム及びその製造方法を提供することを目的とするも
のである。
【0008】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成する本発
明は、ベースフィルム表面に研磨層を形成した研磨フィ
ルムであって、研磨層が、平均粒径5〜50nmの範囲
にある酸化セリウム粒子、又はこの酸化セリウム粒子を
含有した平均粒径5〜50nmの範囲にある混合粒子、
を樹脂バインダで固定したものであり、研磨層の表面
に、研磨中に発生する研磨クズを取り込む網状クラック
を形成したことを特徴とする。
【0009】網状クラックは、ベースフィルム表面に塗
布した上記粒径の酸化セリウム粒子又は混合粒子と樹脂
バインダとからなる研磨塗料の乾燥工程中に形成される
研磨層の微小なひび割れであり、研磨層表面にわたって
網状に形成されるものである。
【0010】混合粒子に含有する酸化セリウム粒子の割
合は、混合粒子の全重量に対して1〜99%の範囲にあ
る。
【0011】この混合粒子は、酸化セリウム粒子と、平
均粒径5〜50nmの範囲にあるシリカ粒子又はアルミ
ナ粒子とを混合したものである。
【0012】
【発明の実施の形態】<研磨フィルム> 本発明の研磨
フィルムは、パッド状又はテープ状に適宜切断加工さ
れ、表面に高い平滑性が要求される通信用光ファイバ、
液晶表示用カラーフィルター、光学レンズ、磁気ディス
ク基板、半導体ウエハ等の精密部品の研磨に用いられる
ものである。
【0013】図1(a)及び(b)に示すように、本発
明の研磨フィルム10は、ベースフィルム11の表面に
研磨層12を形成したものである。
【0014】研磨層12は、図1(a)に示すように、
平均粒径5〜50nmの範囲にある酸化セリウム粒子1
3、又は、図1(b)に示すように、平均粒径5〜50
nmの範囲にある酸化セリウム粒子13を含有した平均
粒径5〜50nmの範囲にある混合粒子13、15、を
樹脂バインダ14で固定したものである。
【0015】研磨層12の表面には、図2に示すような
網状クラック16が形成され、研磨中に発生した研磨ク
ズがこの網状クラック16内に取り込まれる。
【0016】この網状クラック16は、上記粒径の酸化
セリウム粒子又は混合粒子と樹脂バインダとからなる研
磨塗料をベースフィルム11に塗布した後、この研磨塗
料を乾燥する段階で形成される。すなわち、網状クラッ
ク16は、樹脂バインダの硬化時の収縮によって形成さ
れる微小のひび割れである。
【0017】ベースフィルム11としては、高い引張強
度を有し、耐熱性と耐薬品性に優れた既知の可撓性プラ
スチックフィルムが使用され、例えば、厚さ約20〜1
50μmのポリエチレンテレフタレート(PET)、ポ
リエステル、ポリプロピレン等のフィルムが使用され
る。
【0018】樹脂バインダ14としては、研磨フィルム
の製造に一般的に使用されるポリウレタン系、ポリエス
テル系等の既知の樹脂バインダが使用できる。溶剤とし
ては、メチルエチルケトン等が使用される。樹脂バイン
ダと溶剤との混合液にイソシアネート系の硬化剤を添加
してもよい。
【0019】酸化セリウム粒子13又は混合粒子13、
15と樹脂バインダ14との混合割合は、1:99〜9
9:1の範囲にある。
【0020】混合粒子13、15に含まれる上記粒径の
酸化セリウム粒子13以外の粒子15としては、ダイヤ
モンド、酸化アルミニウム、緑色炭化珪素、シリカ粒
子、アルミナ粒子等の研磨フィルムに一般的に使用され
る硬質の粒子から選択される一種又は二種以上の平均粒
径5〜50nmの範囲にある粒子が使用される。
【0021】混合粒子13、15に含有する酸化セリウ
ム粒子13の割合は、混合粒子13、15の全重量に対
して1〜99%の範囲にある。
【0022】<製造方法> 図1(a)に示す本発明の
研磨フィルム10は、平均粒径5〜50nmの範囲にあ
る酸化セリウム粒子13を100〜150℃の温度で約
1時間加熱乾燥させて水分を除去し、次に、樹脂バイン
ダ14とメチルエチルケトン等の溶剤とからなる樹脂溶
液と混合して粘度100〜200cpの研磨塗料を製造
(ここで、酸化セリウム粒子13と樹脂バインダ14と
の混合割合は、1:99〜99:1の範囲にある)し、
次に、この研磨塗料を、リバース又はグラビア塗工法を
利用して、ベースフィルム11上に塗布し、乾燥させる
ことによって製造され、図2に示すような網状クラック
16が研磨塗料を乾燥させることにより研磨層12の表
面に形成される。
【0023】また、図1(b)に示す本発明の研磨フィ
ルム10は、平均粒径5〜50nmの範囲にある酸化セ
リウム粒子13を1〜99%含有する混合粒子13、1
5を100〜150℃の温度で約1時間加熱乾燥させて
水分を除去し、次に、樹脂バインダ14とメチルエチル
ケトン等の溶剤とからなる樹脂溶液と混合して粘度10
0〜200cpの研磨塗料を製造(ここで、混合粒子1
3、15と樹脂バインダ14との混合割合は、1:99
〜99:1の範囲にある)し、次に、この研磨塗料を、
リバース又はグラビア塗工法を利用して、ベースフィル
ム11上に塗布し、乾燥させることによって製造され、
図2に示すような網状クラック16が研磨塗料を乾燥さ
せることにより研磨層12の表面に形成される。
【0024】<研磨方法> このようにして製造された
研磨フィルム10は、パッド状、テープ状等、用途に応
じて適宜様々な形に切断加工され、適当な装置に配置さ
れて研磨が行われる。ここで、酸化セリウム粒子は、金
属又はガラスに化学的機械的に作用する。
【0025】例えば、上記研磨フィルム10は、図3に
示すように、パッド状に切断加工され、弾性パッド17
を張りつけた回転盤18上に貼り付けられ、この上に通
信用光ファイバ(ガラス)20を貫通接着固定したフェ
ルール(ジルコニウム)21から構成される光ファイバ
コネクタ19の端面を所定の押付圧力で押し付け、冷却
水を供給しながら回転盤18を回転させることによって
研磨が行われる。酸化セリウム粒子13は、通信用光フ
ァイバ(ガラス)20に化学的機械的に作用し、光ファ
イバコネクタ19の端面が化学的機械的に研磨される。
【0026】[実施例1] 平均粒径11nmの酸化セ
リウム粒子を乾燥して水分を除去し、次にポリエステル
系樹脂バインダからなる樹脂溶液と混合して粘度約15
0cpの研磨塗料(酸化セリウム粒子:樹脂バインダ=
8:1)を製造した。この研磨塗料を、PETフィルム
にリバース塗工法を利用して一様に塗布し、乾燥器内に
おいて120℃の雰囲気中で60秒間加熱乾燥し、厚さ
10μmの研磨層を形成した。研磨層の表面には、幅約
0.1μmの網状クラックが形成された。
【0027】[実施例2] 平均粒径11nmの酸化セ
リウム粒子と平均粒径16nmのシリカ粒子からなる混
合粒子酸化セリウム粒子:シリカ粒子=9:1を乾燥し
て水分を除去し、次にシリコーン樹脂からなる樹脂溶液
と混合して粘度約150cpの研磨塗料(混合粒子:樹
脂バインダ=7:1)を製造した。次に、この研磨塗料
を、PETフィルムにリバース塗工法を利用して一様に
塗布し、乾燥器内において120℃の雰囲気中で60秒
間加熱乾燥し、厚さ8μmの研磨層を形成した。研磨層
の表面には、幅約0.1μmの網状クラックが形成され
た。
【0028】
【発明の効果】本発明が以上のように構成されるので以
下のような効果を奏する。
【0029】スラリーを使用せずに研磨できるため、廃
液処理が不要であるだけでなく、スラリー中の砥粒を分
散させるための分散工程が不要であり、分散にかかる手
間やコストが不要となった。
【0030】研磨中、微小粒径(平均粒径5〜50n
m)の固定粒子が精密部品表面に作用し、また、この粒
子として、酸化セリウム粒子が使用されるので、酸化セ
リウム粒子が精密部品表面に化学的機械的に作用し、さ
らに、研磨中に発生する研磨クズを取り込む微小の幅の
網状クラックが研磨層表面に形成されるので、高い平滑
性の表面を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】図1(a)は、酸化セリウム粒子を使用した、
本発明の研磨フィルムの拡大断面図であり、図1(b)
は、酸化セリウム粒子を含有した混合粒子を使用した、
本発明の研磨フィルムの拡大断面図である。
【図2】本発明の研磨フィルムの平面図である。
【図3】図3は、本発明の研磨フィルムを使用して研磨
を行っているところを示した図である。
【符号の説明】
10…本発明の研磨フィルム 11…ベースフィルム 12…研磨層 13…酸化セリウム粒子 14…バインダ接着剤 15…酸化セリウム粒子以外の粒子 16…網状クラック 17…弾性パッド 18…回転盤 19…光ファイバコネクタ 20…通信用光ファイバ 21…フェルール

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】平均粒径5〜50nmの範囲にある酸化セ
    リウム粒子、又はこの酸化セリウム粒子を含有した平均
    粒径5〜50nmの範囲にある混合粒子、を樹脂バイン
    ダで固定し、表面に網状クラックを形成した研磨層をベ
    ースフィルムの表面に形成した研磨フィルム。
  2. 【請求項2】前記混合粒子に含有する酸化セリウム粒子
    の割合が、前記混合粒子の全重量に対して1〜99%の
    範囲にある、請求項1の研磨フィルム。
  3. 【請求項3】前記混合粒子が、前記酸化セリウム粒子、
    及び平均粒径5〜50nmの範囲にあるシリカ粒子又は
    アルミナ粒子、から成る、請求項1の研磨フィルム。
  4. 【請求項4】平均粒径5〜50nmの範囲にある酸化セ
    リウム粒子、又はこの酸化セリウム粒子を含有した平均
    粒径5〜50nmの範囲にある混合粒子、及び樹脂バイ
    ンダからなる研磨塗料をベースフィルムの表面に塗布し
    た後、この研磨塗料を乾燥させて、表面に網状クラック
    を有する研磨層を前記ベースフィルムの表面に形成す
    る、研磨フィルムの製造方法。
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