JP6859035B2 - Abrasive - Google Patents
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Description
本発明は、研磨材に関する。 The present invention relates to an abrasive.
近年、ハードディスク等の電子機器の精密化が進んでいる。このような電子機器の基板材料には、小型化や薄型化に対応できる剛性、耐衝撃性及び耐熱性を考慮し、ガラス、サファイア等が用いられる。このような基板の加工には一般に固定砥粒の研磨パッドが使用されている。 In recent years, the precision of electronic devices such as hard disks has been advancing. As the substrate material for such electronic devices, glass, sapphire, etc. are used in consideration of rigidity, impact resistance, and heat resistance that can be reduced in size and thickness. A polishing pad with fixed abrasive grains is generally used for processing such a substrate.
ところで、上記基板加工においては、加工効率の向上が求められる。基板加工の加工効率を高めることができる研磨材としては、例えば基材シートの表面に研磨層として互いに独立した複数の研磨構造体を形成した研磨材が提案されている(特開2009−72832号公報参照)。この研磨材では、研磨層に対する研磨構造体の研磨面の面積比率を下げ、研磨時に加えられる研磨荷重を受ける研磨面の面積を小さくすることで研磨圧力を高め、研削力を向上させている。 By the way, in the above-mentioned substrate processing, improvement of processing efficiency is required. As an abrasive that can improve the processing efficiency of substrate processing, for example, an abrasive in which a plurality of independent polishing structures are formed as polishing layers on the surface of a base sheet has been proposed (Japanese Patent Laid-Open No. 2009-72832). See publication). In this polishing material, the polishing pressure is increased and the grinding force is improved by reducing the area ratio of the polishing surface of the polishing structure to the polishing layer and reducing the area of the polishing surface that receives the polishing load applied at the time of polishing.
上記従来の研磨材では、複数の研磨構造体の間に溝を設けることで面積比率を制御している。このため、面積比率を下げて研削力を向上させるためには、研磨構造体間の溝幅を広げる必要がある。このように溝幅が広がると、研磨時に基板(被削体)の端部が溝を横断する際、基板の端部が基材シート側に傾き易くなる。このため、基板が溝の側面上部に引っ掛かったり、溝に落ち込んだりすることで、基板に傷が生じる頻度が高まる。 In the above-mentioned conventional abrasive, the area ratio is controlled by providing a groove between a plurality of polishing structures. Therefore, in order to reduce the area ratio and improve the grinding force, it is necessary to widen the groove width between the polished structures. When the groove width is widened in this way, when the end portion of the substrate (work piece) crosses the groove during polishing, the end portion of the substrate tends to tilt toward the base sheet side. For this reason, the substrate is caught in the upper part of the side surface of the groove or falls into the groove, so that the frequency of scratches on the substrate increases.
本発明はこのような不都合に鑑みてなされたものであり、被削体の溝等への落ち込みによる損傷を抑止しつつ、比較的高い加工効率を達成できる研磨材の提供を目的とする。 The present invention has been made in view of such inconveniences, and an object of the present invention is to provide an abrasive material capable of achieving relatively high processing efficiency while suppressing damage due to a drop of a work piece into a groove or the like.
上記課題を解決するためになされた発明は、基材と、この基材の表面側に積層される研磨層とを備える研磨材であって、上記研磨層が、砥粒及びそのバインダーを含み、かつテーバー摩耗試験における摩耗量の異なる複数種の研磨部を有し、上記複数種の研磨部のうち上記摩耗量の最も小さい第1の研磨部が他の研磨部により取り囲まれ、上記第1研磨部の上記摩耗量に対する上記他の研磨部の上記摩耗量の比が3以上であり、上記研磨層における上記研磨部全体の占有面積率が15%以上100%以下であることを特徴とする。 The invention made to solve the above problems is a polishing material including a base material and a polishing layer laminated on the surface side of the base material, wherein the polishing layer contains abrasive grains and a binder thereof. In addition, it has a plurality of types of polishing parts having different amounts of wear in the Taber wear test, and among the above-mentioned plurality of types of polishing parts, the first polishing part having the smallest amount of wear is surrounded by another polishing part, and the first polishing part is surrounded. The ratio of the amount of wear of the other polished part to the amount of wear of the part is 3 or more, and the occupied area ratio of the entire polished part in the polishing layer is 15% or more and 100% or less.
当該研磨材は、第1研磨部と、上記第1研磨部を取り囲む他の研磨部を備え、テーバー摩耗試験における上記第1研磨部の摩耗量に対する上記他の研磨部の摩耗量の比が上記下限以上である。このため、当該研磨材を用いて研磨を行うと、第1研磨部を取り囲む他の研磨部が先に摩耗する。これにより研磨開始から比較的短い時間で、第1研磨部と他の研磨部との間に他の研磨部を低い高さとする段差が生じる。また、この研磨部の摩耗は主として砥粒の目こぼれにより第1研磨部及び他の研磨部共に進行するため、この段差が維持されながら被削体が研磨される。従って、研磨時に加えられる研磨荷重を主として第1研磨部が受けるため、第1研磨部の研磨圧力が高められ、これにより当該研磨材の研削力が高められる。また、当該研磨材は、上記他の研磨部が上記第1研磨部を取り囲み、上記研磨層における上記研磨部全体の占有面積率を上記範囲内とする。このため、当該研磨材は、研磨時に被削体の端部が第1研磨部間を移動する際、上記他の研磨部により被削体が基材側へ傾くことを抑止できる。従って、当該研磨材は、被削体の溝等への落ち込みによる損傷を抑止できる。 The abrasive material includes a first polishing portion and another polishing portion surrounding the first polishing portion, and the ratio of the wear amount of the other polishing portion to the wear amount of the first polishing portion in the taber wear test is the above. It is above the lower limit. Therefore, when polishing is performed using the polishing material, the other polishing portions surrounding the first polishing portion are worn first. As a result, in a relatively short time from the start of polishing, a step is formed between the first polishing portion and the other polishing portion so that the other polishing portion has a low height. Further, since the wear of the polished portion progresses mainly in the first polished portion and the other polished portions due to the spillage of the abrasive grains, the work piece is polished while maintaining this step. Therefore, since the first polishing portion mainly receives the polishing load applied at the time of polishing, the polishing pressure of the first polishing portion is increased, thereby increasing the grinding force of the abrasive material. Further, in the polishing material, the other polishing portion surrounds the first polishing portion, and the occupied area ratio of the entire polishing portion in the polishing layer is within the above range. Therefore, in the abrasive material, when the end portion of the work piece moves between the first polishing parts during polishing, the work piece can be prevented from being tilted toward the base material by the other polishing parts. Therefore, the abrasive can suppress damage due to the falling into the groove or the like of the work piece.
上記研磨層における上記第1研磨部の占有面積率としては、3%以上16%以下が好ましい。上記第1研磨部の占有面積率を上記範囲内とすることで、第1研磨部の受ける研磨圧力が高められ、当該研磨材の研削力をさらに向上させることができる。 The occupied area ratio of the first polished portion in the polishing layer is preferably 3% or more and 16% or less. By setting the occupied area ratio of the first polishing portion within the above range, the polishing pressure received by the first polishing portion can be increased, and the grinding force of the abrasive can be further improved.
上記第1研磨部の砥粒が複数種の砥粒により構成されるとよい。このように上記第1研磨部の砥粒を複数種の砥粒により構成することで、当該研磨材の製造コストの増加を抑止しつつ、研削力を向上させることができる。 It is preferable that the abrasive grains of the first polishing portion are composed of a plurality of types of abrasive grains. By forming the abrasive grains of the first polishing portion with a plurality of types of abrasive grains in this way, it is possible to improve the grinding force while suppressing an increase in the manufacturing cost of the abrasive material.
上記第1研磨部がダイヤモンド砥粒を含むとよく、上記第1研磨部における上記ダイヤモンド砥粒の含有量としては、1体積%以上20体積%以下が好ましい。このように第1研磨部のダイヤモンド砥粒の含有量を上記範囲内とすることで、当該研磨材の製造コストの増加を抑止しつつ、さらに研削力を向上させることができる。 The first polishing portion preferably contains diamond abrasive grains, and the content of the diamond abrasive grains in the first polishing portion is preferably 1% by volume or more and 20% by volume or less. By setting the content of diamond abrasive grains in the first polishing portion within the above range in this way, it is possible to further improve the grinding force while suppressing an increase in the manufacturing cost of the abrasive.
上記他の研磨部における上記ダイヤモンド砥粒の含有量としては、0.3体積%以下が好ましい。ダイヤモンド砥粒は硬質で研削力が高いので、被削体に接触しても目つぶれや目こぼれを起こし難く、他の砥粒に比べて大きな研磨荷重を受け易い。このため、上記他の研磨部におけるダイヤモンド砥粒の含有量を上記上限以下とすることで、研磨時に研磨荷重が他の研磨部にかかることを抑止し、第1研磨部に集中し易くできるので、当該研磨材の研削力を向上させることができる。なお、上記ダイヤモンド砥粒の含有量は0体積%、すなわち上記他の研磨部がダイヤモンド砥粒を含まなくともよい。 The content of the diamond abrasive grains in the other polishing portion is preferably 0.3% by volume or less. Since diamond abrasive grains are hard and have high grinding power, they are less likely to cause blinding or spillage even when they come into contact with the work piece, and are more susceptible to a large polishing load than other abrasive grains. Therefore, by setting the content of diamond abrasive grains in the other polishing parts to the above upper limit or less, it is possible to prevent the polishing load from being applied to the other polishing parts during polishing and to easily concentrate on the first polishing part. , The grinding power of the abrasive can be improved. The content of the diamond abrasive grains is 0% by volume, that is, the other polishing portion does not have to contain the diamond abrasive grains.
ここで「テーバー摩耗試験における摩耗量」は、試験片(平均直径104mm、平均厚さ300μm)を用意し、テーバー摩耗試験機を用いて摩耗輪H−18、荷重4.9N(500gf)の条件で上記試験片を320回転し、320回転前後の試験片の質量差を測定した値である。また、「第1の研磨部が他の研磨部により取り囲まれる」とは、第1研磨部が、平面視で他の研磨部により形成される閉空間に位置することを意味する。なお、上記他の研磨部は、閉空間の外周に連続して存在してもよいが、全周の長さの10%以下の範囲で断続部分があってもよい。他の研磨部に断続部分がある場合、その断続部分は外挿により閉空間の領域を決めるものとする。このような断続部分がある場合、第1研磨部が部分的に上記閉空間に位置する場合が生じ得るが、平面視で閉空間に位置する第1研磨部の面積が第1研磨部全体の面積の50%以上を占める場合、その第1研磨部は閉空間に位置すると判断するものとする。また、「研磨層の面積」は、研磨層が溝を有する場合は、溝の面積も含む概念である。 Here, the "amount of wear in the Taber wear test" is determined by preparing a test piece (average diameter 104 mm, average thickness 300 μm), using a Taber wear tester, and using a Taber wear tester under the conditions of a wear wheel H-18 and a load of 4.9 N (500 gf). It is a value obtained by rotating the test piece 320 times and measuring the mass difference of the test piece before and after 320 rotations. Further, "the first polishing portion is surrounded by another polishing portion" means that the first polishing portion is located in a closed space formed by the other polishing portions in a plan view. The other polishing portion may be continuously present on the outer periphery of the closed space, but may have an intermittent portion within a range of 10% or less of the total circumference. If the other polished part has an intermittent part, the intermittent part shall determine the area of the closed space by extrapolation. When there is such an intermittent portion, the first polished portion may be partially located in the closed space, but the area of the first polished portion located in the closed space in a plan view is the entire area of the first polished portion. When occupying 50% or more of the area, it is determined that the first polished portion is located in a closed space. Further, the "abrasive layer area" is a concept including the area of the groove when the polishing layer has a groove.
以上説明したように、本発明の研磨材は、被削体の溝等への落ち込みによる損傷を抑止しつつ、比較的高い加工効率を達成できる。 As described above, the abrasive material of the present invention can achieve relatively high processing efficiency while suppressing damage due to a drop of the work piece into a groove or the like.
以下、本発明の実施の形態について適宜図面を参照しつつ詳説する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings as appropriate.
図1及び図2に示す研磨材1は、基材10と、この基材10の表面側に積層される研磨層20と、上記基材10の裏面側に積層される接着層30とを備える。当該研磨材1は、例えば基板加工のための固定砥粒研磨材として用いられる。
The abrasive 1 shown in FIGS. 1 and 2 includes a
〔基材〕
基材10は、研磨層20を支持するための板状の部材である。
〔Base material〕
The
基材10の主成分としては、特に限定されないが、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリプロピレン(PP)、ポリエチレン(PE)、ポリイミド(PI)、ポリエチレンナフタレート(PEN)、アラミド、アルミニウム、銅等が挙げられる。中でも研磨層20との接着性が良好なPET、及びアルミニウムが好ましい。また、基材10の表面に化学処理、コロナ処理、プライマー処理等の接着性を高める処理が行われてもよい。ここで、「主成分」とは、最も含有量の多い成分を意味し、例えば含有量が50質量%以上、好ましくは90%以上の成分をいう。
The main component of the
また、基材10は可撓性又は延性を有するとよい。このように基材10が可撓性又は延性を有することで、当該研磨材1が被削体の表面形状に追従し、研磨面と被削体との接触面積が大きくなるため、研磨レートがさらに高まる。このような可撓性を有する基材10の主成分としては、例えばPETやPI等を挙げることができる。また、延性を有する基材10の主成分としては、アルミニウムや銅等を挙げることができる。
Further, the
上記基材10の形状及び大きさとしては、特に制限されないが、例えば一辺が140mm以上160mm以下の正方形状や外形200mm以上2100mm以下及び内径100mm以上660mm以下の円環状とすることができる。また、平面上に並置した複数の基材10が単一の支持体により支持される構成であってもよい。
The shape and size of the
上記基材10の平均厚さとしては、特に制限されないが、例えば50μm以上1mm以下とできる。上記基材10の平均厚さが上記下限未満である場合、当該研磨材1の強度や平坦性が不足するおそれがある。逆に、上記基材10の平均厚さが上記上限を超える場合、当該研磨材1が不要に厚くなり取扱いが困難になるおそれがある。
The average thickness of the
〔研磨層〕
研磨層20は、テーバー摩耗試験における摩耗量の異なる2種の研磨部を有する。上記2種の研磨部のうち上記摩耗量の小さい第1研磨部21が、上記摩耗量の大きい第2研磨部22により取り囲まれている。また、上記第2研磨部22は、互いに独立し、溝23により区分されている。また、上記第2研磨部22は、それぞれ1つの第1研磨部21を取り囲み、上記第1研磨部21と第2研磨部22とは、その間に隙間がない。つまり、上記第1研磨部21と第2研磨部22とにより凸状部24が構成されている。
[Abrasive layer]
The
上記研磨層20の平均厚さ(凸状部24部分のみの平均厚さ)の下限としては、25μmが好ましく、30μmがより好ましく、50μmがさらに好ましい。一方、上記研磨層20の平均厚さの上限としては、4000μmが好ましく、3500μmがより好ましく、3000μmがさらに好ましい。上記研磨層20の平均厚さが上記下限未満であると、研磨層20の耐久性が不足するおそれがある。逆に、上記研磨層20の平均厚さが上記上限を超えると、上記研磨層20の均質性が低下するため、安定した研削力の発揮が困難となるおそれがある。また、当該研磨材1が不要に厚くなり取扱いが困難になるおそれや製造コストが増大するおそれがある。
The lower limit of the average thickness of the polishing layer 20 (the average thickness of only the
<第1研磨部>
第1研磨部21は、砥粒21a及びそのバインダー21bを含む。上記第1研磨部21の平面視形状としては、特に限定されないが、方形状や円形状とできる。また、上記複数の第1研磨部21は、規則的なブロックパターン状に配列されている。
<1st polishing part>
The
(砥粒)
上記第1研磨部21の砥粒21aとしては、ダイヤモンド砥粒、アルミナ砥粒、シリカ砥粒、セリア砥粒、シリコンカーバイド砥粒、ボロンカーバイド砥粒等を挙げることができる。
(Abrasive grain)
Examples of the
第1研磨部21における上記砥粒21aの含有量の下限としては、50体積%が好ましく、60体積%がより好ましい。一方、上記砥粒21aの含有量の上限としては、85体積%が好ましく、80体積%がより好ましい。上記砥粒21aの含有量が上記下限未満であると、相対的にバインダー21bの含有量が大きくなるため、砥粒21aが強固に固定され目こぼれし難くなる。このため、第1研磨部21の表面に露出している砥粒21aの目つぶれが進行し易くなり、研磨レートが低下するおそれがある。逆に、上記砥粒21aの含有量が上記上限を超えると、相対的にバインダー21bの含有量が小さくなるため、砥粒21aが目こぼれし易くなる。このため、この目こぼれにより研磨レートが低下するおそれがある。
The lower limit of the content of the
上記第1研磨部21の砥粒21aの平均粒子径は、研磨レートと研磨後の被削体の表面粗さとの観点から適宜選択される。上記砥粒21aの平均粒子径の下限としては、1μmが好ましく、2μmがより好ましい。一方、上記砥粒21aの平均粒子径の上限としては、45μmが好ましく、40μmがより好ましい。上記砥粒21aの平均粒子径が上記下限未満であると、当該研磨材1の研削力が不足し、加工効率が低下するおそれがある。逆に、上記砥粒21aの平均粒子径が上記上限を超えると、研磨精度が低下するおそれがある。ここで、「平均粒子径」とは、レーザー回折法等により測定された体積基準の累積粒度分布曲線の50%値(50%粒子径、D50)をいう。
The average particle size of the
上記第1研磨部21の砥粒21aは、1種類の砥粒により構成してもよいが、複数種の砥粒により構成されることが好ましい。このように上記第1研磨部21の砥粒21aを複数種の砥粒により構成することで、当該研磨材1の製造コストの増加を抑止しつつ、研削力を向上させることができる。
The
上記砥粒21aを複数種の砥粒により構成する場合、上記砥粒21aは、ダイヤモンド砥粒を含むことが好ましく、特に上記砥粒21aがダイヤモンド砥石とアルミナ砥粒とで構成されることが好ましい。ダイヤモンド砥粒は他の砥粒に比べて研削力が高いが高価である。このため、複数種の砥粒の1種をダイヤモンド砥粒とすることで、製造コストの増加を抑止しつつ、研削力をさらに向上できる。また、アルミナ砥粒は比較的安価であるので、上記砥粒21aをダイヤモンド砥石とアルミナ砥粒とで構成することで、製造コストの削減効果が高められる。
When the
なお、ダイヤモンド砥粒のダイヤモンドとしては、単結晶でも多結晶でもよく、またNiコーティング等の処理がされたダイヤモンドであってもよい。中でも単結晶ダイヤモンド及び多結晶ダイヤモンドが好ましい。単結晶ダイヤモンドはダイヤモンドの中でも硬質であり研削力が高い。また、多結晶ダイヤモンドは多結晶を構成する微結晶単位で劈開し易く目つぶれが進行し難いので、研磨レートの低下が小さい。 The diamond of the diamond abrasive grains may be a single crystal or a polycrystal, or may be a diamond treated with Ni coating or the like. Of these, single crystal diamond and polycrystalline diamond are preferable. Single crystal diamond is the hardest of all diamonds and has high grinding power. Further, since polycrystalline diamond is easy to cleave in the microcrystalline unit constituting the polycrystalline and the blinding is hard to proceed, the decrease in the polishing rate is small.
上記砥粒21aがダイヤモンド砥粒を含む複数種の砥粒により構成されている場合、第1研磨部21におけるダイヤモンド砥粒の含有量の下限としては、1体積%が好ましく、2体積%がより好ましい。一方、上記ダイヤモンド砥粒の含有量の上限としては、20体積%が好ましく、8体積%がより好ましい。上記ダイヤモンド砥粒の含有量が上記下限未満であると、当該研磨材1の研削力が不足するおそれがある。逆に、上記ダイヤモンド砥粒の含有量が上記上限を超えると、当該研磨材1の製造コストの増加抑止効果が不十分となるおそれがある。
When the
また、上記砥粒21aがダイヤモンド砥粒を含む複数種の砥粒により構成されている場合、ダイヤモンド砥粒の平均粒子径は、ダイヤモンド砥粒を除く他の砥粒の平均粒子径よりも大きいことが好ましい。ダイヤモンド砥粒を除く他の砥粒の平均粒子径に対するダイヤモンド砥粒の平均粒子径の比の下限としては、1.3が好ましく、1.5がより好ましい。一方、上記平均粒子径の比の上限としては、20が好ましく、10がより好ましい。上記平均粒子径の比が上記下限未満であると、ダイヤモンド砥粒以外の砥粒に加わる研磨圧力が大きくなり、研削力の高いダイヤモンド砥粒にかかる研磨圧力が相対的に小さくなるため、研磨レートが低下するおそれがある。逆に、上記平均粒子径の比が上記上限を超えると、ダイヤモンド砥粒以外の砥粒の目こぼれが発生し過ぎるため、この目こぼれにより第1研磨部21の摩耗が早く進み、当該研磨材1の寿命が短くなるおそれがある。
Further, when the
(バインダー)
第1研磨部21のバインダー21bの主成分としては、特に限定されないが、例えば樹脂又は無機物とすることができる。
(binder)
The main component of the
上記樹脂としては、ポリウレタン、ポリフェノール、エポキシ、ポリエステル、セルロース、エチレン共重合体、ポリビニルアセタール、ポリアクリル、アクリルエステル、ポリビニルアルコール、ポリ塩化ビニル、ポリ酢酸ビニル、ポリアミド等の樹脂を挙げることができる。なお、上記樹脂は、少なくとも一部が架橋していてもよい。 Examples of the resin include resins such as polyurethane, polyphenol, epoxy, polyester, cellulose, ethylene copolymer, polyvinyl acetal, polyacrylic, acrylic ester, polyvinyl alcohol, polyvinyl chloride, polyvinyl acetate, and polyamide. The resin may be at least partially crosslinked.
また、上記無機物としては、ケイ酸塩、リン酸塩、多価金属アルコキシド等を挙げることができる。 Examples of the inorganic substance include silicates, phosphates, polyvalent metal alkoxides and the like.
上記バインダー21bの主成分は、無機物であるとよい。中でも砥粒保持力が高いケイ酸塩が好ましい。このようなケイ酸塩としてはケイ酸ナトリウムやケイ酸カリウム等を挙げることができる。
The main component of the
上記バインダー21bには、分散剤、カップリング剤、界面活性剤、潤滑剤、消泡剤、着色剤等の各種助剤及び添加剤などを目的に応じて適宜含有させてもよい。
The
個々の第1研磨部21の平均面積の下限としては、1mm2が好ましく、2mm2がより好ましい。一方、上記第1研磨部21の平均面積の上限としては、150mm2が好ましく、130mm2がより好ましい。上記第1研磨部21の平均面積が上記下限未満であると、第1研磨部21が基材10から剥離するおそれがある。逆に、上記第1研磨部21の平均面積が上記上限を超えると、研磨時に被削体に接触する第1研磨部21の個数が少なくなる。例えば被削体の周縁が第1研磨部21上に位置する場合と溝23上に位置する場合とでは被削体と第1研磨部21との接触面積に差異が生じることがあるが、被削体に接触する第1研磨部21の個数が少なくなると、この差異が大きくなり易い。このため、研磨時に個々の砥粒21aにかかる研磨圧力が変動し易くなり、研磨精度が低下するおそれがある。
As the lower limit of the average area of each first polishing
研磨層20における上記第1研磨部21の占有面積率の下限としては、3%が好ましく、4%がより好ましい。一方、上記第1研磨部21の占有面積率の上限としては、16%が好ましく、10%がより好ましく、9.5%がさらに好ましい。上記第1研磨部21の占有面積率が上記下限未満であると、研磨時に第1研磨部21にかかる研磨圧力が高まり過ぎ、砥粒21aが脱落し易くなるため、研磨レートが低下するおそれがある。逆に、上記第1研磨部21の占有面積率が上記上限を超えると、第1研磨部21の研磨圧力が高められることによる研磨レート改善効果が不十分となるおそれがある。
As the lower limit of the occupied area ratio of the
隣接する第1研磨部21間の距離(第1研磨部21の中心間の距離)の下限としては、3mmが好ましく、5mmがより好ましい。一方、上記第1研磨部21間の距離の上限としては、50mmが好ましく、40mmがより好ましい。上記第1研磨部21間の距離が上記下限未満であると、個々の第1研磨部21の面積を、基材10からの剥離を抑止しつつ小さくすることが困難となるため、第1研磨部21の占有面積率を十分に下げることができず、研磨レート改善効果が不十分となるおそれがある。逆に、上記第1研磨部21間の距離が上記上限を超えると、第1研磨部21の占有面積率が下がり過ぎ、第1研磨部21の摩耗が早く進み、当該研磨材1の寿命が短くなるおそれがある。
As the lower limit of the distance between the adjacent first polishing portions 21 (distance between the centers of the first polishing portions 21), 3 mm is preferable, and 5 mm is more preferable. On the other hand, the upper limit of the distance between the
テーバー摩耗試験における上記第1研磨部21の摩耗量の下限としては、0.05gが好ましく、0.08gがより好ましい。一方、テーバー摩耗試験における上記第1研磨部21の摩耗量の上限としては、0.15gが好ましく、0.13gがより好ましい。上記第1研磨部21の摩耗量が上記下限未満であると、砥粒21aが目こぼれし難くなる。このため、第1研磨部21の表面に露出している砥粒21aの目つぶれが進行し易くなり、研磨レートが低下するおそれがある。逆に、上記第1研磨部21の摩耗量が上記上限を超えると、当該研磨材1の寿命が短くなるおそれがある。なお、第1研磨部21の摩耗量は、主に第1研磨部21の砥粒21aの含有量及びバインダー21bの種類により制御することができる。
The lower limit of the amount of wear of the
<第2研磨部>
第2研磨部22は、砥粒22a及びそのバインダー22bを含む。上記第2研磨部22は、第1研磨部21の全周を取り囲み、その内周が第1研磨部21の周と一致する。つまり、第2研磨部22の内周により構成される形状は、第1研磨部21の平面視形状と同じ形状である。また、第2研磨部22の外周により構成される形状(凸状部24の平面視形状)としては、特に限定されないが、図1のように第1研磨部21と重心が一致し、かつ相似な形状とすることができる。
<Second polishing part>
The
(砥粒)
第2研磨部22の砥粒22aとしては、第1研磨部21の砥粒21aと同様の砥粒を挙げることができる。
(Abrasive grain)
As the
第2研磨部22における上記砥粒22aの含有量の下限としては、60体積%が好ましく、70体積%がより好ましい。一方、上記砥粒22aの含有量の上限としては、95体積%が好ましく、80体積%がより好ましい。上記砥粒22aの含有量が上記下限未満であると、相対的にバインダー22bの含有量が大きくなるため、砥粒22aが強固に固定され目こぼれし難くなる。このため、第2研磨部22の摩耗量が少なくなり、研磨時に第1研磨部21との間に摩耗量の差が生じ難くなる。これにより第1研磨部21の研磨圧力を十分に高められず、研磨レートの改善効果が不十分となるおそれがある。逆に、上記砥粒22aの含有量が上記上限を超えると、バインダー22bの含有量が不足し、砥粒22aを十分に固定できないため、研磨時に第2研磨部22が損壊し易くなるおそれがある。
The lower limit of the content of the
また、第2研磨部22における砥粒22aの含有量は、第1研磨部21における砥粒21aの含有量より大きいことが好ましい。第1研磨部21及び第2研磨部22の摩耗は、主に砥粒の目こぼれにより進行し、砥粒の含有量が多い方が摩耗し易い。このため、第2研磨部22における砥粒22aの含有量を第1研磨部21における砥粒21aの含有量より大きくすることで、第2研磨部22の摩耗量を第1研磨部21の摩耗量より大きくするように制御し易くすることができる。
Further, the content of the
第2研磨部22における砥粒22aと第1研磨部21における砥粒21aとの含有量の差の下限としては、5体積%が好ましく、7体積%がより好ましい。一方、上記含有量の差の上限としては、20体積%が好ましく、15体積%がより好ましい。上記含有量の差が上記下限未満であると、第1研磨部21と第2研磨部22との摩耗量の比の制御が困難となり、第1研磨部21の研磨圧力が高められることによる研磨レート改善効果が不十分となるおそれがある。逆に、上記含有量の差が上記上限を超えると、第2研磨部22における砥粒22aの含有量が大きくなり過ぎ第2研磨部22が損壊し易くなるおそれや、第1研磨部21における砥粒21aの含有量が小さくなり過ぎ研磨レートが低下するおそれがある。
The lower limit of the difference in content between the
第2研磨部22の砥粒22aの平均粒子径は、第2研磨部22の摩耗量の制御性の観点から適宜選択される。上記砥粒22aの平均粒子径の下限としては、1μmが好ましく、2μmがより好ましい。一方、上記砥粒22aの平均粒子径の上限としては、20μmが好ましく、15μmがより好ましい。上記砥粒22aの平均粒子径が上記下限未満であると、砥粒22aが目こぼれし易くなり過ぎ、第2研磨部22の摩耗量の制御性が困難となるおそれがある。逆に、上記砥粒22aの平均粒子径が上記上限を超えると、研磨時に形成される第1研磨部21及び第2研磨部22の高さの差と砥粒22aの平均粒子径との差が小さくなり過ぎ、第2研磨部22の砥粒22aが被削体に接触し、研削に寄与する割合が高まる。このため、研磨荷重が第1研磨部21と第2研磨部22とに分散し、第1研磨部21の研磨圧力が高められることによる研磨レート改善効果が不十分となるおそれがある。
The average particle size of the
上記第2研磨部22の砥粒22aは、1種類の砥粒により構成してもよく、複数種の砥粒により構成してもよい。
The
また、第2研磨部22におけるダイヤモンド砥粒の含有量の上限としては、0.3体積%が好ましく、0.2体積%がより好ましい。ダイヤモンド砥粒は硬質で研削力が高いので、被削体に接触しても目つぶれや目こぼれを起こし難く、他の砥粒に比べて大きな研磨荷重を受け易い。このため、上記第2研磨部22のダイヤモンド砥粒の含有量が上記上限を超えると、研磨時に第2研磨部22にかかる研磨荷重が大きくなる。これにより、研磨荷重が第1研磨部21と第2研磨部22とに分散し、第1研磨部21の研磨圧力が高められることによる研磨レート改善効果が不十分となるおそれがある。また、当該研磨材1は、主に第1研磨部21により研磨が進行するため、当該研磨材1の製造コストの上昇に対して、得られる研削力向上効果が不十分となるおそれがある。一方、上記ダイヤモンド砥粒の含有量の下限としては、特に限定されず、0体積%、すなわち第2研磨部22はダイヤモンド砥粒を含有しなくともよい。
The upper limit of the content of diamond abrasive grains in the
(バインダー)
第2研磨部22のバインダー22bの主成分としては、第1研磨部21のバインダー21bの主成分と同様のものを挙げることができる。中でも、第2研磨部22のバインダー22bの主成分としては、ポリアクリル、エポキシ、ポリエステル及びポリウレタンが好ましい。これらの樹脂は、基材10への良好な密着性が確保しやすい。また、これらの樹脂は無機物に比べて砥粒保持力が低いため、砥粒22aの目こぼれが適度に進行し、第2研磨部22の摩耗量を制御し易い。
(binder)
Examples of the main component of the
上記バインダー22bには、分散剤、カップリング剤、界面活性剤、潤滑剤、消泡剤、着色剤等の各種助剤及び添加剤等を目的に応じて適宜含有させてもよい。
The
研磨層20における上記第2研磨部22の占有面積率の下限としては、5%が好ましく、15%がより好ましい。一方、上記第2研磨部22の占有面積率の上限としては、97%が好ましく、95%がより好ましい。上記第2研磨部22の占有面積率が上記下限未満であると、被削体の溝23への落ち込みによる損傷の抑止効果が不足するおそれがある。逆に、上記第2研磨部22の占有面積率が上記上限を超えると、相対的に第1研磨部21の占有面積率が少なくなるため、第1研磨部21の摩耗が促進され、第1研磨部21と第2研磨部22との高さの差が生じ難くなる。これにより第1研磨部21の研磨圧力を十分に高められず、研磨レートの改善効果が不十分となるおそれがある。
As the lower limit of the occupied area ratio of the
研磨層20における研磨部全体の占有面積率(上記第1研磨部21と上記第2研磨部22との占有面積率の和)の下限としては、15%であり、16%がより好ましく、25%がさらに好ましい。上記研磨部全体の占有面積率が上記下限未満であると、被削体の溝等への落ち込みによる損傷が発生するおそれがある。一方、上記研磨部全体の占有面積率の上限は100%である。なお、上記研磨部全体の占有面積率が100%である場合は、研磨層20は溝23を有さず、第1研磨部21及び第2研磨部22のみで構成される。
The lower limit of the occupied area ratio of the entire polished portion in the polishing layer 20 (the sum of the occupied area ratios of the
テーバー摩耗試験における上記第2研磨部22の摩耗量の下限としては、0.3gが好ましく、0.4gがより好ましい。上記第2研磨部22の摩耗量が上記下限未満であると、研磨時に第1研磨部21との間に摩耗量の相違による高さの差が生じ難くなる。これにより第1研磨部21の研磨圧力を十分に高められず、研磨レートの改善効果が不十分となるおそれがある。一方、上記第2研磨部22の摩耗量の上限は特に限定されないが、通常0.8g程度である。
As the lower limit of the amount of wear of the
テーバー摩耗試験における上記第1研磨部21の摩耗量に対する上記第2研磨部22の摩耗量の比の下限としては、3であり、3.5がより好ましく、4がさらに好ましい。上記摩耗量の比が上記下限未満であると、研磨時に第1研磨部21との間に摩耗量の相違による段差が生じ難くなる。これにより第1研磨部21の研磨圧力を十分に高められず、研磨レートの改善効果が不十分となるおそれがある。一方、上記摩耗量の比の上限としては、特に限定されず、15程度である。
The lower limit of the ratio of the wear amount of the second polishing
なお、当該研磨材1を研磨に使用する前は、第1研磨部21と第2研磨部22とは図2に示すように表面が面一で段差がなくともよいし、研磨時に生じる程度の段差、すなわち平均高さが30μm以上60μm以下の段差が予め設けられていてもよい。
Before the polishing material 1 is used for polishing, the surfaces of the
<溝>
溝23は、研磨層20の表面に等間隔の格子状に配設されている。また、上記溝23の底面は、基材10の表面で構成されている。
<Groove>
The
上記溝23の平均幅の上限としては、10mmが好ましく、8mmがより好ましい。上記溝23の平均幅が上記上限を超えると、凸状部24の占有面積率が十分に確保できず、研磨時に被削体が溝23に落ち込み易くなるため、被削体に傷が生じるおそれがある。一方、上記溝23の平均幅の下限としては、特に限定されず、0mm、すなわち当該研磨材1が溝23を有さない構成であってもよい。
The upper limit of the average width of the
〔接着層〕
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。
[Adhesive layer]
The
この接着層30に用いられる接着剤としては、特に限定されないが、例えば反応型接着剤、瞬間接着剤、ホットメルト接着剤、貼り替え可能な接着剤である粘着剤等を挙げることができる。
The adhesive used for the
この接着層30に用いられる接着剤としては、粘着剤が好ましい。接着層30に用いられる接着剤として粘着剤を用いることで、支持体から当該研磨材1を剥がして貼り替えることができるため当該研磨材1及び支持体の再利用が容易になる。このような粘着剤としては、特に限定されないが、例えばアクリル系粘着剤、アクリル−ゴム系粘着剤、天然ゴム系粘着剤、ブチルゴム系等の合成ゴム系粘着剤、シリコーン系粘着剤、ポリウレタン系粘着剤等が挙げられる。
As the adhesive used for the
接着層30の平均厚さの下限としては、0.05mmが好ましく、0.1mmがより好ましい。また、接着層30の平均厚さの上限としては、0.3mmが好ましく、0.2mmがより好ましい。接着層30の平均厚さが上記下限未満である場合、接着力が不足し、当該研磨材1が支持体から剥離するおそれがある。一方、接着層30の平均厚さが上記上限を超える場合、例えば接着層30の厚みのため当該研磨材1を所望する形状に切る際に支障をきたすなど、作業性が低下するおそれがある。
The lower limit of the average thickness of the
〔研磨材の製造方法〕
当該研磨材1は、第1研磨部用組成物を準備する工程と、第2研磨部用組成物を準備する工程と、上記第1研磨部21を第1研磨部用組成物の印刷により形成する工程と、上記第2研磨部22を第2研磨部用組成物の印刷により形成する工程と、基材10の裏面側に接着層30を積層する工程とにより製造できる。
[Abrasive manufacturing method]
The polishing material 1 is formed by a step of preparing a composition for a first polishing portion, a step of preparing a composition for a second polishing portion, and printing of the
まず、第1研磨部用組成物準備工程において、第1研磨部用組成物(第1研磨部21の砥粒21a及びバインダー21bの形成材料)を溶剤に分散させた溶液を塗工液として準備する。上記溶剤としては、バインダー21bの形成材料が可溶であれば特に限定されない。具体的には、メチルエチルケトン(MEK)、イソホロン、テルピネオール、Nメチルピロリドン、シクロヘキサノン、プロピレンカーボネート等を用いることができる。塗工液の粘度や流動性を制御するために、水、アルコール、ケトン、酢酸エステル、芳香族化合物等の希釈剤などを添加してもよい。
First, in the composition preparation step for the first polishing part, a solution in which the composition for the first polishing part (material for forming the
次に、第2研磨部用組成物準備工程において、第1研磨部用組成物準備工程の塗工液と同様にして、第2研磨部用組成物(第2研磨部22の砥粒22a及びバインダー22bの形成材料)を溶剤に分散させた溶液を塗工液として準備する。なお、この第2研磨部用組成物準備工程は、第1研磨部用組成物準備工程の前、又は第1研磨部形成工程の後に行ってもよい。
Next, in the composition preparation step for the second polishing part, the composition for the second polishing part (
次に、第1研磨部形成工程において、上記第1研磨部用組成物準備工程で準備した塗工液を用い、基材10表面に印刷法により複数の第1研磨部21を形成する。具体的には、この第1研磨部21の反転形状に対応する形状を有するマスクを用意し、このマスクを介して上記塗工液を印刷する。この印刷方式としては、例えばスクリーン印刷、メタルマスク印刷等を用いることができる。
Next, in the first polishing portion forming step, a plurality of
この印刷した塗工液を加熱脱水及び加熱硬化させることで第1研磨部21を形成する。具体的には、上記塗工液を室温(25℃)で乾燥及び加熱脱水させた後、加熱硬化させて、第1研磨部21を形成する。
The
次に、第2研磨部形成工程において、上記第2研磨部用組成物準備工程で準備した塗工液を用い、印刷法により第1研磨部21を取り囲む第2研磨部22を形成する。具体的には、この第2研磨部22の反転形状に対応する形状を有するマスクを用意し、このマスクを介して上記塗工液を印刷する。この印刷方式としては、例えばスキージ印刷、バーコーター印刷、アプリケーター印刷等を用いることができる。なお、上記第2研磨部形成工程は、上記第1研磨部形成工程の前や、第1研磨部形成工程と同時に行うこともできる。
Next, in the second polishing portion forming step, the
この印刷した塗工液を加熱硬化させることで第2研磨部22を形成する。具体的には、上記塗工液を加熱硬化させて、第2研磨部22を形成する。
The
最後に、接着層積層工程において、基材10の裏面側に接着層30を積層する。具体的には、例えば予め形成されたテープ状の接着層30を基材10の裏面に貼り付ける。なお、この接着層積層工程は、第2研磨部形成工程の前に行うことも可能である。
Finally, in the adhesive layer laminating step, the
〔利点〕
当該研磨材1は、第1研磨部21と、上記第1研磨部21を取り囲む第2研磨部22を備え、テーバー摩耗試験における上記第1研磨部21の摩耗量に対する上記第2研磨部22の摩耗量の比が上記下限以上である。このため、当該研磨材1を用いて研磨を行うと、第1研磨部21を取り囲む第2研磨部22が先に摩耗する。これにより研磨開始から比較的短い時間で、第1研磨部21と第2研磨部22との間に第2研磨部22を低い高さとする段差が生じる。また、この研磨部の摩耗は主として砥粒の目こぼれにより第1研磨部21及び第2研磨部22共に進行するため、この段差が維持されながら被削体が研磨される。従って、研磨時に加えられる研磨荷重を主として第1研磨部21が受けるため、第1研磨部21の研磨圧力が高められ、これにより当該研磨材1の研削力が高められる。また、当該研磨材1は、上記第2研磨部22が上記第1研磨部21を取り囲み、上記研磨層20における上記研磨部全体の占有面積率を上記範囲内とする。このため、当該研磨材1は、研磨時に被削体の端部が第1研磨部21間を移動する際、上記第2研磨部22により被削体が基材側へ傾くことを抑止できる。従って、当該研磨材1は、被削体の溝23等への落ち込みによる損傷を抑止できる。
〔advantage〕
The polishing material 1 includes a
[その他の実施形態]
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。
[Other Embodiments]
The present invention is not limited to the above embodiment, and can be implemented in various modifications and improvements in addition to the above embodiment.
上記実施形態では、複数の第1研磨部がブロックパターン状に規則的に配列されている場合を説明したが、複数の第1研磨部の配列はこれに限定されない。例えば複数の第1研磨部は、直交するX方向とY方向とで異なる間隔で配列されていてもよい。 In the above embodiment, the case where the plurality of first polishing portions are regularly arranged in a block pattern has been described, but the arrangement of the plurality of first polishing portions is not limited to this. For example, the plurality of first polishing portions may be arranged at different intervals in the orthogonal X direction and the Y direction.
上記実施形態では、溝を等間隔の格子状に構成したが、格子の間隔及び平面形状は上記実施形態には限定されない。また、上記実施形態において、溝の底面が基材の表面である構成としたが、溝の深さが研磨層の平均厚さよりも小さく、溝が基材の表面に達さなくともよい。 In the above embodiment, the grooves are formed in a grid pattern at equal intervals, but the spacing and the planar shape of the grid are not limited to the above embodiment. Further, in the above embodiment, the bottom surface of the groove is the surface of the base material, but the depth of the groove is smaller than the average thickness of the polishing layer, and the groove does not have to reach the surface of the base material.
また、上記実施形態では、溝が第2研磨部を区分する構成を説明したが、溝の構成はこれに限定されない。例えば図3に示すように溝23は第1研磨部21と第2研磨部22との間に配設されてもよい。この場合、溝23は第1研磨部21の周囲を取り囲むように配設してもよいが、第1研磨部21の一部と接するように配設することもできる。
Further, in the above embodiment, the configuration in which the groove divides the second polishing portion has been described, but the configuration of the groove is not limited to this. For example, as shown in FIG. 3, the
また、当該研磨材は溝を有さない構造であってもよい。 Further, the abrasive material may have a structure having no groove.
上記実施形態では、第2研磨部の外周により構成される形状が第1研磨部と相似な形状である場合を説明したが、上記第2研磨部の形状は第1研磨部と相似な形状に限定されない。例えば図4に示すように第1研磨部21が円形状であり、第2研磨部22の外周により構成される形状が方形状とすることもできる。
In the above embodiment, the case where the shape formed by the outer circumference of the second polishing portion is similar to that of the first polishing portion has been described, but the shape of the second polishing portion is similar to that of the first polishing portion. Not limited. For example, as shown in FIG. 4, the
上記実施形態では、1つの第2研磨部が1つの第1研磨部を取り囲む場合を説明したが、図5に示すように1つの第2研磨部22が複数の第1研磨部21を取り囲んでもよい。
In the above embodiment, the case where one second polishing portion surrounds one first polishing portion has been described, but as shown in FIG. 5, even if one
また、第2研磨部は、第1研磨部の全周を取り囲まなくともよく、図6に示すように一部に切り欠きがあってもよい。なお、被削体の切り欠き等への落ち込みによる損傷抑止の観点から、第1研磨部21の全周において上記第2研磨部22と対向する部分の長さは90%以上、好ましく95%以上である。
Further, the second polishing portion does not have to surround the entire circumference of the first polishing portion, and may have a notch in a part as shown in FIG. From the viewpoint of preventing damage due to the work piece falling into the notch or the like, the length of the portion facing the
上記実施形態では、研磨層がテーバー摩耗試験における摩耗量の異なる2種の研磨部を有する場合を説明したが、研磨層が3種以上の研磨部を有してもよい。この場合、上記摩耗量が最も小さい研磨部が第1研磨部であり、残りの2種以上の研磨部が他の研磨部(上記実施形態の第2研磨部に相当)である。上記他の研磨部の構成としては、他の研磨部により第1研磨部が取り囲まれる限り特に限定されない。この他の研磨部の構成としては、例えば図7に示すように第1研磨部21が第1の他の研磨部25に取り囲まれ、さらにその第1の他の研磨部25が第2の他の研磨部26に取り囲まれる構成や、図8に示すように第1の他の研磨部25及び第2の他の研磨部26が第1研磨部21の周に沿って交互に配設され、この交互に配設された他の研磨部全体で第1研磨部21が環状に取り囲まれる構成等を挙げることができる。
In the above embodiment, the case where the polishing layer has two types of polishing portions having different amounts of wear in the Taber wear test has been described, but the polishing layer may have three or more types of polishing portions. In this case, the polishing portion having the smallest amount of wear is the first polishing portion, and the remaining two or more types of polishing portions are other polishing portions (corresponding to the second polishing portion of the above embodiment). The configuration of the other polishing portion is not particularly limited as long as the first polishing portion is surrounded by the other polishing portion. As for the configuration of the other polishing portion, for example, as shown in FIG. 7, the
さらに、図9に示すように当該研磨材2は裏面側の接着層30を介して積層される支持体40及びその支持体40の裏面側に積層される第2接着層31を備えてもよい。当該研磨材2が支持体40を備えることにより、当該研磨材2の取扱いが容易となる。
Further, as shown in FIG. 9, the abrasive 2 may include a
上記支持体40の主成分としては、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリテトラフルオロエチレン、ポリ塩化ビニル等の熱可塑性を有する樹脂やポリカーボネート、ポリアミド、ポリエチレンテレフタレート等のエンジニアリングプラスチックを挙げることができる。上記支持体40の主成分にこのような材料を用いることにより上記支持体40が可撓性を有し、当該研磨材2が被削体の表面形状に追従し、研磨面と被削体とが接触し易くなるため研磨レートがさらに向上する。
Examples of the main component of the
上記支持体40の平均厚さとしては、例えば0.5mm以上3mm以下とすることができる。上記支持体40の平均厚さが上記下限未満である場合、当該研磨材2の強度が不足するおそれがある。一方、上記支持体40の平均厚さが上記上限を超える場合、上記支持体40を研磨装置に取り付け難くなるおそれや上記支持体40の可撓性が不足するおそれがある。
The average thickness of the
上記第2接着層31は、接着層30と同様の接着剤を用いることができる。また、第2接着層31は、接着層30と同様の平均厚さとできる。
The second
以下、実施例及び比較例を挙げて本発明をさらに詳細に説明するが、当該発明は以下の実施例に限定されるものではない。 Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to Examples and Comparative Examples, but the invention is not limited to the following Examples.
[実施例1]
ダイヤモンド砥粒(55質量%ニッケルコーティング処理ダイヤモンド、平均粒子径35μm)、アルミナ砥粒(Al2O3、電融アルミナ、平均粒子径12μm)、及びバインダーとしてのケイ酸塩(3号ケイ酸ソーダ)を混合し、ダイヤモンド砥粒の第1研磨部における含有量が5体積%及びアルミナ砥粒の第1研磨部における含有量が71体積%となるよう調製し、第1研磨部用組成物の塗工液を得た。
[Example 1]
Diamond abrasive grains (55 mass% nickel-coated diamond, average particle size 35 μm), alumina abrasive grains (Al 2 O 3 , fused alumina, average particle size 12 μm), and silicate as a binder (No. 3 sodium silicate) ) Are mixed so that the content of the diamond abrasive grains in the first polishing portion is 5% by volume and the content of the alumina abrasive grains in the first polishing portion is 71% by volume, and the composition for the first polishing portion is prepared. A coating liquid was obtained.
また、アルミナ砥粒(白色アルミナWA#1000、平均粒子径12μm)、バインダーとしてのエポキシ(株式会社スリーボンドホールディングスの「TB2022」)、及びエポキシ硬化剤(株式会社スリーボンドホールディングスの「TB2105C」)を混合し、アルミナ砥粒の第2研磨部における含有量が85体積%となるよう調製し、第2研磨部用組成物の塗工液を得た。 Further, alumina abrasive grains (white alumina WA # 1000, average particle diameter 12 μm), epoxy as a binder (“TB2022” by ThreeBond Holdings Co., Ltd.), and epoxy curing agent (“TB2105C” by ThreeBond Holdings Co., Ltd.) are mixed. , The content of the alumina abrasive grains in the second polishing portion was adjusted to 85% by volume, and a coating liquid for the composition for the second polishing portion was obtained.
基材として平均厚さ300μmのアルミニウム板を用意し、上記第1研磨部用組成物の塗工液を用いて、この基材の表面に複数の第1研磨部を印刷により形成した。上記複数の第1研磨部は規則的に配列されたブロックパターン状であり、隣接する第1研磨部の中心間の距離は10mmである。なお、印刷には、第1研磨部の反転形状に対応するパターンを有するマスクを用いた。個々の第1研磨部は、面積9mm2(平面視で1辺3mmの正方形状)とし、第1研磨部の平均厚さを500μmとした。なお、第1研磨部の研磨層における面積占有率は9%とした。 An aluminum plate having an average thickness of 300 μm was prepared as a base material, and a plurality of first polishing parts were formed on the surface of the base material by printing using the coating liquid of the composition for the first polishing part. The plurality of first polishing portions have a regularly arranged block pattern, and the distance between the centers of the adjacent first polishing portions is 10 mm. For printing, a mask having a pattern corresponding to the inverted shape of the first polishing portion was used. Each first polished part had an area of 9 mm 2 (a square shape having a side of 3 mm in a plan view), and the average thickness of the first polished part was 500 μm. The area occupancy of the polishing layer of the first polishing portion was 9%.
なお、塗工液は、室温(25℃)で乾燥及び加熱脱水させた後、加熱硬化させた。 The coating liquid was dried at room temperature (25 ° C.), dehydrated by heating, and then cured by heating.
また、基材を支持し研磨装置に固定する支持体として平均厚さ1mmの硬質塩化ビニル樹脂板を用い、上記基材の裏面と上記支持体の表面とを平均厚さ130μmの粘着剤で貼り合わせた。上記粘着剤としては、両面テープ(積水化学株式会社の「#5605HGD」)を用いた。 Further, a rigid vinyl chloride resin plate having an average thickness of 1 mm is used as a support for supporting the base material and fixing it to the polishing apparatus, and the back surface of the base material and the front surface of the support are attached with an adhesive having an average thickness of 130 μm. I matched it. As the pressure-sensitive adhesive, double-sided tape (“# 5605HGD” manufactured by Sekisui Chemical Co., Ltd.) was used.
次に、上記第2研磨部用組成物の塗工液を用いて、第1研磨部を取り囲むように第2研磨部を印刷により形成した。個々の第2研磨部は、面積81mm2(平面視で外周が9.5mmの正方形状)とした。第2研磨部の平均厚さは第1研磨部の平均厚さと同値とした。第2研磨部の研磨層における面積占有率は81%、研磨層における研磨部全体の面積占有率は90%とした。なお、研磨層の残部の10%は溝であり、上記溝は平均幅が0.5mmの格子状とした。 Next, using the coating liquid of the composition for the second polishing portion, the second polishing portion was formed by printing so as to surround the first polishing portion. Each second polished portion had an area of 81 mm 2 (a square shape having an outer circumference of 9.5 mm in a plan view). The average thickness of the second polished portion was set to be the same as the average thickness of the first polished portion. The area occupancy of the second polishing portion in the polishing layer was 81%, and the area occupancy of the entire polishing portion in the polishing layer was 90%. The remaining 10% of the polishing layer was a groove, and the groove had a grid pattern with an average width of 0.5 mm.
なお、塗工液は、加熱乾燥させた。このようにして実施例1の研磨材を得た。 The coating liquid was dried by heating. In this way, the abrasive of Example 1 was obtained.
[実施例2、3、比較例3]
第1研磨部の占有面積率、第2研磨部の占有面積率、及び研磨部全体の占有面積率を表1に示す値とした以外は実施例1と同様にして実施例2及び実施例3の研磨材を得た。
[Examples 2 and 3, Comparative Example 3]
Examples 2 and 3 are the same as in Example 1 except that the occupied area ratio of the first polished portion, the occupied area ratio of the second polished portion, and the occupied area ratio of the entire polished portion are set to the values shown in Table 1. Abrasive material was obtained.
[実施例4]
ダイヤモンド砥粒(55質量%ニッケルコーティング処理ダイヤモンド、平均粒子径35μm)、アルミナ砥粒(白色アルミナWA#1000、平均粒子径12μm)、バインダーとしてのエポキシ(株式会社スリーボンドホールディングスの「TB2022」)、及びエポキシ硬化剤(株式会社スリーボンドホールディングスの「TB2105C」)を混合し、ダイヤモンド砥粒の第2研磨部における含有量が0.2体積%、及びアルミナ砥粒の第2研磨部における含有量が84.8体積%となるよう調製し、第2研磨部用組成物の塗工液を得た。
[Example 4]
Diamond abrasive grains (55 mass% nickel-coated diamond, average particle size 35 μm), alumina abrasive grains (white alumina WA # 1000, average particle size 12 μm), epoxy as a binder (“TB2022” from Three Bond Holdings Co., Ltd.), and An epoxy hardener (“TB2105C” from Three Bond Holdings Co., Ltd.) was mixed, and the content of diamond abrasive grains in the second polishing section was 0.2% by volume, and the content of alumina abrasive grains in the second polishing section was 84. The content was adjusted to 8% by volume, and a coating liquid for the composition for the second polishing portion was obtained.
上記第2研磨部用組成物を用いた以外は、実施例1と同様にして実施例4の研磨材を得た。 The polishing material of Example 4 was obtained in the same manner as in Example 1 except that the composition for the second polishing part was used.
[実施例5]
第2研磨部の研磨層における面積占有率は91%、及び研磨層における研磨部全体の面積占有率は100%とし、研磨層が溝を有しない構成とした以外は、実施例1と同様にして実施例5の研磨材を得た。
[Example 5]
The area occupancy of the second polishing portion in the polishing layer was 91%, and the area occupancy of the entire polishing portion in the polishing layer was 100%. The polishing material of Example 5 was obtained.
[実施例6]
アルミナ砥粒(白色アルミナWA#1000、平均粒子径12μm)、及びバインダーとしてのアクリル(三菱レイヨン株式会社の「ダイヤナールBR−80」)を混合し、アルミナ砥粒の第2研磨部における含有量が85体積%となるよう調製し、第2研磨部用組成物の塗工液を得た。
[Example 6]
Alumina abrasive grains (white alumina WA # 1000, average particle size 12 μm) and acrylic as a binder (“Dianal BR-80” from Mitsubishi Rayon Co., Ltd.) are mixed, and the content of alumina abrasive grains in the second polishing section. Was adjusted to 85% by volume, and a coating liquid for the composition for the second polishing portion was obtained.
上記第2研磨部用組成物を用いた以外は、実施例5と同様にして実施例6の研磨材を得た。 The polishing material of Example 6 was obtained in the same manner as in Example 5 except that the composition for the second polishing part was used.
[比較例1]
シリコンカーバイド砥粒(グリーンカーボナイト、平均粒子径30μm、)、アルミナ砥粒(白色アルミナWA#1000、平均粒子径12μm)、バインダーとしてのケイ酸塩(3号ケイ酸ソーダ)を混合し、シリコンカーバイド砥粒の第2研磨部における含有量が30体積%、及びアルミナ砥粒の第2研磨部における含有量が46体積%となるよう調製し、第2研磨部用組成物の塗工液を得た。
[Comparative Example 1]
Silicon carbide abrasive grains (green carbonite,
上記第2研磨部用組成物を用いた以外は、実施例5と同様にして比較例1の研磨材を得た。 The abrasive material of Comparative Example 1 was obtained in the same manner as in Example 5 except that the composition for the second polishing portion was used.
[比較例2]
ダイヤモンド砥粒(55質量%ニッケルコーティング処理ダイヤモンド、平均粒子径35μm)、アルミナ砥粒(白色アルミナWA#1000、平均粒子径12μm)、バインダーとしてのケイ酸塩(3号ケイ酸ソーダ)を混合し、シリコンカーバイド砥粒の第2研磨部における含有量が2.5体積%、及びアルミナ砥粒の第2研磨部における含有量が77.5体積%となるよう調製し、第2研磨部用組成物の塗工液を得た。
[Comparative Example 2]
Diamond abrasive grains (55 mass% nickel-coated diamond, average particle size 35 μm), alumina abrasive grains (white alumina WA # 1000, average particle size 12 μm), and silicate (sodium No. 3 silicate) as a binder are mixed. , The content of the silicon carbide abrasive grains in the second polishing portion is 2.5% by volume, and the content of the alumina abrasive grains in the second polishing portion is 77.5% by volume. I got the coating liquid of the thing.
上記第2研磨部用組成物を用いた以外は、実施例1と同様にして比較例2の研磨材を得た。 An abrasive material of Comparative Example 2 was obtained in the same manner as in Example 1 except that the composition for the second polishing portion was used.
[研磨条件]
上記実施例1〜6及び比較例1〜3で得られた研磨材を用いて、サファイア基板の研磨を行った。上記サファイア基板には、直径5.08cm、比重3.97のc面のサファイア基板を用いた。上記研磨には、公知の両面研磨機を用いた。両面研磨機のキャリアは、厚さ0.4mm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25rpm、下定盤回転数50rpm及びSUNギア回転数8rpm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30cc供給した。
[Polishing conditions]
The sapphire substrate was polished using the abrasives obtained in Examples 1 to 6 and Comparative Examples 1 to 3. As the sapphire substrate, a c-plane sapphire substrate having a diameter of 5.08 cm and a specific gravity of 3.97 was used. A known double-sided polishing machine was used for the above polishing. The carrier of the double-sided grinding machine is epoxy glass with a thickness of 0.4 mm. Polishing was performed under the conditions that the polishing pressure was 200 g / cm 2 , the upper surface plate rotation speed was 25 rpm, the lower surface plate rotation speed was 50 rpm, and the SUN gear rotation speed was 8 rpm. At that time, 30 cc of "Daphne Cut GS50K" manufactured by Idemitsu Kosan Co., Ltd. was supplied as coolant.
[評価方法]
実施例1〜6及び比較例1〜3の研磨材について、テーバー摩耗試験による摩耗量の測定、並びにこれらの研磨材を用いてサファイア基板を研磨した際の第1研磨部と第2研磨部との段差の平均高さの測定、及び研磨レートの測定を行った。結果を表1に示す。
[Evaluation method]
With respect to the abrasives of Examples 1 to 6 and Comparative Examples 1 to 3, the amount of wear was measured by the Taber wear test, and the first and second polishing portions when the sapphire substrate was polished using these abrasives. The average height of the steps and the polishing rate were measured. The results are shown in Table 1.
<摩耗量の測定>
テーバー磨耗試験による磨耗量の測定には、上記実施例1〜6及び比較例1〜3の研磨材を2つずつ用意した。この2つの研磨材のうち、1つの研磨材からは第2研磨部を除去し、第1研磨部のみの研磨材とし、他の研磨材からは第1研磨部を除去し、第2研磨部のみの研磨材とした。上記2つの研磨材からそれぞれ試験片(平均直径104mm、平均厚さ300μm)を用意し、各試験片をテーバー摩耗試験機(Taber Instrument社の「MODEL174」)を用いて摩耗輪H−18、荷重4.9N(500gf)の条件で320回転し摩耗させた。この320回転前後の試験片の質量差[g]を測定し、磨耗量[g]とした。
<Measurement of wear amount>
For the measurement of the amount of wear by the Taber wear test, two abrasives of Examples 1 to 6 and two of Comparative Examples 1 to 3 were prepared. Of these two abrasives, the second abrasive is removed from one abrasive to make only the first abrasive, and the first abrasive is removed from the other abrasive to make the second abrasive. Only as an abrasive. Test pieces (average diameter 104 mm, average thickness 300 μm) were prepared from each of the above two abrasives, and each test piece was used with a Taber wear tester (“MODEL174” manufactured by Taber Instrument) to wear the wheel H-18 and load. It was worn by 320 rotations under the condition of 4.9 N (500 gf). The mass difference [g] of the test piece before and after 320 rotations was measured and used as the amount of wear [g].
<段差の平均高さの測定>
第1研磨部と第2研磨部との段差の平均高さは、レーザー変位計(キーエンス株式会社製)を用いて、任意の15箇所を測定し、得られた測定値の平均値として求めた。
<Measurement of average height of steps>
The average height of the step between the first polishing part and the second polishing part was obtained by measuring any 15 points using a laser displacement meter (manufactured by Keyence Co., Ltd.) and as the average value of the obtained measured values. ..
<研磨レート>
研磨レートについて、サファイア基板の研磨を10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、単位をμm/分に換算して算出した。
<Polishing rate>
Regarding the polishing rate, the sapphire substrate is polished for 10 minutes, and the weight change (g) of the substrate before and after polishing is divided by the surface area of the substrate (cm 2 ), the specific gravity of the substrate (g / cm 3 ), and the polishing time (minutes). Then, the unit was converted to μm / min and calculated.
表1において、硬化剤及び第2砥粒の「−」は、それぞれ硬化剤及び第2砥粒を使用していないことを意味する。また、段差の平均高さ及び研磨レートの「−」は、基板の溝への落ち込みにより基板が損傷したため、測定できなかったことを意味する。 In Table 1, "-" of the curing agent and the second abrasive grains means that the curing agent and the second abrasive grains are not used, respectively. Further, "-" of the average height of the step and the polishing rate means that the substrate could not be measured because the substrate was damaged due to the drop into the groove of the substrate.
表1の結果から、実施例1〜6の研磨材は、比較例1〜3の研磨材に比べて研磨レートが高い。これに対して、比較例1、2の研磨材は、第2研磨部に対する第1研磨部のテーバー摩耗試験における摩耗量の比が3未満であるので、研磨時に第1研磨部と第2研磨部との間に十分な段差が生じていない。このため、比較例1、2の研磨材を用いた研磨では、研磨荷重が第1研磨部と第2研磨部とに分散したため、第1研磨部の研磨圧力が高まらず、研磨レートが低かったと考えられる。また、比較例3の研磨材は、研磨部全体の面積占有率が15%未満であるので、被削体の溝への落ち込みによる損傷が発生したと考えられる。 From the results in Table 1, the abrasives of Examples 1 to 6 have a higher polishing rate than the abrasives of Comparative Examples 1 to 3. On the other hand, in the abrasives of Comparative Examples 1 and 2, the ratio of the amount of wear in the taber wear test of the first polishing part to the second polishing part is less than 3, so that the first polishing part and the second polishing part are polished at the time of polishing. There is not enough step between the parts. Therefore, in the polishing using the abrasives of Comparative Examples 1 and 2, the polishing load was dispersed in the first polishing portion and the second polishing portion, so that the polishing pressure of the first polishing portion did not increase and the polishing rate was low. Conceivable. Further, since the area occupancy of the entire polished portion of the abrasive material of Comparative Example 3 is less than 15%, it is considered that the abrasive material is damaged due to the drop into the groove of the work piece.
以上から、第1研磨部のテーバー摩耗試験におけるに対する第2研磨部の上記摩耗量の比を3以上とし、研磨層における研磨部全体の占有面積率を15%以上100%以下とすることで、被削体の溝等への落ち込みによる損傷を抑止しつつ、高い加工効率を達成できることが分かる。 From the above, the ratio of the amount of wear of the second polishing part to the Taber wear test of the first polishing part is set to 3 or more, and the occupied area ratio of the entire polishing part in the polishing layer is set to 15% or more and 100% or less. It can be seen that high processing efficiency can be achieved while suppressing damage due to the work piece falling into the groove or the like.
本発明の研磨材は、被削体の溝等への落ち込みによる損傷を抑止しつつ、比較的高い加工効率を達成できる。従って、当該研磨材は、ガラスやサファイア等の基板の平面研磨に好適に用いられる。 The abrasive material of the present invention can achieve relatively high processing efficiency while suppressing damage due to a drop of the work piece into a groove or the like. Therefore, the abrasive is suitably used for surface polishing of a substrate such as glass or sapphire.
1、2 研磨材
10 基材
20 研磨層
21 第1研磨部
22 第2研磨部
21a、22a 砥粒
21b、22b バインダー
23 溝
24 凸状部
25、26 他の研磨部
30 接着層
31 第2接着層
40 支持体
1, 2 Abrasive 10
Claims (4)
上記研磨層が、砥粒及びそのバインダーを含み、かつテーバー摩耗試験における摩耗量の異なる複数種の研磨部を有し、
上記複数種の研磨部のうち上記摩耗量の最も小さい第1の研磨部が他の研磨部により取り囲まれ、
上記第1研磨部の上記摩耗量に対する上記他の研磨部の上記摩耗量の比が3以上であり、
上記研磨層における上記研磨部全体の占有面積率が15%以上100%以下であり、
上記研磨層における上記第1研磨部の占有面積率が3%以上16%以下であり、
上記研磨層が複数の第1研磨部を有し、上記複数の第1研磨部が規則的なブロックパターン状に配列されていることを特徴とする研磨材。 An abrasive material comprising a base material and a polishing layer laminated on the surface side of the base material.
The polishing layer contains a plurality of types of polishing portions containing abrasive grains and a binder thereof and having different amounts of wear in the Taber wear test.
The first polishing portion having the smallest amount of wear among the plurality of types of polishing portions is surrounded by the other polishing portions.
The ratio of the wear amount of the other polishing part to the wear amount of the first polishing part is 3 or more.
The occupied area ratio of the entire polished portion in the polishing layer is 15% or more and 100% or less.
The occupied area ratio of the first polishing portion in the polishing layer is 3% or more and 16% or less.
A polishing material, wherein the polishing layer has a plurality of first polishing portions, and the plurality of first polishing portions are arranged in a regular block pattern.
上記第1研磨部における上記ダイヤモンド砥粒の含有量が1体積%以上20体積%以下である請求項2に記載の研磨材。 The first polishing part contains diamond abrasive grains,
The abrasive according to claim 2, wherein the content of the diamond abrasive grains in the first polishing portion is 1% by volume or more and 20% by volume or less.
The abrasive according to claim 3 , wherein the content of the diamond abrasive grains in the other polishing portion is 0.3% by volume or less.
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