KR100398279B1 - 연마테이프,그의제조방법및연마테이프용도공제 - Google Patents

연마테이프,그의제조방법및연마테이프용도공제 Download PDF

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다이니폰 인사츠 가부시키가이샤
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Abstract

본 발명은 광 콘넥터 페룰 또는 반도체 웨이퍼 등의 정밀 부품표면 등의 최종 마무리를 행하기에 적합한 연마 테이프 및 그의 제조 방법을 제공한다.
연마 테이프용 기재(11) 위에 필요하면 프라이머 층(12)을 매개로 평균 입자경 1 내지 200 mμ의 연마재 입자를 결합제용 수지액 중에 분산시킨 도공제를 도포하여 연마층(13)을 형성하고, 이것에 의해 연마 테이프(10)를 얻는다.

Description

연마 테이프, 그의 제조 방법 및 연마 테이프용 도공제
본 발명은 광 콘넥터 페룰, 반도체 웨이퍼, 금속, 세라믹스, 칼라필터(액정표시용), 플라스마 디스플레이, 광학 렌즈, 자기 디스크 또는 광 디스크 기판, 자기헤드, 광학 독취 헤드 등의 정밀 부품의 표면, 단부면 등에 대한 최종 마무리를 행하는 것에 적합한 연마 테이프, 그의 제조 방법 및 연마 테이프용 도공제에 관한것이다.
광 콘넥터 페룰(ferrule)이나 반도체 웨이퍼 등의 정밀 부품은 최종 마무리를 행하는 연마 공정에서의 정밀도에 의해 그의 품질이 좌우되고, 최종 마무리 연마로는 메카니칼 폴리싱(Mechanical Polishing)이라 칭하는 연마가 행하여지고 있다.
이 메카니칼 폴리싱은 다음과 같이 행하여 진다. 즉, 우선 가성소다, 암모니아, 애탄올아민 등의 알카리 용액에 5 내지 300mμ의 입자경을 갖는 연마재 입자를 현탁시켜 pH 9 ∼ 12의 콜로이달 액으로 된 연마액을 제조한다. 이어서 이 연마액을 폴리우레탄 등의 수지 시트로 된 연마포 상에 공급시키는 것으로부터, 연마포 위에서 광 콘넥터 페룰이나 반도체 웨이퍼 등의 정밀 부품을 연마시킨다.
상기와 같은 연마액과 연마포를 이용하는 메카니칼 폴리싱에는 하기와 같은 문제가 있다.
즉, 연마액 중의 연마 입자의 농도가 연마 중에 변화되며, 또는 연마재 입자의 응집에 의해 연마재 입자의 입도 분포가 변화하기 때문에 광 콘넥터 페룰, 반도체 웨이퍼 등의 피연마체에 연마 손상이나 연마 얼룩이 발생하게 된다. 또한, 연마 종료 후에 광 콘넥터 페룰, 반도체 웨이퍼 등의 피연마체의 표면에 부착되어 있는 연마재 입자를 수세, 제거하는 공정이 필요하므로 연마 공정이 번잡하다.
이것에 대하여 플라스틱 필름으로 된 연마 테이프용 기재에 대해 결합제(바인더)용 수지액 중에 연마재 입자를 분산시켜 되는 도공제를 도공, 건조 함으로써 연마층을 형성시켜 연마 테이프를 제조하는 것이 고려되고 있다. 광 콘넥터 페룰및 반도체 웨이퍼 등은 이 연마 테이프 위에서 연마되지만, 연마 테이프를 제조하는 경우, 입자경 1μ 이하의 연마재 입자를 바인더용 수지액 중에 분산시키는 것은 어렵고, 최종 마무리 용의 연마 테이프로서는 사용될 수 없다.
즉, 최종 마무리의 고정밀도 연마는 미세한 연마재 입자에 의한 연마에 의해 연마되지만, 연마재 입자는 입자경이 작아질수록 표면 에너지가 증대되어 응집이 용이하게 되기 때문에, 미세한 연마재 입자를 결합제중에 균일하게 분산시키는 것은 곤란하다.
또한, 응집 상태의 연마재 입자를 함유하는 도공제에 의해 연마층을 형성하는 경우, 연마층 중에 5 ∼ 10μ의 조대(粗大) 입자가 생성되므로, 이것에 의한 피연마체 표면의 연마 손상의 발생을 피하지 못한다.
본 발명은 이와 같은 것을 고려하여 된 것으로, 연마층 중에 조대 입자로 된 연마재 입자가 존재하지 않고, 미세한 연마재 입자만을 존재시켜 광 콘넥터 페룰 단부면이나, 반도체 웨이퍼 표면 등의 정밀 부품 경면(鏡面) 마무리를 정밀도가 양호하게 실시할 수 있는 연마 테이프, 그의 제조 방법 및 연마 테이프용 도공제를 제공하는 것을 목적으로 한다.
이하, 본 발명을 상세히 설명하면 다음과 같다.
본 발명의 첫번째 개념에 의한 발명은 연마 테이프용 기재에 대해서, 평균 입자경 10 내지 100mμ의 연마재 입자를 결합제용 수지액 중에 분산시킨 도공제에 의해 연마층을 형성하는 것을 특징으로 하는 연마 테이프이다.
또한, 본 발명의 두번째 개념에 의한 발명은 평균 입자경 10 내지 100 mμ의연마재 입자를 결합제용 수지액 중에 분산시킨 후, 결합제 수지액 중에서 연마재 입자의 응집물을 생성시켜, 입자경 50 내지 800mμ의 연마재 입자를 함유하는 도공제로 하고, 이어서 이것을 연마 테이프용 기재에 도공하는 것을 특징으로 하는 연마테이프의 제조 방법이다.
또한, 본 발명의 세번째 개념에 의한 발명은 연마 테이프용 기재와, 이 기재 위에 형성된 연마층을 구비하고, 상기 연마층은 평균 입자경 1 내지 200mμ의 연마재 입자와, 이 연마재 입자를 결합하는 결합제를 갖는 것을 특징으로 하는 연마테이프이다.
또한, 본 발명의 네번째 개념에 의한 발명은 연마 테이프 제조용의 도공제에 있어서, 평균 입자경 1 내지 200mμ의 연마재 입자와 연마재 입자용 용매를 함유한 연마재 입자액과, 결합제와 결합제용 용매를 함유한 결합제용 수지액을 구비한 것을 특징으로 하는 도공제이다.
또한, 본 발명의 다섯번째 개념에 의한 발명은 연마 테이프용 기재를 준비하는 공정과, 평균 입자경 1 내지 200mμ의 연마재 입자와 연마재 입자용 용매를 함유한 연마재 입자액과, 결합제와 결합제용 용매를 함유한 결합제용 수지액을 혼합시켜 도공제를 제조하는 공정과, 연마 테이프용 기재 위에 도공제를 도포하는 공정과, 도포된 도공제를 건조하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 연마 테이프의 제조방법이다.
본 발명의 첫번째 개념에 의하면, 연마 테이프용 기재에 대해서, 평균 입자경 10 내지 100mμ의 연마재 입자를 결합제용 수지액 중에 분산시킨 도공제에 의해연마층을 형성함으로써 연마층 중의 연마재 입자의 입자경을 작게함과 동시에 입자경이 거의 같은 미세 입자로 할 수 있다.
본 발명의 두번째 개념에 의하면, 평균 입자경 10 내지 100mμ의 연마재 입자를 결합제용 수지액 중에 분산시킨 후, 결합제 수지 중에서 연마재 입자의 응집물을 생성시켜, 입자경 50 내지 800mμ의 연마재 입자를 함유하는 도공제로 하고, 이것을 연마 테이프용 기재에 도공함으로써 연마층 중의 연마재 입자의 입자경을 작게함과 동시에 입자경이 거의 같은 미세 입자를 갖는 연마 테이프를 얻을 수 있다.
본 발명의 세번째 개념에 의하면, 연마 테이프용 기재 위에 형성된 연마층 중의 연마 입자의 평균 입자경을 1 내지 200mμ로 유지할 수 있다.
본 발명의 네번째 개념에 의하면, 평균 입자경이 1 내지 200mμ의 연마재를 함유한 도공제를 용이하게 얻을 수 있다.
본 발명의 다섯번째 개념에 의하면, 평균 입자경 1 내지 200mμ의 연마재를 함유한 연마층을 구비한 연마 테이프를 제조할 수 있다.
제 1의 실시의 형태
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 실시의 형태에 대해 설명한다. 제 1도 및 제 2도는 본 발명의 제 1의 실시의 형태를 나타내는 도면이다.
제 1도에 있어서, 평판 형태의 정밀 부품, 예를 들면 반도체 웨이퍼(1)가 표시되어 있다. 이와 같은 반도체 웨이퍼(1)에 대해서 연마 테이프(10)에 의해 최종 마무리 연마가 행하여 지도록 되어 있다(제 1도 참조). 또한, 평판 형태의 반도체웨이퍼는 실리콘으로 제조된 것이다.
또한, 제 1도에 나타난 바와 같이 연마 테이프(10)는 회전 금속판(16) 위에 엘라스토마 탄성체(15)를 매개로 배치된다.
이어서, 제 2도에 의해 연마 테이프(10)를 설명한다. 제 2도에 나타난 바와 같이, 연마 테이프(10)는 폴리에스테르 필름 등으로 된 연마 테이프용 기재(11)와 연마 테이프용 기재(11) 위에 형성된 에폭시 수지, 아크릴 수지 또는 폴리에스테르 수지를 주성분으로 하는 프라이머 층(12)과, 프라이머 층(12) 위에 형성된 연마층(13)으로 되어 있다. 여기서 연마 테이프(10)를 시트 형태로 형성하여도 좋고, 또한 띠(帶) 형태로 형성 하여도 좋다. 또한, 상기의 프라이머 층(12)은 반드시 필요한 것은 아니지만, 연마 테이프용 기재(10)와 연마층(13)등을 구성하는 소재에 의해서 그의 접착성 등을 고려하여서 형성시킨 것이다.
이것 중 연마층(13)은 연마 테이프용 기재(11)에 대해 평균 입자경 10 내지 100mμ의 연마재 입자를 바인더용 수지액(결합제용 수지액) 중에 분산시킨 도공제를 프라이머 층(12) 위에 도포함으로써 형성된다. 또한, 프라이머 층(12)은 반드시 형성할 필요는 없다.
또한, 연마 테이프용 기재(11)에 대해서, 평균 입자경 10 내지 100mμ(밀리미크론)의 연마재 입자를 바인더용 수지액 중에 분산시킨 도공제를 도포함으로써 연마층을 형성하는 경우, 연마층(13) 중의 연마재 입자의 입자경은 50 내지 800mμ로 된다.
연마 테이프(10)를 제조할 때, 평균 입자경 10 내지 100mμ의 연마재 입자를바인더용 수지액 중에 분산 시킨 후, 이 분산액 중에서 연마재 입자의 응집물을 생성시켜, 입자경 50 내지 800mμ의 연마재 입자를 함유하는 도공제를 제조한다. 이어서, 이것을 연마 테이프용 기재에 도공함으로써 연마 테이프(10)가 제조된다.
상기의 구성에 의한 본 발명의 연마 테이프(10) 및 그의 제조 방법에 있어서, 평균 입자경 10 내지 100mμ의 연마재 입자로서는 실리카졸 또는 알루미나졸이 사용될 수 있다.
입자경 1μ 이하의 실리카 또는 알루미나를 바인더용 수지액 중에 분산시키면, 5 내지 10μ의 조대 입자가 생성되기 쉽고, 이것을 이용하여 연마층(13)을 형성시킨 연마 테이프(10)는 연마층(13) 중의 조대 입자가 원인이 되어 피연마체에 연마 손상이 발생하게 된다.
이에 대해 평균 입자경이 10 내지 100mμ의 실리카 또는 알루미나를 바인더용 수지액 중에 분산시키면, 상기의 5 내지 10μ의 조대 입자가 생성되지 않고, 이 도공제에 의한 연마층(13)을 구비한 연마 테이프는 광 콘넥터 페룰 단부면 또는 반도체 웨이퍼(1) 표면의 최종 마무리를 행하는 것에 적합한 연마 테이프로 된다.
최종 마무리를 행하는 것에 적합하면서, 또한 연삭성(硏削性)이 높은 연마층(13)으로 하기 위해서는 연마층(13) 중의 연마재 입자의 입자경이 50 내지 800mμ 인 것이 필요하다.
연마층(13) 중의 연마재 입자의 입자경이 50 내지 800mμ의 범위인 연마층은 이하의 (1) 내지 (2)의 조건을 조합시킴으로써 얻어진다.
(1) 거의 구형태(球狀)를 갖는 평균 입자경 10 내지 100mμ의 실리카 또는알루미나를 연마층(13) 형성용의 도공제를 조정하는 경우 연마재 입자로서 사용함.
(2) 연마재 입자를 바인더용 수지액 중에 분산시켜서 도공제를 얻는 공정, 또는 연마재 입자를 바인더용 수지액 중에 분산시킨 도공제를 연마 테이프용 기재에 도공하는 공정에서 연마재 입자의 응집을 성장시켜 입자경 50 내지 800mμ의 연마재 입자로 함.
바인더용 수지액에 분산시킨 실리카 입자의 입자경을 50 내지 800mμ로 조정하는 것에는 실리카 입자를 바인더용 수지액에 분산시킨 분산액의 pH를 7 내지 9로 조정하고, 수시간 동안 걸쳐서 느리게 교반하고, 실리카 입자의 응집을 생성시킨 후, 0.8μ의 필터로 여과함으로써 조대 입자를 제거하면 된다.
또한, 바인더용 수지액으로서 Si 원자의 골격을 갖는 실리콘 수지 또는 실리콘계 수지를 갖는 것을 사용하면, 연마층 중에서의 실리카 입자의 입도 분포가 좁아지므로, 보다 바람직한 연마층(13)을 구성할 수 있다.
이것은 바인더용 수지액으로 된 실리콘 수지 또는 실리콘계 수지와 실리카 입자와의 사이의 친화성이 높아지기 때문에, 연마층 형성용의 도공제의 도공, 건조 공정에서 바인더용 수지가 고화하는 시기에 실리카 입자도 응집되기 때문인 것으로 추정된다.
이상의 구성에 의한 연마층(13)이 형성되는 연마 테이프용 기재(11)로서는 상술한 바와 같이 기계적 강도, 치수 안정성, 내열성 등이 우수한 성질을 갖는 합성지 또는 플라스틱 필름이 사용되고, 예를 들면, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 연신 폴리프로필렌, 폴리카보네이트, 아세틸셀룰로스디에스테르, 아세틸셀룰로스트리에스테르, 연신폴리에틸렌, 폴리부틸렌테레프탈레이트 등에 의한 두께 20 내지 100μ 정도의 것이 적합하다.
본 실시예의 형태에 의하면, 연마 테이프용 기재(11)에 대해 평균 입자경 10 내지 100mμ의 연마재 입자를 바인더용 수지액 중에 분산시킨 도공제를 이용하여 필요하다면 프라이머 층을 매개로 도공하여 연마층(13)을 형성했으므로, 연마층(13) 중에 5 내지 10μ의 조대 입자로 된 연마재 입자의 생성이 없다. 또한, 이렇게 하여 얻어진 연마 테이프(10)에 의하면, 광 콘넥터 페룰 단부면 또는 반도체 웨이퍼(1) 표면의 최종 마무리를 피연마체 표면에 연마 손상이나 연마 얼룩을 발생함이 없이 행할 수 있다.
또한, 연마재 입자의 입자경이 50 내지 800mμ의 연마층(13)을 구비한 연마 테이프(10)는 광 콘넥터 페룰 단부면이나 반도체 웨이퍼(1) 표면 등의 최종 마무리를 행하는 경우의 연마 테이프(10)로서 적합하며, 또한 연삭성의 높은 연마 테이프(10)로 된다.
제 2의 실시의 형태
이어서, 본 발명의 제 2의 실시의 형태에 대해서 설명한다. 제 2의 실시의 형태는 연마 테이프(10) 중 연마층(13)의 구성이 다른 것 뿐이며, 다른 것은 제 1 실시의 형태와 거의 동일하다.
즉, 연마 테이프(10)는 폴리에스테르 필름 등으로 된 연마 테이프용 기재(11)와, 연마 테이프용 기재(11) 위에 형성된 에폭시 수지, 아크릴 수지 또는 폴리에스테르 수지를 주성분으로 하는 프라이머 층(12)과, 프라이머 층(12) 위에형성된 연마층(13)으로 되어 있다. 또한, 상기의 프라이머 층(12)은 반드시 필요하지는 않지만, 연마 테이프용 기재(10)와 연마층(13) 등을 구성하는 소재이면서 그의 접착성 등을 고려하여 형성한 것이다.
이 중 연마층(13)은 평균 입자경 1 내지 200mμ(밀리미크론)의 연마재 입자, 예를들면 콜로이달 실리카 입자와, 이 실리카 입자끼리 결합하는 결합제, 예를 들면 유기 무기 복합 폴리머 수지를 갖고 있다. 이 경우, 유기 무기 복합 폴리머 수지는 그의 구조 중에 실록산 결합을 갖는 고분자 화합물이다.
이와 같은 연마층(13) 중에 있어서, 콜로이달 실리카 입자가 평균 입자경 1 내지 200mμ를 유지하면서 응집함 없이 분산되어 있어서, 연마층(13)의 전체 광선 투과율은 60 내지 95%이 되며, 이 헤이즈도는 1 내지 70%로 된다.
또한, 연마층(13) 표면의 중심선 평균 조도(組度)(Ra)는 0.005 내지 0.5μ로 되지만, 대부분의 경우 Ra는 0.007 내지 0.2μ의 범위 내이다.
이어서, 각 구성 요소의 본질에 대해 다욱 상세하게 설명하면 다음과 같다.
(1) 연마층 중의 결합제에 대해
본 발명에 있어서, 결합제로는 그의 구조 중에 실록산 결합(Si-O 결합)을 갖는 모노머 프레폴리머 또는 올리고머 또는 폴리머 등을 사용하는 것이 가능하고, 예를 들면 폴리 실록산 또는 그의 유도체, 그의 변성물, 또는 그의 배합물, 또는 그의 모노머, 프레폴리머 또는 올리고머 등을 사용하는 것이 가능하다.
구체적으로는, 예를 들면 폴리 실록산을 구성하는 모노머, 프레폴리머 또는 올리고머 또는 폴리머는 물론이고, 이 폴리실록산을 구성하는 모노머, 프레폴리머또는 올리고머 또는 폴리머와, 예를 들면 폴리에틸렌계 수지, 폴리 염화 비닐계 수지, 폴리 초산 비닐계 수지, 폴리아크릴계 또는 폴리메타크릴계 수지, 폴리비닐알콜계 수지, 에틸렌 공수지합체, 폴리비닐아세탈계 수지, 고무계 수지, 폴리에스테르계 수지, 폴리아미드계 수지, 페놀계 수지, 아미노-플라스트계 수지, 에폭시 수지, 폴리우레탄계 수지, 셀룰로스계 수지, 그외 다른 수지를 구성하는 모노머, 프레폴리머 또는 올리고머 또는 폴리머를 혼합하고, 그의 배합물, 혹은 반응 변성물 등을 사용할 수 있다.
특히, 본 발명에 있어서는 폴리에틸렌계 수지, 폴리 염화 비닐계 수지, 폴리 초산 비닐계 수지, 폴리아크릴계 수지, 폴리우레탄계 수지, 폴리에스테르계 수지 등의 프레폴리머 또는 올리고머 또는 폴리머와 폴리실록산의 프레폴리머 또는 올리고머 또는 폴리머를 혼합시킨 배합물 혹은 반응 변성물을 사용하는 것이 바람직하다.
더욱 상세하게 설명하면, 본 발명에 있어서는 폴리에틸렌계 수지, 폴리 염화 비닐계 수지, 폴리 초산 비닐계 수지, 폴리아크릴계 수지, 폴리우레탄계 수지, 폴리에스테르계 수지 등의 프레폴리머 또는 올리고머 또는 폴리머를 주쇄로 하고, 그의 측쇄에 폴리실록산의 프레폴리머 또는 올리고머 또는 폴리머를, 예를 들면, 그라프트 중합 등에 의해서 반응시켜 주쇄 성분을 유기성으로 구성하고, 측쇄 부분을 실록산 결합으로 된 무기성으로 구성하여 된 유기 무기 복합 폴리머, 그의 프레폴리머 또는 올리고머 등을 사용하는 것이 바람직하다.
이어서, 상기와 같은 유기 무기 복합 폴리머를 사용함으로써 연마 입자가 도공제 중 혹은 연마층 중에서 응집함이 없는 일차 입자의 상태를 유지하는 것이 가능하고, 미세한 연마에 적합한 연마 테이프를 제조하여 얻는다 하는 이점을 갖게 된다.
본 발명에 있어서, 상기와 같은 연마 입자가 일차 입자의 상태를 유지할 수 있는 이유는 명확하지는 않지만, 후술한 바와 같이 결합제로서 사용하는 수지 중에 실록산 결합(Si-O 결합)을 함유하면, 연마재 입자로서, 예를 들어 콜로이달 실리카 입자를 사용하는 경우, 그의 양자가 상호에 Si 원자를 공통으로 하는 관능기를 갖는 것으로 되며, 양자가 친화성을 갖게 되어 해당 연마재 입자가 도공제로서의 조성물의 상태, 혹은 도막상(塗膜狀)의 연마층의 상태에 있어서도 일차 입자의 상태를 유지할 수 있음으로써, 매우 양호한 연마 마무리가 가능한 연마 테이프를 제조하여 얻는 것으로 추정된다.
(2) 프라이머 층에 대해
본 발명에 있어서, 프라이머 층으로서는 예를 들면, 폴리 염화 비닐계 수지, 폴리 초산 비닐계 수지, 폴리아크릴계 또는 폴리메타크릴계 수지, 폴리 비닐 알콜계 수지, 에틸렌 공수지합체, 폴리비닐아세탈계 수지, 고무계 수지, 폴리에스테르계 수지, 폴리아미드계 수지, 페놀계 수지, 아미노-플라스트계 수지, 에폭시계 수지, 폴리우레탄계 수지, 실리콘계 수지, 셀룰로스계 수지, 그외 다른 수지를 구성하는 모노머, 프레폴리머 또는 올리고머 또는 폴리머의 일종 내지 그 이상을 비히클(vehicle)의 주성분으로 하는 조성물을 도포 또는 인쇄하여 형성할 수 있다.
또한, 접착성을 높이기 위하여 이소시아네이트 등의 경화제를 첨가하여도 좋다.
(3) 연마층 중의 연마 입자에 대해
본 발명에 있어서, 연마 입자로는 예를 들면, 알루미나(산화알루미늄), 산화티타늄, 지르코니아(산화지르코늄), 리튬실리케이트, 다이아몬드, 질화규소, 탄화규소, 산화철, 산화크롬, 실리카(산화규소), 산화 안티몬 등의 무기 화합물을 사용할 수 있다.
그리고, 본 발명에 있어서는 미세한 연마에 적절한 연마 시트를 제조하는 것으로부터 상기의 연마 입자는 그의 입자경이 1 내지 300mμ이고, 바람직하기로는 1내지 200mμ이고, 일차 입자의 상태의 것을 사용하는 것이 바람직하다.
특히, 본 발명에 있어서, 연마 입자로서는 결합제와의 친화성, 상용성을 고려하는 경우 실리카(산화규소)를 사용하는 것이 가장 바람직하다.
또한, 상기의 본 발명에 있어서, 연마 입자로서 예를 들면, 입자경이 5 내지 50mμ 미만의 것을 사용하고, 또한, 연마 입자와 결합제와의 배합비율(중량%)을 90:10 내지 60:40의 범위로 사용하는 경우 얻어지는 연마 시트는 전체 광선 투과율이 90 내지 95%, 헤이즈도가 2 내지 15%의 범위이며, 비교적으로 투명성이 풍부한 연마 시트를 얻는 것이 가능하고, 이 연마 시트는 광 콘넥터 페룰 등의 정밀 부품의 표면의 마무리 연마에 적절한 성질을 갖는 것이다.
또한, 연마 입자로서 예를 들면, 입자경이 50 내지 200mμ의 것을 사용하고, 또한 연마 입자와 결합제와의 배합비율(중량%)을 90:10 내지 30:70의 범위로 사용하는 경우, 얻어지는 연마시트는 비교적 백탁(白濁)된 백색 내지 반투명성이 많은연마 테이프로 되며, 상기와 동일 형태로 광 콘넥터 페룰 등의 정밀부품의 표면의 마무리 연마에 적절한 성질을 갖는 것이다.
상기와 같은 현상은 연마 입자로서 실리카 입자를 사용하는 경우에 특히 현저하게 된다.
또한, 본 발명에 있어서, 연마 입자와 결합제와의 배합 비율에 있어서, 연마 입자가 결합제보다 적게되면, 얻어지는 연마 테이프의 표면 마무리 연마 특성은 약간 저하하는 경향이 있다.
예를 들면, 입자경이 5 내지 50mμ 미만의 것을 사용하고, 또한 연마 입자와 결합제와의 배합비율(중량%)로서, 결합제의 양을 많이 하면, 얻어지는 연마 테이프의 표면 마무리 연마 특성은 상당히 저하하는 경향을 나타낸다.
이 이유는 명확하지는 않지만, 연마 입자가 결합제 중에 있어서 표면에 노출되지 않는 것으로부터 연마 능력을 발휘할 수 없는 것으로 추정된다.
이하, 연마 테이프(10)의 제조 방법에 대해서 설명한다.
우선, 폴리에스테르 필름, 예를 들면 2축 연신 폴리에틸렌테레프탈레이트로 된 두께 10 내지 200μ, 바람직하게는 50 내지 100μ의 연마 테이프용 기재(11)를 준비한다. 이어서 연마 테이프(10) 위에 필요하다면, 예를 들어, 에폭시 수지, 아크릴 수지 또는 폴리에스테르 수지를 주성분으로 하는 프라이머 층(12)을 도포한다. 이러한 프라이머 층(12)을 도포함으로써, 광 섬유(2)를 연마 테이프(10)에 의해 연마하여도 연마 테이프용 기재(11)로부터 연마층(13)이 박리되지 않는다.
이어서, 평균 입자경 1 내지 200mμ의, 예를 들어, 콜로이달 실리카 입자와이소프로필알콜 등의 연마 입자용 용매를 함유한 콜로이달 실리카졸(연마재 입자액)과 예를 들면, 유기 무기 복합폴리머 수지(결합제)와 이소프로필알콜 등의 결합제용 용매를 함유한 결합제용 수지액을 혼합하여 도공제를 제조한다.
이 경우, 도공제 중에서는 콜로이달 실리카 입자가 평균 입자경 1 내지 200mμ로 유지하고, 응집되지 않고 분산된다.
또한, 도공제 중에 유기 무기 복합 폴리머 수지를 경화시키기 위하여 경화제, 예를 들면, 주석 화합물 등의 유기 금속 용액을 혼입하여도 좋고, 또한 도공제 중에 콜로이달 실리카 입자를 분산시키기 위하여 분산제, 예를 들면 비이온 계면 활성제를 혼입하여도 좋다.
도공제 중에 경화제를 혼입하는 경우, 유기 무기 복합 폴리머 수지(고형분)에 대한 경화제의 용액으로서의 비율은 90:10인 것이 바람직하다.
또한, 도공제에 있어서의 P/V 중량비, 즉, 콜로이달 실리카 입자(고형분)/유기 무기 복합 폴리머 실리콘 수지(고형분)=20:80 ∼ 95:5(중량비)로 되어 있으나, 이 P/V 중량비=50:50 ∼ 80:20인 것이 바람직하다.
이어서, 연마 테이프용 기재(11) 위 프라이머 층(12)에 도공제를 그라비아 리버스(reverse)법에 의해 도포한다. 연마 테이프용 기재(11) 위의 프라이머 층(12)에 도공제를 도포한 후, 연마 테이프용 기재(11)는 즉시 110℃ 내지 120℃의 온도에서 30초 정도 가열되고, 이 사이 도공제 중의 이소프로필 알콜 등의 용매가 대기중으로 비산된다.
이어서 도공제 중에 경화제가 혼입되어 있는 경우, 연마 테이프용 기재(11)를 다시 80℃에서 10분간 가열한다. 한편, 도공제 중에 경화제가 혼입되어 있지 않는 경우, 연마 테이프용 기재(11)를 100℃에서 1시간 가열한다. 이렇게 하여 도공제가 건조되고, 프라이머 층(12) 위에 두께 0.5 내지 10μ, 바람직하기로는 3 내지 5μ의 연마층(13)이 형성되어 연마 테이프(10)가 얻어진다.
또한, 상기와 같은 조건에서 도공제를 건조함으로써 콜로이달 실리카 입자는 응집함이 없이 연마층(13) 중에서 평균 입자경 1 내지 200mμ를 유지하면서 분산될 수 있다.
즉, 도공제를 도포한 후, 즉시 이소프로필알콜 등의 용제를 비산시키지 않으면, 도공제 중에서 콜로이달 실리카 입자가 응집하는 시간을 주게 되어, 콜로이달 입자의 평균 입자경이 커지게 된다.
상술한 바와 같은 도공제 중의 콜로이달 실리카 입자는 도공제의 제조공정, 도공제의 프라이머 층(12) 위로의 도포공정 및 그 후의 건조 공정의 어느 공정에 있어서도 평균 입자경 1 내지 200mμ를 유지한다. 또한, 연마층(13) 중에 있어서도 콜로이달 실리카 입자는 평균 입자경 1 내지 200mμ를 유지한다.
이와 같은 콜로이달 실리카 입자가 이 평균 입자경 1 내지 200mμ를 유지하는 이유는 대략 다음과 같다.
즉, 일반적으로 입자경 1μ 이하의 입자를 결합제용 수지액으로서 널리 이용되고 있는 폴리에스테르, 폴리에스테르우레탄, 염화비닐·초산비닐공중합체 등의 결합제용 수지액 중에 분산시켜 도공제를 제조하는 경우, 응집으로 5 내지 10μ의 조대 입자가 생성되기 쉽다. 이 때문에 이 도공제를 이용하여 형성된 연마층을 구비한 연마 테이프는 연마층 중의 조대 입자가 원인이 되어 피연마체에 손상을 발생시킨다.
이에 반하여 본 발명에 의한 평균 입자경 1 내지 200mμ의 콜로이달 실리카를 함유한 콜로이달 실리카졸과 유기 무기 복합 폴리머 수지를 함유한 결합제용 수지액을 혼합하여 제조된 도공제 중에 있어서는 상기와 같은 5 내지 10μ의 조대 입자가 생성되지 않는다. 이 때문에 이 도공제를 이용하여 형성된 연마층을 구비한 연마시트는 광 콘넥터 페룰 단부면 또는 반도체 웨이퍼(1) 단부면의 최종 마무리를 행하기에 적합한 연마 시트로 된다.
즉, 본 발명에 의하면, 연마재 입자인 콜로이달 실리카가 시라놀기를 갖게 되며, 한편 수지액 중의 유기 무기 복합 폴리머 수지가 Si 원자를 골격으로 하는 폴리실록산 올리고머 등의 관능기를 갖게되며, 이 폴리실록산 올리고머는 시라놀기에 대해 친화성이 높은 관능기로 되어 있어서, 콜로이달 실리카는 응집하지 않고, 결합제용 수지액중에서 분산하는 것이 가능하다. 또한, 콜로이달 실리카를 이소프로필알콜 등의 유기 용매에 안정하게 분산시킨 콜로이달 실리카와 동일 형태로 이소프로필알콜 등의 유기 용매를 함유한 점성이 낮은 수지액을 혼합시켜 제조된 도공제 중에 있어서는 콜로이달 실리카졸과 결합제용 수지액이 동질의 유기 용매를 함유하여서 결합제용 수지액 중의 콜로이달 실리카의 분산이 용이하게 되며, 도공제 중에서의 콜로이달 실리카의 응집의 생성을 억제할 수 있다. 이러한 유기 용매로서는 이소프로필 알콜 이외에 메탄올, 에탄올, 키실렌·부탄을, 에틸렌글리콜, 에틸렌글리콜모노 n-프로필에테르, 디메틸아세트아미드, 메틸이소부틸케톤 등이 사용될 수 있다.
연마 테이프(10)에 있어서, 연마 테이프용 기재(11), 프라이머 층(12) 및 연마층(13)이 모두 투명성이 있는 경우, 기재면과 연마층 면의 구별이 어려워서 잘못(誤) 사용 가능성이 있다. 이것을 방지하기 위해서는 연마 테이프 기재에 착색가공 혹은 문자나 그림무늬의 인쇄 가공을 실시하면 좋다.
이렇게 하여 제조된 연마테이프를 이용하여 광 콘넥터 페룰 단부면 또는 반도체 웨이퍼(1)의 표면을 연마한다. 이어서 광 콘넥터 페룰(2)의 표면의 연마 방법에 대해서 설명한다.
제 3도에 나타난 바와 같이, 회전 금속판(16) 위에 엘라스토머 탄성체(15)를 매개로 본 발명에 의한 연마 테이프(10)가 배치되고, 연마 테이프(10) 위에 있어서 광 콘넥터 페룰(2)의 표면이 물을 윤활제로서 약 2분간 연마된다. 상술한 바와 같이 연마테이프(10)의 연마층(13)에는 응집에 의한 5 내지 10μ의 조대 입자가 없고, 이 때문에 광 콘넥터페룰(2)의 표면을 효율적으로 연마할 수 있다.
즉, 본 발명에 의한 연마 테이프(10)의 연마층(13)에 응집으로 5 내지 10μ의 거친입자가 생성되지 않도록 함으로써 광 콘넥터 페룰(2)을 균일하면서 정밀도가 양호하게 연마하는 것이 가능하다. 또한, 광 콘넥터페룰(2)에 손상을 생성시키지 않으며, 또한 연마 중에 다른 연마재를 함유한 연마액을 공급할 필요가 없다. 더욱이, 피연마체에 대해서는 연마가공시에 윤활제를 공급하면 추가로 효율적으로 연마할 수 있다. 윤활제로서는 물, 알콜, 계면활성제, 오일 등 일반적으로 알려져 있는 것을 이용할 수 있고, 이 경우, 윤활제 중에 연마재는 함유되어 있지 않다.윤활제를 사용하는 경우, 연마재를 함유한 연마액을 사용하는 메카니칼 폴리싱과 비교하면 취급이 용이하므로 작업성이 양호하다.
더욱이, 연마중 연마 테이프(10)의 연마층(13)은 전체적으로 서서히 감소된다. 이 때문에 연마 테이프(10)의 수명은 연마층(13)이 존재하는한 계속되므로 연마 테이프(10)의 수명을 길게 유지할 수 있다.
또한, 광 콘넥터 페룰(2) 대신에 반도체 웨이퍼(1) 등의 정밀 부품을 연마하여도 동일한 효과를 얻을 수 있다.
실시예
제 1의 실시예
이어서,본 발명의 제 1의 실시예에 대해서 설명한다. 이 제 1의 실시예는 제 1의 실시의 형태에 대응되어 있다.
이하, 본 발명의 연마 테이프 및 그의 제조방법의 구체적인 구성을 실시예에 기초하여 설명한다.
[실시예 1]
연마층용의 도공제
물분산 고분자 폴리에스테르 수지액[일본,東洋紡績(株):바이로날MD1200] 10중량부에 평균 입자경 10 내지 20mμ의 수성 실리카졸[일본, 日産化學工業(株):스노이텍스 30] 10중량부를 첨가한 후, 교반하고, 점도 100cps의 연마층용의 도공제[a]를 얻었다.
연마 테이프의 제조
두께 50μ의 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름[일본, 帝人(株):저열수축 SG 타입]으로 된 연마 테이프용 기재의 한쪽 면에 상기의 연마층용의 도공제[a]를 3본(本) 리버스법에 의해 20g(dry)/㎡로 도공, 건조하여 본 발명의 실시예 제품인 연마 테이프(A)를 얻었다.
이 연마 테이프(A)에 의해 5인치 실리콘웨이퍼의 표면의 최종 마무리인 헤이즈의 제거를 행하는 경우, 연마 손상이나 연마 얼룩이 없는 최종 마무리가 행하여졌다.
[실시예 2]
연마층용의 도공제
물분산 고분자 폴리에스테르 수지액[일본,東洋紡績(株):바이로날MD1200] 10중량부와 평균 입자경 10 내지 20mμ의 수성 실리카졸[일본, 日産化學工業(株):스노이텍스 30] 10중량부와의 혼합액을 유기산에 의해 pH 7.5로 조정한 후, 4시간의 느린 교반을 행하고, 다시 0.8μ의 필터로 여과함으로써, 점도 100cps의 연마층용의 도공제[b]를 얻었다.
연마 테이프의 제조
두께 50μ의 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름[일본, 帝人(株):저열수축 SG 타입]으로 된 연마 테이프용 기재의 한쪽 면에 상기의 연마층용의 도공제[b]를 3본(本) 리버스법에 의해 20g(dry)/㎡으로 도공, 건조하여 본 발명의 실시예 제품인 연마 테이프(B)를 얻었다.
이 연마 테이프(B)에 의해 연마층은 백화(白化)로 되며, 연마층 중의 실리카입자의 응집이 생기는 것이 명확하였다.
또한, 연마 테이프(B)의 연마층을 전자 현미경으로 관찰했을 때, 연마층 중의 실리카 입자의 입자경이 0.1 내지 0.8μ(100 내지 800mμ)인 것이 확인되었다.
이 연마 테이프(B)에 의해 5인치 실리콘 웨이퍼의 표면의 최종 마무리인 헤이즈의 제거를 행하는 경우, 0.1μ 이상의 연삭 성능이 확인되었다.
[실시예 3]
연마층용의 도공제
실리콘계 도공제[日本合成고무(株):그라스카HPC7502] 10중량부에 평균입자경 10 내지 20mμ의 이소프로판올 실리카졸[日産化學工業(株):IPA-ST] 10중량부를 첨가한 후, 교반하고, 점도 100cps의 연마층용의 도공제[c]를 얻었다.
연마 테이프의 제조
두께 50μ의 폴리에틸렌테레프탈레이트필름[일본, 帝人(株):저열수축 SG 타입]으로 된 연마 테이프용 기재의 한쪽 면에 상기의 연마층용의 도공제[c]를 3본(本) 리버스법에 의해 20g(dry)/㎡으로 도공, 건조하여 본 발명의 실시예 제품인 연마 테이프(C)를 얻었다.
이 연마 테이프(C)에 의해 광 콘넥터 페룰의 단부면의 연마를 행하는 경우 연마 손상이나 연마 얼룩이 거의 없는 최종 마무리가 행하여졌다.
[실시예 4]
두께 50μ의 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름[일본, 帝人(株):저열수축 SG 타입]으로 된 연마 테이프용 기재의 한쪽 면에 실시예 3에서 사용된 연마층용의 도공제[c]를 3본(本) 리버스법에 의해 30g(dry)/㎡으로 도공, 건조하여 본 발명의 실시예 제품인 두께 20μ의 연마층을 구비한 연마 테이프(D)를 얻었다.
이 연마 테이프(D)에 의해 광 콘넥터 페룰의 단부면의 연마를 행하는 경우 연마 손상이나 연마 얼룩이 전혀 없는 경면 마무리를 행하는 것이 가능하였고, 신호(信號)의 감리(減裏) 특성이 양호한 광 콘넥터 페룰이 얻어졌다.
[실시예 5]
연마층용의 도공제
물분산 고분자 폴리에스테르 수지액[일본,東洋紡績(株):바이로날MD1245]에 평균 입자경 10 내지 20mμ의 콜로이달 실리카[일본,日産化學工業(株):스노이텍스 30]를 폴리에스테르수지/실리카=1/1(중량비)에 의하여 혼합한 후, 암모니아 수용액을 첨가하여 pH 7로 조정하였다.
이것을 2시간 교반한 후, 0.8μ의 필터로 여과하여 연마층용의 도공제[e]를 얻었다.
연마 테이프의 제조
두께 50μ의 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름[일본, 帝人(株):저열수축 SG 타입]으로 된 연마 테이프용 기재의 한쪽 면에 상기의 연마층용의 도공제[e]를 3본(本) 리버스법에 의해 30g(dry)/㎡으로 도공, 건조하여 본 발명의 실시예 제품인 연마 테이프(E)를 얻었다.
이 연마테이프(E)에 의해 광콘넥터 페룰의 단부면의 연마를 행하는 경우 연마 손상이나 연마 얼룩이 전혀 없는 최종 마무리를 행하는 것이 가능하였고, 신호의 감리 특성이 양호한 광 콘넥터 페룰이 얻어졌다.
제 2 실시예
이어서 제 2의 실시예에 대해서 설명한다. 이 제 2의 실시예는 제 2의의 형태에 대응되어 있다.
[실시예 6]
연마층용의 도공제
유기 무기 복합 폴리머 실리콘 수지액[日本合成고무(株):세라믹 피복재그라스카 HPC7502, 메탄올 용매, 고형분 30%] 20중량부에 평균 입자경 10 내지 15mμ의 콜로이달 실리카졸[日産化學工業(株):올가노 실리카졸IPA-ST, 이소프로필알콜 용매, 고형분 30%] 80중량부를 첨가한 후, 초음파 분산을 행하여 연마층용의 도공제[f]를 얻었다.
유기 무기 복합 폴리머 실리콘 수지액[日本合成고무(株):세라믹 피복재그라스카 HPC7502, 메탄올 용매, 고형분 30%] 20중량부에 평균 입자경 10 내지 15mμ의 콜로이달 실리카졸[日産化學工業(株):올가노 실리카졸IPA-ST, 이소프로필알콜 용매, 고형분 30%] 80중량부 및 경화제[日本合成고무(株):HPC404H] 2중량부를 첨가한 후, 초음파 분산을 행하여 연마층용의 도공제[g]를 얻었다.
유기 무기 복합 폴리머 실리콘 수지액[日本合成고무(株):세라믹 피복재그라스카 HPC7502, 메탄올 용매, 고형분 30%] 20중량부에 분산제[日本合成고무(株):카본산계 분산제] 3중량부, 평균 입자경 10 내지 15mμ의 콜로이달 실리카졸[日産化學工業(株):올가노 실리카졸IPA-ST, 이소프로필알콜 용매, 고형분 30%] 80중량부및 경화제[日本合成고무(株):HPC404H] 2중량부를 첨가한 후, 초음파 분산을 행하여 연마층용의 도공제[h]를 얻었다.
여기서, 상기 그라스카 HPC7502, HPC404 및 IPA-ST의 각 재료의 특성을 다음 표 1에 나타냈다.
표 1
연마 테이프의 제조
상기의 연마층용의 도공제 (f), (g) 또는 (h)를 여과 정밀도 1μ로 필터링을 실시하였다. 이어서 두께 75μ의 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름[아이.씨.아이.디야판(주):易接着處理Melinex542타입]으로 된 연마 테이프용 기재의 한쪽 면(이접착처리면)에 상기의 도공제 (f), (g) 또는 (h)를 그라비아리버스법(사선판95선, 판심80μ)에 의해 5g(dry/㎡)으로 도공, 가열 건조한 후, 3μ(건조) 두께의 연마층을 구비한 연마 테이프(F)(연마층용 도공제(f)를 사용), (G)(연마층용 도공제(g)를 사용), (H)(연마층용 도공제(h)를 사용)를 얻었다.
한편, 두께 75μ의 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름[[일본,東洋紡績(株):코로나처리E5100타입]으로 된 연마 테이프용 기재의 한쪽 면(코로나처리면)에 앵카피복제[日本合成고무(株):에폭시계앵카피복제]를 그라비아리버스법(사선판200선, 판심30μ)에 의해 1g(dry/㎡)으로 도공하여 프라이머 층을 형성하였다. 이어서 프라이머 층 위에 상기의 연마층용의 도공제 (f), (g) 또는 (h)를 각각 그라비아리버스법(사선판95선, 판심80μ)에 의해 5g(dry/㎡)으로 도공, 가열 건조한 후, 3μ(건조) 두께의 연마층을 구비한 연마 테이프(F')(연마층용 도공제(f)를 사용), (G')(연마층용 도공제(g)를 사용), (H')(연마층용 도공제(h)를 사용)를 얻었다.
상기의 방법에 의해서 얻어진 연마 테이프(F), (G), (H), (F'), (G'), (H')에 의한 연마층은 연마재 입자의 응집에 의한 5 내지 10μ의 조대 입자를 함유하지 않고, 또한 연마층 표면의 중심선 평균 조도(Ra)가 약 0.1μ로 미세하다. 여기서 연마층 표면의 중심선 평균 거친 정도(Ra)는 (주)동경정밀:표면 거침 형상 측정기 사이후고무590A로 컷오프 값 0.8mm로 측정된다(이하, 실시예 7 내지 13에 있어서도 동일). 또한, 연마테이프(F)의 전체 광선 투과율은 91%, 헤이즈도는 9%로 투명성을 갖고 있다.
[실시예 7]
연마층용의 도공제
유기 무기 복합 폴리머 실리콘 수지액[日本合成고무(株):세라믹 피복재그라스카 HPC7502, 메탄올 용매, 고형분 30%] 30중량부에 평균 입자경 10 내지 15mμ의 콜로이달 실리카졸[日産化學工業(株):올가노 실리카졸IPA-ST, 이소프로필알콜 용매, 고형분 30%] 70중량부를 첨가한 후, 초음파 분산을 행하여 연마층용의 도공제[i]를 얻었다.
연마 테이프의 제조
상기의 연마층용의 도공제(i)를 여과 정밀도 1μ로 필터링을 실시하였다. 이어서 두께 75μ의 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름[아이.씨.아이.디야판(주):易接着處理Melinex542타입]으로 된 연마 테이프용 기재의 한쪽 면(이접착처리면)에 상기의 도공제(i)를 그라비아 리버스법(사선판95선, 판심80μ)에 의해 5g(dry/㎡)으로 도공, 가열 건조한 후, 3μ(건조) 두께의 연마층을 구비한 연마 테이프(I)를 얻었다.
상기의 방법에 의해서 얻어진 연마 테이프(I)에 의한 연마층은 연마재 입자의 응집에 의한 5 내지 10μ의 조대 입자를 함유하지 않고, 또한 연마층 표면의 중심선 평균 조도(Ra)가 약 0.2μ로 미세하다. 또한, 연마테이프(I)의 전체 광선 투과율은 92%, 헤이즈도는 10%로 투명성을 갖고 있다.
[실시예 8]
연마층용의 도공제
유기 무기 복합 폴리머 실리콘 수지액[日本合成고무(株):세라믹 피복재그라스카HPC7502, 메탄올 용매, 고형분 30%] 35중량부에 평균 입자경 10 내지 15mμ의 콜로이달 실리카졸[日産化學工業(株):올가노 실리카졸IPA-ST, 이소프로필알콜 용매, 고형분 30%] 65중량부를 첨가한 후, 초음파 분산을 행하여 연마층용의 도공제[j]를 얻었다.
연마 테이프의 제조
상기의 연마층용의 도공제(j)를 여과 정밀도 1μ로 필터링을 실시하였다. 이어서 두께 75μ의 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름[아이.씨.아이.디야판(주):易接着處理Melinex542타입]으로 된 연마 테이프용 기재의 한쪽면(역접착처리면)에 상기의 도공제를 그라비아 리버스법(사선판95선, 판심80μ)에 의해 5g(dry/㎡)으로 도공, 가열 건조한 후, 3μ(건조) 두께의 연마층을 구비한 연마 테이프(J)를 얻었다.
상기의 방법에 의해서 얻어진 연마 테이프(J)에 의한 연마층은 연마재 입자의 응집에 의한 5 내지 10μ의 조대 입자를 함유하지 않고, 또한 연마층 표면의 중심선 평균 조도(Ra)가 약 0.1μ로 미세하다. 또한, 연마테이프(I)의 전체 광선 투과율은 92%, 헤이즈도는 13%로 투명성을 갖고 있다.
[실시예 9]
실리콘와니스[信越化學工業(株):KR-220IPA, 이소프로필알콜 용매, 고형분 51%] 30중량부에 평균 입자경 10 내지 15mμ의 콜로이달 실리카졸[日産化學工業(주4):올가노실리카졸IPA-ST, 이소프로필알콜 용매, 고형분 30%] 200중량부를 첨가한 후, 초음파 분산을 행하여 연마층공의 도공제[k]를 얻었다.
연마 테이프의 제조
상기의 연마층용의 도공제(k)를 여과 정밀도 1μ로 필터링을 실시하였다. 이어서 두께 75μ의 폴리에틸렌테레프탈레이트필름[아이.씨.아이.디야판(주):易接着處理Melinex542타입]으로 된 연마 테이프용 기재의 한쪽 면(이접착처리면)에 상기의 도공제를 그라비아 리버스법(사선판95선, 판심80μ)에 의해 5g(dry/㎡)으로 도공, 가열 건조한 후, 3μ(건조) 두께의 연마층을 구비한 연마 테이프(K)를 얻었다.
상기의 방법에 의해서 얻어진 연마 테이프(K)에 의한 연마층은 연마재 입자의 응집에 의한 5 내지 10μ의 조대 입자를 함유하지 않고, 또한 연마층 표면의 중심선 평균 조도(Ra)가 약 0.3μ로 미세하다. 또한, 연마테이프는 투명성을 갖고 있다.
[실시예 10]
연마층용의 도공제
유기 무기 복합 폴리머 실리콘 수지액[日本合成고무(株):세라믹 피복재그라스카HPC7502, 메탄을 용매, 고형분 30%] 20중량부에 평균 입자경 70 내지 100mμ의 콜로이달 실리카졸[日産化學工業(株):올가노 실리카졸IPA-ST, 이소프로필알콜 용매, 고형분 30%] 80중량부를 첨가한 후, 초음파 분산을 행하여 연마층용의 도공제[l]를 얻었다.
연마 테이프의 제조
상기의 연마층용의 도공제(l)를 여과 정밀도 1μ로 필터링을 실시하였다. 이어서 두께 75μ의 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름[아이.씨.아이.디야판(주):易接着處理Melinex542타입]으로 된 연마 테이프용 기재의 한쪽 면(이접착처리면)에 상기의 도공제를 그라비아 리버스법(사선판95선, 판심80μ)에 의해 5g(건조/㎡)으로 도공, 가열 건조한 후, 3μ(건조) 두께의 연마층을 구비한 연마 테이프(L)를 얻었다.
상기의 방법에 의해서 얻어진 연마 테이프(L)에 의한 연마층은 연마재 입자의 응집에 의한 5 내지 10μ의 조대 입자를 함유하지 않고, 또한 연마층 표면의 중심선 평균 조도(Ra)가 약 0.2μ로 미세하다. 또한, 연마 테이프(L)의 전체 광선 투과율은 85%, 헤이즈도는 61%로 반투명성을 갖고 있다.
[실시예 11]
연마층용의 도공제
유기 무기 복합 폴리머 실리콘 수지액[日本合成고무(株):세라믹 피복재그라스카HPC7502, 메탄올 용매, 고형분 30%] 30중량부에 평균 입자경 70 내지 100mμ의 콜로이달 실리카졸[日産化學工業(株):올가노실리카졸, 이소프로필알콜 용매, 고형분 30%] 70중량부를 첨가한 후, 초음파 분산을 행하여 연마층용의 도공제[m]를 얻었다.
연마 테이프의 제조
상기의 연마층용의 도공제(m)를 여과 정밀도 1μ로 필터링을 실시하였다. 이어서 두께 75μ의 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름[아이.씨.아이.디야판(주):易接着處理Melinex542타입]으로 된 연마 테이프용 기재의 한쪽 면(이접착처리면)에 상기의 도공제를 그라비아 리버스법(사선판95선, 판심80μ)에 의해 5g(dry/㎡)으로 도공, 가열 건조한 후, 3μ(건조) 두께의 연마층을 구비한 연마 테이프(M)를 얻었다.
상기의 방법에 의해서 얻어진 연마 테이프(M)에 의한 연마층은 연마재 입자의 응집에 의한 5 내지 10μ의 조대 입자를 함유하지 않고, 또한 연마층 표면의 중심선 평균 조도(Ra)가 약 0.2μ로 미세하다. 또한, 연마테이프(L)의 전체 광선 투과율은 87%, 헤이즈도는 68%로 반투명성을 갖고 있다.
[실시예 12]
연마층용의 도공제
유기 무기 복합 폴리머 실리콘 수지액[日本合成고무(株):세라믹 피복재그라스카HPC7502, 메탄올 용매, 고형분 30%] 40중량부에 평균 입자경 70 내지 100mμ의 콜로이달 실리카졸[日産化學工業(株):올가노실리카졸, 이소프로필알콜 용매, 고형분 30%] 60중량부를 첨가한 후, 초음파 분산을 행하여 연마층용의 도공제[n]를 얻었다.
연마 테이프의 제조
상기의 연마층용의 도공제(n)를 여과 정밀도 1μ로 필터링을 실시하였다. 이어서 두께 75μ의 폴리에틸렌테레프탈레이트필름[아이.씨.아이.디야판(주):易接着處理Melinex542타입]으로 된 연마 테이프용 기재의 한쪽 면(이접착처리면)에 상기의 도공제를 그라비아 리버스법(사선판95선, 판심80μ)에 의해 5g(dry/㎡)으로 도공, 가열건조한 후, 3μ(건조) 두께의 연마층을 구비한 연마 테이프(N)를 얻었다.
상기의 방법에 의해서 얻어진 연마 테이프(N)에 의한 연마층은 연마재 입자의 응집에 의한 5 내지 10μ의 조대 입자를 함유하지 않고, 또한 연마층 표면의 중심선 평균 조도(Ra)가 약 0.2μ로 미세하다. 또한, 연마 테이프의 전체 광선 투과율은 89%, 헤이즈도는 46%로 반투명성을 갖고 있다.
[실시예 13]
연마층용의 도공제
유기 무기 복합 폴리머 실리콘 수지액[日本合成고무(株):세라믹 피복재그라스카HPC7502, 메탄올 용매, 고형분 30%] 50중량부에 평균 입자경 70 내지 100mμ의 콜로이달 실리카졸[日産化學工業(株):올가노실리카졸, 이소프로필알콜 용매, 고형분 30%] 50중량부를 첨가한 후, 초음파 분산을 행하여 연마층용의 도공제[o]를 얻었다.
연마 테이프의 제조
상기의 연마층용의 도공제(o)를 여과 정밀도 1μ로 필터링을 실시하였다. 이어서 두께 75μ의 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름[아이.씨.아이.디야판(주):易接着處理Melinex542타입]으로 된 연마 테이프용 기재의 한쪽 면(이접착처리면)에 상기의 도공제를 그라비아 리버스법(사선판95선, 판심80μ)에 의해 5g(dry/㎡)으로 도공, 가열건조한 후, 3μ(건조) 두께의 연마층을 구비한 연마 테이프(O)를 얻었다.
상기의 방법에 의해서 얻어진 연마 테이프(O)에 의한 연마층은 연마재 입자의 응집에 의한 5 내지 10μ의 조대 입자를 함유하지 않고, 또한 연마층 표면의 중심선 평균 조도(Ra)가 약 0.2μ로 미세하다. 또한, 연마테이프의 전체 광선 투과율은 90%, 헤이즈도는 20%로 투명성을 갖고 있다.
상기의 방법에 의해서 각 연마 테이프(F), (I), (J), (L), (M), (N), (O)의 전체 광선 투과율 헤이즈도, 외관, 광 콘넥터의 연마, 특성에 대해서 평가한 결과를 이하, 표 2에 나타냈다.
표 2. 연마 테이프의 평가 결과
또한, 표 2중의 전체 광선 투과율(%) 및 헤이즈도(%)는 스카시험기(주):카라이콘퓨다 SM-5로 측정하였다. 또한, 광 콘넥터의 연마 특성은 광 콘넥터(지르코니아 페룰)을 (주)정공기술:광파이버 연마기 SFP 120A로 실시예 제품의 연마 테이프를 이용하여 최종 마무리 연마를 행한 후, 광학 현미경 및 (주)동경정밀:삼차원표면 거침 형상 분석 시스템사이프컴 590A-3DF로 손상의 유무나 광섬유의 들어간 정도를 검토한 결과이다.
비교예 1
선형 포화 폴리에스테르 수지[동양방적(주):바이론#530] 50중량부와 톨루엔 70중량부와 메틸에틸케톤 70중량부를 함유한 수지액중에 평균 입자경 800mμ의 산화 알루미늄 미분말[소화전공(주):WA #10000] 200중량부를 첨가하여 샌드밀로 양호하게 분산 시킨후, 이것을 톨루엔과 메틸에틸케톤과의 등량혼합 용제로 희석함으로써 점도 100cps의 연마층용의 도공제[p]를 얻었다.
두께 75μ의 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름[일본,東洋紡績(株): 코로나처리 E5100타입]으로 된 연마 테이프용 기재의 한쪽 면(코로나처리면)에 상기의 연마층용 도공제[p]를 3본(本) 리버스법에 의해 40g(dry/㎡)으로 도공, 가열 건조하여 비교예 제품인 연마 테이프(P)를 얻었다.
비교예 2
선형 포화 폴리에스테르 수지[東洋紡績(株):바이론#530] 30중량부와 톨루엔 40중량부와 메틸에틸케톤 40중량부를 함유한 수지액중에 평균 입자경 10 내지 20mμ의 콜로이달 실리카를 함유한 콜로이달실리카졸[日産化學工業(株):올가노실리카졸MEK-ST, 메틸에틸케톤 용매, 고형분 30%] 400중량부를 첨가한 후 이것을 톨루엔과 메틸에틸케톤과의 등량 혼합 용제로 희석함으로써 점도 20cps의 연마층용의 도공제[q]를 얻었다.
두께 75μ의 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름[일본,東洋紡績(株):코로나처리 E5100타입]으로 된 연마 테이프용 기재의 한쪽 면(코로나처리면)에 상기의 연마층용 도공제[q]를 그라비아 리버스법(사선판95선, 판심80μ)에 의해 5g(건조/㎡)으로 도공, 가열 건조하여 비교예 제품인 연마 테이프(Q)를 얻었다.
비교예 1, 2에서 얻은 연마 테이프(P), (Q)를 이용하여 광 콘넥터 페룰 단면의 최종 마무리를 행한 결과, 페룰 단부면에는 연마 손상 또는 연마 얼룩이 생겨 연마특성은 양호하지 못하였다.
이상, 상기의 방법에 의해서 얻어진 각 연마 테이프(F), (G), (H), (F'), (G'), (H'), (I), (J), (K), (L), (M), (N) 및 (O)의 연마 테이프의 연마층은 어느 것도 연마재 입자의 응집으로 5 내지 10μ의 조대입자를 함유하지 않고, 또한 연마층 표면의 중심선 평균 조도(Ra)가 0.3μ 이하로 된다.
또한, 사용하는 연마제 입자의 입자경 혹은 연마제 입자와 결합제의 배합 비율에 의해서 투명성이나, 백탁된 백색 내지 반투명성을 갖고 있으나 광 콘넥터 페룰 단부면의 연마 특성은 연마 테이프(P), (Q)와 비교하여 전체로 양호하였다. 결국 광 콘넥터 페룰 단부면의 최종 마무리를 행하는 경우 연마 손상이나 연마 얼룩이 전혀 없는 경면 마무리를 행할 수 있고, 광 신호의 감리 특성의 양호한 광 콘넥터 페룰이 얻어졌다.
또한, 광 콘넥터 페룰에 대신하여 반도체 웨이퍼, 금속, 세라믹스, 칼라필터(액정 표시용), 플라스마 디스플레이, 광학 렌즈, 자기 디스크, 혹은 광 디스크 기판, 자기헤드, 광학 독취 헤드 등의 정밀 부품에 대해 동일 형태의 최종 마무리 연마 테스트를 행하였다. 이 결과 광 콘넥터 페룰의 경우와 동일한 결과를 얻었다.
본 발명의 첫번째 개념에 의하면 연마층 중의 연마재 입자가 입자경이 작은 입자경으로 정렬되어 있는 미세 입자로 되며, 동시에 연마층 중에는 5 내지 10μ의 조대 입자가 존재하지 않기 때문에 광 콘넥터 페룰이나 반도체 웨이퍼 등의 정밀 부품 표면등의 최종 마무리를 연마 손상이나 연마 얼룩이 발생하지 않도록 행할 수 있었다.
본 발명의 두번째 개념에 의하면 최종 마무리를 행하기에 적합하고 또한 연삭성이 높은 연마 테이프를 용이하고 확실하게 얻을 수 있었다.
본 발명의 세번째 개념에 의하면 연마층 중의 연마재 입자의 평균 입자경이 1 내지 200mμ로 유지할 수 있어서 광 콘넥터 페룰 또는 반도체 와이퍼 등의 정밀 부품을 연마하는 경우 표면의 손상이 없도록 하는 것이 가능하였다.
본 발명의 네번째 개념에 의하면 평균 입자경이 1 내지 200mμ의 연마재를 함유한 도공제를 얻을 수 있었다.
본 발명의 다섯번째 개념에 의하면 최종 마무리를 행하는 것이 적합한 연마 테이프를 용이하고 확실하게 얻을 수 있었다.
제 1도는 본 발명에 의한 연마 테이프를 이용한 연마 공정을 나타내는 도면이고,
제 2도는 연마 테이프의 층 구성을 나타내는 도면이고,
제 3도는 광 콘넥터 페룰의 연마 작용을 나타내는 도면이다.
1---반도체웨이퍼 2---광콘넥터페룰
2a---단부면 3---광섬유
4---피복부 10---연마테이프
11---연마테이프용기재 12---프라이머층
13---연마층

Claims (22)

  1. 연마 테이프용 기재에 대해서, 평균 입자경 10 내지 100mμ의 연마재 입자를 결합제용 수지액 중에 분산시킨 도공제에 의해 연마층을 형성하는 것을 특징으로 하는 연마 테이프.
  2. 제 1항에 있어서, 결합체용 수지액은 실리콘 수지 또는 실리콘계 수지를 갖는 것을 특징으로 하는 연마 테이프.
  3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 연마재 입자는 실리카 입자인 것을 특징으로하는 연마 테이프.
  4. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 연마층 중의 연마재 입자의 입자경은 50 내지 800mμ인 것을 특징으로 하는 연마 테이프.
  5. 평균 입자경 10 내지 100mμ의 연마재 입자를 결합제용 수지액 중에 분산시킨 후, 결합제용 수지액중에서 연마재 입자의 응집물을 생성시켜, 입자경 50 내지 800mμ의 연마재 입자를 함유하는 도공제로 하고, 이어서 이것을 연마 테이프용 기재에 도공하는 것을 특징으로 하는 연마 테이프의 제조 방법.
  6. 제 5항에 있어서, 실리콘 수지 또는 실리콘계 수지를 갖는 것을 특징으로 하는 연마 테이프의 제조 방법.
  7. 제 5항 또는 제 6항에 있어서, 연마재 입자가 실리카 입자인 연마 테이프의 제조 방법.
  8. 연마 테이프용 기재와,
    이 기재 위에 형성된 연마층을 구비하고,
    상기 연마층은 평균 입자경 1 내지 200mμ의 연마재 입자와 이 연마재 입자를 결합하는 결합제를 갖는 것을 특징으로 하는 연마 테이프.
  9. 제 8항에 있어서, 연마재 입자는 실리카 입자인 것을 특징으로 하는 연마 테이프.
  10. 제 8항 또는 제 9항에 있어서, 결합제는 실록산 결합을 갖는 결합제인 것을 특징으로 하는 연마 테이프.
  11. 제 8항 또는 제 9항에 있어서, 연마층의 전체 광선 투과율은 60 내지 95%이고, 헤이즈도는 1 내지 70%인 것을 특징으로 하는 연마 테이프.
  12. 제 8항 또는 제 9항에 있어서, 연마 테이프용 기재와 연마층과의 사이에 프라이머 층을 형성한 것을 특징으로 하는 연마 테이프.
  13. 연마 테이프 제조용의 도공제로,
    평균 입자경 1 내지 200mμ의 연마재 입자와 연마재 입자용 용매를 함유한 연마재 입자액과, 결합제와 결합제용 용매를 함유한 결합제용 수지액을 구비한 것을 특징으로 하는 도공제.
  14. 제 13항에 있어서, 도공제 중에 있는 연마재 입자와 결합제와의 중량비는 20:80 ∼ 95:5 인 것을 특징으로 하는 도공제.
  15. 제 13항 또는 제 14항에 있어서, 결합제를 경화시키기 위한 경화제를 구비한 것을 특징으로 하는 도공제.
  16. 제 13항 또는 제 14항에 있어서, 연마재 입자를 분산시키기 위한 분산제를 추가로 구비한 것을 특징으로 하는 도공제.
  17. 연마 테이프용 기재를 준비하는 공정과,
    평균 입자경 1 내지 200mμ의 연마재 입자와 연마재 입자용 용매를 함유한 연마재 입자액과, 결합제와 결합제용 용매를 함유한 결합제용 수지액을 혼합시켜도공제를 제조하는 공정과,
    연마 테이프용 기재 위에 도공제를 도포하는 공정과,
    도포된 도공제를 건조하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 연마 테이프의 제조 방법.
  18. 제 17항에 있어서, 연마재 입자는 실리카 입자인 것을 특징으로 하는 연마 테이프의 제조 방법.
  19. 제 17항 또는 제 18항에 있어서, 결합제는 실록산 결합을 갖는 결합제인 것을 특징으로 하는 연마 테이프의 제조 방법.
  20. 제 17항 또는 제 18항에 있어서, 도공제를 도포하는 공정은 그라비아 리버스법에 의해 수행되는 것을 특징으로 하는 연마 테이프의 제조 방법.
  21. 제 17항 또는 제 18항에 있어서, 도공제의 건조 공정은 도포제를 도포한 후 바로 도포제를 가열하여 도포제 중의 연마재 입자용 용제 및 결합제용 용제를 비산시키는 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 연마 테이프의 제조 방법.
  22. 제 17항 또는 제 18항에 있어서, 연마 테이프용 기재 위에 도공제 도포면에 미리 프라이머층을 형성하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 연마 테이프의제조 방법.
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