KR100824151B1

KR100824151B1 - 연삭용 분말 및 연삭 방법

Info

Publication number: KR100824151B1
Application number: KR1020060137043A
Authority: KR
Inventors: 아쓰시 와타나베; 히로시 이자키
Original assignee: 세이코 엡슨 가부시키가이샤
Priority date: 2005-12-28
Filing date: 2006-12-28
Publication date: 2008-04-21
Also published as: TW200732091A; JP2007197665A; JP4245035B2; KR20070070131A; EP1803532A1; US20070163384A1

Abstract

본 발명의 연삭용 분말은 아토마이즈법에 의해 제조되고, 기판의 표면을 연삭하여 오목부를 형성하는 매체로 사용되는 것이다. 상기 연삭용 분말은 Fe 및 Ni 중 적어도 하나와 W(텅스텐)를 구성성분으로서 함유하고 있고, W의 함량은 30 내지 55중량%이며, 그의 비중은 8.5 이상이다. 연삭용 분말은 Cr을 1 내지 25중량%의 함량으로 추가로 함유하는 것이 바람직하다. 연삭용 분말은 B를 0.5 내지 4중량%의 함량으로 추가로 함유하는 것이 바람직하다. 연삭용 분말의 비중과 연삭 폐기물의 비중 차이를 이용하여 연삭용 분말을 선택적으로 확실히 회수하는 것이 가능하다. 회수한 연삭용 분말은 적어도 1회의 재이용에 사용하는데 적합하다.

Description

연삭용 분말 및 연삭 방법{POWDER FOR GRINDING AND GRINDING METHOD}

도 1은 마이크로렌즈용 오목부가 부착된 기판의 개략적인 종단면도이고;

도 2는 마이크로렌즈용 기판의 개략적인 종단면도이고;

도 3a 내지 도 3c는 도 1에 나타낸 마이크로렌즈용 오목부가 부착된 기판의 제조방법을 설명하기 위한 개략도이고;

도 4d 내지 도 4f는 도 1에 나타낸 마이크로렌즈용 오목부가 부착된 기판의 제조방법을 설명하기 위한 개략도이고;

도 5g는 도 1에 나타낸 마이크로렌즈용 오목부가 부착된 기판의 제조방법을 설명하기 위한 개략도이다.

도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

1: 마이크로렌즈 기판

2: 마이크로렌즈용 오목부 부착 기판

3: 오목부

5: 기판

52, 62: 연삭 폐기물

53, 63: 혼합물

6: 마스크

61: 초기 구멍

610: 노즐

611: 연삭재

69: 이면 부동태 피막

8: 마이크로렌즈

본 출원은 2005년 12월 28일자로 출원된 일본 특허출원 제2005-380459호 및 2006년 10월 24일자로 출원된 일본 특허출원 제2006-289141호를 우선권 주장한 건으로, 그 전체를 본원에 참고로 포함하였다.

본 발명은 연삭용 분말 및 연삭 방법에 관한 것이다.
연삭 방법의 일례로, 금속분말을 피처리 부재에 분사하여, 금속분말 중의 입자를 피처리 부재에 충돌시킴으로써 피처리 부재를 연삭하는 방법(숏블라스트; shot blast)이 있다.

숏블라스트 방법에서 연마재로서는 모래나 세라믹 재료 등의 비금속 재료의 분말이나 각종 금속분말 등이 사용된다.

특히, 금속분말은 이것에 함유된 입자의 비중이 커서, 입자를 소직경화(小直徑化)하더라도 충분한 충돌에너지(운동에너지)를 피처리 부재에 부여할 수 있다. 그래서, 금속분말은 우수한 연삭성(연삭속도)을 발휘한다. 이것은 미세한 연삭을 가능하게 한다.

이러한 금속분말의 예로는 Fe를 주성분으로 하여, C, Si, Mn, Cr, Al 및 Ti를 함유하는 금속분말이 개시되어 있다(예를 들어, JP-A-2004-148413 참조).
그러나 JP-A-2004-148413에 개시된 금속분말은, Fe를 주성분으로 하여, Fe보다 작은 원자량을 갖는 원소를 포함하는 조성을 가지고 있다. 그래서, 이 금속분말은 Fe보다 작은 약 7.4의 비중을 가지고 있다. 따라서, 이 정도의 비중으로는, 금속분말의 입자를 소직경화하는 경우, 충분한 연삭성이 얻어지지 않는다.

또한, JP-A-2004-148413의 금속분말은, Al 및 Ti를 함유하고 있기 때문에, 금속분말의 제조시, 용융상태로부터 급속히 고화되기 쉽다. 그 결과, 금속분말의 입자는 변형되기 쉽다. 변형된 입자가 피처리 부재에 충돌했을 때, 상기 입자는 쉽게 부서지는 경향이 있다. 그러므로, 사용 후에 금속분말을 회수하여 재이용하는 데에는 적합하지 않다.

그런데, 최근 반도체나 디스플레이 장치의 분야에서는 보다 높은 치수 정밀도로 연삭하는 것이 요구되고 있다. 높은 치수 정밀도에 대한 요구에 따라, 연삭되는 범위(면적)도 확대되고 있기 때문에 높은 연삭성(연삭속도)이 확보되어야 한다.

이러한 배경에서, 금속분말의 입자를 더욱 소직경화하더라도 충분한 연삭성을 얻는 것이 가능하도록 비중이 큰 금속분말의 개발이 요구되고 있다.

또한, 입자를 소직경화하더라도 쉽게 부서지지 않도록 금속분말의 입자를 구 형상으로 형성하는 것이 중요한 요소로서 파악되고 있다.

따라서, 본 발명의 목적은 입자를 소직경화하더라도 충분한 연삭성(연삭속도)을 나타내고 재이용가능한 구형상의 입자를 함유하는 연삭용 분말, 및 이러한 연삭용 분말을 이용하여 기판을 효율적으로 연삭하는 연삭 방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 첫 번째 관점은 연삭용 분말에 관한 것이다. 연삭용 분말은 아토마이즈법(atomize method)에 의해 제조되며, 기판의 표면을 연삭하여 오목부(concave portion)를 형성하는데 사용된다. 연삭용 분말은 Fe 및 Ni 중 적어도 하나와 W(텅스텐)를 구성성분으로서 함유하고 있다. W의 함량은 30 내지 55중량%이며, 그의 비중은 8.5 이상이다.

그 결과, 입자가 소직경화되더라도 충분한 연삭성(연삭속도)을 나타내는 구형상 입자를 함유하는 연삭용 분말이 얻어진다.

Fe 및 Ni 중 적어도 하나의 총 함량은 25 내지 70중량%가 바람직하다.

이것은 연삭용 분말의 내식성(내산화성)을 유지하면서, 기계적 특성을 높일 수 있다.

본 발명의 연삭용 분말은 Cr을 함유율 1 내지 25중량%로 추가로 함유하는 것이 바람직하다.

이것은 연삭용 분말의 비중을 8.5 이상으로 유지하면서 연삭용 분말의 내식성을 보다 높일 수 있다.
본 발명의 연삭용 분말은 필수원소로서 Fe를 함유하고, Fe와 Cr의 비율이 중량비로 6:4 내지 9.5:0.5의 범위인 것이 바람직하다.

그 결과, Cr의 내식성 향상의 효과가 보다 현저히 발휘된다. 연삭용 분말 전체의 내식성을 더욱 높이는 것이 가능하다.

Cr은 연삭용 분말의 입자 표면의 적어도 일부를 덮고 있는 부동태 피막(passivation film)의 형태로 분말 중에 함유되는 것이 바람직하다.

Cr을 포함하는 부동태 피막은 연삭용 분말의 내식성 이외에 내마모성을 높일 수 있다.

따라서, 연삭용 분말을 회수하여 재이용한 경우에도, 연삭용 분말의 결손, 변형 및 마모 등의 발생이 방지된다. 이것은 연삭용 분말을 처음 사용할 때와 동등한 연삭성을 얻을 수 있게 한다.

연삭용 분말은 추가로 B(붕소)를 0.5 내지 4중량%의 함량으로 함유하는 것이 바람직하다.

그 결과, 수득된 연삭용 분말의 입자는 보다 완전한 구에 가까운 구형상의 것으로 형성된다. 그 결과로 연삭용 분말은, 오목부에 끼이는 것이 방지됨과 동시에 훨씬 뛰어난 내구성을 가져 재이용에 적합한 것으로 된다.

C(탄소)의 함량은 0.8중량% 이하인 것이 바람직하다.

C의 함량을 상기 범위 내에 들도록 제어함으로써 W와 C의 화합물인 WC(탄화텅스텐)가 생성하는 것을 방지할 수 있다. WC는 경도가 매우 높기 때문에 WC를 함유하는 연삭용 분말은 그 경도가 요구 값 이상으로 높은 것으로 된다. 그러므로 연삭용 분말 중의 C의 함량을 낮게 억제함으로써 그 경도가 현저히 높아지는 것을 방지할 수 있다.

연삭용 분말 입자의 평균 입경은 5 내지 20㎛의 범위에 있는 것이 바람직하다.

이것은 보다 폭이 좁은 오목부도 용이하게 연삭하여 형성할 수 있다. 바꾸어 말하면, 높은 치수 정밀도로 오목부를 형성할 수 있다.

연삭용 분말은 레이저식 입도 분석기(laser particle size analyzer)로 측정시 입경 50㎛ 이상의 분말의 비율이 5중량% 이하인 것이 바람직하다.

그 결과, 현저히 큰 입경을 갖는 큰 입자가 연삭용 분말 중에 함유되는 것이 방지된다. 연삭에 의해서 형성된 오목부의 치수 정밀도의 저하를 방지할 수 있다.

연삭용 분말은 탭 밀도(tap density)(일본 분말야금공업회 규격 JPMA P08-1992에서 규정)가 5g/cm³ 이상인 것이 바람직하다.

그 결과, 연삭용 분말은 완전한 구에 가까운 구형상의 것이 된다.

아토마이즈법은 물 아토마이즈법이 바람직하다.

물 아토마이즈법에서는, 냉각매로서 가스 등보다 밀도가 높은 물이 이용된다. 이 때문에, 용융 금속이 고압의 워터 제트(water-jet)와 충돌했을 때 큰 에너지를 받아 더욱 미세한 물방울로 비산된다. 그 결과, 보다 미세한 분말을 얻을 수 있다.

상기 오목부는 w(㎛)의 평균폭을 갖는 홈(groove)이며, 상기 연삭용 분말의 입자의 평균입경은 0.07w 내지 0.7w(㎛)인 것이 바람직하다.

그 결과, 연삭용 분말의 입경의 분포를 고려하더라도, 홈에 연삭용 분말이 끼이지 않고 높은 치수 정밀도로 홈을 효율적으로 형성할 수 있다.

연삭용 분말은 적어도 1회의 재이용에 사용하는 것이 바람직하다.

이는 연삭용 분말의 폐기량을 감소시킬 수 있고, 연삭용 분말을 이용한 연삭공정의 비용 절감을 꾀할 수 있다.

본 발명의 두 번째 관점은 연삭 방법에 관한 것이다. 연삭 방법에서는 기판의 표면을 상기의 연삭용 분말로 연삭하여 상기 표면에 오목부를 형성한다.

이는 기판을 효율적으로 연삭할 수 있게 한다.

상기 연삭 후, 상기 연삭에 의해 생긴 연삭 폐기물과 연삭용 분말의 혼합물 중에서, 상기 연삭 폐기물과 연삭용 분말의 비중 차이를 이용하여 연삭용 분말을 선택적으로 회수하는 것이 바람직하다.

이것은 연삭용 분말의 확실한 분리·회수를 가능하게 한다.

이하, 본 발명의 연삭용 분말 및 연삭 방법에 대하여 첨부도면을 참조하면서 상세히 설명하고자 한다.

[연삭용 분말]

본 발명의 연삭용 분말은 기판의 표면에 충돌시킴으로써, 표면을 연삭하여 오목부를 형성하는 매체로서 사용하는 것이다.

본 발명의 연삭용 분말은 아토마이즈법에 의해 제조되며, Fe 및 Ni 중 적어도 하나와 W(텅스텐)를 구성성분으로서 함유하고 있다. W의 함량은 30 내지 55중량%이며, 그의 비중(진비중)은 8.5 이상이다.

상기 아토마이즈법은 냉각매(액체, 가스 등)를 고압의 제트로 분사함과 동시에, 가열되어 액체상태가 된 금속 재료(용융 금속)를, 이 제트와 충돌시켜 금속 재료를 분말화하는 방법이다. 용융 금속은 제트와 충돌함으로써 미세한 물방울로 변한다. 이 물방울이 냉각매와 접촉하여 급속히 냉각되어 고화된다. 이때, 물방울은 자유낙하하면서 냉각되기 때문에 물방울이 표면장력에 의해서 구형화된다. 이것에 의해, 미소하고 구형상의 입자를 함유하는 분말을 용이하게 제조할 수 있다.

상술한 바와 같이, 본 발명의 연삭용 분말은 기판의 표면에 충돌함으로써 기판의 표면에 오목부를 형성하는 매체가 되는 것이다. 상기한 바와 같이, 연삭용 분말이 구형상의 입자를 함유하면, 오목부를 형성할 때에, 연삭용 분말이 오목부에 쉽게 끼이지 않게 된다. 또한, 구형상의 입자를 함유하는 분말은, 하중에 대하여 내구성이 우수한 형상적 특성이 있기 때문에, 기판의 표면에 충돌할 때 연삭용 분말이 변형되거나 파괴되는 것이 방지된다. 그래서, 연삭용 분말은 재이용하기에 더욱 적합한 것이 된다.

아토마이즈법의 예로는, 물 아토마이즈법, 가스 아토마이즈법, 진공용융 가스 아토마이즈법, 가스-물 아토마이즈법, 초음파 아토마이즈법 등이 있다. 이들 방법중에서 물 아토마이즈법이 바람직하다.

물 아토마이즈법에서는, 냉각매로서 가스 등보다 밀도가 큰 물이 이용된다. 이 때문에, 용융 금속이 고압의 워터 제트와 충돌했을 때 큰 에너지를 받아 더욱 미세한 물방울로 비산된다. 그 결과, 보다 미세한 분말을 얻을 수 있다.

물은 가스에 비해 열 함량이 크기 때문에, 용융 금속과 충돌했을 때에, 용융된 재료가 비산하여 수득된 물방울이 급속히 냉각될 수 있다. 이 때문에, 물방울 중 결정의 성장이 저해된다. 고화되는 물방울로부터 생성된 분말 중의 결정조직은 더욱 미세한 것으로 된다. 그 결과, 수득된 분말은 경도나 인성 등의 기계적 특성이 우수하다.

상기한 바와 같이 고압의 워터 제트에 충돌시키는 방법 이외에, 용기 내를 고속으로 유동하고 있는 물 중에 용융 금속을 분무함으로써 미소한 금속 입자를 함유하는 분말을 수득할 수 있다.

상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 연삭용 분말은 구성성분으로서 Fe 및 Ni 중 적어도 하나와 W(텅스텐)를 함유하고 있고, W의 함량은 30 내지 55중량%이다.

Fe 및 Ni 뿐만 아니라 W는 연삭용 분말을 구성하는 주요한 원소이며, 연삭용 분말의 기본적인 기계적 특성(강도, 인성, 경도 등) 등에 큰 영향을 주는 원소이다. 특히, Fe 및 Ni는 인성이 비교적 높기 때문에 연삭용 분말을 재이용하는 경우 내구성에 기여하는 성분이다.

Fe 및 Ni 중 적어도 하나의 총 함량은 25 내지 70중량%인 것이 바람직하며, 더욱 바람직하게는 30 내지 65중량%, 가장 바람직하게는 35 내지 55중량%이다. 이것에 의해, 연삭용 분말의 내식성(내산화성)을 유지하면서, 기계적 특성을 높일 수 있다.

W는 Fe 및 Ni보다도 원자량이 크고, 연삭용 분말의 비중을 높이는(조정하 는) 성분이다. 또한, W는 내식성(내산화성)이 비교적 우수하다. W의 함량이 30 내지 55중량%를 차지하면 비교적 내식성이 떨어지는 Fe 및 Ni의 함량을 감소시키는 것이 가능하다. 연삭용 분말 전체의 내식성을 높이는 것도 가능하다. 특히, 연삭용 분말에 있어서 Fe의 함량이 높은 경우, 이러한 경향이 현저하다.

또한, W는 Fe 및 Ni 중에서 특히 작은 확산계수를 갖는다. 이것은, Fe 및 Ni의 원자반경과 W의 원자반경의 차이가 매우 크기 때문에, Fe나 Ni 중에서의 W의 이동이 조절되는 것에 기인한 것으로 생각된다. 그러므로, 연삭용 분말이 가열되는 경우에도, W의 확산을 제어하여 결정조직이 비대화되는 것을 효과적으로 방지할 수 있다. 그 결과, 예를 들어, 연삭용 분말을 기판에 충돌시켰을 때 발생되는 열에 의해 연삭용 분말이 가열되더라도, 결정조직의 상태에 의존하는 경도나 인성 등의 기계적 특성의 저하를 방지할 수 있다. 연삭용 분말은 복수회의 재이용에 적합하다.

또한, Fe 및 Ni 중의 W의 확산계수는, W의 함량이 증가할 때 저하된다. 그래서, 가능한 많은 함량의 W를 함유하고 있는 것이 바람직하다.

한편, W는 매우 융점이 높은 금속원소이기 때문에, W를 함유하는 금속 재료의 융점은 W의 함량의 증가에 따라 상승한다. 그러므로, 원료를 용융하는 도가니나 노의 내열온도를 고려하면, W의 함량에 상한치를 설정할 필요가 있다.

이러한 관점에서, W의 함량은 상술한 바와 같이 30 내지 55중량%로 설정되지만, W의 함량은 바람직하게는 32 내지 50중량%, 보다 바람직하게는 35 내지 45중량%이다. W의 함량을 상기 범위 내로 조정함으로써, W를 함유하는 금속 재료의 융점 상승을 금속 재료가 쉽게 용융가능한 온도범위 내로 제어하면서 연삭용 분말의 비중을 높여 기계적 특성의 저하를 특히 효과적으로 방지할 수 있다.

상술한 바와 같이, 연삭용 분말의 비중은 8.5 이상으로 조정된다. 이것에 의해, 연삭용 분말 입자가 소직경화되더라도 충분한 충돌에너지를 기판에 부여할 수 있어, 우수한 연삭성(연삭속도)을 발휘한다. 그 결과, 기판을 미세한 패턴으로 높은 치수 정밀도로 연삭할 수 있다.

또한, 연삭용 분말의 비중이 이와 같이 크면, 연삭용 분말이 기판에 충돌하여 연삭에 의해 생성된 연삭 폐기물과 연삭용 분말 사이의 비중 차이를 확보하기 쉽다. 이것에 의해, 비중의 차이를 이용한 분리방법에 의해 연삭용 분말과 연삭 폐기물을 용이하게 분리·회수하는 것이 가능해진다. 그 결과, 이물질의 혼입을 방지하면서 연삭용 분말을 확실히 회수할 수 있다.

연삭용 분말의 비중은 9 이상인 것이 바람직하다. 이것에 의해, 연삭용 분말의 연삭성이 보다 향상됨과 동시에, 연삭용 분말과 연삭 폐기물의 비중 차이가 더욱 현져해져서 이들의 분리·회수가 보다 용이하게 된다.

연삭용 분말은, Cr을 바람직하게는 1 내지 25중량%의 함량으로, 더욱 바람직하게는 5 내지 20중량%의 함량으로 함유한다. Cr은 연삭용 분말의 내식성(내산화성)을 향상시킬 수 있는 성분이다. Cr의 함량이 상기 범위 내이면, 연삭용 분말의 비중을 8.5 이상으로 유지하면서 연삭용 분말의 내식성을 보다 높일 수 있다.

특히, 필수원소로서 Fe를 함유하고 있는 경우에는 Fe와 Cr의 비율이, 중량비로 6:4 내지 9.5:0.5인 것이 바람직하며, 보다 바람직하게는 6.5:3.5 내지 9:1이다. 그 결과, Fe의 산화, 부식 등에 대하여 Cr의 내식성 향상의 효과가 보다 현저 히 발휘되어 연삭용 분말 전체의 내식성을 보다 높일 수 있다.

이러한 Cr은 연삭용 분말의 입자 표면의 적어도 일부를 덮고 있는 부동태 피막의 형태로 분말중에 함유되는 것이 바람직하다. Cr을 포함하는 부동태 피막은 연삭용 분말의 내식성 이외에 내마모성을 높일 수 있다. 따라서, 연삭용 분말을 회수하여 재이용한 경우에도, 연삭용 분말의 결손, 변형 및 마모 등의 발생이 방지된다. 이것은 연삭용 분말을 처음 사용할 때와 동등한 연삭성을 얻을 수 있게 한다.

연삭용 분말은 추가로 B(붕소)를 바람직하게는 0.5 내지 4중량%의 함량으로, 보다 바람직하게는 1 내지 3중량%의 함량으로 함유한다. B를 함유하는 금속 재료는, 아토마이즈법으로 용융했을 때, B의 영향으로 응고점(융점)이 저하된다. 이것은 물방울이 고화되기까지의 시간을 보다 길게 확보할 수 있다. 상기 물방울은 표면장력에 의해서 충분히 구형화될 수 있다. 따라서, 수득된 연삭용 분말은, 보다 완전한 구에 가까운 구형상으로 형성된다. 그 결과, 연삭용 분말은, 오목부에 끼이는 것이 방지됨과 동시에 내구성이 매우 우수하여 재이용에 적합하다.

연삭용 분말은, 실질적으로 Al 및 Ti의 쌍방을 함유하지 않는 것이 바람직하다. Al 및 Ti는 특히 급속히, 강고한 산화피막을 형성하기 때문에, 아토마이즈법으로 용융 금속을 물방울로 변화시킬 때 물방울이 구형화되기 전에 이를 급속히 고화시킨다. 따라서, 연삭용 분말이 Al 및 Ti를 함유하지 않으면 물방울이 구형화되는데 필요한 시간이 확보되어, 수득된 연삭용 분말의 입자는 완전한 구에 가까운 구형상으로 형성된다.

입자가 구형화된 연삭용 분말은 탭 밀도(일본 분말야금공업회 규격 JPMA P08-1992에서 규정)가 바람직하게는 5g/cm³이상이고, 보다 바람직하게는 5.5g/cm³이상이다. 탭 밀도는 분말 입자의 형상이 보다 완전한 구에 가까울수록 높은 경향을 나타낸다. 따라서, 탭 밀도가 상기 범위 내에서 비교적 높은 값이면, 연삭용 분말 입자는 완전한 구에 가까운 구형상으로 형성된다.

연삭용 분말의 입자는, 그 평균입경이 약 5 내지 20㎛인 것이 바람직하며, 약 5 내지 15㎛인 것이 보다 바람직하다. 이러한 미소한 입자를 함유하는 연삭용 분말이면 보다 폭이 좁은 오목부가 형성되도록 기판을 용이하게 연삭할 수 있다. 다시 말해서, 높은 치수 정밀도로 오목부를 형성하는 것이 가능하다.

본 발명에 따른 연삭용 분말은 그 비중이 8.5 이상으로 높기 때문에, 평균입경이 상기 범위 내이면, 충분한 연삭성(연삭속도)을 확보할 수 있다. 이것은 높은 치수 정밀도를 갖는 오목부를 효율적으로 형성할 수 있게 한다.

특히, 연삭용 분말은, 레이저식 입도 분석기로 측정한 입경 50㎛ 이상의 입자의 비율이 5중량% 이하인 것이 바람직하고, 3중량% 이하인 것이 보다 바람직하다. 이것에 의해, 연삭용 분말 중에, 현저히 입경이 큰 입자가 함유되는 것이 방지된다. 이것은 연삭에 의해서 형성된 오목부의 치수 정밀도의 저하를 방지할 수 있다.

연삭용 분말은 마이크로비커스(micro Vickers) 경도 HmV가 약 200 내지 600인 것이 바람직하며, 약 250 내지 500인 것이 보다 바람직하다. 연삭용 분말의 마이크로비커스 경도가 상기 범위 내이면, 연삭용 분말의 경도가 지나치게 높아 연삭용 분말이 피연삭물에 충돌했을 때 피연삭물이 손상되는 것을 확실히 방지할 수 있다.

한편, 연삭용 분말의 마이크로비커스 경도 HmV가 상기 하한치보다 낮으면 연삭의 효율이 저하되어, 연삭에 요하는 시간이 길어질 우려가 있다. 또한, 연삭용 분말의 마이크로비커스 경도 HmV의 경도가 상기 상한치보다 높으면 특히, 피연삭물이 유리재료나 수지재료와 같은 경도가 비교적 낮은 재료로 구성되어 있는 경우, 연삭으로 인해 피연삭물이 손상을 입을 우려가 있다.

연삭용 분말은 C(탄소)의 함량이 가능한 낮은 것이 바람직하다.

한편, C를 의도적으로 첨가하지 않는 경우에도, 연삭용 분말을 제조하기 위한 원료에 C가 불가피하게 혼입되어 있는 경우가 있다. 이러한 경우에도, C의 함량은 0.8중량% 이하인 것이 바람직하며, 0.5중량% 이하인 것이 보다 바람직하다. C의 함량을 상기 범위 내에 들도록 제어함으로써 W와 C의 화합물인 WC(탄화텅스텐)가 생성하는 것을 방지할 수 있다. 이 WC는 경도가 매우 높기 때문에 WC를 함유하는 연삭용 분말의 경도는 상기 상한치를 쉽게 초과하여 매우 높은 것으로 된다. 따라서, 연삭용 분말중의 C의 함량을 낮게 억제함으로써 그 경도가 현저히 높아지는 것을 방지할 수 있다.

상기 연삭용 분말은, 소직경화하더라도 충분한 연삭성을 나타낸다. 기판의 표면에 연삭용 분말을 충돌시켜 표면을 연삭하여 높은 치수 정밀도를 갖는 오목부를 형성할 수 있다.

한편, 평균폭이 약 30 내지 70㎛인 오목부를 형성하는 데 본 발명의 연삭용 분말을 이용하는 것이 바람직하며, 평균폭이 약 30 내지 55㎛인 오목부를 형성하는 데 이용하는 것이 더욱 바람직하다. 이러한 매우 좁은 폭의 오목부를 형성할 때에, 본 발명의 연삭용 분말이라면 오목부를 높은 치수 정밀도로 형성할 수 있다.

오목부가 그 홈의 평균폭이 w(㎛)인 경우에는 연삭용 분말의 평균입경은, 약 0.07w 내지 0.7w(㎛)인 것이 바람직하며, 약 0.07w 내지 0.3w(㎛)인 것이 보다 바람직하다. 홈의 폭 w와 연삭용 분말 입자의 평균입경이 이러한 관계를 갖고 있으면, 연삭용 분말 입자의 입경 분포를 고려하더라도, 홈에 연삭용 분말이 끼이지 않고 높은 치수 정밀도로 홈을 효율적으로 형성할 수 있다.

[연삭 방법]

본 발명에 따른 연삭 방법에 대하여 설명하고자 한다.

본 발명의 연삭 방법은 기판의 표면에 상술한 것과 같은 연삭용 분말을 충돌시켜 표면을 연삭하여 오목부를 형성하는 방법이다.

일례로, 리어형(rear type) 프로젝터에 사용되는 마이크로렌즈용 오목부 부착 기판의 제조방법에 본 발명의 연삭 방법을 적용한 경우에 대하여 설명하고자 한다.
도 1은 마이크로렌즈용 오목부가 부착된 기판의 개략적인 종단면도이다. 도 2는 마이크로렌즈용 기판의 개략적인 종단면도이다. 도 3a 내지 도 3c, 도 4d 내지 도 4f 및 도 5g는 도 1에 나타낸 마이크로렌즈용 오목부가 부착된 기판의 제조방법을 설명하기 위한 개략도이다.

도 1에 나타낸 바와 같이, 마이크로렌즈용 오목부 부착 기판(2)은 불규칙하게 배열된 복수개의 오목부(3)(마이크로렌즈용 오목부)를 갖고 있다.

이러한 마이크로렌즈용 오목부 부착 기판(2)을 몰드(mold)로서, 오목부(3)의 형상을 전사하는데 이용하였다. 이것은 도 2에 도시한 것처럼 마이크로렌즈(8)가 불규칙하게 배열된 마이크로렌즈 기판(1)을 얻는 것이 가능하게 한다.

(1) 우선, 마이크로렌즈용 오목부 부착 기판(2)을 제조함에 있어서, 기판(5)을 준비한다.

이 기판(5)은 두께가 균일하고, 휘거나 긁힘이 없는 것이 적합하게 사용된다.

기판(5)의 재료로는 소다유리, 결정성 유리, 석영유리, 납유리, 칼륨유리, 및 붕규산유리(borosilicate glass) 등을 들 수 있다.

(2) 도 3a에 나타낸 바와 같이, 준비한 기판(5)의 표면에 마스크(6)를 형성한다. 또한, 기판(5)의 이면(마스크(6)가 형성되는 면과 반대측의 면)에 이면 부동태 피막(69)을 형성한다.

마스크(6)는 후술하는 공정(3)에서 숏블라스트에 의해 초기 구멍(61)을 형성할 수 있음과 동시에, 후술하는 공정(4)에서 에칭에 대하여 내성을 갖는 것을 사용하는 것이 바람직하다. 다시 말해서, 마스크(6)는 에칭률이 기판(5)의 것과 실질적으로 동일하거나 또는 기판(5)의 것에 비해 작도록 구성되는 것이 바람직하다.

이러한 관점에서, 마스크(6)를 구성하는 재료로서는 예를 들어, Cr, Au, Ni, Ti 및 Pt 등의 금속이나 이들 금속의 2종 이상을 함유하는 합금, 상기 금속의 산화물(금속산화물), 실리콘, 수지 등을 들 수 있다. 마스크(6)는 Cr(또는 산화 Cr) 및 Au와 같이 다른 재료로 이루어지는 복수의 층의 적층구조로 형성될 수도 있다.

마스크(6)의 형성방법은 특별히 한정되지 않는다. 그러나, 마스크(6)를 Cr, Au 등의 금속 재료나 금속산화물(예컨대, 산화 Cr)로부터 형성하는 경우, 마스크(6)는 예컨대, 증착법이나 스퍼터링법 등에 의해 적합하게 형성될 수 있다. 마스크(6)를 실리콘으로부터 형성하는 경우 마스크(6)는 예컨대, 스퍼터링법이나 CVD 법에 의해 적합하게 형성될 수 있다.

마스크(6)의 두께는 마스크(6)를 형성하는 재료에 따라 다르지만, 약 0.05 내지 2㎛가 바람직하며, 약 0.1 내지 0.5㎛가 더욱 바람직하다. 이것에 의해, 후술하는 공정(3)에서 숏블라스트를 실시할 때 연삭용 분말의 충돌에 의해 확실히 초기 구멍(61)을 형성할 수 있다.

이면 부동태 피막(69)은 다음 공정 및 이후의 공정에서 기판(5)의 이면을 보호하기 위한 것이다. 이면 부동태 피막(69)에 의해 기판(5)의 이면의 부식, 열화 등이 적합하게 방지된다. 이면 부동태 피막(69)은 예컨대, 마스크(6)와 동일한 재료로 형성된다. 따라서, 마스크(6)와 동일한 방법으로 마스크(6)의 형성과 동시에 이면 부동태 피막(69)을 제공하는 것이 가능하다.

(3) 도 3b에 나타낸 바와 같이, 후술하는 에칭시 마스크 개구로서 작용하는 복수의 초기 구멍(61)을 불규칙하게 마스크(6)에 형성하는 것이 가능하다.

초기 구멍(61)의 형성에 본 발명의 연삭 방법을 적용할 수 있다.

구체적으로, 마스크(6)로부터 소정의 거리만큼 떨어진 위치에 노즐(610)을 배치한다. 노즐(610)과 기판(5)을 상대적으로 이동(평행이동)시키면서, 노즐(610)로부터 연삭재(본 발명의 연삭용 분말)(611)를 분사한다. 그 결과, 연삭재(611)가 충돌한 마스크(6)의 장소에, 도 3c에 나타낸 바와 같이, 초기 구멍(61)이 불규칙하게 형성된다.

이 경우, 연삭재(611)를 비교적 광범하게 분사함으로써 보다 불규칙하게 초기 구멍(61)을 형성할 수 있다.

여기서, 본 발명의 연삭용 분말을 적용한 연삭재(611)는 8.5 이상의 비교적 높은 비중을 가지고 있다. 그러므로, 연삭재(611)를 소직경화하더라도 충분한 연삭력이 있다. 소직경의 초기 구멍(61)을 높은 치수 정밀도로 확실히 형성할 수 있다.

본 실시 형태의 설명에서는, 초기 구멍(61)이 불규칙하게 형성된다. 그러나, 초기 구멍(61)은 규칙적으로 배열되도록 형성될 수도 있다.

초기 구멍(61)의 형상은 특별히 한정되지 않는다. 원형상 이외에 초기 구멍(61)은 타원모양, 직사각형 및 홈 형상으로 형성될 수 있다.

이런 식으로 초기 구멍(61)이 형성되면, 도 3c에 나타낸 바와 같이, 초기 구멍(61)의 연삭 폐기물(62)과 분사된 연삭재(611)의 혼합물(63)이 생성된다.

(4) 도 4d 및 도 4e에 나타낸 바와 같이, 마스크(6)를 이용하여 기판(5)에 에칭을 실시한다. 이것에 의해 기판(5) 상에 다수의 오목부(3)를 불규칙하게 형성할 수 있다.

에칭의 방법은 특별히 한정되지는 않는다. 에칭법의 예로는 습식에칭 및 건식에칭 등이 있다.

초기 구멍(61)이 형성된 마스크(6)로 피복된 기판(5)에 에칭이 실시될 때, 도 4d에 나타낸 바와 같이 기판(5)은 초기 구멍(61)을 기점으로 하여 에칭된다. 도 4e에 나타낸 바와 같이, 초기 구멍(61)의 배치가 반영된 기판(5)상의 위치에 다수의 오목부(3)가 형성된다.

(5) 도 4f에 나타낸 바와 같이, 마스크(6) 및 이면 부동태 피막(69)을 제거한다.

(6) 도 5g에 나타낸 바와 같이, 기판(5)의 표면을 향해서 노즐(610)로부터 연삭재(본 발명의 연삭용 분말)(611)가 다시 분사된다. 이것에 의해, 기판(5)상에 형성된 오목부(3)의 표면상의 요철을 감소시키고 평활성을 높일 수 있다. 그 결과, 오목부(3)로 성형된 마이크로렌즈(8)는 높은 표면 평활성을 가지게 된다.

연삭재(611)는 비중이 높기 때문에 연삭력이 높다. 그래서, 비교적 단시간에상기한 평활화 처리를 수행할 수 있다.

본 공정의 완결 후에도, 도 5g에 나타낸 바와 같이, 기판(5)의 연삭 폐기물(52)과 분사된 연삭재(611)의 혼합물(53)이 생성된다.

상술한 바와 같이, 마이크로렌즈용 오목부가 부착된 기판(2)을 제조할 수 있다.

여기서, 상기 공정(3)에서 생성된 혼합물(63)이나, 본 공정에서 생긴 혼합물(53)은 각각, 연삭재(611)와 연삭 폐기물(52, 62)의 비중 차를 이용하여 이들을 분리·회수할 수 있다.

혼합물(53) 중의 연삭 폐기물(52)은 유리재료로 형성되기 때문에, 연삭 폐기물(52)과 연삭재(611) 사이의 비중의 차이가 크고, 이 차이를 이용하여 연삭재(611)를 확실하게 분리·회수할 수 있다.

혼합물(63) 중의 연삭 폐기물(62)에서, 실리콘이나 수지 등의 마스크(6)의 형성재료로부터 생긴 연삭 폐기물(62)은 비중이 특히 작다. 그래서, 연삭 폐기물(22)과 연삭재(611) 사이의 비중 차가 크다. 또한, 이러한 차이를 이용하여 연삭재(611)를 확실하게 분리·회수할 수 있다.

비중의 차이를 이용한 분리방법으로는 원심 분리, 관성 분리 및 중력 침강 등의 방법을 이용할 수 있다.

이런 식으로 회수한 연삭용 분말은 적어도 1회의 재이용에 사용할 수 있다. 이는 연삭용 분말의 폐기량을 감소시킬 수 있고, 연삭용 분말을 이용한 연삭공정의 비용 절감을 꾀할 수 있다.

본 발명의 연삭용 분말 및 연삭 방법에 대하여, 바람직한 실시 형태에 따라 설명했지만 본 발명은 이것으로 한정되는 것은 아니다.

예컨대, 상기 실시 형태에서는, 본 발명의 연삭 방법을 마이크로렌즈용 오목부가 부착된 기판의 제조방법에 적용하였다. 그러나, 본 발명은 이러한 경우에 한정되지 않는다.

본 발명의 연삭 방법은, 예를 들어 표면 전자 방출 디스플레이 패널(SED)용 기판과 같은 플랫 디스플레이 패널용 기판의 제조방법, 반도체 기판의 절단, 천공, 각종 버(burr)제거, 베이스처리, 클리닝처리, 압분체의 미세기계가공, 숏 피닝 등에 적용하는 것이 가능하다.

실시예

1. 연삭재 및 평가용 기판의 제조

실시예 1

<1> 우선, 다음의 각 원소가 다음의 함량으로 각각 함유되도록 원료를 칭량하고, 각 원료의 혼합물을 고주파 유도로(high-frequency induction furnace)로 용융하여 용융물을 수득했다.

<구성원소 함량>

W: 30중량%

Cr: 19중량%

B: 1중량%

Fe: 잔부

<2> 수득된 용융물을 물 아토마이즈법으로 분말화했다. 그 결과 연삭재를 수득하였다.

<3> 평균두께가 3mm인 유리기판을 준비하였다.

<4> 롤코팅법(roll coat method)으로 기판상에 유리 페이스트를 도포하였다. 이 기판을 핫 플레이트에 올려 놓고 120℃에서 30분간 건조시켰다. 그 결과, 기판상에 유리 함유층을 수득하였다.

<5> 유리 함유층 상에 드라이 필름 레지스트를 적층한 후, 포토리소그래피법과 에칭법에 의해 150㎛의 폭을 갖는 벨트형(belt-type)의 개구부를 갖는 레지스트 마스크(마스크)를 형성하였다.

<6> 상기 공정<2>에서 수득한 연삭재를 상기 레지스트 마스크의 상방으로부터 분사하여 숏블라스트를 수행하였다. 그 결과, 개구부에 대응하는 영역의 유리 함유층이 제거되고 그 영역에 홈이 형성되었다.

<7> 레지스트 마스크를 제거했다. 그 결과, 폭 150㎛의 홈을 포함하는 평가용 기판을 수득하였다.

<8> 상기 공정<6>에서 생성된 연삭 폐기물과 분사한 연삭재의 혼합물을 회수하였다. 원심분리법에 의해 혼합물을 연삭재와 연삭 폐기물로 분리하고 연삭재의 회수를 시도하였다.

실시예 2 내지 24 및 비교예 1 내지 4

용융물에 함유된 구성원소, 원소의 함량, 연삭용 분말의 제조방법 및 평가용 기판의 홈의 폭을 각각 표 1에 나타낸 바와 같이 하는 것 이외에는 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 연삭재를 수득하였다. 이 연삭재를 이용하여 평가용 기판을 수득하였다. 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 연삭재의 회수를 시도하였다.

실시예 5에서, 상기 용융물은 Fe와 Ni의 쌍방을 함유하였으며, Fe와 Ni의 비율은 중량비로 1:1이었다.

비교예 2에서는, 원료의 일부가 용융되지 않았기 때문에 연삭재 및 평가용 기판을 제조할 수 없었다.

비교예 5

연삭재로서 알루미나 세라믹 분말을 사용한 것 이외에는 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 하여 평가용 기판을 수득하였다. 상기 실시예 1과 같이 연삭재의 회수를 시도하였다.

2. 평가

2-1 연삭재의 비중, 입경 및 탭 밀도의 평가

각 실시예 및 각 비교예에서 제조한 연삭재의 비중, 입경 및 밀도를 측정하여 평가하였다.

연삭재의 비중은 피크노메타법(Micromeritics사 제품 AccuPyc1330을 사용)에 의해 측정하고, 탭 밀도는 일본 분말야금공업회 규격 JPMA P08-1992에서 규정한 방법에 의해 측정하였다.

입경은 레이저식 입도 분석기로 측정하였다. 50㎛ 이상의 입경을 갖는 입자를 함유하는 분말의 평균입경 및 비율을 각각 측정하였다.

상기 2-1의 측정 결과를 하기 표 1에 나타내었다.

표 1에 나타낸 바와 같이, 각 실시예에서 제조한 연삭재는 8.5 이상의 높은 비중을 가졌다.

W의 함량이 높을수록 비중이 높았다. 함량에 따라서 다르지만, 비중은 9 이상이었다.

한편, 각 비교예에서 제조한 연삭재는 그 비중이 8.5 미만이었다.

각 실시예에서 제조한 연삭재는 평균입경이 5 내지 15㎛의 범위에 있었으며, 50㎛ 이상의 입경을 갖는 입자를 함유한 분말의 비율은 5중량% 이하였다. 그래서 연삭재는 매우 미소한 입자를 함유하는 분말이었다. 더욱이, 탭 밀도가 비교적 높은 것으로 보아 연삭재의 입자는 완전한 구에 가까운 구형상을 하고 있는 것으로 생각된다.

실시예 24에서 제조된 연삭재는 평균입경이 약간 컸다. 이것은 이 연삭재가 가스 아토마이즈법에 의해 제조되었기 때문이라고 생각된다.

2-2 회수 및 회수 후의 연삭재의 평가

각 실시예 및 각 비교예에 있어서, 다음의 기준에 따라서 연삭재의 회수가능성 여부를 평가하였다.

A: 실질적으로 연삭재만을 선택적으로 회수할 수 있었음.

B: 연삭재를 선택적으로 회수할 수 있었지만, 연삭 폐기물이 약간 혼입되었음.

C: 연삭재를 선택적으로 회수할 수 있었지만, 연삭 폐기물이 다수 혼입되었음.

D: 연삭재를 선택적으로 회수할 수 없었음.

선택적으로 회수된 연삭재의 외관에 대하여 평가하였다.

2-2-1 연삭재의 결손 및 변형의 평가

먼저, 연삭에 1회만 사용한 후, 회수한 각 실시예 및 각 비교예에서 제조한 연삭재에 대하여 다음의 기준에 따라서 결손 및 변형의 정도를 각각 평가하였다.

사용과 회수를 각각 10회 반복한 연삭재에 대하여 결손 및 변형의 정도를 다음의 기준에 따라서 동일한 방법으로 평가하였다.

사용과 회수를 각각 30회 반복한 연삭재에 대하여 결손 및 변형의 정도를 다음의 기준에 따라서 동일한 방법으로 평가하였다.

A: 연삭재의 결손 및 변형이 없음.

B: 연삭재의 결손 및 변형이 약간 발견됨.

C: 연삭재의 결손 및 변형이 다수 발견됨.

D: 거의 모든 연삭재에서 결손 및 변형이 발견됨.

2-2-2 연삭재의 산화의 평가

먼저, 연삭에 1회만 사용한 후, 회수한 각 실시예 및 각 비교예에서 제조한 연삭재에 대하여 산화의 정도를 다음의 기준에 따라서 각각 평가하였다.

사용과 회수를 각각 10회 반복한 연삭재에 대하여 산화의 정도를 다음의 기준에 따라서 동일한 방법으로 평가하였다.

사용과 회수를 각각 30회 반복한 연삭재에 대하여 산화의 정도를 다음의 기준에 따라서 동일한 방법으로 평가하였다.

A: 연삭재의 산화가 발견되지 않음.

B: 연삭재의 산화가 약간 발견됨.

C: 연삭재의 산화가 다수 발견됨.

D: 거의 모든 연삭재에서 산화가 발견됨.

2-3 연삭성(소요시간)의 평가

각 실시예 및 각 비교예에서 제조한 평가용 기판의 연삭성(연삭속도)을 평가하였다.

평가에서, 평가용 기판에서 홈의 형성이 종료하기까지의 소요시간을 측정하였다. 홈의 폭에 따라 소요시간이 다르기 때문에 홈의 폭이 같은 경우에 대하여 아래와 같이 소요시간을 비교하였다.

홈의 폭: 150㎛(실시예 1, 2, 14 및 비교예 3)

비교예 3의 소요시간을 1로 했을 때의 각 상대시간을 각각 계산하였다.

홈의 폭: 50㎛(실시 예 3 내지 13, 실시예 15 내지 24 및 비교예 1, 4, 5)

비교예 4의 소요시간을 1로 했을 때의 각 상대시간을 각각 구했다.

2-4 평가용 기판의 평가

각 실시예 및 각 비교예에서 제조한 평가용 기판의 외관을 육안으로써 평가하였다.

외관의 평가는 다음의 항목과 그 평가기준에 따라서 실시하였다.

2-4-1 홈의 치수 정밀도

A: 치수 정밀도가 ±3㎛ 미만

B: 치수 정밀도가 ±3㎛ 이상 및 ±6㎛ 미만

C: 치수 정밀도가 ±6㎛ 이상 및 ±10㎛ 미만

D: 치수 정밀도가 ±10㎛ 이상

2-4-2 홈에 끼인 연삭재

A: 홈에 연삭재가 전혀 끼이지 않음

B: 홈에 연삭재가 약간 끼임

C: 홈에 연삭재가 다수 끼임

D: 홈 및 연삭되지 않은 기판의 일 부분에 연삭재가 다수 끼임

2-4-3 평가용 기판의 손상의 정도

A: 유리기판 및 레지스트 마스크에 손상이 없음

B: 유리기판 및 레지스트 마스크에 약간의 손상이 발견됨

C: 유리기판 및 레지스트 마스크에 다수의 손상이 있음

D: 유리기판에 다수의 손상이 발견되어 레지스트 마스크가 박리됨

2-2 내지 2-4의 평가결과를 하기 표 2에 나타내었다.

표 2에 나타낸 바와 같이, 모든 각 실시예에서는 연삭재만을 선택적으로 회수할 수 있었다. 반면에 각 비교예의 연삭재는 회수할 수 없거나, 회수할 수 있다하더라도 연삭 폐기물의 혼입이 발견되었다.

각 실시예에서 제조된 연삭재는 1회만 사용된 후, 연삭재의 결손·변형 및 산화 등이 발견되지 않았거나 약간의 연삭재의 결손·변형 및 산화 등이 발견되는 정도였다.

더욱이, 실시예 9 내지 11에서 제조된 연삭재는 30회 사용한 후에도 연삭재의 결손·변형 및 산화 등이 발견되지 않았다.

각 실시예에서 제조된 연삭재 중에서, Fe 및 Ni의 함량이 비교적 높은 연삭재를 여러회 사용한 경우에는, 연삭재의 산화가 약간 증가하는 경향이 있었다. W의 함량이 비교적 높은 연삭재를 여러회 사용한 경우에는, 연삭재의 결손 및 변형이 약간 증가하는 경향이 있었다.

한편, 각 비교예에서 회수된 연삭재는, 사용회수가 많지 않더라도, 연삭재의 결손·변형 및 산화 등이 다수의 연삭재에서 발견되었다.

구체적으로는, 비교예 1, 3 및 4의 연삭재는 W의 함량이 적거나 전혀 함유하고 있지 않기 때문에 Fe의 함량이 증가하여 연삭재가 쉽게 산화되기 쉬운 경향이 있는 것으로 추측된다.

또한, 비교예 3 및 4의 연삭재는 Al, Ti 등과 같은 산화피막을 급속히 형성하기 쉬운 원소를 함유하고 있기 때문에 분말 입자가 변형되기 쉽고 그 결과, 충돌시 쉽게 손상을 입는 것으로 생각된다.

각 실시예의 모든 연삭재는 연삭에 요하는 시간이 짧고, 연삭성이 높은 것이 확인되었다. 이것은 연삭재의 비중이 반영되었기 때문인 것으로 생각된다.

예를 들어, 실시예 1과 비교예 3을 비교한 경우, 평가용 기판의 홈의 폭과 평균입경은 같았다. 그러나, 실시예 1의 비중이 높기 때문에 상기 실시예 1에서 소요시간이 단축되었다.

실시예 1과 실시예 2를 비교한 경우, 평가용 기판의 홈의 폭과 비중은 같았다. 그러나, 실시예 1의 평균입경이 크기 때문에 상기 실시예 1에서 소요시간이 단축되었다.

한편, 각 비교예의 모든 연삭재에서는 홈의 연삭에 장시간이 필요하였다.

각 실시예의 평가용 기판에서는 홈의 치수 정밀도가 높고, 연삭재가 홈에 거의 끼이지 않았다. 이는 각 실시예의 연삭재의 입자가 미세하고, 입도의 편차가 작고, 완전한 구에 가까운 구형상을 하고 있었기 때문인 것으로 추정된다.

실시예 23에서는, 평가용 기판의 유리기판 및 레지스트 마스크에 손상이 발견되었다. 이것은, 실시예 23의 연삭재가 C(탄소)를 함유하여 연삭재의 경도가 매우 높기(마이크로 비커스 경도 HmV: 700 이상) 때문에 유리기판 및 레지스트 마스크에 손상을 주었기 때문인 것으로 추정된다.

실시예 24에서는, 평가용 기판에 형성된 홈의 치수 정밀도가 약간 낮았다. 이것은, 실시예 24의 연삭재가 가스 아토마이즈법에 의해 제조되어 연삭재의 평균입경이 커진 것에 기인한다.

본 발명의 아토마이즈법에 의해 제조된 연삭용 분말은 보다 완전한 구에 가까운 구형상의 것으로 형성되어 오목부에 분말이 끼이는 것이 방지됨과 동시에 훨씬 뛰어난 내구성을 가져 재이용에 적합하다. 또한, 연삭용 분말의 비중과 연삭 폐기물의 비중 차이를 이용하여 연삭용 분말을 선택적으로 회수하는 것이 가능하며, 회수한 연삭용 분말을 재이용하는 경우에도 연삭용 분말의 결손, 변형 및 마모가 되지 않아 연삭용 분말을 처음 사용할 때와 동등한 연삭성을 얻을 수 있다.

Claims

아토마이즈법에 의해 제조되며, 기판의 표면을 연삭하여 오목부를 형성하는데 사용되는 연삭용 분말로서, Fe 및 Ni 중 적어도 하나와 W(텅스텐) 및 Cr을 구성성분으로서 함유하고 있고,

W의 함량이 30 내지 55중량%이고, Cr의 함량이 1 내지 25중량%이며, 그의 비중이 8.5 이상이고,

Cr이, 연삭용 분말의 입자 표면의 적어도 일부를 덮고 있는 부동태 피막(passivation film)의 형태로 분말 중에 함유되는 연삭용 분말.
제 1 항에 있어서,

Fe 및 Ni 중 적어도 하나의 총 함량이 25 내지 70중량%인 연삭용 분말.
삭제
제 1 항에 있어서,

필수원소로서 Fe를 함유하고, Fe와 Cr의 비율이 중량비로 6:4 내지 9.5:0.5의 범위인 연삭용 분말.
삭제
제 1 항에 있어서,

B(붕소)를 0.5 내지 4중량%의 함량으로 추가로 함유하는 연삭용 분말.
제 1 항에 있어서,

C(탄소)의 함량이 0.8중량% 이하인 연삭용 분말.
제 1 항에 있어서,

상기 연삭용 분말의 입자의 평균입경이 5 내지 20㎛의 범위인 연삭용 분말.
제 1 항에 있어서,

레이저식 입도 분석기로 측정시 50㎛ 이상의 입경을 가지는 입자를 함유하며, 상기 입자의 비율이 5중량% 이하인 연삭용 분말.
제 1 항에 있어서,

탭 밀도(tap density)(일본 분말야금공업회 규격 JPMA P08-1992에 규정)가 5g/cm³ 이상인 연삭용 분말.
제 1 항에 있어서,

상기 아토마이즈법이 물 아토마이즈법인 연삭용 분말.
제 1 항에 있어서,

상기 오목부가 w(㎛)의 평균폭을 갖는 홈이며, 상기 연삭용 분말의 입자의 평균입경이 0.07w 내지 0.7w(㎛)인 연삭용 분말.
제 1 항에 있어서,

적어도 1회의 재이용에 사용되는 것인 연삭용 분말.
기판의 표면을 제 1 항에 따른 연삭용 분말로 연삭하여 상기 표면에 오목부를 형성하는 연삭 방법.
제 14 항에 있어서,

상기 연삭 후, 연삭 후에 남은 연삭 폐기물과 연삭용 분말의 혼합물 중에서, 상기 연삭 폐기물과 연삭용 분말의 비중의 차이를 이용하여 상기 연삭용 분말을 선택적으로 회수하는 연삭 방법.