KR20200050471A - 연마 물품 및 조성 방법 - Google Patents

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조세프 엘. 시트론
스테피 카민스키
아이브이 찰스 더블유. 블리크니
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안키트 타쿠르
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생-고뱅 어브레이시브즈, 인코포레이티드
생-고벵 아브라시프
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Abstract

연마 물품으로서, 세장형 본체를 갖는 기판 및 세장형 본체에 부착된 연마제 입자를 포함하고, 연마제 입자의 함량은 최소값 및 최대값 사이에서 본체의 길이를 따라 진동하고, 최소 함량은 0보다 크다.

Description

연마 물품 및 조성 방법
다음은 연마 물품, 특히 단층 연마 물품을 조성하는 방법에 관한 것이다.
지난 세기 동안 톱질, 드릴링, 연마, 세정, 카빙 및 연삭 등 공작물로부터 재료를 제거하는 일반적인 기능을 갖춘 다양한 산업용 연마 도구들이 개발되었다. 특히 전자 산업과 관련하여, 웨이퍼를 조성하기 위해 재료의 결정 잉곳을 절삭하는 데 적합한 연마 도구가 특히 적합하다. 산업이 계속 발전함에 따라, 잉곳의 직경이 점점 커지고 있으며, 수율, 생산성, 영향을 받는 층, 치수 제약 및 기타 요인으로 인해 해당 작업에 유리(loose) 연마재 및 와이어 쏘를 사용할 수 있게 되었다.
일반적으로, 와이어 쏘는 긴 와이어에 부착된 연마 입자를 포함하는 연마 도구로, 고속으로 스풀링하여 절삭 작업을 할 수 있다. 원형 톱은 절단 깊이가 블레이드 반경 미만으로 제한되지만, 와이어 톱은 더 우수한 유연성으로 직선 절단 또는 프로파일 절단 경로가 가능하다.
금속 와이어 또는 케이블 위로 강철 비드를 슬라이딩함으로써 이들 물품을 제조하는 것과 같은 통상적인 고정형 연마 와이어 쏘에서 다양한 접근 방식이 취해지되, 상기 비드는 스페이서에 의해 분리된다. 이러한 비드는 전기 도금 또는 소결에 의해 일반적으로 부착되는 연마 입자로 덮일 수 있다. 그러나, 전기 도금 및 소결 작업은 시간이 소모되고, 비용이 많이 드는 모험이며, 이로 인해 와이어 톱 연마 공구의 신속한 생산을 못할 수 있다. 이러한 와이어 쏘는 대부분의 경우 전자제품 응용 분야에서와 같이 커프 손실이 압도적이지 않은 응용 분야에서 석재 또는 대리석을 절단하는 데 자주 사용되었다. 브레이징과 같은 화학 결합 공정을 통해 연마 입자를 부착하려는 일부 시도가 있었지만, 이러한 제조 방법은 와이어 쏘의 인장 강도를 감소 시키며, 와이어 쏘는 고장력 절단 작업 중에 파단 및 조기 파손에 취약해 진다. 기타 와이어 쏘는 수지를 사용하여 연마재를 와이어에 결합시킬 수 있다. 그런데, 수지 결합 와이어 쏘는 빠르게 마모되는 경향이 있으며, 특히 경질 재료를 절단할 때 입자의 유효 수명이 실현되기 전에 연마재가 많이 손실된다.
따라서, 업계에서는 특히 와이어 쏘잉 영역에서 개선된 연마 도구가 지속적으로 필요하다.
본 발명의 첫 번째 특징에 따르면, 연마 물품은 세장형 본체로 구성되는 기판 및 세장형 본체에 부착된 연마 입자를 포함하고, 여기서 연마 입자의 함량은 최소 및 최대 값 사이에서 본체의 길이를 따라 진동하며, 여기서 최소 함량은 0보다 크다.
다른 특징에 있어서, 연마 물품은 세장형 본체로 구성되는 기판 및 세장형 본체에 부착된 연마 입자를 포함하고, 여기서 연마 입자의 적어도 일부는 국부 최소 및 최대 값 사이의 예측 가능한 파상 함수에 따라 다양한 함량을 갖는다.
또 다른 특징에 있어서, 연마 물품은 세장형 본체로 구성되는 기판, 세장형 본체 위에 놓이는 연마 입자로 구성되는 제1 연마 영역, 세장형 본체 위에 놓이는 연마 입자로 구성되는 제2 연마 영역, 및 14카운트 이상의 상기 제1 함량과 상기 제2 함량 사이의 함량 차이(ΔC)를 포함하되, 여기서 상기 제1 연마 영역은 연마 입자의 제1 함량(C1)을 포함하되, C1 > 0이고, 여기서 상기 제2 연마 영역은 연마 입자의 제2 함량(C2)을 포함하되, C2 > 0이다.
하나의 다른 특징에 있어서, 연마 물품은 세장형 본체로 구성되는 기판, 및 세장형 본체에 부착된 연마 입자를 포함하되, 여기서 상기 연마 입자는 국부 최소 함량과 국부 최대 함량 사이의 다양한 함량을 정의하며, 여기서 상기 국부 최소 함량은 5카운트 이상이고 상기 국부 최소 함량과 상기 국부 최대 함량 사이의 함량 차이(ΔC)는 14카운트 이상이다.
또 다른 특징에 있어서, 연마 물품을 조성하는 방법은 세장형 본체로 구성되는 기판을 제공하는 단계 및 전구체 물질과 연마 입자의 혼합물로 구성되는 슬러리를 세장형 본체 상에 증착시켜 코팅된 기판을 조성하는 단계를 포함하되, 여기서 증착 시 상기 기판에 증착된 연마 입자의 함량은 다양하다.
첨부된 도면을 참조함으로써, 본 발명의 많은 특징부 및 장점이 당업자에게 명백해지고, 보다 잘 이해될 수 있다.
도 1A는 일 구현예에 따른 연마 물품을 조성하기 위한 프로세스를 제시하는 흐름도를 포함한다.
도 1B는 일 구현예에 따른 연마 물품을 조성하기 위한 프로세스의 예를 포함한다.
도 1C는 일 구현예에 따른 연마 물품을 조성하기 위한 프로세스의 예를 포함한다.
도 1D는 일 구현예에 따른 연마 물품을 조성하기 위한 프로세스의 예를 포함한다.
도 1E는 일 구현예에 따른 연마 물품을 조성하기 위한 프로세스의 예를 포함한다.
도 2A는 일 구현예에 따른 예시적인 연마 물품 일부의 예를 포함한다.
도 2B는 하나의 구현예에 따른 진동 연마 입자 함량을 나타내는 함량 대 길이의 일반화된 플롯의 예를 포함한다.
도 2C는 하나의 구현예에 따른 진동 연마 입자 함량을 나타내는 함량 대 길이의 일반화된 플롯의 예를 포함한다.
도 2D는 하나의 구현예에 따른 진동 연마 입자 함량을 나타내는 함량 대 길이의 일반화된 플롯의 예를 포함한다.
도 3은 일 구현예에 따른 연마 물품 일부의 예를 포함한다.
도 4는 통상적인 샘플의 일부에 대한 연마 입자 함량 대 길이의 플롯을 포함한다.
도 5는 대표적인 샘플의 일부에 대한 연마 입자 함량 대 길이의 플롯을 포함한다.
도 6은 통상적인 샘플 및 대표적인 샘플로 수행된 절단 검사에 대한 박스 플롯을 포함한다.
도 7는 대표적인 샘플의 일부에 대한 연마 입자 함량 대 길이의 플롯을 포함한다.
도 8은 통상적인 샘플 및 대표적인 샘플로 수행된 절단 검사에 대한 절단 깊이(%)를 나타내는 막대 그래프를 포함한다.
도 9는 통상적인 샘플 및 대표적인 샘플로 수행된 절단 검사에 대한 와이어 마모를 나타내는 막대 그래프를 포함한다.
다음은 연마 물품, 특히 공작물을 통한 연마 및 쏘잉에 적합한 연마 물품에 관한 것이다. 특정 예에서, 본원의 연마 물품은 전자 산업, 광학 산업 및 기타 관련 산업에서 민감한 결정성 재료의 가공에 사용될 수 있는 와이어 쏘를 조성 할 수있다.
도 1A는 일 구현예에 따른 연마 물품을 조성하기 위한 프로세스를 제시하는 흐름도를 포함한다. 상기 프로세스는 기판을 제공함으로써 101단계에서 개시될 수있다. 상기 기판은 연마 재료를 부착시키기 위한 표면을 제공할 수 있으므로, 연마 물품의 연마 성능을 촉진시킨다.
일 구현예에 따르면, 기판을 제공하는 프로세스는 세장형 본체를 갖는 기판을 제공하는 프로세스를 포함할 수있다. 특정 예에서, 세장형 본체는 10:1 이상의 길이:폭의 종횡비를 가질 수 있다. 다른 구현예에서, 세장형 본체는 약 100:1 이상, 예컨대 1000:1 이상, 또는 심지어 약 10,000:1 이상의 종횡비를 가질 수있다. 기판의 길이는 기판의 세로축을 따라 측정된 가장 긴 치수일 수 있다. 폭은 세로축에 대해 수직으로 측정된, 기판의 두 번째로 긴(또는 경우에 따라 가장 작은) 치수일 수 있다.
또한, 기판은 길이가 약 50미터 이상인 세장형 본체의 형태일 수 있다. 실제로, 다른 기판은 평균 길이가 약 100미터 이상, 예컨대 약 500미터 이상, 약 1,000미터 이상, 또는 심지어 약 10,000미터 이상일 수 있다.
또한, 기판은 약 1cm 이하의 폭을 가질 수 있다. 실제로, 세장형 본체는 평균 폭이 약 0.5 cm 이하, 예컨대 약 1mm 이하, 약 0.8 mm 이하, 또는 심지어 약 0.5 mm 이하일 수 있다. 더욱이, 기판은 평균 폭이 약 0.01mm 이상, 예컨대 약 0.03 mm 이상일 수 있다. 기판은 상기 언급된 임의의 최소값 및 최대값 사이 범위 내의 평균 폭을 가질 수 있다는 것이 이해될 것이다.
특정 구현예에서, 세장형 본체는 복수의 편조형 필라멘트를 갖는 와이어일 수 있다. 즉, 기판은 다수의 작은 와이어가 서로 감기거나 편조되거나 중앙 코어 와이어와 같은 다른 물체에 고정된 것으로 조성될 수있다. 특정 설계는 기판에 적합한 구조로서 피아노 와이어를 이용할 수 있다. 예를 들어, 기판은 약 3GPa 이상의 파단 강도를 갖는 고강도 스틸 와이어일 수 있다. 캡스턴 그립으로 금속 재료의 인장 검사를 위해 ASTM E-8로 기판 파단 강도를 측정할 수 있다. 와이어는, 예컨대 황동 등 금속과 같은 특정 재료의 층으로 코팅될 수 있다. 또한, 다른 예에서, 와이어는 본질적으로 외부 표면상의 코팅이 없을 수 있다.
세장형 본체는 특정 형상을 가질 수 있다. 예를 들어, 세장형 본체는 일반적으로 원통형 형상을 가지며, 이에 따라 원형 단면 윤곽을 가질 수 있다. 원형 단면 형상을 갖는 세장형 본체를 사용함에 있어, 세장형 본체의 세로축에 대해 횡 방향으로 연장되는 평면에서 보이는 바와 같다.
세장형 몸체는 무기 재료, 유기 재료(예: 중합체 및 자연 발생 유기 재료), 또는 이들의 임의의 조합을 예로 포함하는 다양한 재료로 제조될 수 있다. 적합한 무기 재료는 세라믹, 유리, 금속, 금속 합금, 서멧 또는 이들의 임의의 조합을 포함할 수 있다. 특정 예에서, 세장형 본체는 금속 또는 금속 합금 재료로 제조될 수 있다. 예를 들어, 세장형 본체는 전이 금속 또는 전이 금속 합금 재료로 제조될 수 있고 철, 니켈, 코발트, 구리, 크롬, 몰리브덴, 바나듐, 탄탈룸, 텅스텐 또는 이들의 임의의 조합의 원소를 포함할 수 있다.
적합한 유기 재료는 열가소성 수지, 열경화성 수지, 엘라스토머 또는 이들의 임의의 조합을 포함할 수 있는 중합체를 포함할 수 있다. 특히 유용한 중합체는 폴리이미드, 폴리아미드, 수지, 폴리우레탄, 폴리에스테르 등을 포함할 수 있다. 세장형 본체는 천연 유기 재료, 예컨대 고무를 포함할 수 있다는 것이 또한 이해될 것이다.
또한, 본원의 연마 물품은 피로에 대한 특정 저항성을 갖는 기판을 조성할 수 있다. 예를 들어, 기판은 회전 빔 피로(Rotary Beam Fatigue) 검사 또는 헌터 피로(Hunter Fatigue) 검사를 통해 측정 시 300,000 사이클 이상의 평균 피로 수명을 가질 수 있다. 상기 검사는 MPIF 표준일 수 있다. 56. 로터리 빔 피로 검사는 지정된 응력(예: 700MPa)에서 와이어 파단까지의 사이클 횟수, 즉 일정한 응력 또는 최대 106의 반복 사이클 횟수로 사이클 피로 검사에서 와이어가 파열되지 않은 응력을 측정한다(예: 응력은 피로 강도를 나타냄). 다른 구현예에서, 기판은 더 높은 피로 수명, 예컨대 약 400,000사이클 이상, 약 450,000사이클 이상, 약 500,000사이클 이상, 또는 심지어 약 540,000사이클 이상을 나타낼 수 있다. 더욱이, 기판은 약 2,000,000 사이클 이하의 피로 수명을 가질 수 있다.
101단계에서 기판을 제공한 후, 프로세스는 102단계에서 계속될 수 있으며, 이는 기판의 세장형 본체 상에 슬러리를 증착시키는 단계를 포함한다. 하나의 특징에서, 슬러리는 연마 입자를 포함할 수 있고, 기판 상에 슬러리를 증착시키는 프로세스 동안 연마 입자의 함량은 변할 수 있다. 이러한 예에서, 프로세스는 연마 물품의 조성을 촉진하되, 기판의 길이를 따라 연마 입자의 함량이 변할 수 있다. 슬러리는 추가 프로세스 후 택킹 층 또는 결합재를 조성 할 수 있는 연마 재료 및 전구체 물질을 포함하는 혼합물일 수 있다. 슬러리는 안정제 등 첨가제와 같은 다른 재료를 포함할 수 있다. 슬러리의 화학적 성질 및 특정 첨가제의 존재는 기판에 연마 입자를 부착시키는 데 사용되는 프로세스의 특성에 따라 좌우될 수 있다.
연마 물품의 가공 및 조성을 촉진하기 위해, 기판은 스풀링 메커니즘에 연결될 수 있다. 도 1B를 참조하면, 기판(111)은 공급 스풀(110)과 수용 스풀(112) 사이에서 병진될 수 있다. 공급 스풀(110)과 수용 스풀(112) 사이 기판(111)의 병진은 연속 가공을 촉진하며, 이에 따라, 예컨대 기판(111)은 공급 스풀(110)로부터 수용 스풀(112)로 병진되면서 원하는 조성 가공을 통해 병진되어 최종적으로 조성된 연마 물품의 구성 요소 층을 조성할 수 있다.
기판을 제공하는 프로세스를 추가로 참조하면, 가공을 촉진하기 위해 기판(111)이 특정 속도로 공급 스풀(110)로부터 수용 스풀(112)로 스풀링될 수 있다는 것이 이해 될 것이다. 예를 들어, 기판(111)은 공급 스풀(110)로부터 수용 스풀 (112)까지 약 5m/분 이상의 속도로 스풀링될 수 있다. 다른 구현예에서, 스풀링 속도는 더 높을 수 있고, 이에 따라 속도는 약 8m/분 이상 또는 약 10m/분 이상 또는 약 12m/분 이상 또는 약 15m/분 이상 또는 약 20m/분 또는 약 25m/분 이상 또는 약 30m/분 이상일 수 있다. 특정 예에서, 스풀링 속도는 약 500m/분 이하, 예컨대 약 200m/분 이하 또는 100 m/분 이하 또는 70m/분 이하일 수 있다. 스풀링 속도는 상기 언급한 최소 및 최대 값 사이의 범위일 수 있다. 스풀링 속도는 최종적으로 조성된 연마 물품이 조성될 수 있는 속도를 나타낼 수 있음을 이해할 것이다.
특정 예에서, 기판(111)은 기판의 외부 표면 위에 놓이는 하나 이상의 선택적 배리어 층을 포함할 수 있다. 하나의 특징에 따르면, 배리어 층은 기판(111)의 외부 표면 위에 놓일 수 있고, 이에 따라 기판(111)의 외부(즉, 주변부) 표면과 직접 접촉할 수 있고, 보다 구체적으로, 기판(111)의 외부 표면에 직접 결합될 수 있다. 하나의 구현예에서, 배리어 층은 기판(111)의 외부 표면에 결합되고, 기판(111)의 적어도 하나의 금속 원소와 배리어 층의 하나의 원소와 상호 확산을 특징으로 하는 배리어 층과 기판(111) 사이의 확산 결합 영역을 정의할 수 있다. 하나의 특정 구현예에서, 배리어 층은, 예컨대 택킹 층, 결합 층, 코팅 층, 하나 이상의 연마 입자 유형의 층, 또는 이들의 조합을 포함하여, 기판(111)과 위에 놓인 다른 층 사이에 배치될 수 있다.
배리어 층을 갖는 기판(111)을 제공하는 프로세스는 해당 구성을 소싱하거나 해당 기판(111) 및 배리어 층 구성을 제조하는 단계를 포함할 수 있다. 배리어 층은, 예컨대 증착 공정을 포함하는 다양한 기술을 통해 조성될 수 있다. 일부 적합한 증착 공정은 프린팅, 분무, 딥 코팅, 다이 코팅, 도금(예: 전해 또는 무전해) 또는 이들의 임의의 조합을 포함할 수 있다. 일 구현예에 따르면, 배리어 층을 조성하는 프로세스는 저온 공정을 포함할 수 있다. 예를 들어, 배리어 층을 조성하는 공정은 약 400 ℃ 이하의 온도, 예컨대 약 375℃ 이하, 약 350℃ 이하, 약 300℃ 이하 또는 심지어 약 250℃ 이하에서 수행될 수 있다. 또한, 배리어 층을 조성한 후, 예컨대 세정, 건조, 경화, 고형화, 열처리 또는 이들의 임의의 조합을 포함하는 추가 공정이 수행될 수 있음을 이해할 것이다. 배리어 층은 후속 도금 공정에서 다양한 화학종(예: 수소)에 의해 코어 재료의 화학적 함침에 대한 장벽으로서 기능할 수 있다. 또한, 배리어 층은 개선된 기계적 내구성을 촉진할 수 있다.
하나의 구현예에서, 배리어 층은 단일층의 재료일 수 있다. 배리어 층은 기판(111)의 전체 주변 표면 위에 놓이는 연속 코팅 형태일 수 있다. 배리어 재료는 금속 또는 금속 합금 재료와 같은 무기 재료를 포함할 수 있다. 배리어 층에 사용하기에 적합한 일부 재료는 주석,은, 구리, 아연, 니켈, 티타늄, 납 또는 이들의 임의의 조합을 포함하지만 이에 국한되지 않는 전이 금속 원소를 포함할 수 있다. 다른 구현예에서, 배리어 층은 황동을 포함할 수 있다. 하나의 구현예에서, 배리어 층은 본질적으로 주석으로 구성된 단일층 재료일 수 있다. 하나의 특정 예에서, 배리어 층은 최소 99.99% 주석 순도를 갖는 주석의 연속층을 함유할 수 있다. 특히, 배리어 층은 실질적으로 순수한 비합금 재료일 수 있다. 즉, 배리어 층은 단일 금속 재료로 만들어진 금속 재료(예: 주석) 일 수 있다.
다른 구현예에서, 배리어 층은 금속 합금일 수 있다. 예를 들어, 배리어 층은 주석 합금, 예컨대 주석과, 구리,은 등 전이 금속종을 포함하는 다른 금속의 조합을 포함하는 조성물을 포함할 수 있다. 일부 적합한 주석계 합금은 은, 특히 Sn96.5/Ag3.5, Sn96/Ag4 및 Sn95/Ag5 합금을 포함하는 주석계 합금을 포함할 수 있다. 다른 적합한 주석계 합금은 구리, 특히 Sn99.3/Cu0.7 및 Sn97/Cu3 합금을 포함할 수 있다. 또한, 특정 주석계 합금은 특정 백분율의 구리 및 은, 예컨대 Sn99/Cu0.7/Ag0.3, Sn97/Cu2.75/Ag0.25 및 Sn95.5/Ag4/Cu0.5 합금을 포함할 수 있다. 또 다른 구현예에서, 배리어 층은 구리와 니켈의 조합을 포함하는 금속 합금을 포함할 수 있고, 보다 구체적으로는 본질적으로 구리와 니켈로 구성된 금속 합금을 포함할 수 있다.
다른 특징에서, 배리어 층은, 예컨대 2개 이상의 개별 층을 포함하는 복수의 개별 층으로 조성될 수 있다. 예를 들어, 배리어 층은 내부 층 및 내부 층 위에 놓인 외부 층을 포함할 수 있다. 일 구현예에 따르면, 내부 층과 외부 층은 서로 직접 접촉할 수 있고, 이에 따라 외부 층이 내부 층 바로 위에 놓이고 계면에서 결합될 수 있다. 따라서, 내부 층 및 외부 층은 기판의 길이를 따라 연장되는 계면에서 결합될 수 있다.
일 구현예에서, 내부 층은 전술한 배리어 층의 모든 특성을 포함할 수 있다. 예를 들어, 내부 층은 주석, 구리, 니켈 또는 이들의 조합을 포함하는 재료의 연속 층을 포함할 수 있다. 또한, 내부 층과 외부 층은 서로 다른 재료로 조성될 수 있다. 즉, 예를 들어, 층들 중 한 층 내에 존재하는 한 개 이상의 원소가 다른 층 내에는 존재하지 않을 수 있다. 하나의 특정 구현예에서, 외부 층은 내부 층 내에 존재하지 않는 원소를 포함할 수 있다.
외부 층은 전술한 배리어 층의 모든 특성을 포함할 수 있다. 예를 들어, 외부 층은 금속 또는 금속 합금과 같은 무기 재료를 포함하도록 조성될 수 있다. 보다 구체적으로, 외부 층은 전이 금속 원소를 포함할 수 있다. 예를 들어, 하나의 특정 구현예에서, 외부 층은 니켈을 포함할 수 있다. 다른 구현예에서, 외부 층은 본질적으로 니켈로 구성되도록 조성될 수 있다.
특정 예에서, 외부 층은 증착 공정과 같은 내부 층과 동일한 방식으로 조성 될 수 있다. 그러나, 외부 층이 내부 층과 동일한 방식으로 조성될 필요는 없다. 일 구현예에 따르면, 외부 층은 도금, 분무, 프린팅, 디핑, 다이 코팅, 증착 또는 이들의 임의의 조합을 포함하는 증착 공정을 통해 조성될 수 있다. 특정 예에서, 배리어 층의 외부 층은 비교적 저온, 예컨대 약 400℃ 이하, 약 375℃ 이하, 약 350℃ 이하, 약 300℃ 이하, 또는 심지어 250℃ 이하의 온도에서 조성될 수 있다. 하나의 특정 공정에 따르면, 외부 층은 다이 코팅과 같은 비도금 공정을 통해 조성될 수 있다. 또한, 외부 층을 조성하는데 사용되는 공정은, 예컨대 가열, 경화, 건조 또는 이들의 임의의 조합을 포함하는 다른 방법을 포함할 수 있다. 이러한 방식에 의한 외부 층의 조성은 코어 및/또는 내부 층 내로 원치 않는 종의 함침을 제한하는 것을 용이하게 할 수 있음을 이해할 것이다.
일 구현예에 따르면, 배리어 층의 내부 층은 화학적 배리어 층으로서 작용하기에 적합한 특정 평균 두께를 갖도록 조성될 수 있다. 예를 들어, 배리어 층의 평균 두께는 약 0.05미크론 이상, 예컨대 약 0.1미크론 이상, 약 0.2미크론 이상, 약 0.3미크론 이상, 또는 심지어 0.5미크론 이상일 수 있다. 또한, 내부 층의 평균 두께는 약 8미크론 이하, 예컨대 약 7미크론 이하, 약 6미크론 이하, 약 5미크론 이하, 또는 심지어 약 4미크론 이하일 수 있다. 내부 층은 전술한 최소 및 최대 두께 사이의 범위 내에서 평균 두께를 가질 수 있음을 이해할 것이다.
배리어 층의 외부 층은 특정 두께를 갖도록 조성될 수 있다. 하나의 구현예에서, 예를 들어, 외부 층의 평균 두께는 약 0.05미크론 이상, 예컨대 약 0.1미크론 이상, 약 0.2미크론 이상, 약 0.3미크론 이상, 또는 심지어 0.5미크론 이상일 수 있다. 또한, 특정 구현예에서, 외부 층의 평균 두께는 약 12미크론 이하, 약 10미크론 이하, 약 8미크론 이하, 약 7미크론 이하, 약 6미크론 이하, 약 5미크론 이하, 약 4미크론 이하, 또는 심지어 약 3미크론 이하일 수 있다. 배리어 층의 외부 층은 전술한 최소 및 최대 두께 사이의 범위 내에서 평균 두께를 가질 수 있음을 이해할 것이다.
특히, 하나 이상의 구현예에서, 내부 층은 외부 층의 평균 두께와 상이한 평균 두께를 갖도록 조성될 수 있다. 이러한 설계는 특정 화학종에 대한 개선된 함침 저항성을 촉진하면서 추가 공정을 위해 적절한 결합 구조를 또한 제공할 수 있다. 예를 들어, 다른 구현예에서, 내부 층은 외부 층의 평균 두께 보다 큰 평균 두께를 갖도록 조성될 수 있다. 그러나, 대안적인 구현예에서, 내부 층은 외부 층의 평균 두께 보다 작은 평균 두께를 갖도록 조성될 수 있다.
하나의 특정 구현예에 따르면, 배리어 층은 약 3:1 내지 약 1:3의 범위 내일 수 있는 내부 층(ti)의 평균 두께와 외부 층 (to)의 평균 두께 사이의 두께 비[ti:to]를 가질 수 있다. 다른 구현예에서, 두께 비는 약 2.5:1 내지 약 1:2.5의 범위, 예컨대 약 2:1 내지 약 1:2의 범위, 약 1.8:1 내지 약 1:1.8의 범위, 약 1.5:1 내지 약 1:1.5의 범위, 또는 심지어 약 1.3:1 내지 약 1:1.3의 범위 내일 수 있다.
특히, 배리어 층(적어도 내부 층 및 외부 층 포함)은 약 10미크론 이하의 평균 두께를 갖도록 조성될 수 있다. 다른 구현예에서, 배리어 층의 평균 두께는, 예컨대 약 9미크론 이하, 약 8미크론 이하, 약 7미크론 이하, 약 6미크론 이하, 약 5미크론 이하, 또는 심지어 약 3미크론 이하일 수 있다. 또한, 배리어 층의 평균 두께는 약 0.05미크론 이상, 예컨대 약 0.1미크론 이상, 약 0.2미크론 이상, 약 0.3미크론 이상, 또는 심지어 0.5미크론 이상일 수 있다. 배리어 층은 전술한 최소 및 최대 두께 사이의 범위 내에서 평균 두께를 가질 수 있음을 이해할 것이다.
또한, 또 다른 구현예에서, 기판은 외부 표면 상에 배리어 층 또는 임의의 코팅을 반드시 포함할 필요는 없다. 예를 들어, 기판은 본질적으로 배리어 층이 없을 수 있고, 여기서 기판은 본질적으로 배리어 층이 없다. 적어도 하나의 구현예에서, 기판은 혼합물을 통해 기판을 병진하기 전 코팅되지 않은 와이어일 수 있으며, 이는 본원의 102 단계에서 설명할 것이다. 보다 구체적으로, 기판은 102 단계에서 설명한 바와 같이 혼합물을 통해 와이어를 병진하는 공정 전 외부 표면 상에 임의의 코팅층이 없는 금속 와이어일 수 있다.
다시 도 1B를 참조하면, 기판(111) 상에 슬러리(115)를 증착시키는 공정은 연마 입자 및 전구체 물질을 함유하는 슬러리(115)를 이용하는 단계를 포함할 수 있으며, 여기서 전구체 물질은 최종적으로 조성된 연마 물품의 택킹 층 또는 결합 층을 형성할 수 있다. 도 1B의 구현예에 추가로 도시된 바와 같이, 증착 공정은 증착 영역(131)을 통해 기판(111)을 병진하는 단계를 포함 할 수 있으며, 여기서 슬러리는 슬러리(115)가 포함된 저장부(114)로부터 배신(basin)(117)으로 흐른다. 배신(117)은 증착 영역(131)에서 기판(111)에 부착되지 않은 과량의 슬러리를 포획하도록 배치 및 구성될 수 있다. 도 1B에 도시된 바와 같이, 기판(111)은 저장부(114)로부터 중력을 통해 배신(117)으로 공급되는 증착 영역(131)에서 슬러리(115)의 스트림을 통해 통과하므로 실질적으로 수평 방향으로 병진될 수 있다. 도 1B의 도시된 구현예는, 기판(111)이 증착 영역(131)을 통해 실질적으로 수평으로 병진되는 단계를 설명하지만, 다른 구현예는, 예컨대 수평 또는 수직 방향 사이에서 경사로 기판(111)이 수직 병진 또는 병진하는 것을 포함하는 대안적인 배향을 이용할 수 있다는 것이 이해 될 것이다.
저장부(114)는 슬러리(115)가 저장부(114)로부터 증착 영역(131)의 기판(111) 상으로 흐를 수 있도록 구성된 증착 포트(116)를 포함할 수 있다. 하나의 구현예에서, 증착 포트(116)는 슬러리(115)가 흐르는 개구의 크기가 변경될 수 있도록 제어할 수 있다.
도 1B의 구현예에 도시되지 않았지만, 저장부(114)는 복수의 증착 포트를 포함할 수 있다는 것을 이해할 것이다. 이러한 구성에서, 저장부(114)는 두 개 이상, 예컨대 슬러리(115)의 흐름을 위해 구성된 2개 또는 3개 이상의 증착 포트를 포함할 수 있다. 증착 영역(131) 내의 다양한 장소에서 슬러리(115)의 대안적인 유량을 제공하기 위해 복수의 증착 포트가 사용될 수 있다. 또한, 복수의 증착 포트로 인해 제조자는 슬러리(115)의 흐름을 위해 개방될 수 있는 포트를 선택하고 제조 공정에 더 큰 유연성을 제공할 수 있다.
추가로 예시된 바와 같이, 배신(117)은 리사이클러(118)를 포함할 수 있으며, 여기서 리사이클러(118)는 배신(117) 및 저장부(114)의 일부에 부착될 수 있고 사용되지 않은 슬러리가 배신(117)으로부터 저장부(114)로 복귀하는 것을 촉진하도록 구성될 수 있다. 리사이클러(118)를 통한 슬러리(115)의 이동을 보조하는 외력을 발생시키기 위해 펌프 또는 다른 물체가 사용될 수 있음을 이해할 것이다. 또 다른 구현예에서, 펌프(161) 또는 다른 유사한 장치는 저장부(114)에 연결될 수 있고 저장부(114)로부터 슬러리(115)의 유량을 제어하는 것을 보조한다. 펌프(161)는 저장부(114)에서 슬러리(115)에 가해지는 힘을 제어하고 저장부(114)로부터의 슬러리 유량의 제어를 촉진하도록 구성될 수있는 컴퓨터 제어 장치일 수 있다.
하나의 구현예에 따르면, 기판(111) 상에 슬러리(115)를 증착시키는 공정은 기판(111) 상에 증착된 연마 입자의 함량을 변화시키는 단계를 포함할 수 있다. 연마제 입자의 함량은 슬러리(115) 유량, 증착 포트(116)의 개구 크기, 단위 시간당 증착된 슬러리(115)의 부피, 슬러리를 능동적으로 증착시키는 증착 포트의 수, 증착 포트의 방향, 기판(111)의 병진 속도, 또는 이들의 임의의 조합으로 구성된 그룹에서 선택되는 하나 이상의 증착 특징을 제어함으로써 변화될 수 있다. 하나의 구현예에 따르면, 증착 영역(131)에서 임의의 주어진 순간에 기판(111)과 접촉하는 슬러리(115)의 양을 변화시킴으로써 기판(111)에 부착되는 연마 입자의 함량을 변화시킬 수 있다. 특정 구현예에서, 연마 입자의 함량은 기판에 부착된 연마 입자의 함량을 변경시키기 위해 슬러리의 유량을 최소값과 최대값 사이에서 변경함으로써 변화될 수 있다.
특정 구현예에서, 연마 입자의 함량은 기판에 부착된 연마 입자의 함량을 변경시키기 위해 슬러리를 기판으로부터 주기적으로 편향시키도록 변경함으로써 변화될 수 있다. 도 1C는 도 1B에서와 같이 기판(111) 상에 슬러리(115)를 증착하는 공정의 동일한 구성을 도시하는 예를 포함하지만, 펌프(161)는 제거되고 편향판(119)은 기판 상의 연마 입자의 함량을 변화시키기 위해 사용된다. 도 1C의 공정 및 도 1C를 참조하여 설명된 구성 요소는 도 1B의 대응하는 구성 요소를 참조하여 본원에 설명된 임의의 특징을 가질 수 있다는 것을 이해할 것이다.
편향판(119), 및 기판(111)으로부터 슬러리(115)의 흐름을 편향시키기 위해 이용되는 메커니즘은 도 1D 내지 도 1E에 도시되어 있다. 편향판(119)은 증착 포트(116)를 통해 저장부(114)에서 나가는 슬러리(115)의 흐름 방향을 제어하도록 구성될 수 있다. 편향판(119)은 저장부(114)에서 나가는 슬러리(115)의 흐름에 인접하도록 저장부(114)에 부착되거나 장착되도록 구성될 수 있다. 또 다른 구현예에서, 편향판(119)은 베이스(도시되지 않음)에 장착된다. 베이스는 선형 운동으로 자체 조정되므로 저장부(114)에서 나가는 슬러리(115)의 흐름이 기판(111)에서 편향되도록 저장부 (114)에서 나가는 슬러리(115)의 흐름 내외에서 편향판(119)이 움직이게 할 수 있다. 또 다른 구현예에서, 편향판(119)과 접촉 할 때 저장부(114)에서 나가는 슬러리(115)의 흐름이 기판(111)으로부터 편향되도록 회전 또는 스윙 운동의 메커니즘이 편향판(119)에 적용되어 저장부(114)에서 나가는 슬러리(115)의 흐름에 대한 그 위치를 조절할 수 있다. 특정 구현예에서, 편향판(119)은 기판(111)에 대해 수직 또는 수평으로 조절될 수 있도록 구성된다. 특정 구현예에서, 편향판(119)은 증착 포트(116)를 통해 저장부(114)에서 나가는 슬러리(115)의 흐름을 접촉하지 않도록 배치될 수 있다. 특정 구현예에서, 편향판(119)은 증착 포트(116)를 통해 저장부(114)에서 나가는 슬러리(115)의 흐름을 접촉하도록 배치될 수 있다. 또 다른 구현예에서, 편향판(119)은 저장부(114)에서 나가는 슬러리(115)의 흐름이 기판 (111)으로부터 편향되도록 기판(111)에 대해 수평으로 조절될 수 있다.
또 다른 구현예에서, 편향판(119)은 저장부(114)에서 나가는 슬러리(115)의 흐름 내외에서 움직이도록 일정한 운동을 할 수 있다. 다시 도 1D 내재 도 1E를 참조하면, 도 1D의 편향판(119)은 증착 포트(116)를 통해 저장부(114)에서 나가는 슬러리(115)의 흐름을 접촉하지 않도록 배치된다. 특정 구현예에서, 선형 또는 회전 메커니즘이 편향판(119)에 적용될 수 있고, 이에 따라 편향판(119)이 증착 포트(116)를 통해 저장부(114)에서 나가는 슬러리(115)의 흐름과 접촉하도록 도 1D에 도시된 위치로부터 도 1E에 도시된 위치로 이동될 수 있다. 또 다른 구현예에서, 편향판(119)은 슬러리가 기판(111)으로부터 주기적으로 편향되도록 슬러리(115)의 흐름과 접촉할 수 있다.
본원의 구현예는 기판(111)의 길이를 따라 연마 입자의 함량 제어를 촉진하기 위해 주어진 순간에 기판(111)과 접촉하는 슬러리(115)의 양을 제어하는 상기 언급된 증착 특징 중 하나 이상을 이용할 수 있다. 예를 들어, 주어진 순간에 기판(111)과 접촉하는 슬러리 양의 제어를 촉진하기 위해 증착 공정 동안 기판(111)의 병진 속도가 변경될 수 있고, 결과적으로, 기판의 길이를 따라 연마 입자 함량 제어를 촉진할 수 있다.
다른 구현예에서, 저장부(114)로부터의 슬러리(115) 유량은 제어될 수 있고, 보다 구체적으로, 주어진 순간에 기판(111)과 접촉하는 슬러리 양을 제어하도록 변경되어, 기판의 길이를 따라 연마 입자 함량의 제어를 촉진한다. 예를 들어, 저장부로부터 증착 포트(116)를 통해 슬러리(115)를 공급하는 데 사용되는 펌프 능력을 변화시키는 단계를 포함하여, 슬러리 유량을 제어하기 위한 다양한 메커니즘이 이용될 수 있다. 위에서 언급 한 바와 같이, 특정 구현예에서, 펌프(161)는 컴퓨터 제어 장치일 수 있고, 이는 저장부에서 슬러리(115)에 가해지는 힘을 변경시키고, 이에 따라 증착 포트(116)를 통해 저장부(114)에서 나가는 슬러리(115) 유량을 변경하도록 프로그램될 수 있다. 특정 예에서, 펌프(161)는 특정 수학적 함수에 따라 슬러리(115)에 가해지는 힘을 변경하도록 프로그램될 수 있고, 저장부로부터의 슬러리(115) 유량은 상기 수학적 함수에 따라 상응하여 변할 수 있다. 또한, 특정 예에서, 기판(111)의 길이에 따른 연마 입자의 함량은 펌프(161)를 제어하는 데 이용되는 실질적으로 동일한 수학적 함수에 따라 변할 수 있다.
또 다른 구현예에서, 증착 포트(116)는 다양한 개구 크기를 갖도록 제어될 수 있으며, 이는 저장부(114)로부터의 슬러리 유량의 제어 및 변화를 촉진할 수 있으며, 이는 또한 기판의 길이를 따라 연마 입자의 함량을 변화시키는 것을 촉진한다. 하나의 구현예에 따르면, 증착 포트(116)는 컴퓨터 제어 포트일 수 있으며, 여기서 증착 포트(116)를 정의하는 개구의 크기는 컴퓨터에 의해 제어되고 변경될 수 있다. 하나의 구현예에서, 증착 포트(116)를 정의하는 개구의 크기는 수학적 함수에 따라 변경될 수 있으며, 이는 상기 수학적 함수에 따라 증착 포트(116)로부터 슬러리 유량의 제어를 촉진할 수 있고, 또한 실질적으로 동일한 수학적 함수에 의해 기판의 길이를 따라 연마 입자의 함량 변화를 촉진할 수 있다 .
또 다른 구현예에서, 저장부(114)는 복수의 증착 포트를 사용할 수 있다. 복수의 증착 포트는 기판(111)의 전부 또는 일부에 슬러리(115)를 증착시키기에 적합한 임의의 구성으로 기판 주변에 분산될 수 있다. 하나의 구현예에서, 시스템은 대안적으로 기판(111) 주변에 이격된 3개의 증착 포트를 이용할 수 있다. 3개의 증착 포트는 각기 주어진 시간 동안 기판(111) 상에 증착되는 슬러리 양을 변화시키도록 제어되고 구성된 컴퓨터일 수 있고, 이는 기판 (111)의 길이를 따라 연마 입자의 함량을 변화시키는 것을 촉진할 수 있다.
증착 영역(131)에서 기판(111) 상에 슬러리(115)를 증착한 후, 기판(111)은 처리 영역(121)으로 병진될 수 있다. 처리 영역(121)은 연마 물품의 조성을 촉진하기 위해 슬러리로 코팅된 기판(111)에 대한 하나 이상의 다양한 처리를 포함할 수 있다. 예를 들어, 처리 영역(121)은 적어도 가열, 경화, 건조, 조사(예로, 레이저 또는 다른 방사선 소스를 통해), 진화, 하나 이상의 기체 성분의 적용, 고형화, 휘발화 또는 이들의 임의의 조합을 포함할 수 있다. 하나의 특정 구성에서, 슬러리는 분말을 포함하는 전구체 물질을 포함하고, 이는 전구체 물질을 최종적으로 조성된 택킹 층 또는 결합 층으로 변경시키기 위해 처리 영역(121)에서 가열하여 처리된다. 택킹 층은 결합 층과 같은 2차 층이 조성되어 연마 입자 및 택킹 층 위에 놓일 때까지 연마 입자를 기판 (111)에 임시로 보유할 수 있다 . 대안적인 구현예에서, 전구체 물질은 결합 재료를 형성하도록 처리될 수 있다. 이러한 구현예에서, 결합 재료는 기판(111)(또는 기판의 배리어 층) 위에 직접 놓이고 기판(111)에 연마 입자를 영구적으로 결합하도록 구성된다.
슬러리를 증착 공정은 기판(111) 상에 택킹 층 또는 결합 층의 조성을 촉진할 수 있다는 것을 이해할 것이다. 또한, 슬러리(115)를 기판(111) 상에 증착한 후 하나 이상의 2차 층이 기판에 추가될 수 있다. 이러한 2차 층은, 당업자에게 알려진, 예컨대 증착, 분무, 딥-코팅 등을 포함하지만 이에 국한되지 않는 임의의 하나 이상의 공정을 사용하여 조성될 수 있다.
연마 입자는, 예컨대 산화물, 탄화물, 질화물, 붕화물, 산질화물, 옥시붕화물(oxyboride), 다이아몬드 또는 이들의 임의의 조합을 포함하는 하나 이상의 복수 유형의 연마 입자를 포함할 수 있다. 특정 구현예에서, 연마 입자는 초연마 재료를 포함할 수 있다. 예를 들어, 하나의 적합한 초연마 재료는 다이아몬드를 포함한다. 특정 예에서, 연마 입자는 본질적으로 다이아몬드로 이루어질 수 있다.
연마 입자는 두 개 이상의 연마 입자 유형, 예컨대 연마 입자의 제1 유형 및 연마 입자의 제2 유형을 포함할 수있다. 제1 및 제2 유형의 연마 입자는 서로 상이한 하나 이상의 연마 특징을 가질 수 있으며, 여기서 연마 특징은 조성, 평균 입자 크기, 경도, 인성, 파쇄성, 구조, 형상 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다. 또한, 혼합물이 두 개 이상의 연마 입자 유형을 포함하는 특정 예에서, 상이한 유형의 연마 입자 함량은 혼합물 내에서 다를 수 있으므로, 최종적으로 형성된 연마 물품에서도 다를 수 있다.
하나의 구현예에서, 연마 입자는 약 10GPa 이상의 비커스(Vickers) 경도를 갖는 재료를 포함할 수 있다. 다른 예에서, 연마 입자의 비커스 경도는 약 25GPa 이상, 예컨대 약 30GPa 이상, 약 40GPa 이상, 약 50GPa 이상, 또는 심지어 75GPa 이상일 수 있다. 적어도 하나의 비제한적인 또 다른 구현예에서, 연마 입자의 비커스 경도는 약 200GPa 이하, 예컨대 약 150GPa 이하, 또는 심지어 약 100GPa 이하일 수 있다. 연마 입자는 전술한 최소값과 최대값 사이의 범위 내에서 비커스 경도를 가질 수 있음을 이해할 것이다.
연마 입자는 특정 형상, 예컨대 세장형, 등축형, 타원형, 박스형, 직사각형, 삼각형, 불규칙한 형상 등을 포함하는 그룹에서 한 형상을 가질 수 있다 . 또한, 특정 예에서, 연마 입자는 다결정질, 단결정질, 다각형, 입방체, 육각형, 사면체, 팔각형, 복합 탄소 구조(예: Bucky-볼) 또는 이들의 임의의 조합을 포함하지만 이에 국한되지 않는 특정 결정질 구조를 가질 수 있다.
또한, 연마 입자는 연마 물품의 개선된 제조 및/또는 성능을 촉진 할 수 있는 특정 그릿 크기 분포를 가질 수 있다. 예를 들어, 연마 입자는 혼합물 내 또는 연마 물품 상에 정상 또는 가우시안 분포로 존재할 수있다. 또 다른 예에서, 연마 입자는, 예컨대 멀티-모달 분포 또는 넓은 그릿 크기 분포를 포함하여 비-가우시안 분포로 혼합물에 존재할 수 있다. 넓은 그릿 크기 분포의 경우, 연마 입자의 80% 이상은 약 1미크론 내지 약 100미크론 사이의 평균 입자 크기 범위에 걸쳐 약 30미크론 이상의 범위 내 평균 입자 크기를 가질 수 있다. 하나의 구현예에서, 넓은 그릿 크기 분포는 바이모달 입자 크기 분포 일 수 있으며, 여기서 바이모달 입자 크기 분포는 제1 중간 입자 크기(M1)를 정의하는 제1 모드 및, 제1 중간 입자 크기와 상이하고 제2 중간 입자 크기(M2)를 정의하는 제2 모드로 구성된다. 특정 구현예에 따르면 , 제1 중간 입자 크기 및 제2 중간 입자 크기는 ((M1-M2)/M1)x100% 방정식에 기초하여 5% 이상 상이하다. 또 다른 구현예에서, 제1 중간 입자 크기 및 제2 중간 입자 크기는 약 10% 이상, 예컨대 약 20% 이상, 약 30% 이상, 약 40% 이상, 약 50% 이상, 약 60% 이상, 약 70% 이상, 약 80% 이상, 또는 심지어 약 90% 이상 상이할 수 있다. 그러나, 다른 비제한적인 구현예에서, 제1 중간 입자 크기는 제2 중간 입자 크기에 비해 약 99% 이하, 예컨대 약 90% 이하, 약 80% 이하, 약 70% 이하,약 60% 이하, 약 50% 이하, 약 40% 이하, 약 30% 이하, 약 20% 이하, 또는 심지어 약 10% 이하일 수 있다. 제1 중간 입자 크기와 제2 중간 입자 크기 사이의 차이는 상기 최소 및 최대 백분율 사이의 범위 내일 수 있음을 이해할 것이다 .
특정 구현예에서, 연마 입자는 응집형 입자를 포함할 수 있다. 보다 구체적으로, 연마 입자는 본질적으로 응집형 입자로 구성될 수 있다. 특정 예에서, 혼합물은 응집형 연마 입자 및 비응집형 연마 입자 의 조합을 포함할 수 있다. 일 구현예에 따르면, 응집형 입자는 결합제 재료에 의해 서로 결합된 연마 입자를 포함할 수 있다. 결합제 재료의 일부 적합한 예는 무기 재료, 유기 재료, 또는 이들의 임의의 조합을 포함할 수 있다. 보다 구체적으로, 결합제 재료는 세라믹, 금속, 유리, 중합체, 수지 또는 이들의 임의의 조합일 수 있다. 적어도 하나의 구현예에서, 결합제 재료는 하나 이상의 전이 금속 원소를 포함할 수 있는 금속 또는 금속 합금일 수 있다. 일 구현예에 따르면, 결합제 재료는, 예컨대 배리어 층, 택킹 층, 결합 층, 또는 이들의 조합을 포함하는 연마 물품의 구성 요소 층으로부터의 하나 이상의 금속 원소를 포함할 수 있다. 보다 특정한 구현예에서, 결합제는 하나 이상의 활성 결합제를 포함하는 금속 재료일 수 있다. 활성 결합제는 질화물, 탄화물 및 이들의 조합을 포함하는 원소 또는 조성물일 수 있다. 하나의 특정한 예시적인 활성 결합제는 티타늄 함유 조성물, 크롬 함유 조성물, 니켈 함유 조성물, 구리 함유 조성물 및 이들의 조합을 포함할 수 있다. 다른 구현예에서, 결합제 재료는 연마 물품이 또한 기계적 제거 공정을 수행하는 동안 공작물 표면에서 화학적 제거 공정을 촉진하기 위해 연마 물품과 접촉하는 공작물과 화학적으로 반응하도록 구성된 화학 작용제를 포함할 수 있다 . 일부 적합한 화학 작용제는 산화물, 탄화물, 질화물, 산화제, pH 조절제, 계면 활성제 또는 이들의 임의의 조합을 포함할 수 있다.
본원의 구현예의 응집형 입자는 특정 함량의 연마 입자, 특정 함량의 결합제 재료 및 특정 함량의 공극을 포함할 수 있다. 예를 들어, 응집형 입자는 결합제 재료의 함량보다 더 큰 함량의 연마 입자를 포함할 수 있다. 대안적으로, 응집형 입자는 연마 입자의 함량보다 더 큰 함량의 결합제 재료를 포함할 수 있다. 예를 들어, 하나의 구현예에서, 응집형 입자는 응집형 입자의 총 부피에 대해 약 5 부피% 이상의 연마형 입자를 포함할 수 있다. 다른 예에서, 응집형 입자의 총 부피에 대한 연마 입자의 함량은 약 10 부피% 이상, 예컨대 약 20 부피% 이상, 약 30 부피% 이상, 약 약 40 부피%, 약 50 부피% 이상, 약 60 부피% 이상, 약 70 부피% 이상, 약 80 부피% 이상, 또는 심지어 약 90 부피% 이상일 수 있다. 그러나, 다른 비제한적인 구현에에서, 응집형 입자의 총 부피에 대한 응집형 입자의 연마 입자 함량은 약 95 부피% 이하, 예컨대 약 90 부피% 이하, 약 80 부피% 이하, 약 70 부피% 이하, 약 60 부피% 이하, 약 50 부피% 이하, 약 40 부피% 이하, 약 30 부피% 이하, 약 20 부피% 이하, 또는 심지어 약 10 부피% 이하일 수 있다. 응집형 입자의 연마 입자 함량은 상기 최소 및 최대 백분율 사이의 범위 내일 수 있음을 이해할 것이다 .
예를 들어, 하나의 구현예에서, 응집형 입자는 응집형 입자의 총 부피에 대해 약 5 부피% 이상의 연마형 입자를 포함할 수 있다. 다른 예에서, 응집형 입자의 총 부피에 대한 연마 입자의 함량은 약 10 부피% 이상, 예컨대 약 20 부피% 이상, 약 30 부피% 이상, 약 약 40 부피%, 약 50 부피% 이상, 약 60 부피% 이상, 약 70 부피% 이상, 약 80 부피% 이상, 또는 심지어 약 90 부피% 이상일 수 있다. 그러나, 다른 비제한적인 구현에에서, 응집형 입자의 총 부피에 대한 응집형 입자의 연마 입자 함량은 약 95 부피% 이하, 예컨대 약 90 부피% 이하, 약 80 부피% 이하, 약 70 부피% 이하, 약 60 부피% 이하, 약 50 부피% 이하, 약 40 부피% 이하, 약 30 부피% 이하, 약 20 부피% 이하, 또는 심지어 약 10 부피% 이하일 수 있다. 응집형 입자의 결합제 재료 함량은 상기 최소 및 최대 백분율 사이의 범위 내일 수 있음을 이해할 것이다 .
또 다른 특징에서, 응집형 입자는 특정 함량의 공극을 포함할 수 있다. 예를 들어, 하나의 구현예에서, 응집형 입자는 응집형 입자의 총 부피에 대해 약 1 부피% 이상의 연마형 입자를 포함할 수 있다. 다른 예에서, 응집형 입자의 총 부피에 대한 연마 입자의 함량은 약 5 부피% 이상, 예컨대 약 10 부피% 이상, 약 20 부피% 이상, 약 약 30 부피%, 약 40 부피% 이상, 약 50 부피% 이상, 약 60 부피% 이상, 약 70 부피% 이상, 또는 심지어 약 80 부피% 이상일 수 있다. 그러나, 다른 비제한적인 구현에에서, 응집형 입자의 총 부피에 대한 응집형 입자의 연마 입자 함량은 약 95 부피% 이하, 예컨대 약 90 부피% 이하, 약 80 부피% 이하, 약 70 부피% 이하, 약 60 부피% 이하, 약 50 부피% 이하, 약 40 부피% 이하, 약 30 부피% 이하, 약 20 부피% 이하, 또는 심지어 약 10 부피% 이하일 수 있다. 응집형 입자의 공극 함량은 상기 최소 및 최대 백분율 사이의 범위 내일 수 있음을 이해할 것이다 .
응집형 입자 내의 공극은 다양한 유형일 수 있다. 예를 들어, 공극은 밀폐형 공극일 수 있으며, 이는 일반적으로 응집형 입자의 부피 내 서로 이격된 별개의 공극에 의해 정의된다. 하나 이상의 구현예에서, 응집형 입자 내 대부분의 공극은 밀폐형 공극일 수 있다. 대안적으로, 공극은 개방형 공극일 수 있으며, 이는 응집형 입자의 부피를 통해 연장되는 상호 연결 채널의 네트워크를 정의한다. 특정 예에서, 대부분의 공극은 개방형 공극일 수 있다.
응집형 입자는 공급업자로부터 공급 받을 수 있다. 대안적으로, 응집형 입자는 연마 물품 종성 전에 조성될 수 있다. 응집형 입자를 조성하기 위한 적합한 공정은 스크리닝, 혼합, 건조, 고형화, 무전해 도금, 전해 도금, 소결, 브레이징, 분무, 프린팅 또는 이들의 임의의 조합을 포함할 수 있다.
하나의 특정 구현예에 따르면, 응집형 입자는 연마 물품의 조성과 함께 현장에서 조성될 수 있다. 예를 들어, 응집형 입자는 연마 물품의 하나 이상의 구성 요소 층을 조성하면서 조성될 수 있다 . 연마 물품과 함께 현장에서 응집형 입자를 조성하기 위해 적합한 공정은 증착 공정을 포함할 수 있다. 특정 증착 공정은 도금, 전기 도금, 디핑, 분무, 프린팅, 코팅, 중력 코팅 또는 이들의 임의의 조합을 포함할 수 있지만, 이에 국한되지는 않는다. 하나 이상의 특정 구현예에서, 응집형 입자를 조성하는 공정은 도금 공정을 통해 결합 층과 응집형 입자를 동시에 조성하는 단계를 포함한다.
하나 이상의 구현예에 따르면, 연마 입자는 입자 코팅 층을 가질 수 있다. 특히, 입자 코팅 층은 연마 입자의 외부 표면 상에 놓일 수 있고, 더욱이 연마 입자의 외부 표면과 직접 접촉할 수 있다. 입자 코팅 층으로서 사용하기에 적합한 재료는 금속 또는 금속 합금을 포함할 수 있다. 하나의 특정 구현예에 따르면, 입자 코팅 층은 전이 금속 원소, 예컨대 티타늄, 바나듐, 크롬, 몰리브덴, 철, 코발트, 니켈, 구리, 은, 아연, 망간, 탄탈룸, 텅스텐 또는 이들의 임의의 조합을 포함할 수 있다. 하나의 특정 입자 코팅 층은 니켈, 예컨대 니켈 합금, 및 제1 입자 코팅 층 내에 존재하는 다른 종과 비교하여 중량 퍼센트로 측정 시 대부분의 니켈 함량을 갖는 합금을 포함할 수 있다. 보다 특정한 예에서, 입자 코팅 층은 단일 금속종을 포함할 수 있다. 예를 들어, 제1 입자 코팅 층은 본질적으로 니켈로 구성될 수 있다. 입자 코팅 층은 도금 층일 수 있으므로 이는 전해 도금 층 및 무전해 도금 층일 수 있다.
입자 코팅 층 적어도 연마 입자의 외부 표면 일부 위에 놓이도록 조성될 수 있다. 예를 들어, 입자 코팅 층은 연마 입자의 외부 표면적의 약 50% 이상 위에 놓일 수 있다. 다른 구현예에서, 입자 코팅 층의 커버리지는 더 클 수 있으며, 예컨대 연마 입자의 약 75% 이상, 약 80% 이상, 약 90% 이상, 약 95% 이상, 또는 본질적으로 연마 입자의 전체 외부 표면일 수 있다.
입자 코팅 층 은 공정을 촉진하기 위해 제1 유형의 연마 입자 양에 대해 특정 함량을 갖도록 조성될 수 있다. 예를 들어, 입자 코팅 층은 각 연마 입자의 총 중량의 약 5% 이상일 수 있다. 다른 예에서, 각 연마 입자의 총 중량에 대한 입자 코팅층의 상대적 함량은 더 클 수 있으며, 예컨대 약 10% 이상, 약 20% 이상, 약 30% 이상, 약 40% 이상, 약 50% 이상, 약 60% 이상, 약 70% 이상, 또는 심지어 약 80% 이상일 수 있다. 그러나, 다른 비제한적인 구현에에서, 연마 입자의 총 중량에 대한 입자 코팅 층의 상대적 함량은 약 99% 이하, 예컨대 약 90% 이하, 약 80% 이하, 약 70% 이하, 약 60% 이하, 약 50% 이하, 약 40% 이하, 약 30% 이하, 약 20% 이하, 또는 심지어 약 10% 이하일 수 있다. 연마 입자의 총 중량에 대한 입자 코팅 층의 상대적 함량은 전술한 최소 및 최대 백분율 사이의 범위 내일 수 있다는 것을 이해할 것이다.
하나의 구현예에 따르면, 입자 코팅 층은 공정을 촉진하기 위해 적합한 특정 두께를 갖도록 조성될 수 있다. 예를 들어, 입자 코팅 층의 평균 두께는 약 5미크론 이하, 예컨대 약 4미크론 이하, 약 3미크론 이하, 또는 심지어 약 2미크론 이하일 수 있다 . 또한, 하나의 비제한적인 구현예에 따르면, 입자 코팅 층의 평균 두께는 약 0.01미크론 이상, 0.05미크론 이상, 약 0.1미크론 이상, 또는 심지어 약 0.2미크론 이상일 수 있다. 입자 코팅 층의 평균 두께는 전술한 최소값과 최대값 사이의 범위 내일 수 있다는 것을 이해할 것이다.
본원의 특정 특징에 따르면, 입자 코팅 층은 복수의 개별 필름 층으로 조성될 수 있다. 예를 들어, 입자 코팅 층은 연마 입자 위에 놓인 제1 입자 필름 층, 및 제1 입자 필름 층 위에 놓인 제1 입자 필름 층과 상이한 제2 입자 필름 층을 포함할 수 있다. 제1 입자 필름 층은 연마 입자의 외부 표면과 직접 접촉할 수 있고 제2 입자 필름 층은 제1 입자 필름 층과 직접 접촉할 수 있다. 제1 입자 필름 층과 제2 입자 필름 층은 평균 두께, 조성, 용융 온도 또는 이들의 조합과 같은 하나 이상의 재료 파라미터에 기초하여 서로 구별될 수 있다.
하나 이상의 구현예에 따르면, 연마 입자는 연마 물품의 개선된 제조 및/또는 성능을 촉진하는 특정 크기를 가질 수 있다. 예를 들어, 연마 입자의 평균 입자 크기(D50)는 500미크론 이하, 예컨대 300미크론 이하, 200미크론 이하, 150미크론 이하, 100미크론 이하, 80미크론 이하, 70미크론 이하, 60미크론 이하, 50미크론 이하, 40미크론 이하, 30미크론 이하 또는 심지어 20미크론 이하일 수 있다. 그러나, 일 비제한적인 구현예에서, 연마 입자의 평균 입자 크기(D50)는 약 0.1미크론 이상, 예컨대 약 0.5미크론 이상, 약 1미크론 이상, 약 2미크론 이상, 약 5미크론 이상, 또는 심지어 8미크론 이상일 수 있다. 평균 입자 크기는 상기 최소 및 최대 백분율 사이의 범위 내이고, 예컨대 1미크론 내지 100미크론 또는 2미크론 내지 80미크론이 될 수 있다는 것을 이해할 수있을 것이다.
슬러리(115)는 특정 함량의 연마 입자를 포함할 수 있으며, 이는 연마 물품의 개선된 제조 및/또는 성능을 촉진할 수 있다. 예를 들어, 슬러리(115)는 혼합물의 총 중량에 대해 5 중량% 이상의 연마 입자를 포함할 수 있다. 또 다른 예에서, 슬러리(115) 내의 연마 부품 입자 함량은 더 클 수 있으며, 예컨대 슬러리(115)의 총 중량에 대해 8 중량% 이상 또는 10 중량% 이상 또는 12 중량% 이상 또는 14 중량% 이상 또는 16 중량% 이상 또는 18 중량% 이상 또는 20 중량% 이상 또는 22 중량% 이상 또는 24 중량% 이상 또는 26 중량% 이상 또는 28 중량% 이상 또는 30 중량% 이상 또는 32 중량% 이상 또는 34 중량% 이상 또는 36 중량% 이상 또는 38 중량% 이상 또는 40 중량% 이상 또는 42 중량% 이상 또는 44 중량% 이상 또는 46 중량% 이상 또는 48 중량% 이상 또는 50 중량% 이상일 수 있다. 적어도 또 하나의 비제한적인 구현예에서, 슬러리(115) 내의 연마 입자의 함량은 80 중량% 이하, 예컨대 슬러리(115)의 총 중량에 대해 75 중량% 이하 또는 70 중량% 이하 또는 65 중량% 이하 또는 60 중량% 이하 또는 55 중량% 이하 또는 50 중량% 이하 또는 45 중량% 이하 또는 40 중량% 이하 또는 30 중량% 이하 또는 25 중량% 이하 또는 20 중량% 이하일 수 있다. 슬러리(115)는 전술한 최소 및 최대 백분율의 임의의 값을 포함하는 범위 내에서 연마 입자 함량을 포함할 수 있음을 이해할 것이다. 또한, 슬러리(115) 내의 연마 입자 함량은 기판의 크기(예: 폭 또는 직경), 연마 입자의 평균 입자 크기 및 최종적으로 조성된 연마 물품의 기판 상에 있는 연마 입자의 원하는 함량에 따라 제어되고 변경될 수 있다.
본원에서 기술된 바와 같이, 연마 물품은 슬러리(115)로부터 조성될 수 있는 택킹 층, 및 보다 구체적으로, 기판(111) 상에 증착된 전구체 물질을 포함할 수 있다. 택킹 층은 증착 공정 동안 기판(111) 상에 연마 입자의 접착을 촉진할 수있다. 택킹 층은 기판(111) 또는 기판(111)상의 배리어 층에 직접 결합 될 수 있다 . 택킹 층은 기판(111)과 연마 입자 및 결합 층 사이에 배치될 수 있다. 택킹 층은 등각성이고 연속적인 층일 수 있다. 대안적으로, 택킹 층은 기판이 택킹 층의 상부 부분에 놓이지 않고 노출되는 갭 영역에 의해 분리된 태킹 층 재료의 별개의 아일랜드를 포함하는 불연속 층일 수 있다 .
하나의 특정 구현예에서, 택킹 층은 본원에 개시된 방법에 따라 분말 전구체 물질이 기판(111) 상에 증착되도록 전구체 물질로부터 조성될 수 있다 . 그런 다음, 전구체 물질을 처리하고 택킹 층을 조성할 수 있다. 그 후, 결합 층이 택킹 층 및 연마 입자 위에 조성될 수 있다. 결합 층은 증착 공정, 예컨대 도금 공정 및 보다 구체적으로, 전기 도금 공정을 사용하여 조성될 수 있다.
일 구현예에 따르면, 택킹 층은 금속, 금속 합금, 금속 매트릭스 복합 재료 또는 그들의 임의의 조합으로부터 조성될 수 있다. 하나의 특정 구현예에서, 택킹 층은 전이 금속 원소를 포함하는 재료로 조성될 수 있다. 예를 들어, 택킹 층은 전이 금속 원소를 포함하는 금속 합금일 수 있다. 일부 적합한 전이 금속 원소는 납, 은, 구리, 아연, 인듐, 주석, 티타늄, 몰리브덴, 크롬, 철, 망간, 코발트, 니오븀, 탄탈룸, 텅스텐, 팔라듐, 백금, 금, 루테늄 또는 이들의 임의의 조합을 포함할 수 있다. 하나의 특정 구현예에 따르면, 택킹 층은 주석 및 납을 포함하는 금속 합금으로 제조될 수 있다. 특히, 이러한 주석 및 납의 금속 합금은 납과 비교하면 대부분 주석 함량을 포함할 수 있고, 이는 약 60/40 이상의 주석/납 조성물을 포함할 수 있지만 이에 국한되지 않는다.
다른 구현예에서, 택킹 층은 대부분 주석 함량을 갖는 재료로 제조될 수 있다. 실제로, 특정 연마 물품에서 택킹 층은 본질적으로 주석으로 구성될 수 있다. 주석은 단독으로 또는 땜납으로 약 99% 이상의 순도를 가질 수 있다. 택킹 층은 도금된 재료(예 택킹 층)의 총 중량에 대해 약 0.5 중량% 이하의 유기 함량을 가질 수 있다.
일 구현예에 따르면, 택킹 층은 땜납 재료일 수 있다. 땜납 재료는 약 450℃ 이하와 같은 특정 융점을 갖는 재료를 포함할 수 있다는 것을 이해할 것이다. 땜납 재료는 브레이징 재료와 구별되며, 이는 일반적으로 납땜 재료 보다 현저히 높은 융점, 예컨대 450℃ 이상, 및 보다 전형적으로는 500℃ 이상일 수 있다. 또한, 브레이징 재료는 상이한 조성물을 가질 수 있다. 일 구현예에 따르면, 본원의 구현예들의 택킹 층은 약 400℃ 이하, 예컨대 약 375℃ 이하, 약 350℃ 이하, 약 300℃ 이하, 또는 심지어 약 250℃ 이하의 융점을 갖는 재료로 조성 될 수있다. 또한, 상기 택킹 층의 융점은 약 100℃ 이상, 예컨대 약 125℃ 이상, 약 150℃ 이상, 또는 심지어 약 175℃ 이상일 수 있다. 택킹 층이 상기 언급된 최소 및 최대 온도 사이 범위의 융점을 가질 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
하나의 구현예에 따르면, 택킹 층은 배리어 층과 동일한 물질을 포함할 수 있으며, 이에 따라 배리어 층과 택킹 층의 조성물은 하나 이상의 원소를 공통으로 공유할 수 있다. 또한 대안적인 구현예에서, 배리어 층 및 택킹 층은 완전히 상이한 재료일 수 있다.
택킹 층은 연마 입자의 평균 입자 크기와 비교하여 특정 평균 두께를 갖도록 조성될 수 있으며, 이는 개선된 제조 및/또는 사용을 촉진할 수 있다. 예를 들어, 택킹 층은 연마 입자의 평균 입자 크기의 약 5% 이상의 평균 두께를 가질 수 있다 . 연마 입자의 평균 입자 크기에 대한 택킹 층의 상대적인 평균 두께는 (Tb/D50)× 방정식의 절대값으로 계산될 수 있고, 여기서 D50는 평균 입자 크기를 나타내며, Tb는 택킹 층의 평균 두께를 나타낸다. 다른 구현예에서, 택킹 층의 평균 두께는 더 클 수 있으며, 예컨대 약 8% 이상, 10% 이상, 15% 이상, 또는 심지어 약 20% 이상일 수 있다. 또한, 다른 비제한적인 구현예에서, 택킹 층의 평균 두께는 제한 될 수 있고, 이에 따라 연마 입자의 평균 입자 크기의 약 80% 이하 또는 50% 이하 또는 약 40% 이하 또는 약 30% 이하 또는 심지어 약 20% 이하일 수 있다. 택킹 층은 전술한 최소 및 최대 백분율의 임의의 값을 포함하는 범위 내에서 평균 두께를 가질 수 있음을 이해할 것이다.
도 2A는 일 구현예에 따른 예시적인 연마 물품 일부의 예를 포함한다. 예시된 바와 같이, 연마 물품(200)은 세장형 본체를 정의하는 기판(201), 기판(201) 위에 놓인 결합 층(202), 및 결합 층 (202)에 함유되고 기판(201) 위에 놓인 연마 입자(203)를 포함한다. 연마 입자(203)는 결합 층(202)을 통해 기판(201)에 부착된다. 하나 이상의 코팅 층은 도시되지 않은 결합 층(202) 위에 놓일 수 있음을 이해할 것이다. 또한, 택킹 층과 같은 하나 이상의 층이 결합 층(202)의 하부에 있을 수 있음을 이해할 것이다.
하나의 구현예에 따르면, 결합 층(202)은 기판(201)의 외부 표면 대부분 위에 놓일 수 있다. 특정 구현예에서, 결합 층(202)은 기판(201)의 외부 표면의 90% 이상 및 최종적으로 조성된 연마 물품의 90% 이상 위에 놓이도록 조성될 수 있다. 다른 구현예에서, 결합 층(202)의 커버리지는 더 클 수 있고, 이에 따라 이는 기판(201) 및 최종적으로 조성된 연마 물품의 약 92% 이상, 약 95% 이상, 또는 심지어 약 97% 이상 위에 놓일 수 있다 . 하나의 특정 구현예에서, 결합 층(202)은 연마 물품의 외부 표면 전체 위에 놓이도록 조성될 수 있다. 또한, 대안적인 구현예에서, 노출된 영역이 연마 물품 상에 조성될 수 있도록 결합 층을 선택적으로 배치할 수 있다. 노출된 영역은 결합 층(202)이 기판(201) 위에 놓이지 않고 기판(201)의 표면 또는 하부 층(예: 택킹 층)이 노출될 수있는 영역을 포함할 수 있다.
결합 층(202)은 유기 재료, 무기 재료 또는 이들의 임의의 조합과 같은 특정 재료로 제조될 수 있다. 일부 적합한 유기 재료는 UV 경화성 중합체, 열경화성 수지, 열가소성 수지 또는 이들의 임의의 조합과 같은 중합체를 포함할 수 있다. 일부 다른 적합한 중합체 재료는 우레탄, 에폭시, 폴리이미드, 폴리아미드, 아크릴레이트, 폴리비닐 또는 이들의 임의의 조합을 포함할 수 있다.
결합 층(202)에 사용하기에 적합한 무기 재료는 금속, 금속 합금, 서멧, 세라믹, 복합재 또는 이들의 임의의 조합을 포함할 수 있다. 하나의 특정한 예에서, 결합 층은 하나 이상의 전이 금속 원소를 갖는 재료, 및 보다 구체적으로, 전이 금속 원소를 함유하는 금속 합금으로 조성될 수 있다. 결합 층(202)에 사용하기에 적합한 일부 전이 금속 원소는 니켈 납, 은, 구리, 아연, 주석, 티타늄, 몰리브덴, 크롬, 철, 망간, 코발트, 니오븀, 탄탈룸, 텅스텐, 팔라듐, 백금, 금, 루테늄 또는 이들의 임의의 조합을 포함할 수 있다. 특정 예에서, 결합 층(202)은 니켈을 포함할 수 있고, 니켈을 포함하는 금속 합금, 또는 심지어 니켈계 합금일 수 있다. 또 다른 구현예에서, 결합 층(202)은 본질적으로 니켈로 구성될 수 있다.
선택적으로, 결합 층(202)은 충전제 재료를 포함할 수 있다. 충전제는 최종적으로 조성된 연마 물품의 성능 특성을 향상시키기에 적합한 다양한 재료일 수 있다. 일부 적합한 충전제 재료는 내마모성 입자, 중공 구체와 같은 기공 형성제, 유리 구체, 버블 알루미나, 쉘 및/또는 섬유와 같은 천연 재료, 금속 입자, 흑연, 윤활성 재료 및 이들의 조합을 포함할 수 있다.
하나의 특정 구현예에서, 결합 층(202)은 하나 이상의 충전제 입자를 포함할 수 있고, 이는 슬러리에 함유되고 기판(201)에 부착된 연마 입자(203)와 동일하거나 상이할 수 있다. 충전제 입자는 특히 크기와 관련하여 연마 입자(203)와 상당히 다를 수 있고, 이에 따라 특정 예에서 충전제 입자는 연마제 입자(203)의 평균 입자 크기 보다 실질적으로 작은 평균 입자 크기를 가질 수 있다. 예를 들어, 충전제 입자의 평균 입자 크기는 연마 입자(203)의 평균 입자 크기보다 약 2배 이상 또는 약 3배 이상, 예컨대 약 5배 이상, 약 10배 이상, 및 특히 연마 입자(203)의 평균 입자 크기 보다 약 2배 내지 10배 적은 범위 내일 수 있다.
결합 층(203) 내의 충전제 입자는 탄화물, 탄소계 재료(예: 풀러렌), 다이아몬드, 붕화물, 질화물, 산화물, 산질화물, 옥시붕화물 또는 이들의 임의의 조합과 같은 재료로 제조될 수 있다. 특정 예에서, 충전제 입자는 다이아몬드, 입방정 질화 붕소 또는 이들의 조합과 같은 초연마 재료일 수 있다.
결합 층(102)은 연속 코팅 형태일 수 있으며, 연마 입자(203)의 평균 입자 크기에 대한 두께의 관점에서 특정한 관계를 가질 수 있다. 예를 들어, 결합 층(202)은 연마 입자(203)의 평균 입자 크기의 약 5% 이상의 평균 두께를 가질 수 있다 . 연마 입자(203)의 평균 입자 크기에 대한 결합 층(202)의 상대적인 평균 두께는 (Tb/D50)× 방정식의 절대값으로 계산될 수 있고, 여기서 D50는 연마 입자(203)의 평균 입자 크기를 나타내며, Tb는 결합 층(202)의 평균 두께를 나타낸다. 다른 구현예에서, 결합 층(202)의 평균 두께는 더 클 수 있으며, 예컨대 약 8% 이상, 10% 이상, 15% 이상, 또는 심지어 약 20% 이상일 수 있다. 또한, 다른 비제한적인 구현예에서, 결합 층(202)의 평균 두께는 제한될 수 있고, 이에 따라 연마 입자(203)의 평균 입자 크기의 약 80% 이하 또는 약 75% 이하 또는 약 70% 이하 또는 약 65% 이하 또는 약 60% 이하 또는 50% 이하 또는 약 40% 이하 또는 약 30% 이하 또는 심지어 약 20% 이하일 수 있다. 결합 층(202)은 전술한 최소 및 최대 백분율의 임의의 값을 포함하는 범위 내에서 평균 두께를 가질 수 있음을 이해할 것이다.
보다 구체적인 예에서, 결합 층(202)은 1미크론 이상의 평균 두께를 갖도록 조성될 수 있다. 다른 연마 물품의 경우, 결합 층(202)은 더 큰 평균 두께를 가질 수 있으며, 예컨대 이는 약 2미크론 이상, 약 3미크론 이상, 약 4미크론 이상, 약 5미크론 이상, 약 7미크론 이상, 또는 심지어 10미크론 이상일 수 있다. 특정 연마 입자의 결합 층(202)은 평균 두께가 약 60미크론 이하이며, 예컨대 이는 약 50미크론 이하, 약 40미크론 이하, 약 30미크론 이하, 또는 심지어 약 20미크론 이하일 수 있다. 결합 층(202)은 전술한 최소 및 최대 값의 임의의 값을 포함하는 범위 내에서 평균 두께를 가질 수 있음을 이해할 것이다.
연마 물품(200)은 결합 층(202) 위에 놓인 코팅 층을 선택적으로 포함할 수 있다. 하나 이상의 예에서, 코팅 층은 결합 층(202)의 적어도 일부와 직접 접촉하도록 조성될 수 있다. 코팅층의 조성은 증착 공정을 포함할 수 있다. 일부 적합한 증착 공정은 도금(전해 또는 무전해), 분무, 디핑, 프린팅, 코팅, 또는 이들의 임의의 조합을 포함할 수 있다.
코팅 층은 유기 물질, 무기 물질 또는 이들의 임의의 조합을 포함할 수 있다. 하나의 특징에 따르면, 코팅 층은 금속, 금속 합금, 서멧, 세라믹, 유기, 유리 또는 이들의 임의의 조합과 같은 재료를 포함할 수 있다. 보다 구체적으로, 코팅 층은 전이 물질 원소, 예컨대 티타늄, 바나듐, 크롬, 몰리브덴, 철, 코발트, 니켈, 구리, 은, 아연, 망간, 탄탈룸, 텅스텐 또는 이들의 임의의 조합을 포함할 수 있다. 특정 구현예에서, 코팅 층은 대부분의 니켈 함량을 포함할 수 있으며, 실제로는 본질적으로 니켈로 구성될 수 있다. 대안적으로, 코팅 층 은 열경화성 수지, 열가소성 수지 또는 이들의 임의의 조합을 포함할 수있다. 하나의 예에서, 코팅 층은 수지 재료를 포함하고 본질적으로 용매를 포함하지 않을 수 있다.
하나의 특정 구현예에서, 코팅 층은 충전제 물질을 포함할 수 있으며, 이는 본원에 설명된 결합 층(202)의 충전제 입자와 동일한 특징을 가질 수 있는 충전제 입자일 수 있다.
본원의 구현예의 연마 물품은 연마 물품의 길이를 따라 다양한 특정 함량의 연마 입자를 가질 수 있다. 예를 들어, 하나 이상의 특징에서, 연마 입자의 함량은 최소 및 최대 값 사이에서 본체의 길이를 따라 진동하며, 여기서 최소 함량은 0보다 크다. 진동은 연마 입자의 함량의 다양한 변화일 수 있지만 반드시 예측 가능한 것은 아니다. 하나의 구현예에 따르면, 연마 입자의 함량은 반복적인 패턴에 따라 진동할 수 있다. 다른 구현예에서, 연마 입자의 함량은 최소 및 최대 값 사이에서 점진적이고 연속적으로 진동할 수 있다. 예를 들어, 다시 도 2A를 참조하면, 연마 물품(200)은 기판(201) 길이의 적어도 일부를 따라 진동하는 연마 입자(203)의 함량을 포함한다. 도 2A는 함량 대 길이의 플롯의 예를 포함한다. 도시된 바와 같이, 연마 입자(203)의 함량은 기판(201)의 길이를 따라 위치가 변화함에 따라 진동한다. 보다 구체적으로, 연마 입자의 함량은 영역(207)에서 영역(208)으로 점차 증가한다. 또한, 플롯에 의해 도시된 바와 같이, 연마 입자(203)의 함량은 영역(208)에서 영역(210)으로 영역 (209)으로 점진적이고 연속적으로 감소한다. 영역(208)에서 연마 입자(203)의 함량은 국부 최대값(221)을 정의하고, 영역(209)에서 연마제 입자(203)의 함량은 국부 최소값(222)을 정의한다. 또한, 도 2A에 도시된 바와 같이, 영역(210)에서 연마 입자(203)의 함량은 함량 값 (223)을 포함하고, 이는 국부 최소값(222)에서 연마 입자(203)의 함량 보다 크고, 함량 값(223)은 국부 최대값(221)에서 연마 입자(203)의 함량 보다 작다. 도 2A에 도시된 연마 입자의 함량 변화는 다수의 상이하고 가능한 진동의 한 가지 유형에 불과함을 이해할 것이다.
주어진 영역에서 연마 입자의 함량은 광학 분석을 통해 연마 입자의 카운트 수를 제공하는 연마 입자 계수 시스템(APCS)에 따라 측정된다. 연마 물품은 Basler PIA2400-17gm 카메라를 30m/분의 속도로 통과하여 병진되며, 이는 연마 물품의 절반 이상을 볼 수 있는 위치에 설정된다. 이 카메라의 해상도는 1미크론이며 초당 12개의 이미지를 캡처할 수 있다. 카메라는 지속적으로 사진을 촬영하도록 설정되어 있으며, 조명이 켜진 순간과 조명이 꺼진 순간 사이를 전환하도록 구성된 스트로브 시스템에 연결되어 있다. 이 시스템은 13개의 LED 조명(와이어의 한 면 둘러싼 12개 및 카메라 내 1개)을 사용한다. 12개의 LED 조명은 총 피크 순간 전력이 1.6kW이다. LED 조명은 연마 물품의 한 면 주위에 동일하게 이격되고 연마 물품의 한 면(예: 180도)을 둘러싼 12면 돔에 부착된다. 사용 가능한 이미지를 캡처하기 전에, 연마 물품의 조명은 연마 물품을 적절하게 조명하고 계수 오류를 최소화하도록 조정된다. 보기 환경의 밝기는 계수 오류 또는 기타 오류를 최소화하기 위해 연마 물품의 조명을 최적화하도록 구성된 소프트웨어로 제어된다.
카메라는 1초에 12개 프레임을 캡처하되, 조명이 켜진 순간에서 카메라는 연마 물품의 2.46mm를 캡처하고 비조명 순간에서 연마 물품의 39.54mm는 카메라에 의해 병진된다. 달리 설명하면, 1/12초마다, 연마 물품의 2.46mm가 조명이 켜진 순간에서 카메라에 의해 캡처된 직후 연마 물품의 39.54mm가 비조명 순간에서 카메라에 의해 병진된다. 매초마다 2.46mm 크기의 연마 물품의 12개의 프레임과 12개의 상이한 부분이 포함되며, 이들은 각기 캡처되지 않은 39.54mm의 연마 물품에 의해 분리되어 있다. 모든 프레임에는 2456픽셀 또는 2.456mm(즉, 2456픽셀 x 0.0001mm = 2.456mm)의 이미지가 포함된다.
소프트웨어는 각 이미지의 1mm 길이를 분석 하여 연마 입자의 카운트 값을 결정한다. 즉, 각각의 조명된 순간에서 연마 입자를 계수하고, 카운트 수를 2.46으로 나누어 길이 1mm당 카운트를 결정하며, 이는 본원에서 특정 조명 순간에 대한 카운트로 보고된다. 1/12초마다 하나의 연관된 카운트 값이 있다. 소프트웨어는 임계 값에 의해 제어되며, 여기서 연마 입자로 간주될 수 있는 와이어 상의 임의의 영역은 연마 입자 상의 모든 코팅을 포함하는 연마 입자의 D50에 기초하여 최소 크기를 가져야 한다. 최소 크기는 연마 입자의 모든 코팅을 포함하는 연마 입자의 D50의 1/3이다. 최소 크기보다 작은 치수인 모든 물체는 연마 입자로 간주되지 않는다. 카메라는 연마 물품의 반대 측면 상의 입자를 캡처할 수 없음을 이해할 것이다.
1초 내에 각 프레임(1/12초의 이미지)에 대한 카운트는 주어진 시간(초)에 대한 평균 카운트를 생성하도록 평균화된다. 상기 카운트는 분석된 와이어 길이의 와이어 상의 연마 입자 함량이다. 바람직하게는, 1000개 이상의 샘플이 적절한 길이의 연마 물품을 따라 캡처되어 적절하게 대표적인 플롯을 제공한다.
본원에서 언급된 바와 같이, 도 2A는 연마 입자의 진동 함량을 포함하는 연마 물품의 예를 포함한다. 특히,도 2A에 도시된 연마 물품의 일부는 연마 물품의 길이의 적어도 일부를 따라 연마 입자 함량의 규칙적인 진동을 갖는 연마 물품을 나타낸다. 규칙적인 진동은 반복 가능한 방식으로 점진적으로 변하는 연마 입자(203)의 함량을 특징으로 할 수 있다. 보다 구체적으로, 특정 예에서 규칙적인 진동은 예측 가능한 파상 함수에 따라 변하는 연마 입자의 함량을 특징으로 할 수 있다.
도 2B는 다른 구현예에 따른 연마 물품의 길이 대 연마 입자 함량의 일반화된 플롯의 예를 포함한다. 도 2B에 도시된 바와 같이, 연마 입자의 함량은 진동하고 있다. 연마 입자(203)의 함량은 연마 물품의 길이의 적어도 일부를 따라 점진적이고 연속적으로 변한다. 도 2B의 특정 구현예에서, 진동은 예측할 수 없거나 무작위적인 방식으로 연마 입자(203)의 함량의 연속적이고 점진적인 변화에 의해 규정되는 불규칙한 진동이다.
연마 물품은 연마 물품의 길이를 따라 두 개 이상의 유형의 진동을 갖도록 조성될 수 있음을 이해할 것이다. 다양한 유형의 진동은 서로 구별될 수 있고 연마 물품의 길이를 따라 상이한 부분 또는 영역에서 서로 분리될 수 있다. 연마 물품의 길이를 따라 진동 유형을 변화시키면 연마 물품의 성능을 향상시킬 수 있다. 도 2C는 일 구현예에 따른 연마 물품 일부의 길이 대 연마 입자 함량의 일반화된 플롯을 포함한다. 예시된 바와 같이, 연마 물품은 3개의 상이한 섹션(251, 252 및 253)을 포함할 수 있으며, 여기서 3개의 상이한 섹션(251, 252 및 253) 각각은 서로에 대해 구별되는 3개 유형의 진동을 정의할 수 있다. 3개의 상이한 섹션(251, 252 및 253) 각각은 연마 물품의 길이를 따라 상이한 장소 위에 놓일 수 있다. 도 2C에 도시된 바와 같이, 그리고 하나의 구현예에 따라, 섹션(251)의 연마 입자 함량은 사인곡선 함수 형태의 규칙적인 진동을 포함한다. 섹션(252)에서 연마 입자 함량은 불규칙한 진동을 특징으로 한다. 섹션(253)에서의 연마 입자 함량은 수학적 함수에 의해 정의될 수 있는 규칙적인 진동을 특징으로 한다 .
또 다른 구현예에서, 연마 물품은 하나 이상의 커버되지 않은 영역에 의해 분리될 수 있는 연마 물품의 길이의 일부를 따라 하나 이상의 섹션을 포함할 수 있다. 커버되지 않은 영역은 연마 입자가 없고 연마 입자의 평균 입자 크기의 10배 이상의 최소 길이를 갖는 영역이다 . 도 2D는 일 구현예에 따른 연마 물품 일부 이상의 길이 대 연마 입자 함량의 일반화된 플롯을 포함한다. 예시된 바와 같이, 연마 물품은 규칙적인 진동을 특징으로 하는 연마 입자의 함량을 갖는 연마 섹션(261)을 포함한다. 연마 물품은 규칙적인 진동을 특징으로 하는 연마 입자의 함량, 특히 섹션(261)의 연마 입자의 함량과 동일한 유형의 규칙적인 진동을 갖는 연마 섹션(263)을 추가로 포함한다. 섹션(261 및 263)은 연마 입자의 평균 입자 크기의 10배 보다 큰 길이를 갖는 커버되지 않은 영역(262)에 의해 분리된다. 커버되지 않은 영역(262)에서 연마 입자 함량은 0이고 섹션(261 및 263) 사이의 진동의 중단을 나타낸다. 연마 물품은 섹션(263)에 인접한 커버되지 않은 영역(264)을 추가로 포함한다. 커버되지 않은 영역(262 및 264)의 존재는 연마 물품 의 작동에서 스와프 제거 및 개선을 촉진할 수 있다. 커버되지 않은 영역(262 및 264)에 대한 섹션(261 및 263)의 길이는 연마 물품의 의도된 적용에 따라 변경될 수 있다 . 섹션(261 및 263)은 서로에 대해 상이한 진동을 가질 수 있음을 이해할 것이다. 예를 들어, 섹션(263)은 불규칙 진동 또는 본원의 구현예에서 설명된 임의의 다른 진동을 포함할 수 있다.
커버되지 않은 영역의 존재는 선택적임을 이해할 것이다. 본원의 구현예는 연마 물품의 전체 길이가 커버되지 않은 임의의 영역을 포함하지 않도록 커버되지 않은 임의의 영역이 없을 수 있다.
하나의 구현예에 따르면, 연마 입자의 함량은 기판 또는 연마 물품의 총 길이의 50% 이상에 대해 진동할 수 있다. 다른 구현예에서, 연마 입자(203)의 함량은 기판 또는 연마 물품의 총 길이의 60% 이상 또는 기판의 총 길이의 70% 이상 또는 기판의 총 길이의 80% 이상 또는 기판의 총 길이의 90% 이상 또는 기판의 총 길이의 95 % 이상에 대해 진동할 수 있다. 하나의 특정 구현예에 따르면, 연마 입자의 함량은 기판 또는 연마 물품의 총 길이에 대해 진동할 수 있다. 하나의 비제한적인 구현예에서, 연마 입자의 함량은 기판 또는 연마 물품의 총 길이의 99% 이하, 예컨대 95% 이하 또는 90% 이하 또는 85% 이하 또는 80% 이하 또는 70% 이하 또는 60% 이하 또는 55% 이하에 대해 진동할 수 있다. 연마 입자의 함량은 상기 언급된 최소 및 최대 값 중 임의의 값을 포함하는 범위 내 길이에 대해 진동할 수 있음을 이해할 것이다.
다른 구현예에 따르면, 특정 유형의 진동을 가질 수있는 특정 섹션의 길이는 기판 또는 연마 물품의 총 길이의 1 % 이상 연장될 수 있다. 다른 구현예에서, 섹션의 길이는 특정 유형의 진동이 더 클 수 있으며, 예컨대 기판 또는 연마 물품의 총 길이의 3% 이상 또는 5% 이상 또는 10% 이상 또는 15% 이상 또는 20% 이상 또는 30% 이상 또는 40% 이상 또는 50% 이상 또는 60% 이상 또는 70% 이상 또는 80% 이상 또는 90% 이상 또는 95 % 이상일 수 있다. 하나의 특정 구현예에 따르면, 섹션의 길이는 기판 또는 연마 물품의 총 길이의 99% 이하, 예컨대 95% 이하 또는 90% 이하 또는 85% 이하 또는 80% 이하 또는 70% 이하 또는 60% 이하 또는 50% 이하 또는 40% 이하 또는 30% 이하 또는 20% 이하 또는 10% 이하 또는 이하 5% 이하 또는 3% 이하일 수 있다. 섹션의 길이는 상기 언급된 최소 및 최대 값 중 임의의 값을 포함하는 범위 내일 수 있음을 이해할 것이다.
상이한 섹션을 포함하는 연마 물품의 경우, 섹션의 길이는 서로 비교하여 동일하거나 다를 수 있음을 이해할 것이다. 또한, 커버되지 않은 영역을 포함하는 이러한 구현예의 경우, 커버되지 않은 영역의 길이는 서로 동일할 수 있다. 대안적으로, 특정 예에서, 연마 물품은 커버되지 않은 다수의 영역을 포함할 수 있으며, 여기서 커버되지 않은 영역 중 2개 이상은 서로 비교하여 상이한 길이를 갖는다.
도 3은 일 구현예에 따른 연마 물품의 일부 및 연마 입자 함량 대 길이의 대응 플롯을 도시한다. 연마 입자(300)는 기판(301), 기판(301) 위에 놓인 결합 층(302), 및 결합 층(302) 내에 포함되고 결합 층(302)을 통해 기판(301)에 접착되는 연마 입자( 303)를 포함한다. 추가로 예시된 바와 같이, 연마 입자 함량은 기판(301) 및 연마 물품(300) 길이의 적어도 일부를 따라 변한다. 특히, 일반화된 플롯에서 나타난 바와 같이, 연마 입자 함량은 반복적인 패턴에 따라 변하고, 보다 구체적으로는, 국부 최소값 및 국부 최대값 사이의 예측 가능한 파상 함수에 따라 변한다. 도 3의 일반화된 플롯의 연마 입자 함량은 사인곡선 또는 가까운 사인곡선(near-sinusoidal) 수학적 함수에 의해 정의된 것으로 나타난다. 따라서, 연마 입자 함량은 세장형 본체의 길이를 따라 연장되는 일련의 교번 국부 최소값 및 국부 최대값을 정의하는 교번 연마 영역을 포함할 수 있다.
도시된 구현예에 따르면, 연마 물품(300)은 국부 최대값(318)을 포함하는 제1 연마 영역(308), 국부 최소값(319)을 포함하는 제2 연마 영역(309), 제1 국부 중간 포인트(321)를 포함하는 제3 연마 영역(311), 제1 국부 최대값(318)과 구별되고 이격된 제2 국부 최대값(320)을 포함하는 제4 연마 영역(310), 및 제1 국부 중간 포인트(321)와 구별되고 이격된 제2 국부 중간 포인트(322)를 포함하는 제5 연마 영역(312)을 포함할 수 있다. 추가로 도시된 바와 같이, 연마 물품(300)은 제1 국부 최소값(319)과 구별되고 분리된 제2 국부 최소값을 포함하는 제6 연마 영역(307)을 추가로 포함할 수 있다.
국부 최대값은 일반적으로 플롯의 피크로 이해된다. 보다 구체적으로, 국부 최대값은 양의 슬로프를 갖는 플롯의 직전 부분(즉, 제로 슬로프 포인트의 왼쪽) 및 음의 슬로프를 갖는 플롯의 직후 부분(즉, 제로 슬로프 포인트의 오른쪽) 사이에서 0 슬로프를 갖는 함량 대 길이의 플롯의 임의의 포인트이다. 국부 최소값은 일반적으로 플롯의 밸리(valley) 또는 낮은 포인트로 이해한다. 보다 구체적으로, 국부 최소값은 음의 슬로프를 갖는 플롯의 직전 부분(즉, 제로 슬로프 포인트의 왼쪽) 및 양의 슬로프를 갖는 플롯의 직후 부분(즉, 제로 슬로프 포인트의 오른쪽) 사이에서 0 슬로프를 갖는 함량 대 길이의 플롯의 임의의 포인트이다. 국부 중간 포인트는 일반적으로 국부 최대값과 국부 최소값 사이의 중간 포인트로 이해한다. 국부 중간 포인트는 임의의 슬로프 값을 가질 수 있다. 그러나, 연마 입자의 함량은 일반적으로 예측 가능한 파상 함수에 의해 정의되는 도 3의 맥락에서, 제1 국부 중간 포인트(321)는 제1 국부 최대값(318)과 제1 국부 최소값(319) 사이에 위치할 때 음의 슬로프를 가질 수 있다. 제2 국부 중간 포인트(322)는 제1 국부 최소값(319)과 제2 국부 최대값(320) 사이에 위치할 때 양의 슬로프를 가질 수 있다 .
특정 구현예에 따르면, 제1 연마 영역(308)은 연마 입자의 제1 함량(C1)을 포함할 수 있으며, 여기서 C1은 제1 연마 영역(308)의 함량 값(예로, 국부 최대값(318)의 함량 값(즉, APCS에 따르는 카운트 값)에 의해 정의될 수 있다. 특정 구현예에서, C1은 0보다 큰 값을 갖는다. 제2 연마 영역(309)은 연마 입자의 제2 함량(C2)을 포함할 수 있으며, 여기서 C2는 제2 연마 영역(309)의 함량 값(예로, 국부 최소값(319)의 함량 값(즉, APCS에 따르는 카운트 값)에 의해 정의될 수 있다. 특정 구현예에서, C2는 0보다 큰 값을 갖는다.
하나의 특정 구현예에서, 제1 및 제2 연마 영역(308 및 309)에서 연마 입자의 함량 값은 상이할 수 있으며 14카운트 이상의 함량 차이(ΔC)를 정의한다. 함량 차이(ΔC)는 ΔC= │C1-C2│가 되도둑 제1 연마 영역(308)의 함량 값 C1에서 제2 연마 영역(309)의 함량 값 C2를 차감한 차이의 절대 값일 수 있다. 특정 구현예에서, 연마 물품(300)은 특정 함 차이(ΔC)를 갖도록 조성될 수 있고, 이는 연마 물품의 개선된 성능을 촉진할 수 있다. 다른 구현예에서, 함량 차이(ΔC)는 8카운트 이상 또는 10카운트 이상 또는 14카운트 이상 또는 15카운트 이상 또는 20카운트 이상 또는 25카운트 이상 또는 30카운트 이상 또는 35카운트 이상 또는 40카운트 이상 또는 45카운트 이상 또는 50카운트 이상일 수 있다. 또한, 비제한적인 하나의 구현예에서, 함량 차이(ΔC)는 200카운트 이하 또는 150카운트 이하 또는 100카운트 이하 또는 90카운트 이하 또는 80카운트 이하 또는 70카운트 이하 또는 65카운트 이하 또는 60카운트 이하일 수 있다. 함량 차이는 상기 언급된 최소값 및 최대값 중 임의의 값을 포함하는 범위 내일 수 있음을 이해할 것이다.
또한, 함량 차이는 도 3에 도시된 바와 같이, 예측 가능한 파상 함수를 특징으로 하는 연마 입자 함량의 변동뿐만 아니라 임의의 진동에 적용 가능함을 이해할 것이다. 국부 최대값 및 국부 최소값을 갖는 임의의 진동은 본원에 설명된 바와 같이 함량 차이(즉, ΔC)= │C1-C2│)를 가질 수 있다.
하나의 구현예에 따르면, C1은 APCS에 따라 30카운트 이상의 값을 가질 수 있다. 다른 구현예에서, C1의 값은 더 클 수 있으며, 예컨대 32카운트 이상 또는 35카운트 이상 또는 37카운트 이상 또는 40카운트 이상 또는 43카운트 이상 또는 45카운트 이상 또는 47카운트 이상 또는 50카운트 이상 또는 53카운트 이상 또는 55카운트 이상일 수 있다. 비제한적인 다른 구현예에서, C1은 100카운트 이하 또는 90카운트 이하 또는 80카운트 이하 또는 70카운트 이하 또는 67카운트 이하 또는 65카운트 이하 또는 63카운트 이하 또는 60카운트 이하 또는 57카운트 이하의 값을 가질 수 있다. C1은 전술한 최소값 또는 최대값의 임의의 값을 포함하는 범위 내, 예컨대 30카운트 이상 및 100카운트 이하를 포함하는 범위 내 또는 40카운트 이상 및 70카운트 이하를 포함하는 범위 내 또는 심지어 45카운트 이상 및 70 카운트 이하를 포함하는 범위 내의 값을 가질 수 있음을 이해할 것이다.
다른 구현예에 따르면, C2는 APCS에 따라 5카운트 이상의 값을 가질 수 있다. 다른 구현예에서, C2의 값은 더 클 수 있으며, 예컨대 6카운트 이상 또는 7카운트 이이상 또는 8카운트 이상 또는 9카운트 이상 또는 10카운트 이상 또는 11카운트 이상 또는 12카운트 이상 또는 13카운트 이상 또는 14카운트 이상 또는 15카운트 이상 또는 16카운트 이상 또는 17카운트 이상 또는 18카운트 이상 또는 19카운트 이상 또는 20카운트 이상일 수 있다. 비제한적인 다른 구현예에서, C2는 50카운트 이하 또는 40카운트 이하 또는 35카운트 이하 또는 30카운트 이하 또는 28카운트 이하 또는 25카운트 이하 또는 22카운트 이하 또는 20카운트 이하의 값을 가질 수 있다. C2는 전술한 최소값 또는 최대값의 임의의 값을 포함하는 범위 내, 예컨대 5카운트 이상 및 50카운트 이하를 포함하는 범위 내 또는 5카운트 이상 및 30카운트 이하를 포함하는 범위 내 또는 심지어 5카운트 이상 및 25 카운트 이하를 포함하는 범위 내의 값을 가질 수 있음을 이해할 것이다.
전술한 바와 같이, 연마 물품(300)은 제1 국부 중간 포인트(321)를 포함하는 제3 연마 영역(311)을 포함할 수 있다. 제3 연마 영역(311)은 연마 입자(C3)의 제3 함량을 포함할 수 있으며, 여기서 C3은 제1 국부 중간 포인트(321)에서의 함량 값에 의해 정의될 수 있으며, 여기서 제1 국부 중간 포인트는 기판(301)의 세로축(350)을 따라 측정된 제1 국부 최대값(318) 및 제1 국부 최소값(319) 사이의 중간 포인트에 위치한다. 특정 구현예에서, C3은 C1>C3>C2가 되도록 제1 국부 최대 값(318)의 C1과 제1 국부 최소값(319)의 C2 사이의 값을 가질 수 있다.
하나의 특정 구현예에 따르면, C3는 APCS에 따라 11카운트 이상의 값을 가질 수 있다. 다른 구현예에서, C3의 값은 더 클 수 있으며, 예컨대 12카운트 이상 또는 15카운트 이상 또는 18카운트 이상 또는 20카운트 이상 또는 25카운트 이상 또는 30카운트 이상 또는 35카운트 이상 또는 40카운트 이상 또는 45카운트 이상 또는 50카운트 이상일 수 있다. 비제한적인 다른 구현예에서, C3은 80카운트 이하 또는 70카운트 이하 또는 60카운트 이하 또는 50카운트 이하 또는 45카운트 이하 또는 40카운트 이하 또는 35카운트 이하의 값을 가질 수 있다. C3은 전술한 최소값 또는 최대값의 임의의 값을 포함하는 범위 내, 예컨대 12카운트 이상 및 80카운트 이하를 포함하는 범위 내 또는 20카운트 이상 및 50카운트 이하를 포함하는 범위 내 또는 심지어 25카운트 이상 및 45 카운트 이하를 포함하는 범위 내의 값을 가질 수 있음을 이해할 것이다.
본원에서 언급된 바와 같이, 연마 물품(300)은 제2 국부 최대값(320)을 포함하는 제4 연마 영역(310)을 포함할 수 있다. 제4 연마 영역(310)은 연마 입자의 제4 함량(C4)를 포함할 수 있으며, 여기서 C4는 제2 국부 최대값(320)에서의 함량 값에 의해 정의될 수 있다. 특정 구현예에서, C4는 본원의 구현예에서 설명된 바와 같이 C1의 모든 속성을 가질 수 있다.
연마 물품(300)은 제5 국부 중간 포인트(322)를 포함하는 제5 연마 영역(312)을 포함할 수 있다. 제5 연마 영역(311)은 연마 입자(C5)의 제5 함량을 포함할 수 있으며, 여기서 C5는 제2 국부 중간 포인트(322)에서의 함량 값에 의해 정의될 수 있으며, 여기서 제2 국부 중간 포인트는 기판(301)의 세로축(350)을 따라 측정된 제2 국부 최대값(320) 및 제1 국부 최소값(319) 사이의 중간 포인트에 위치한다. 특정 구현예에서, C5는 C4>C5>C2가 되도록 제2 국부 최대 값(320)의 C4와 제1 국부 최소값(319)의 C2 사이의 값을 가질 수 있다. C5는 본원의 구현예에서 설명된 바와 같이 C3의 모든 속성을 가질 수 있다.
다른 구현예에 따르면, 연마 입자의 다양한 함량은 특정 사이클을 정의할 수 있으며, 이는 바로 인접한 두 개의 국부 최대값 사이의 거리를 포함할 수 있다 . 예를 들어, 도 3의 구현예는 제1 국부 최대값(318)과 제2 국부 최대값(320) 사이의 특정 사이클을 정의한다. 하나의 구현예에 따르면, 연마 물품은 기판(301)의 세장형 본체의 전체 길이를 따라 연장되는 하나 이상의 사이클을 포함할 수 있다. 또 다른 구현예에서, 연마 물품(300)은 10개 이상의 사이클, 예컨대 100개 이상의 사이클 또는 1x103개 이상의 사이클 또는 1x104개 이상의 사이클 또는 1x105개 이상의 사이클 또는 5x105개 이상의 사이클 또는 7.5x105개 이상의 사이클 또는 1x106개 이상의 사이클 또는 1.3x106개 이상의 사이클 또는 1.5x106개 이상의 사이클 또는 2x106개 이상의 사이클을 포함할 수 있다. 또한 비제한적인 하나의 구현예에서, 연마 제품은 기판(301)의 세장형 본체의 전체 길이를 따라 연장된 1x1010이하, 예컨대 1x109이하 또는 1x108이하 또는 1x107이하의 사이클을 포함할 수 있다. 기판(301)의 세장형 본체의 전체 길이를 따라 연장되는 사이클의 수는 상기 언급된 최소값 및 최대값 중 임의의 값을 포함하는 범위 내에 있을 수 있음을 이해할 것이다. 세장형 본체의 길이에 대한 사이클의 이러한 관계는 도 3에 도시된 구현예 외에 본원의 다른 구현예에 적용될 수 있음을 이해할 것이다.
다른 구현예에 따르면, 사이클은 기판(301)의 세로축(350)을 따른 거리로 정의된 길이(330)를 가질 수 있다. 하나 이상의 구현예에 대해, 길이(330)는 기판(301)의 세장형 본체의 전체 길이의 90% 이하, 예컨대 기판(301)의 세장형 본체의 총 길이의 85% 이하 또는 80% 이하 또는 75% 이하 또는 70% 이하 또는 65% 이하 또는 60% 이하 또는 55% 이하 또는 50% 이하 또는 45% 이하 또는 40% 이하 또는 35% 이하 또는 이하 30% 이하 또는 25% 이하 또는 20% 이하 또는 15% 이하 또는 10% 이하 또는 5% 이하 또는 3% 이하 또는 1% 이하일 수 있다. 또한 비제한적인 하나의 구현예에서, 길이(330)는 세장형 본체의 총 길이의 0.0001% 이상, 예컨대 세장형 본체의 총 길이의 0.001% 이상 또는 0.01% 이상 또는 0.1% 이상 또는 1% 이상 또는 2% 이상 또는 3% 이상 또는 5% 이상 또는 10% 이상 또는 15% 이상 또는 20% 이상 또는 25% 이상 또는 30% 이상 또는 35% 이상 또는 40% 이상 또는 45% 이상 또는 50% 이상 또는 55% 이상 또는 60% 이상 또는 65% 이상 또는 70% 이상 또는 75% 이상 또는 80% 이상 또는 85% 이상 또는 90% 이상 또는 95% 이상일 수 있다. 길이(330)는 상기 언급된 최소값 및 최대값 중 임의의 값을 포함하는 범위 내일 수 있음을 이해할 것이다. 길이(330)는 도 3에 도시된 구현예 외에 본원의 다른 구현예에 적용될 수 있음을 이해할 것이다.
하나의 구현예에 따르면, C1은 제1 국부 최대값(318)에 대응할 수 있고 C2는 제1 국부 최소값(319)에 대응할 수 있으며, 제1 국부 최대값(318)과 제1 국부 최소값(319) 사이의 거리는 기판(301)의 세장형 본체의 총 길이의 95% 이하인 국부 피크-대-피크 길이(332)를 정의할 수 있다. 또한 다른 구현예에서, 길이(332)는, 세장형 본체의 총 길이의 90% 이하 또는 85% 이하 또는 80% 이하 또는 75% 이하 또는 70% 이하 또는 65% 이하 또는 60% 이하 또는 55% 이하 또는 50% 이하 또는 45% 이하 또는 40% 이하 또는 35% 이하 또는 30% 이하 또는 25% 이하 또는 20% 이하 또는 15% 이하 또는 10% 이하 또는 5% 이하 또는 3% 이하 또는 1% 이하 또는 0.5% 이하 또는 0.1% 이하 또는 0.01% 이하 또는 0.001% 이하일 수 있다. 또한 비제한적인 다른 구현예에서, 길이(332)는 기판(301)의 세장형 본체의 총 길이의 0.00001% 이상, 예컨대 세장형 본체의 총 길이의 0.0001% 이상 또는 0.001% 이상 또는 0.01% 이상 또는 0.1% 이상 또는 1% 이상 또는 2% 이상 또는 3% 이상 또는 5% 이상 또는 10% 이상 또는 15% 이상 또는 20% 이상 또는 25% 이상 또는 30% 이상 또는 35% 이상 또는 40% 이상 또는 45% 이상일 수 있다. 길이(332)는 상기 언급된 최소값 및 최대값 중 임의의 값을 포함하는 범위 내일 수 있음을 이해할 것이다. 길이(332)는 도 3에 도시된 구현예 외에 본원의 다른 구현예에 적용될 수 있음을 이해할 것이다.
다른 구현예에서, 연마 물품은 제1 국부 최대값(318) 및 제2 국부 중간 포인트(322) 사이의 거리에 대응하는 길이(331)를 가질 수 있으되, 제1 국부 최대값(318) 및 제2 국부 중간 포인트(322) 사이에는 하나 이상의 국부 최대값 또는 국부 최소값(즉, 제1 국부 최소값(319)이 배치되어 있다. 하나 이상의 구현예에서, 길이(331)는 기판(301)의 세장형 본체의 전체 길이의 95% 이하일 수 있다. 또한 다른 구현예에서, 길이(331)는 기판(301)의 세장형 본체의 총 길이의 90% 이하 또는 85% 이하 또는 80% 이하 또는 75% 이하 또는 70% 이하 또는 65% 이하 또는 60% 이하 또는 55% 이하 또는 50% 이하 또는 45% 이하 또는 40% 이하 또는 35% 이하 또는 30% 이하 또는 25% 이하 또는 20% 이하 또는 15% 이하 또는 10% 이하 또는 5% 이하 또는 3% 이하 또는 1% 이하 또는 0.5% 이하 또는 0.1% 이하 또는 0.01% 이하 또는 0.001% 이하일 수 있다. 또한 비제한적인 다른 구현예에서, 길이(331)는 기판(301)의 세장형 본체의 총 길이의 0.00001% 이상, 예컨대 세장형 본체의 총 길이의 0.0001% 이상 또는 0.001% 이상 또는 0.01% 이상 또는 0.1% 이상 또는 1% 이상 또는 2% 이상 또는 3% 이상 또는 5% 이상 또는 10% 이상 또는 15% 이상 또는 20% 이상 또는 25% 이상 또는 30% 이상 또는 35% 이상 또는 40% 이상 또는 45% 이상일 수 있다. 길이(331)는 상기 언급된 최소값 및 최대값 중 임의의 값을 포함하는 범위 내일 수 있음을 이해할 것이다. 길이(331)는 도 3에 도시된 구현예 외에 본원의 다른 구현예에 적용될 수 있음을 이해할 것이다.
다른 구현예에서, 연마 물품은 제1 국부 최대값(318) 및 바로 인접한 제1 국부 중간 포인트(321) 사이의 거리에 대응하는 길이(333)를 가질 수 있으되, 제1 국부 최대값(318) 및 제1 국부 중간 포인트(321) 사이에 국부 최대값 또는 국부 최소값(즉, 제1 국부 최소값(319)은 배치되어 있지 않다. 하나 이상의 구현예에서, 길이(333)는 기판(301)의 세장형 본체의 전체 길이의 95% 이하일 수 있다. 또한 다른 구현예에서, 길이(333)는 기판(301)의 세장형 본체의 총 길이의 90% 이하 또는 85% 이하 또는 80% 이하 또는 75% 이하 또는 70% 이하 또는 65% 이하 또는 60% 이하 또는 55% 이하 또는 50% 이하 또는 45% 이하 또는 40% 이하 또는 35% 이하 또는 30% 이하 또는 25% 이하 또는 20% 이하 또는 15% 이하 또는 10% 이하 또는 5% 이하 또는 3% 이하 또는 1% 이하 또는 0.5% 이하 또는 0.1% 이하 또는 0.01% 이하 또는 0.001% 이하일 수 있다. 또한 비제한적인 다른 구현예에서, 길이(333)는 기판(301)의 세장형 본체의 총 길이의 0.00001% 이상, 예컨대 세장형 본체의 총 길이의 0.0001% 이상 또는 0.001% 이상 또는 0.01% 이상 또는 0.1% 이상 또는 1% 이상 또는 2% 이상 또는 3% 이상 또는 5% 이상 또는 10% 이상 또는 15% 이상 또는 20% 이상 또는 25% 이상 또는 30% 이상 또는 35% 이상 또는 40% 이상 또는 45% 이상일 수 있다. 길이(333)는 상기 언급된 최소값 및 최대값 중 임의의 값을 포함하는 범위 내일 수 있음을 이해할 것이다. 길이(333)는 도 3에 도시된 구현예 외에 본원의 다른 구현예에 적용될 수 있음을 이해할 것이다.
다른 특징에서, 기판(301)의 길이의 대부분은 연마 입자로 코팅될 수 있다. 예를 들어, 하나의 구현예에 따르면, 연마 입자는 기판(301)의 세장형 본체의 전체 길이의 50% 이상 위에 놓일 수 있으며, 예컨대 기판(301)의 연장된 본체의 전체 길이의 60% 이상 또는 70% 이상 또는 80% 이상 또는 90% 이상 또는 95% 이상일 수 있다. 하나의 특정 구현예에서, 연마 입자는 기판(301)의 세장형 본체의 전체 길이에 놓여 있을 수 있다. 또한, 비제한적인 하나의 구현예에서, 연마 입자는 기판(301)의 세장형 본체의 전체 길이의 99% 이하, 예컨대 95% 이하 또는 90% 이하 또는 80% 이하 또는 70% 이하 또는 60% 이하에 놓여 있을 수 있다. 기판의 길이를 따르는 연마 입자의 백분율 커버리지는 상기 언급된 임의의 최소 및 최대 백분율을 포함하는 범위 내일 수 있음을 이해할 것이다 . 기판의 길이에 대한 연마 입자의 백분율 커버리지를 정의하기 위해, 연마 입자(임의의 코팅 재료 포함)의 평균 입자 크기의 10 배 이상의 최소 크기를 갖는 커버되지 않은 영역을 식별할 수 있다 . 커버되지 않은 영역은 연마 입자에 의해 커버되지 않은 연마 물품의 영역을 식별하는데 사용될 수 있다.
다른 구현예에 따르면, 연마 입자는 서로에 대해 무작위의 배향을 가질 수 있다. 연마 입자의 배치는 미리 결정된 분포(예: 패턴)로 기판 상에 배치된 연마 입자의 경우와 같이 임의의 장거리 질서를 갖지 않을 수 있다 . 또한, 연마 입자의 배치는 식별 가능한 단거리 질서를 갖지 않을 수 있어서, 이에 따라 바로 인접한 연마 입자의 배치는 주어진 연마 입자의 배치에 기초하여 예측 가능하지 않다.
그러나, 대안적인 구현예에서, 연마 입자는 미리 결정된 분포를 정의하도록 연마 입자가 기판 상에 배치될 수 있다. 미리 결정된 분포는 예측 가능한 질서를 가질 수 있어서, 이에 따라 하나 이상의 연마 입자의 위치는 주어진 연마 입자의 위치를 파악함으로써 예측할 수 있다.
다른 특징에서, 연마 물품(300)은 연마 입자의 특정 평균 농도를 갖도록 조성될 수 있고, 이는 연마 물품의 개선된 성능을 촉진할 수 있다. 본원에서 평균 농도에 대한 언급은 일초 동안 수행된 측정에 기초한 평균 카운트 값으로부터 유도되는 것으로 이해한다. 하나의 구현예에 따르면, 연마 입자는 기판의 mm당 5개 이상 입자, 예컨대 기판의 mm당 10개 이상의 입자 또는 기판의 mm당 20개 이상의 입자 기판의 mm당 30개 이상의 입자 또는 심지어 기판의 mm당 40개 이상의 입자의 평균 연마 입자 농도를 가질 수 있다. 또한 비제한적인 다른 구현예에서, 평균 연마 입자 농도는 mm당 800개 이하의 입자, 예컨대 mm당 700개 이하의 입자 또는 mm당 600개 이하의 입자 또는 mm당 500개 이하의 입자 또는 mm당 400개 이하의 입자 또는 mm당 300개 이하의 입자 또는 mm당 200 개 이하의 입자일 수 있다. 평균 연마 입자 농도는 상기 언급된 최소값 및 최대값 중 임의의 값을 포함하는 범위 내일 수 있음을 이해할 것이다.
또 다른 구현예에서, 연마 물품은 연마 입자의 특정 평균 농도를 갖도록 조성될 수 있으며, 이는 연마 물품의 개선된 성능을 촉진할 수 있다. 하나의 구현예에 따르면, 연마 물품은 연마 물품의 킬로미터당 0.5캐럿 이상, 예컨대 킬로미터당 1.0캐럿 이상, 연마 물품의 킬로미터당 약 1.5캐럿 이상, 킬로미터당 5캐럿 이상, 연마 물품의 킬로미터당 약 10캐럿 이상, 킬로미터당 15캐럿 이상 또는 심지어 연마 물품의 킬로미터당 약 20캐럿 이상의 평균 연마 물품 농도를 가질 수 있다. 비제한적인 또 다른 구현예에서, 평균 연마 입자 농도는 킬로미터당 30캐럿 이하, 예컨대 킬로미터당 25캐럿 이하 또는 킬로미터당 20캐럿 이하 또는 킬로미터당 18캐럿 이하 또는 킬로미터당 16캐럿 이하 또는 심지어 킬로미터당 14 캐럿 이하 또는 킬로미터당 12캐럿 이하 또는 킬로미터당 10캐럿 이하 또는 킬로미터당 8캐럿 이하 또는 심지어 킬로미터당 6캐럿 이하일 수 있다. 평균 연마 입자 농도는 상기 언급된 최소값 및 최대값 중 임의의 값을 포함하는 범위 내일 수 있음을 이해할 것이다 .
일반적으로, 연마 물품 및 공작물을 서로에 대해 이동시킴으로써 절단, 슬라이싱, 브릭킹, 스퀘어링 또는 임의의 다른 작업을 수행할 수 있다. 공작물에 대한 연마 물품의 다양한 유형 및 배향을 이용할 수 있으며, 이에 따라 공작물이 웨이퍼, 브릭, 직사각형 바, 프리즘 섹션 등으로 절단될 수 있다.
이는 릴-투-릴 기계를 사용하여 달성할 수 있으되, 이동은 제1 위치와 제2 위치 사이에서 와이어 쏘를 왕복 운동시키는 것을 포함한다. 특정 예에서, 제1 위치와 제2 위치 사이에서 연마 물품을 이동시키는 것은 선형 경로를 따라 연마 물품을 전후로 이동시키는 것을 포함한다. 와이어를 왕복 운동시키는 동안, 공작물 또한 이동시킬 수 있으며, 예컨대 공작물을 회전시키는 것을 포함할 수 있다.
대안적으로, 진동기는 본원의 구현예에 따른 임의의 연마 물품과 함께 사용될 수 있다. 진동기의 사용은 제1 위치와 제2 위치 사이에서 공작물에 대해 연마 물품을 이동시키는 것을 포함할 수 있다. 공작물은 회전과 같은 이동을 할 수 있고, 또한 공작물과 와이어는 서로에 대해 동시에 동시에 이동할 수 있다. 진동기는 가공물에 대한 와이어 가이드의 전후 이동을 이용할 수 있으며, 릴-투-릴 기계는 반드시 이러한 운동을 이용하지는 않는다.
다수의 상이한 양태 및 구현예가 가능하다. 이들 양태 및 구현예의 일부가 본원에서 설명된다. 이 명세서를 읽은 후, 당업자는 이들 양태 및 구현예가 단지 예시적인 것이며 본 발명의 범위를 제한하지 않음을 이해할 것이다. 구현예는 이하에 열거된 구현예 중 하나 이상의 임의의 구현예에 따른 것일 수 있다.
구현예
구현예 1. 세장형 본체로 구성되는 기판; 및 세장형 본체에 부착된 연마 입자를 포함하고, 상기 연마 입자의 함량은 최소 및 최대 값 사이에서 본체의 길이를 따라 진동하며, 상기 최소 함량은 0보다 큰, 연마 물품.
구현예 2. 세장형 본체로 구성되는 기판; 및 세장형 본체에 부착된 연마 입자를 포함하고, 상기 연마 입자의 적어도 일부는 국부 최소 및 최대 값 사이의 예측 가능한 파상 함수에 따라 다양한 함량을 갖는, 는 연마 물품.
구현예 3. 세장형 본체로 구성되는 기판; 세장형 본체 위에 놓이는 연마 입자로 구성되는 제1 연마 영역; 세장형 본체 위에 놓이는 연마 입자로 구성되는 제2 연마 영역; 및 14카운트 이상의 상기 제1 함량과 상기 제2 함량 사이의 함량 차이(ΔC)를 포함하, 상기 제1 연마 영역은 연마 입자의 제1 함량(C1)을 포함하되, C1 > 0이고, 여기서 상기 제2 연마 영역은 연마 입자의 제2 함량(C2)을 포함하되, C2 > 0인, 연마 물품.
구현예 4. 세장형 본체로 구성되는 기판; 및 세장형 본체에 부착된 연마 입자를 포함하고, 상기 연마 입자는 국부 최소 함량과 국부 최대 함량 사이의 다양한 함량을 정의하며, 상기 국부 최소 함량은 5카운트 이상이고 상기 국부 최소 함량과 상기 국부 최대 함량 사이의 함량 차이(ΔC)는 14카운트 이상인, 연마 물품.
구현예 5. 구현예 2, 3 및 4 중 어느 한 예에 있어서, 연마 입자의 함량이 최소값 및 최대값 사이에서 본체의 길이를 따라 진동하되, 최소 함량은 0보다 큰, 연마 물품.
구현예 6. 구현예 1 및 5 중 어느 한 예에 있어서, 연마 입자의 함량이 반복 패턴에 따라 진동하는, 연마 물품.
구현예 7. 구현예 1 및 5 중 어느 한 예에 있어서, 연마 입자의 함량이 최소값과 최대 값 사이에서 점진적이고 연속적으로 진동하는, 연마 물품.
구현예 8. 구현예 1 및 5 중 어느 한 예에 있어서, 연마 입자의 함량이 기판의 총 길이의 50% 이상 또는 기판의 총 길이의 60% 이상 또는 기판의 총 길이의 70% 이상 또는 기판의 총 길이의 80% 이상 또는 기판의 총 길이의 90% 이상 또는 기판의 총 길이의 95% 이상인, 연마 물품.
구현예 9. 구현예 1, 3 및 4 중 어느 한 예에 있어서, 연마 입자의 적어도 일부는 국부 최소값과 국부 최대값 사이에서 예측 가능한 파상 함수에 따라 변화하는 함량을 갖는, 연마 물품.
구현예 10. 구현예 2 및 8 중 어느 한 예에 있어서, 연마 입자의 함량이 반복 패턴에 따라 진동하는, 연마 물품.
구현예 11. 구현예 2 및 8 중 어느 한 예에 있어서, 연마 입자의 함량이 최소값과 최대 값 사이에서 점진적이고 연속적으로 진동하는, 연마 물품.
구현예 12. 구현예 2 및 8 중 어느 한 예에 있어서, 연마 입자의 함량이 기판의 총 길이의 50% 이상 또는 기판의 총 길이의 60% 이상 또는 기판의 총 길이의 70% 이상 또는 기판의 총 길이의 80% 이상 또는 기판의 총 길이의 90% 이상 또는 기판의 총 길이의 95% 이상인, 연마 물품.
구현예 13. 구현예 2 및 8 중 어느 한 예에 있어서, 본체가 제1 함량의 연마 입자(C1)를 갖고 제1 국부 최대값을 정의하는 제1 연마 영역, 제2 함량의 연마 입자(C2)를 갖고 제1 국부 최소값을 정의하는 제2 연마 영역, 및 제3 함량의 연마 입자(C3)를 갖는 제3 연마 영역을 포함하되, C1>C3>C2인, 연마 물품.
구현예 14. 구현예 13에 있어서, 제4 함량의 연마 입자(C4)를 포함하고 상기 제1 국부 최대값으로부터 이격된 제2 국부 최대값을 정의하는 제4 연마 영역을 추가로 포함하되, C4>C3>C2인, 연마 물품.
구현예 15. 구현예 14에 있어서, 제5 함량의 연마 입자(C5)를 포함하고 상기 제2 연마 영역과 상기 제4 연마 영역 사이에 배치되는 제5 연마 영역을 추가로 포함하되, C4>C5>C2인, 연마 물품.
구현예 16. 구현예 14에 있어서, 제1 연마 영역과 제4 연마 영역 사이의 세장형 본체를 따라 길이가 사이클을 정의하는, 연마 물품.
구현예 17. 구현예 16에 있어서, 세장형 본체의 길이를 따라 연장되는 1개 이상의 사이클 또는 10개 이상의 사이클 또는 100개 이상의 사이클 또는 1x103개 이상의 사이클 또는 1x104개 이상의 사이클 또는 1x105개 이상의 사이클 또는 5x105개 이상의 사이클 또는 7.5x105개 이상의 사이클 또는 1x106개 이상의 사이클 또는 1.3x106개 이상의 사이클 또는 1.5x106개 이상의 사이클 또는 2x106개 이상의 사이클을 추가로 포함하는, 연마 물품.
구현예 18. 구현예 17에 있어서, 세장형 본체의 길이를 따라 연장되는 1x1010개 이하의 사이클 또는 1x109개 이하의 사이클 또는 1x108개 이하의 사이클 또는 1x107개 이하의 사이클을 추가로 포함하는, 연마 물품.
구현예 19. 구현예 16에 있어서, 상기 사이클은 세장형 본체의 전체 길이에 대해 연장되는 길이를 갖는, 연마 물품.
구현예 20. 구현예 16에 있어서, 상기 사이클은 세장형 본체의 전체 길이의 95% 이하 또는 90% 이하 또는 85% 이하 또는 80% 이하 또는 75% 이하 또는 70% 이하 또는 65% 이하 또는 60% 이하 또는 55% 이하 또는 50% 이하 또는 45% 이하 또는 40% 이하 또는 35% 이하 또는 30% 이하 또는 25% 이하 또는 20% 이하 또는 15% 이하 또는 10% 이하 또는 5% 이하 또는 3% 이하 또는 1% 이하인 길이를 갖는, 연마 물품.
구현예 21. 구현예 16에 있어서, 상기 사이클은 세장형 본체의 총 길이의 0.0001% 이상 또는 0.001% 이상 또는 0.01% 이상 또는 0.1% 이상 또는 1% 이상 또는 2% 이상 또는 3% 이상 또는 5% 이상 또는 10% 이상 또는 15% 이상 또는 20% 이상 또는 25% 이상 또는 30% 이상 또는 35% 이상 또는 40% 이상 또는 45% 이상 또는 50% 이상 또는 55% 이상 또는 60% 이상 또는 65% 이상 또는 70% 이상 또는 75% 이상 또는 80% 이상 또는 85% 이상 또는 90% 이상 또는 95% 이상인 길이를 갖는, 연마 물품.
구현예 22. 구현예 1, 2 및 4 중 어느 한 예에 있어서, 세장형 본체 위에 놓이는 연마 입자를 포함하는 제1 연마 영역; 세장형 본체 위에 놓이는 연마 입자를 포함하는 제2 연마 영역; 및 14카운트 이상의 제1 함량 및 제2 함량 사이 함량 차이(ΔC)를 추가로 포함하고, 상기 제1 연마 영역이 제1 함량의 연마 입자(C1)를 포함하되 C1> 0이고, 상기 제2 연마 영역이 제2 함량의 연마 입자(C2)를 포함하되, C2> 0인, 연마 물품.
구현예 23. 구현예 3 및 22 중 어느 한 예에 있어서, 함량 차이(ΔC)가 8카운트 이상 또는 10카운트 이상 또는 15카운트 이상 또는 20카운트 이상 또는 25카운트 이상 또는 30카운트 이상 또는 35카운트 이상 또는 40카운트 이상 또는 45카운트 이상 또는 50카운트 이상인, 연마 물품.
구현예 24. 구현예 3 및 22 중 어느 한 예에 있어서, 함량 차이(ΔC)가 200카운트 이하 또는 150카운트 이하 또는 100카운트 이하 또는 90카운트 이하 또는 80카운트 이하 또는 70카운트 이하 또는 65카운트 이하인, 연마 물품.
구현예 25. 구현예 3 및 22 중 어느 한 예에 있어서, C1이 국부 최대 함량에 대응하는, 연마 물품.
구현예 26. 구현예 22에 있어서, C2가 국부 최소 함량에 대응하는, 연마 물품.
구현예 27. 구현예 22에 있어서, 상기 제1 연마 영역과 제2 연마 영역 사이에 제3 연마 영역을 추가로 포함하고, 상기 제3 연마 영역은 제3 함량의 연마 입자(C3)를 포함하고, C1>C3>C2인, 연마 물품.
구현예 28. 구현예 3 및 22 중 어느 한 예에 있어서, 세장형 본체의 길이를 따라 연장되는 일련의 교번 국부 최소 및 국부 최대 연마 함량을 정의하는 교번 연마 영역을 추가로 포함하는, 연마 물품.
구현예 29. 구현예 3 및 22 중 어느 한 예에 있어서, C1은 국부 최대 함량에 대응하고 C2는 국부 최소 함량에 대응하고, 제1 및 제2 영역은 국부 값에 인접하고 국부 피크-대-피크 길이를 정의하고, 상기 국부 피크-대-피크 길이는 세장형 본체의 총 길이의 95% 이하 또는 90% 이하 또는 85% 이하 또는 80% 이하 또는 75% 이하 또는 70% 이하 또는 65% 이하 또는 60% 이하 또는 55% 이하 또는 50% 이하 또는 45% 이하 또는 40% 이하 또는 35% 이하 30% 이하 또는 25% 이하 또는 20% 이하 또는 15% 이하 또는 10% 이하 또는 5% 이하 또는 3% 이하 또는 1% 이하인, 연마 물품.
구현예 30. 구현예 29에 있어서, 국부 피크-대-피크 길이가 세장형 본체의 총 길이의 0.00001% 이상 또는 0.0001% 이상 또는 0.001% 이상 또는 0.01% 이상 또는 0.1% 이상 또는 1% 이상 또는 2% 이상 또는 3% 이상 또는 5% 이상 또는 10% 이상 또는 15% 이상 또는 20% 이상 또는 25% 이상 또는 30% 이상 또는 35% 이상 또는 40% 이상 또는 45% 이상인 길이를 갖는, 연마 물품.
구현예 31. 구현예 1, 2 및 3 중 어느 한 예에 있어서, 연마 입자가 국부 최소 함량 및 국부 최대 함량 사이에서 변화하는 함량를 정의하고, 상기 국부 최소 함량이 5카운트 이상이고 국부 최소 함량 및 국부 최대 함량 간 함량 차이(ΔC)는 14카운트 이상인, 연마 물품.
구현예 32. 구현예 4 및 25 중 어느 한 예에 있어서, 세장형 본체의 길이를 따라 연장되는 일련의 교번 국부 최소 및 국부 최대 연마 함량을 정의하는 교번 연마 영역을 추가로 포함하는, 연마 물품.
구현예 33. 구현예 1, 2, 3 및 4 중 어느 한 예에 있어서, 연마 입자가 세장형 본체의 길이의 50% 이상, 또는 60% 이상 또는 70% 이상 또는 80% 이상 또는 90% 이상 또는 95% 이상 위에 놓이는, 연마 물품.
구현예 34. 구현예 1, 2, 3 및 4 중 어느 한 예에 있어서, 연마 입자가 세장형 본체 위에 놓이고 세장형 본체는 커버되지 않은 영역이 없는, 연마 물품.
구현예 35. 구현예 1, 2, 3 및 4 중 어느 한 예에 있어서, 연마 입자가 서로에 대해 무작위 배열로 배열되는, 연마 물품.
구현예 36. 구현예 1, 2, 3 및 4 중 어느 한 예에 있어서, 기판이 금속, 금속 합금, 세라믹, 유리 및 이들의 조합으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 재료를 포함하고, 기판이 전이 금속 원소를 포함하는 금속을 포함하고, 기판이 강철을 포함하고, 기판이 세장형 본체를 갖고, 기판이 길이:폭의 종횡비가 약 10:1 이상인 신장형 본체를 포함하고, 기판이 길이:폭의 종횡비가 약 10,000:1 이상인 신장형 본체를 포함하는, 연마 물품.
구현예 37. 구현예 1, 2, 3 및 4 중 어느 한 예에 있어서, 기판이 약 50m 이상, 약 100m 이상, 약 500m 이상, 약 1000m 이상의 평균 길이를 포함하는, 연마 물품.
구현예 38. 구현예 1, 2, 3 및 4 중 어느 한 예에 있어서, 기판이 약 50m 이상, 약 1 mm 이상, 약 0.8 mm 이상, 약 0.5 mm 이상의 평균 길이를 포함하는, 연마 물품.
구현예 39. 구현예 1, 2, 3 및 4 중 어느 한 예에 있어서, 기판이 본질적으로 와이어로 구성된, 연마 물품.
구현예 40. 구현예 1, 2, 3 및 4 중 어느 한 예에 있어서, 기판의 코어가 함께 편조된 복수의 필라멘트를 포함하는, 연마 물품.
구현예 41. 구현예 1, 2, 3 및 4 중 어느 한 예에 있어서, 기판이 고강도 강철 와이어를 포함하고, 기판이 약 3GPa 이상의 파단 강도를 포함하는, 연마 물품.
구현예 42. 구현예 1, 2, 3 및 4 중 어느 한 예에 있어서, 기판의 주변 표면과 직접 접촉하는 배리어 층을 추가로 포함하는, 연마 물품.
구현예 43. 구현예 42에 있어서, 배리어 층이 약 10미크론 이하의 평균 두께를 포함하는, 연마 물품.
구현예 44. 구현예 42에있어서, 배리어 층이 딥 코팅층이고, 장벽 층이 약 400℃ 이하의 온도에서 적용되는, 연마 물품.
구현예 45. 구현예 1, 2, 3 및 4 중 어느 한 예에 있어서, 기판의 세장형 본체 위에 놓이는 택킹 층을 추가로 포함하는, 연마 물품.
구현예 46. 구현예 45에 있어서, 상기 택킹 층은 금속, 금속 합, 금속 매트릭스 복합재 또는 이들의 임의의 조합으로 이루어진 재료 그룹으로부터 선택된 재료를 포함하는, 연마 물품.
구현예 47. 구현예 45에 있어서, 택킹 층이 땜납 재료를 포함하는, 연마 물품.
구현예 48. 구현예 45에 있어서, 상기 택킹 층이 연마 입자의 평균 입자 크기의 약 80% 이하의 평균 두께를 포함하는, 연마 물품.
구현예 49. 구현예 1, 2, 3 및 4 중 어느 한 예에 있어서, 연마 입자가 산화물, 탄화물, 질화물, 붕소화물, 산질화물, 옥시붕화물, 다이아몬드 또는 이들의 임의의 조합으로 이루어진 재료 그룹으로부터 선택된 재료를 포함하는, 연마 물품.
구현예 50. 구현예 1, 2, 3 및 4 중 어느 한 예에 있어서, 연마 입자가 본질적으로 다이아몬드로 구성되는, 연마 물품.
구현예 51. 구현예 1, 2, 3 및 4 중 어느 한 예에 있어서, 연마 입자가 제1 유형의 연마 입자 및 제2 유형의 연마 입자를 포함하고, 상기 제1 유형의 연마 입자 및 상기 제2 유형의 연마 입자는 경도, 파쇄성, 인성, 입자 형상, 결정 구조, 평균 입자 크기, 조성, 입자 코팅, 그릿 크기 분포 또는 이들의 임의의 조합으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 하나 이상의 입자 특징에 기초하여 서로 상이한, 연마 물품.
구현예 52. 구현예 1, 2, 3 및 4 중 어느 한 예에 있어서, 연마 입자가 약 500미크론 이하 또는 약 300미크론 이하 또는 약 200미크론 이하 또는 약 150미크론 또는 약 100미크론 이하의 평균 입자 크기를 포함하는, 연마 물품.
구현예 53. 구현예 1, 2, 3 및 4 중 어느 한 예에 있어서, 연마 입자는 약 0.1미크론 이상 또는 약 0.5미크론 이상 또는 약 1미크론 이상 또는 약 2미크론 이상 또는 약 5미크론 이상 또는 약 8미크론 이상의 평균 입자 크기를 포함하는, 연마 물품.
구현예 54. 구현예 1, 2, 3 및 4 중 어느 한 예에 있어서, 연마 입자가 금속, 금속 합금 또는 이들의 임의의 조합으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 재료를 포함하는 코팅을 포함하고, 상기 코팅은 티타늄, 바나듐, 크롬, 몰리브덴, 철, 코발트, 니켈, 구리, 은, 아연, 망간, 탄탈룸, 텅스텐 또는 이들의 임의의 조합으로 이루어진 금속 그룹으로부터 선택된 금속을 포함하는, 연마 제품.
구현예 55. 구현예 1, 2, 3 및 4 중 어느 한 예에 있어서, 기판에 연마 입자를 보유하도록 구성된 결합 층을 추가로 포함하고, 상기 결합 층은 금속, 금속 합금, 서멧, 세라믹, 복합재 및 이들의 조합으로 이루어진 재료 그룹으로부터 선택된 재료를 포함하는, 연마 물품.
구현예 56. 구현예 55에 있어서, 결합 층이 전이 금속 원소를 포함하는, 연마 물품.
구현예 57. 구현예 55에 있어서, 결합 층이 전이 금속 원소 합금을 포함하는, 연마 물품.
구현예 58. 구현예 55에 있어서, 결합 층이 니켈, 납, 은, 구리, 아연, 주석, 티타늄, 몰리브덴, 크롬, 철, 망간, 코발트, 니오븀, 탄탈룸, 텅스텐, 팔라듐, 백금, 금, 루테늄으로 이루어진 금속 그룹으로부터 선택된 금속을 포함하는, 연마 물품.
구현예 59. 구현예 55에 있어서, 결합 층이 연마 입자의 평균 입자 크기(D50)의 약 5% 이상 또는 약 10% 이상 또는 약 15% 이상 또는 약 20% 이상의 평균 두께를 포함하는, 연마 물품.
구현예 60. 구현예 55에 있어서, 결합 층이 연마 입자의 평균 입자 크기(D50)의 80% 이하 또는 약 75% 이하, 약 70% 이하, 약 65% 이하, 약 60% 이하의 평균 두께를 포함하는, 연마 물품.
구현예 61. 구현예 55에 있어서, 결합 층이 약 1미크론 이상 또는 약 2미크론 이상 또는 약 3미크론 이상의 평균 두께를 포함하는, 연마 물품.
구현예 62. 구현예 55에 있어서, 결합 층이 약 60미크론 이하 또는 약 50미크론 이하 또는 약 40미크론 이하 또는 약 30미크론 이하의 평균 두께를 포함하는, 연마 물품.
구현예 63. 연마 물품 조성 방법으로서, 세장형 본체를 포함하는 기판을 제공하는 단계; 및 전구체 물질과 연마 입자의 혼합물을 포함하는 슬러리를 세장형 본체 상에 증착시켜 코팅된 기판을 조성하되, 증착 중 기판 상에 증착된 연마 입자의 함량이 변하는 단계를 포함하는 것인 연마 물품 조성 방법.
구현예 64. 구현예 63에 있어서, 슬러리 유속, 증착 포트의 개구 크기, 단위 시간당 증착된 슬러리의 부피, 슬러리를 능동적으로 증착시키는 증착 포트의 수, 증착 포트의 방향, 기판의 병진 속도, 또는 이들의 임의의 조합으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 하나 이상의 증착 특징을 제어함으로써 연마 입자 함량을 변경시키는 것인 방법.
구현예 65. 구현예 64에 있어서, 슬러리 유속을 제어함으로써 연마 입자 함량을 변경시키는 것인 방법.
구현예 65. 구현예 64에 있어서, 증착 포트의 방향을 제어함으로써 연마 입자 함량을 변경시키는 것인 방법.
구현예 66. 구현예 63에 있어서, 증착 포트로부터 슬러리 흐름 방향을 제어하기 위해 편향 판을 사용함으로써 연마 입자 함량을 변경시키는 것인 방법.
구현예 67. 구현예 66에 있어서, 편향 판이 증착 포트로부터의 슬러리 흐름과 직접 접촉하는 것인 방법.
구현예 68. 구현예 66에 있어서, 편향 판이 증착 포트로부터의 슬러리 흐름에 인접되어 있는 것인 방법.
구현예 69. 구현예 66에 있어서, 편향 판이 증착 포트로부터 슬러리의 흐름과 주기적으로 접촉하는 것인 방법.
구현예 70. 구현예 66에 있어서, 편향 판이 저장부에 부착되거나 저장부로부터 장착되도록 구성되는 것인 방법.
구현예 71. 구현예 66에 있어서, 편향 판이 베이스 상에 장착되는 것인 방법.
구현예 72. 구현예 71에 있어서, 베이스가 기판에 대해 수직 또는 수평 방향으로 조정 가능한 것인 방법.
구현예 73. 구현예 71에 있어서, 회전 또는 스윙 운동의 메커니즘이 편향 판에 적용되어, 이에 따라 편향 판이 슬러리의 흐름 내외로 이동하도록 하는 것인 방법.
구현예 74. 구현예 66에 있어서, 슬러리의 흐름이 기판으로부터 주기적으로 편향되는 것인 방법.
구현예 75. 구현예 63에 있어서, 기판에 부착된 연마 입자의 함량을 변경시키기 위해 슬러리의 유속을 최소값과 최대값 사이에서 변화시킴으로써 함량을 변경시키는 것인 방법.
구현예 76. 구현예 63에 있어서, 전구체 물질을 택킹 층 또는 결합 층으로 변화시키기 위해 코팅된 기판을 처리하는 단계를 추가로 포함하는 것인 방법.
실시예 1
기판으로서 사용하기 위한 길이의 고강도 탄소강 와이어를 획득함으로써 제1 통상적인 샘플(샘플 C1)을 조성하였다. 고강도 탄소강 와이어는 황동 코팅 층 및 약 100미크론의 평균 직경을 가졌다. 상기 와이어를 30-50 m/분의 속도로 증착 영역을 통해 병진 시켰으며, 여기서 슬러리는 상기 와이어 상에 증착되었다. 상기 슬러리는 Saint-Gobain Corporation에서 8-16미크론 다이아몬드로 시판되는 다이아몬드, Atlantic Equipment Corporation에서 99.0% 1-2미크론 주석 금속 분말로 시판되는 분말 전구체 물질을 포함했고, 염화물계 염 첨가제 및 표 1에 제공된 점도 조정제를 추가로 포함했다. 증착 공정 동안, 표 1에 제공된 펌프 속도를 사용하여 슬러리의 유속은 대략 일정하였다.
슬러리 및 특정 조성 공정 파라미터의 세부 사항은 하기 표 1에 제공된다. 증착 후, 약 0.1-1초 동안 800°F 내지 1100°F 의 온도에서 슬러리-코팅 와이어를 열처리하였다. 연마 물품은 냉각되었고, 병진되고, 세정되고, 3-4um의 전기 도금된 Ni로 커버된 후 수용 스풀에서 린스되고 감겨졌다.
슬러리 성분 함량(wt%) 공정 조건 샘플 C1 샘플 S1
다이아몬드 6-8 병진 속도(m/분) 50 30
주석 3-7 도금 탱크 전류(Amps) 31 18.7
물 62-66 니켈 두께(미크론) 3.5 3.5
염화물 첨가제 15-20 히트 건 온도(° 1000 875
점도 조정제 8-12 히트 건에서의 체류 시간(초) 0.2 0.3
펌프 속도(rpm) 350 60
표 1에 제공된 바와 같이 특정 조건이 변경되었다는 점을 제외하고, 샘플 C1을 조성하기 위해 사용된 것과 동일한 공정을 사용하여 제2 대표적인 샘플(샘플 S1)을 조성하였다. 샘플 C1 및 S1을 조성하는 데 사용된 슬러리는 동일하였다. 도금 탱크 전류의 차이는 동일한 평균 니켈 두께가 연마 물품 상에 조성되도록 하기 위한 병진 속도의 차이이다. 샘플 C1과 S1 사이의 히트 건 온도의 차이는 또한 병진 속도의 차이를 수용한다. 펌프는 4헤드 롤러 로터를 갖춘 Cole-Parmer Instruments Masterflex 펌프였다. 튜빙은 Masterflex Tygon E-Lab(E-3603) 펌프 튜빙(LS-17)이었다. 펌프 및 튜빙은 4헤드 롤러 로터의 회전당 2.8ml를 제공하도록 구성되어 있다.
APCS를 사용하여, 각 샘플(C1 및 S1)의 길이에 따라 연마 입자의 함량을 평가하였다. 도 4는 샘플 C1의 일부에 대한 연마 입자 함량 대 길이의 플롯을 포함한다. 도 5는 샘플 S1의 일부에 대한 연마 입자 함량 대 길이의 플롯을 포함한다.
샘플 C1 및 S1은 총 절단 깊이 8mm에 대해 약 1mm/분의 공급 속도인 와이어 사이클 시간 또는 약 3초/20초/3초(즉, 정속/감속에서의 가속/시간)로 약 0.2m/분의 새로운 와이어 공급을 사용하여 약 10m/초의 와이어 속도로 8개의 와이어를 사용하는 Takatori K2 와이어 쏘 머신에서 시험하였다. 절단 깊이는 현미경(Olympus DSX500)을 사용하여 측정하였다. 절단 깊이는 5X 배율을 사용하여 절단 재료의 양쪽면(와이어 출입구)에서 측정하였다. 절단 깊이 값은 모두 평균화되고 비교되었다.
도 6은 상기 언급된 시험 조건에 따라 각 샘플에 대해 달성된 평균 절단 깊이를 나타내는 플롯을 포함한다. 도시된 바와 같이, 샘플 S1에 의해 달성된 평균 절단 깊이는 샘플 C1과 비교하여 상당히 개선되었다.
실시예 2
증착 특징이 변경된 것을 제외하고, 샘플 C1을 조성하기 위해 사용된 것과 동일한 공정을 사용하여 제3 대표적인 샘플(샘플 S2)을 조성하였다. 샘플 C1 및 S1을 조성하는 데 사용된 슬러리는 동일하였다. 기판에 부착된 연마 입자의 함량을 변경시키기 위해 주기적으로 기판으로부터 슬러리를 편향시키도록 증착 포트의 방향을 변화시킴으로써 샘플 S2의 다이아몬드 수를 변화시켰다. 이 변경은 슬러리가 편향되지 않았을 때 다이아몬드 수가 많은 와이어 섹션 및 슬러리가 편향되었을 때 다이아몬드 수가 적은 와이어 섹션을 생성했다.
APCS를 사용하여, 샘플 S2의 길이를 따라 연마 입자의 함량을 평가하였다. 도 7은 샘플 S2의 일부에 대한 연마 입자 함량 대 길이의 플롯을 포함한다. 도 7 대 도 4에 도시된 바와 같이, 샘플 C1의 함량 차이(ΔC)는 다이아몬드 카운트의 변화(약 10 카운트)가 훨씬 더 작은 반면, 샘플 S2는 다이아몬드 카운트의 변화(약 60 카운트)가 훨씬 더 크다.
샘플 C1 및 S1은 총 절단 깊이 8mm에 대해 약 1mm/분의 공급 속도인 와이어 사이클 시간 또는 약 3초/20초/3초(즉, 정속/감속에서의 가속/시간)로 약 0.2m/분의 새로운 와이어 공급을 사용하여 약 10m/초의 와이어 속도로 8개의 와이어를 사용하는 Takatori K2 와이어 쏘 머신에서 시험하였다. 절단 깊이는 현미경(Olympus DSX500)을 사용하여 측정하였다. 절단 깊이는 5X 배율을 사용하여 절단 재료의 양쪽면(와이어 출입구)에서 측정하였다. 절단 깊이 값은 모두 평균화되고 비교되었다.
도 8은 상기 언급된 시험 조건에 따라 각 샘플 C1 및 S2에 대해 달성된 절단 깊이를 나타내는 플롯을 포함한다. 도시된 바와 같이, 샘플 S2에 의해 달성된 절단 깊이(%)는 샘플 C1과 비교하여 상당히 개선되었다.
도 9는 상기 언급된 시험 조건에 따라 각 샘플 C1 및 S2에 대해 이루어진 와이어 마모(μm)를 나타내는 플롯을 포함한다. 도시된 바와 같이, 샘플 S2에 의해 이루어진 와이어 마모(μm)는 샘플 C1과 비교할 때 상당히 더 낮았다.
달리 정의되지 않는 한, 본원에 사용된 모든 기술 및 과학 용어는 본 발명이 속하는 기술 분야의 당업자가 일반적으로 이해하는 것과 동일한 의미를 갖는다. 재료, 방법, 및 실시예는 예시일 뿐이고, 제한하고자 하는 것은 아니다. 본원에 기재되지 않은 특정 재료 및 가공 처리에 관한 많은 세부 내용은 통상적인 것이며, 구조 기술분야 및 해당 제조 기술분야 내의 참고 문헌 및 기타 소스에서 확인할 수 있다.
상기 개시된 요지는 제한적인 것이 아니라 예시적인 것으로 간주되어야 하며, 첨부된 청구범위는 본 발명의 진정한 범위 내에 있는 모든 수정, 개선, 및 다른 구현예를 포함하는 것이다. 따라서, 법이 허용하는 최대 한도까지, 본 발명의 범위는 다음의 청구범위 및 그 균등물의 가장 넓은 허용 가능한 해석에 의해 결정되어야 하며, 전술한 상세한 설명에 의해 제한되거나 한정되어서는 안 된다.
본 발명의 요약은 특허법을 준수하기 위해 제공되며, 본 청구 내용의 범위 또는 의미를 해석하거나 제한하는 데에 사용되지 않을 것이라는 이해 하에 제출된다. 또한, 전술한 도면의 상세한 설명에서 다양한 특징은 본 개시를 간소화하기 위해 함께 그룹화되거나 단일 구현예에서 설명될 수 있다. 본 개시는 청구된 구현예가 각 청구항에 명시적으로 언급된 것보다 많은 특징을 필요로 한다는 의도를 반영하는 것으로 해석되지 않아야 한다. 오히려, 다음의 청구 범위가 반영하는 바와 같이, 본 발명의 주제는 임의의 개시된 구현예의 모든 특징보다 적게 나타날 수 있다. 따라서, 이하의 청구 범위는 도면의 상세한 설명에 포함되며, 각 청구항은 별도로 청구되는 요지를 정의하는 것으로 독자적으로 기재된다.

Claims (15)

  1. 연마 물품으로서,
    세장형 본체를 포함하는 기판; 및
    세장형 본체에 부착된 연마 입자를 포함하고, 상기 연마 입자는 국부 최소 함량과 국부 최대 함량 사이의 다양한 함량을 정의하며, 상기 국부 최소 함량은 5카운트 이상이고 상기 국부 최소 함량과 상기 국부 최대 함량 사이의 함량 차이(ΔC)는 14카운트 이상인, 연마 물품.
  2. 제1항에 에 있어서, 연마 입자의 함량이 최소값 및 최대값 사이에서 본체의 길이를 따라 진동하되, 최소 함량은 0보다 큰, 연마 물품.
  3. 제1항에 있어서,
    세장형 본체 위에 놓인 연마 입자를 포함하는 제1 연마 영역;
    세장형 본체 위에 놓인 연마 입자를 포함하는 제2 연마 영역; 및
    14카운트 이상의 제1 함량과 제2 함량 사이의 함량 차이(ΔC)를 추가로 포함하고, 상기 제1 연마 영역이 제1 함량의 연마 입자(C1)를 포함하되, C1> 0이며, 상기 제2 연마 영역이 제2 함량의 연마 입자(C2)를 포함하되, C2> 0인, 연마 물품.
  4. 제1항에 있어서, 함량 차이(ΔC)가 8카운트 이상 또는 10카운트 이상 또는 15카운트 이상 또는 20카운트 이상 또는 25카운트 이상 또는 30카운트 이상 또는 35카운트 이상 또는 40카운트 이상 또는 45카운트 이상 또는 50카운트 이상인, 연마 물품.
  5. 제1항에 있어서, 함량 차이(ΔC)가 200카운트 이하 또는 150카운트 이하 또는 100카운트 이하 또는 90카운트 이하 또는 80카운트 이하 또는 70카운트 이하 또는 65카운트 이하인, 연마 물품.
  6. 제1항에 있어서, C1이 국부 최대 함량에 대응하는, 연마 물품.
  7. 제1항에 있어서, C2가 국부 최소 함량에 대응하는, 연마 물품.
  8. 제1항에 있어서, 연마 입자가 세장형 본체 위에 놓이고 세장형 본체는 커버되지 않은 영역이 없는, 연마 물품.
  9. 제1항에 있어서, 연마 입자가 서로에 대해 무작위 배열로 배열되는, 연마 물품.
  10. 제1항에 있어서, 세장형 본체의 길이를 따라 연장되는 일련의 교번 국부 최소 및 국부 최대 연마 함량을 정의하는 교번 연마 영역을 추가로 포함하는, 연마 물품.
  11. 연마 물품 조성 방법으로서,
    세장형 본체를 포함하는 기판을 제공하는 단계; 및
    전구체 물질과 연마 입자의 혼합물을 포함하는 슬러리를 세장형 본체 상에 증착시켜 코팅된 기판을 조성하되, 증착 중 기판 상에 증착된 연마 입자의 함량이 변하는 단계를 포함하는 것인 연마 물품 조성 방법.
  12. 제11항에 있어서, 슬러리 유속, 증착 포트의 개구 크기, 단위 시간당 증착된 슬러리의 부피, 슬러리를 능동적으로 증착시키는 증착 포트의 수, 증착 포트의 방향, 증착 포트로부터의 슬러리 흐름 방향을 제어하기 위해 편향 판을 사용하는 단계, 기판의 병진 속도, 또는 이들의 임의의 조합으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 하나 이상의 증착 특징을 제어함으로써 연마 입자 함량을 변경시키는 것인 방법.
  13. 제12항에 있어서, 증착 포트로부터의 슬러리 흐름 방향을 제어하기 위해 편향 판을 사용함으로써 연마 입자 함량을 변경시키는 것인 방법.
  14. 제13항에 있어서, 편향 판이 증착 포트로부터의 슬러리 흐름과 주기적으로 접촉하는 것인 방법.
  15. 제12항에 있어서, 기판에 부착된 연마 입자의 함량을 변경시키기 위해 최소값과 최대값 사이에서 슬러리의 유속을 변화시킴으로써 함량을 변경시키는 것인 방법.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20210052213A (ko) * 2019-10-31 2021-05-10 산동 유니버시티 전기 스파크 증착 다이아몬드 와이어쏘 와이어 생산 장치

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11504783B2 (en) 2017-09-28 2022-11-22 Saint-Gobain Abrasives, Inc. Abrasive article and method of forming

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000271872A (ja) * 1999-03-23 2000-10-03 Osaka Diamond Ind Co Ltd 超砥粒レジンボンドワイヤソー
WO2016160357A1 (en) * 2015-03-30 2016-10-06 3M Innovative Properties Company Coated abrasive article and method of making the same

Family Cites Families (32)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3150470A (en) 1961-08-11 1964-09-29 Lee H Barron Diamond coated wire saw
US3835598A (en) * 1972-06-08 1974-09-17 A Tobey Abrasion tool
DE2937245A1 (de) * 1978-09-18 1980-03-27 Eastman Kodak Co Vorrichtung zum pruefen von langgestrecktem werkstoff
US5143523A (en) 1991-09-20 1992-09-01 General Electric Company Dual-coated diamond pellets and saw blade semgents made therewith
US5863305A (en) 1996-05-03 1999-01-26 Minnesota Mining And Manufacturing Company Method and apparatus for manufacturing abrasive articles
US6062958A (en) * 1997-04-04 2000-05-16 Micron Technology, Inc. Variable abrasive polishing pad for mechanical and chemical-mechanical planarization
US9199357B2 (en) * 1997-04-04 2015-12-01 Chien-Min Sung Brazed diamond tools and methods for making the same
TW431924B (en) 1998-03-11 2001-05-01 Norton Co Superabrasive wire saw and method for making the saw
CN1238253A (zh) 1998-06-04 1999-12-15 林心正 具不连续切割面的线锯
US6059850A (en) * 1998-07-15 2000-05-09 3M Innovative Properties Company Resilient abrasive article with hard anti-loading size coating
JP2000263452A (ja) * 1999-03-12 2000-09-26 Osaka Diamond Ind Co Ltd 超砥粒ワイヤソー
JP4157724B2 (ja) 2002-05-20 2008-10-01 株式会社ノリタケカンパニーリミテド ワイヤーソーの製造方法及び製造装置
JP4371689B2 (ja) 2003-03-28 2009-11-25 旭ダイヤモンド工業株式会社 超砥粒ブレード
JP4203353B2 (ja) 2003-05-14 2008-12-24 株式会社ノリタケカンパニーリミテド ワイヤー工具およびその製造方法
US7089925B1 (en) 2004-08-18 2006-08-15 Kinik Company Reciprocating wire saw for cutting hard materials
MX2007008105A (es) 2004-12-30 2008-03-04 Ehwa Diamond Ind Co Ltd Segmento de corte de herramienta de corte y herramienta de corte.
KR100680850B1 (ko) 2005-04-20 2007-02-09 이화다이아몬드공업 주식회사 다이아몬드 공구용 절삭팁 및 다이아몬드 공구
US7959695B2 (en) * 2008-03-21 2011-06-14 Saint-Gobain Ceramics & Plastics, Inc. Fixed abrasive articles utilizing coated abrasive particles
US8057775B2 (en) * 2008-04-22 2011-11-15 Us Synthetic Corporation Polycrystalline diamond materials, methods of fabricating same, and applications using same
CN102458768A (zh) * 2009-06-05 2012-05-16 应用材料公司 用于制造磨料线的设备和方法
US9028948B2 (en) 2009-08-14 2015-05-12 Saint-Gobain Abrasives, Inc. Abrasive articles including abrasive particles bonded to an elongated body, and methods of forming thereof
JP5541941B2 (ja) * 2010-02-15 2014-07-09 金井 宏彰 固定砥粒式ソーワイヤ
WO2012124547A1 (ja) * 2011-03-15 2012-09-20 株式会社中村超硬 ソーワイヤーの製造方法および製造装置
KR101121254B1 (ko) 2011-04-05 2012-03-22 이화다이아몬드공업 주식회사 비전도성 물질의 패터닝 처리 방식을 이용한 전착 다이아몬드 와이어 쏘우 제조 방법
JP2013043268A (ja) 2011-08-26 2013-03-04 Sharp Corp 固定砥粒ワイヤおよび半導体基板の製造方法
KR20140075717A (ko) * 2011-09-29 2014-06-19 생-고뱅 어브레이시브즈, 인코포레이티드 배리어층이 있는 신장 기재 몸체 결합 연마 입자를 포함하는 연마 물품, 및 이를 형성하는 방법
WO2013181582A1 (en) 2012-05-31 2013-12-05 Ryan Webster Diamond impregnated polishing pad with diamond pucks
TW201404527A (zh) * 2012-06-29 2014-02-01 Saint Gobain Abrasives Inc 研磨物品及形成方法
TWI474889B (zh) * 2012-06-29 2015-03-01 Saint Gobain Abrasives Inc 研磨物品及形成方法
WO2016013985A1 (en) 2014-07-23 2016-01-28 Jcs Group Pte Ltd A wire coating apparatus, system and method
FR3037515B1 (fr) 2015-06-16 2017-07-14 Thermocompact Sa Fil abrasif pour la decoupe de tranches dans un lingot en materiau dur
US11504783B2 (en) 2017-09-28 2022-11-22 Saint-Gobain Abrasives, Inc. Abrasive article and method of forming

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000271872A (ja) * 1999-03-23 2000-10-03 Osaka Diamond Ind Co Ltd 超砥粒レジンボンドワイヤソー
WO2016160357A1 (en) * 2015-03-30 2016-10-06 3M Innovative Properties Company Coated abrasive article and method of making the same

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20210052213A (ko) * 2019-10-31 2021-05-10 산동 유니버시티 전기 스파크 증착 다이아몬드 와이어쏘 와이어 생산 장치

Also Published As

Publication number Publication date
CN111356556B (zh) 2022-06-07
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EP3687731A4 (en) 2021-06-02
WO2019068040A1 (en) 2019-04-04

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