TW200533464A - Polishing method and polishing film for use in the polishing method - Google Patents

Description

200533464 (1) 九、發明說明 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於在硏磨薄膜與被硏磨物之間隔著硏磨 液’對被硏磨物施行硏磨的硏磨方法，特別係關於光纖連 接部的端面硏磨方法、及該端面硏磨中所使用的硏磨薄 膜。 【先前技術】 習知，在光纖通信網中於光纖的連接方面乃廣泛的使 用容易拆卸的光連接器。連接乃使用光連接器套圈，採取 將通稱金屬套連接器（Ferrule Connect or)的光連接器套圈 間直接插接的方法，連接部的光學特性（衰減等）將依存於 光連接器套圈端面的加工物性與精度。光連接器套圈用構 件係當如一條光纖芯線間的情況時，便廣泛的使用氧化鍩 製細長圓柱狀，從上述圓柱其中一端的端面圓中心起，朝 另一端面圓中心設置微小貫穿孔，該貫穿孔將插通光纖芯 線並黏著成一體化。然後，光連接器套圈用構件係將光纖 芯線的端面側（即欲連接之一側）精密硏磨成既定形狀（例 如球面），並與經同樣加工的對象光連接器套圈，以光纖 芯線端面間相對向的狀態進行壓接。此時’若在接觸部中 具有凹凸便將產生間隙，使衰減過大造成致命的缺陷。 光連接器套圈用構件端面的硏磨加工’係經由重切削 (rough finish)、中切削（medium finish)、完工修整等複數 階段的硏磨步驟而實施，其中在完工修整之前的硏磨步驟 -5- 200533464 (2) 係採用在基材上設有將配合切削階段粒徑的鑽石磨粒，利 用黏結劑進行固定之硏磨材層的硏磨薄膜’在該硏磨薄膜 與光連接器套圈用構件端面之間，習知乃隔著純水或離子 交換水等硏磨液施行硏磨處理（下述專利文獻1)。 專利文獻1 :日本專利特開平9-248 77 1號公報 依此種光連接器套圈用構件的端面硏磨，在使用硏磨 薄膜所施行的硏磨加工中，當到達硏磨後期時，相較於初 期之下，平均單位時間的硏磨量（即硏磨效率）將大幅降 低，頗難在既定時間內切削爲無凹凸且表面粗糙度較小的 端面。 【發明內容】 (發明欲解決之課題） 本發明之課題乃有鑒於上述問題點，便提供一種可防 止硏磨後期的硏磨效率降低，能硏磨成因應各硏磨步驟所 要求的面粗糙度之硏磨方法。 (供解決課題之手段） 本發明爲解決上述課題，便探討硏磨效率在硏磨後期 降低的原因，發現若將硏磨時的硏磨液形成酸性，即便在 硏磨後期，硏磨效率仍不致降低，遂完成本發明，即特徵 爲將硏磨時的硏磨液pH設定在2以上且7以下，施行硏 磨的硏磨方法。 200533464 (3) (發明之效果） 依照本發明，將可提供能防止硏磨效率降低，且可硏 磨成因應各步驟要求面粗糙度的硏磨方法。 【實施方式】 以下，針對本發明較佳實施形態，根據所附圖式進行 説明。 在本實施形態中，硏磨薄膜1係如第2 (a)圖所示， 由：薄膜狀基材2，及在該基材2上，形成含有磨粒3 a 與黏結劑樹脂3b的硏磨材層3 ;所形成。 光連接器套圈用構件1 4係利用上述硏磨薄膜1、與 第1圖所示光連接器端面硏磨機1 〇施行硏磨。光連接器 端面硏磨機1 〇係具備有：利用驅動裝置（未圖示）；由該 驅動裝置所驅動的自轉軸1 1而進行自轉，且以公轉軸1 8 爲中心繞上述自轉軸進行旋轉，並繞公轉範圍1 7進行旋 轉運動的略圓盤狀硏磨定盤1 2 ;以及該硏磨定盤1 2上所 搭載的彈性墊1 3。而，上述光連接器端面硏磨機1 0係具 備有：固定於臂部21上的支撐棒20 ;以及在該支撐棒20 下端部依未隨硏磨定盤1 2的旋轉引導而進行旋轉之方式 固定著，且具有光連接器套圈用構件保持部的套圈按壓夾 具15 〇 上述採用光連接器端面硏磨機1 〇對光連接器套圈用 構件1 4端面施行硏磨方面，首先將硏磨材層3朝上’並 將硏磨薄膜1搭載於彈性墊1 3上。其次，在上述套圏按 -7- 200533464 (4) 壓夾具1 5的套圈保持部中，以施行硏磨的端面朝下配置 _ 著光連接器套圈用構件1 4，對上述臂部2 1朝第1圖中箭 頭所示方向施加荷重，在對硏磨薄膜1的硏磨材層3表面 押抵上述光連接器套圈用構件1 4端面的情況下，使硏磨 薄膜1與上述硏磨定盤1 2 —起進行旋轉運動與公轉運 動。藉此，上述光連接器套圏用構件1 4端面係在硏磨薄 膜1的徑向，於上述硏磨材層3的硏磨定盤外周附近與中 心附近之間進行往返運動的情況下，利用上述硏磨材層3 φ 對凸球面施行硏磨加工。 此時，硏磨薄膜1與光連接器套圈用構件14端面 間，依pH在2以上且7以下的方式，將例如在離子交換 水中預先添加pH調整劑的化合物使用爲硏磨時的硏磨 液，便可防止光連接器套圈用構件1 4的硏磨粉、或從硏 磨薄膜1上所剝落的磨粒沉積（附著）之情況，俾防止硏磨 效率降低。 當硏磨時的硏磨液之pH低於2的情況時，因爲酸性 β 度過高，因此光連接器套圈用構件1 4表面將呈粗糙，反 之，當pH在7以上的情況時，將因硏磨效率降低而無法 進行充分的硏磨，結果便形成重切削狀態。 上述pH調整劑係僅要未含有將對光纖芯線、光連接 器套圈用構件造成不良影響之含鹵酸等的話便可，最好爲 如：乙二胺四醋酸、草酸、酒石酸、舆哪啶酸（Quinaldic acid)、順丁烯二酸酐、檸檬酸等含羧基物質。 再者，另一實施形態，如第2(b)圖所示，有如採用 -8- 200533464 (5) 由：薄膜上的基材2 ;以及在該基材2上且含有磨粒3 a 與黏結劑樹脂3 b的硏磨材層3 ;所形成的硏磨薄膜1，並 將硏磨時的硏磨液設定成pH在2以上且低於7，進行硏 磨的方法。換句話說，將離子交換水等使用爲硏磨液，藉 由從硏磨薄膜1的硏磨材層3，使pH調整劑溶出於上述 離子交換水中，便可形成pH在2以上且低於7的硏磨 液。 其中，基材2最好爲具有適度剛性，且與硏磨材層3 間的黏著性良好者，例如：聚酯薄膜、聚醯胺、聚醯亞胺 等合成樹脂薄膜，以及對該等施行化學處理、電暈處理、 底漆處理等提高黏著性處理者。 在硏磨材層3中配合重切削、中切削步驟，鑽石、氧 化鋁等磨粒可選用粒徑1 〇 μπι至0 · 3 μιη間，使上述磨粒在 形成黏結劑的聚酯、聚氨酯等溶液中，與ρ Η調整劑一起 分散，並利用輥塗、網版印刷等通用塗佈方法塗佈於上述 基材2上，再利用烤箱 '自然乾燥等方式進行乾燥之後便 可獲得。 硏磨材層中的磨粒含量，最好爲20〜60體積％，尤以 25〜50體積％爲佳。 硏磨材層3中所添加的ΡΗ調整劑，如上述將含鹵 酸、有機酸的鹼金屬（Na、K)鹽等除外，最好爲如：乙二 胺四醋酸、草酸、酒石酸、舆哪啶酸、順丁烯二酸酐、檸 檬酸等含羧基的物質。 從即便添加少量也能夠讓Ρ Η値降低的優越能力之觀 -9- 200533464 (6) 點，以及從對水的難溶性（即，徐緩溶出俾持續降低PH效 果）的觀點，作爲較爲理想的pH調整劑可舉有乙二胺四醋 酸。 再者，乙二胺四醋酸係粉末狀且粒徑在60 μπι以下、 粒徑偏差在 2 0 μ m以内的物質，可均勻的分散於硏磨材 層，即便硏磨材層磨損，效果仍可持續，因而屬較佳物 質。 另外，在本實施形態中，雖例示上述，惟本發明並不 僅限於上述方法與材料。而且，配合需要，在硏磨液與硏 磨材層中，亦可使用分散劑、偶合劑、界面活性劑、潤滑 劑、消泡劑、著色劑等各種助劑，以及添加劑等。 實施例 其次’舉實施例針對本發明進行詳細説明，惟本發明 並不僅限於此。 (實施例1 ) 在彳谷劑環己院5 0 0重量份中，將分散劑1 . 3重量份、 鑽石磨粒[曰本TOMEI DIAMOND公司製、IRM系列、常 態粒徑3μπι] 480重量份’利用使用氧化锆的分散機進行混 合’並添加聚酯樹脂[東洋紡公司製、V γ l 〇 Ν 2 8 0 ] 1 0 〇重 量份、異氰酸酯[住化拜耳尿烷公司製、斯米吉爾L(音 譯）]3 3重重份，再度進行混合，並利用溶劑調整爲固形份 濃度3 1 %的狀態便獲得基底混合物。ρΗ調整劑係將乙二 -10- 200533464 (7) 胺四醋酸添加成在上述基底混合物中形成1 0重量％濃度 的狀態，經混合、攪拌便獲得硏磨材層用塗佈液。 基材係採用厚度75 μιη的PET薄膜[帝人杜邦薄膜公 司製、易黏著性ΗΡΕ式]，利用輥塗塗佈機塗佈上述硏磨 材層用塗佈液，經自然乾燥後，於1 0 0 °C中施行2 4小時 交聯，便獲得硏磨材層厚度7μιη的硏磨薄膜。 所獲得硏磨薄膜，隔著彈性墊安裝於市售光連接器端 面硏磨機[Seiko Instruments Inc.製、OFL15]的硏磨定盤 上，將1 2個光纖芯線黏著成一體的光連接器套圈用構 件，安裝於上述光連接器端面硏磨機的固定夾具中，使用 硏磨液的離子交換水，依壓接角 30度、旋轉速度 1 8 Orpm、硏磨寬度約20mm的條件，對光連接器套圈用構 件施行硏磨。另外，所謂「硏磨寬度」係指硏磨薄膜中所 殘留環狀硏磨痕跡的徑向距離差。 (實施例2) 除採用pH調整劑的乙二胺四醋酸相對於基底混合物 之比率爲3重量％的硏磨薄膜之以外，其餘均如同實施例 (實施例3) 除採用pH調整劑的乙二胺四醋酸相對於基底混合物 之比率爲20重量％的硏磨薄膜之以外，其餘均如同實施 例1。 -11 - 200533464 (8) (實施例4) 除採用pH調整劑的酒石酸相對於基底混合物之比率 爲1 0重量％的硏磨薄膜之以外，其餘均如同實施例1。 (實施例5)

除在硏磨薄膜中未添加pH調整劑，且硏磨液使用離 子交換水與乙二胺四醋酸之混合物的上澄液（PH4.0)之 外，其餘均如同實施例1。 (實施例6) 除磨粒採用鑽石磨粒[日本TOMEI DIAMOND公司 製、IRM系列、常態粒徑1 μιη]之外，其餘均如同實施例 (比較例1) · 在硏磨薄膜未添加pH調整劑，且硏磨液使用離子交 換水之外，其餘均如同實施例1。 (比較例2) 除硏磨薄膜中未添加pH調整劑，且硏磨液使用離子 交換水與鹽酸的混合物之外，其餘均如同實施例1 ° (比較例3) -12- 200533464 (9) 除在硏磨薄膜中未添加pH調整劑，且硏磨液使用離 子交換水與氫氧化鈉的混合物之外，其餘均如同實施例 (比較例4) 除在硏磨薄膜中未添加pH調整劑，且硏磨液使用離 子交換水與硫酸的混合物之外，其餘均如同實施例1。 (評估） 針對各實施例、比較例的評估乃如下述實施。 < pH > 利用pH計[堀場製作所製、twinpH]測定硏磨中的硏 磨液pH。 <硏磨效率降低率> 在硏磨初期與硏磨後期分別測定，光連接器端面硏磨 機内從安裝者光連接器套圈用構件的固定板起，至光連接 器套圈用構件前端的長度在1分鐘內的減少量，並將後期 對初期的比率設爲硏磨效率降低率。 <光纖面粗糙度> 採用套圈端面測定機[NOR1 AND公司製、AC-3000]， 測定硏磨結束後的光連接器套圈用構件加工面表面粗糙 度。 <被硏磨物表面物性> 在光學照相裝置[WESTOVER公司製、Video Fiber -13- 200533464 (10) M i c r o s c o p e ]畫面上，觀察硏磨結束後的光連接器套圈加 工面，並評估光纖硏磨面傷痕、粗糙度。 (評估結果） 依照上述各評估方法，針對各測定項目，經評估實施 例1〜6及比較例1〜4後的結果，如第i表所示。

-14 - 200533464(11) 比較例4 硏磨液 m 離子交換 水+硫酸 〇 r—η ON 寸 vd 0.93 m (N 1粗面 比較例3 硏磨液 cn 離子交換水 +氫氧化鈉 Ο On cn r-； 寸· 0.64 粗面 比較例2 硏磨液 m 離子交換水 +鹽酸 Ο 寸· od 〇 〇〇 0.95 m r—H 粗面 比較例1 壊 離子交換水 Ο 寸 Η 寸· 0.76 粗面 實施例6 硏磨薄膜 〇 τ—Η 離子交換水 ο 寸· r—Η cn 1.00 良好 實施例5 硏磨液 m 離子交換水 +乙二胺四 醋酸※ ο 寸· <N vd 〇\ 0.95 卜 良好 實施例4 硏磨薄膜 〇 m 離子交 換水 ο 寸· m in un 0.94 卜 I良好 實施例3 硏磨薄膜 m 離子 交換水 ο rn Ο 0.95 oo 良好 實施例2 硏磨薄膜 m 離子 交換水 tn oo 0.91 卜 良好 實施例1 硏磨薄膜 〇 離子 交換水 Ο — ^s〇 'O m 'O 0.95 oo 良好 1 i 添加部位 乙二胺四醋酸(％) 酒石酸(％) 常態粒徑(μιη) 塡充率(％) 硏磨液 評估結果 硏磨時的硏磨液pH 初期(μηι/分） 後期(μηι/分） 後期/初期 光纖面粗f造度(nm) 被硏磨物表面物性 pH調整 剤 磨粒 硏磨效率 降低率

嫠劍T旺赵※ -15- 200533464 (12) 【圖式簡單説明】 第1圖係一實施形態的硏磨方法示意圖。 第2圖係同實施形態的硏磨薄膜剖視圖。 【主要元件符號說明 1 2 3 3a 3b 10 11 12 13 14 15 17 18 20 2 1 硏磨薄膜 基材 硏磨材層 磨粒 黏結劑樹脂 光連接器端面硏磨機 自轉軸 硏磨定盤 彈性墊 光連接器套圈用構件 套圈按壓夾具 公轉範圍 公轉軸 支撐棒 臂部

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Claims (1)

1. 200533464 (1) 十、申請專利範圍 1 · 一種硏磨方法，係在硏磨薄膜與被硏磨物之間隔著 硏磨液，對被硏磨物施行硏磨的硏磨方法；其特徵在於： 將硏磨時的硏磨液pH維持於2以上且7以下的情況下進 行硏磨。 2 ·如申請專利範圍第1項之硏磨方法，其中，該硏磨 液係藉由使用預先利用pH調整劑調整pH的硏磨液，將 硏磨時的硏磨液pH維持在2以上且7以下。 3 ·如申請專利範圍第1或2項之硏磨方法，其中，該 硏磨薄膜係採用含有pH調整劑的硏磨薄膜，藉由在硏磨 時使pH調整劑溶出於硏磨液中，而將硏磨時的硏磨液pH 維持在2以上且7以下。 4.如申請專利範圍第2項之硏磨方法，其中，該p Η 調整劑係由含羧基的物質所構成。 5 . —種硏磨薄膜，係在基材上形成含磨粒與黏結劑樹 脂之硏磨層的硏磨薄膜；其特徵在於：在上述硏磨層中， 依硏磨時在與被硏磨物之間所隔著的硏磨液ρ Η，維持在 2以上且7以下之方式，含有pH調整劑。 6.如申請專利範圍第5項之硏磨薄膜，其中，該ρ Η 調整劑係由含羧基的物質所構成。 7 ·如申請專利範圍第5或6項之硏磨薄膜，其中，該 含羧基的該物質係乙二胺四醋酸。 8 ·如申請專利範圍第3項之硏磨方法，其中，該pH 調整劑係由含羧基的物質所構成。 -17-