TW201542792A

TW201542792A - 研磨用組成物

Info

Publication number: TW201542792A
Application number: TW104112073A
Authority: TW
Inventors: Hiroshi Asano; Maiko Asai; Hitoshi Morinaga; Kazusei Tamai
Original assignee: Fujimi Inc
Priority date: 2014-04-15
Filing date: 2015-04-15
Publication date: 2015-11-16
Also published as: CN105018030A; KR20150118902A; US20150291851A1; JP2015203080A

Abstract

本發明提供一種研磨用組成物，其對於在表面包含合金材料及樹脂且前述合金材料之面積相對於前述研磨面積全體之比為特定範圍的基板進行研磨時，可減低合金材料之研磨速度與樹脂之研磨速度的差，且可同時以高的研磨速度研磨合金材料及樹脂，進而可獲得研磨後的基板表面平滑性優異、具有高光澤表面之基板。本發明之研磨用組成物係於研磨表面包含合金材料及樹脂且前述合金材料之面積相對於研磨面積全體之比為60~95%之基板的用途中使用之研磨用組成物，其包含基於體積基準之粒度分佈累算50%粒徑(D50)為5.0μm以上的結晶性研磨粒、酸或其鹽、及水溶性高分子。

Description

研磨用組成物

本發明係關於研磨用組成物。

所謂合金係對一種金屬元素，共有1種以上之金屬元素、或碳、氮、矽等非金屬元素之共有體，其製造目的係對純金屬提高機械強度或耐藥品性、耐腐蝕性、耐熱性等性質。該等中鋁合金由於輕量且具有優異強度，故已使用於建材或容器等構造材料、汽車、船舶、飛機等運輸設備，以及各種電化製品、或電子零件等各種用途。此外，鈦合金由於輕量且耐腐蝕性優異，故廣泛使用於機密設備、裝飾品、工具、運動用品、醫療零件等中。且，鐵系合金的不銹鋼或鎳合金由於具有優異耐腐蝕性，故除使用於構造材料或輸送設備以外，亦已使用於工具、機械器具、調理器具等之各種用途。又，銅合金除導電性、導熱性、耐腐蝕性優異以外，加工性優異且完成品漂亮，故已廣泛使用於裝飾品、餐具、樂器或電氣材料之零件等。再者，最近於如上述之用途中，亦可使用合金與其表面包含樹脂之材料。

使用如此之於表面包合金及樹脂之材料時，會有將其表面修飾成光澤面之情況。對於光澤面之修飾亦有塗裝其表面等之藉由施以塗佈而進行鏡面處理之情況，但若可藉由研磨將其表面修飾成鏡面，則可提供比塗裝面更優異之光澤面，且不需要塗佈之材料或作業。另外，藉由研磨獲得之鏡面相較於藉由塗裝獲得之光澤面，由於耐久性較高故亦具有光澤面長期持續之優點。

以往，對於合金材料係藉由使用研磨用組成物之研磨而進行鏡面化或平滑化。例如，專利文獻1中揭示包含(a)由氧化矽、氧化鈰及氧化鋯所組成之群選出之研磨材，(b)使鋁氧化之試藥，及(c)液體載體，而於鋁合金之研磨用途中使用之研磨用組成物。

[先前技術文獻] [專利文獻]

[專利文獻1]日本特表2008-544868號公報

然而，將上述專利文獻1所記載之研磨用組成物使用於表面包含合金材料及樹脂之基板之研磨時，合金材料之研磨速度與樹脂之研磨速度之差較大，有無法均勻研磨之問題。且，會有研磨後之基板表面之平滑性不足，無法獲得高光澤表面之問題。

因此本發明之目的係提供一種研磨用組成物，其係在對表面包含合金材料及樹脂，且前述合金材料之面積相對於前述表面之總面積之比為60~95%之基板進行研磨時，可降低合金材料之研磨速度與樹脂之研磨速度之差，同時以高的研磨速度研磨合金材料及樹脂，進而研磨後，可獲得基板表面之平滑性優異，具有高光澤表面之基板。

為解決上述課題，本發明人等重複積極研究。結果，發現藉由使用基於體積基準之粒度分佈累算50%粒徑(D₅₀)在特定範圍之結晶性研磨粒、酸或其鹽、及水溶性高分子之研磨用組成物，可解決上述課題。因此，基於上述見解，終於完成本發明。

亦即，本發明之上述課題可藉由以下之手段達成。

1.一種研磨用組成物，其係於研磨表面包含合金材料及樹脂且前述合金材料之面積相對於研磨面積全體之比為60~95%之基板的用途中使用之研磨用組成物，其包含基於體積基準之粒度分佈累算50%粒徑(D₅₀)為5.0μm以上的結晶性研磨粒、酸或其鹽、及水溶性高分子。

2.如上述1.所記載之研磨用組成物，其中前述結晶性研磨粒係由氧化鋁、氧化矽、氧化鈰、氧化鋯、氧化鈦、氧化錳、碳化矽、碳化硼、碳化鈦、氮化鈦、氮化矽、硼化碳及硼化鎢所組成之群選出之至少1種。

3.如上述1.或2.所記載之研磨用組成物，其中前述合金材料之主成分係由鋁、鈦、鐵、鎳及銅所組成之群選出之至少1種。

4.如上述1.~3.中任一項所記載之研磨用組成物，其中前述樹脂為熱可塑性樹脂。

5.一種研磨方法，係使用如上述1.~4.中任一項所記載之研磨用組成物研磨表面包含合金材料及樹脂且前述合金材料之面積相對於研磨面積全體之比為60~95%之基板。

6.一種基板之製造方法，其包含以如上述5.所記載之研磨方法研磨之步驟。

依據本發明，提供一種研磨用組成物，其係在對表面包含合金材料及樹脂，且前述合金材料之面積相對於前述表面之總面積之比為60~95%之基板進行研磨時，可降低合金材料之研磨速度與樹脂之研磨速度之差，同時以高的研磨速度研磨合金材料及樹脂，進而研磨後，可獲得表面之平滑性優異，具有高光澤表面之基板。

本發明係一種，其係在研磨表面包含合金材料及樹脂，且前述合金材料之面積相對於研磨面積整體之比為60~95%之基板之用途中使用之研磨用組成物，其包含基於體積基準之粒度分佈累算50%粒徑(D₅₀，以下亦稱為「D₅₀」)為5.0μm以上之結晶性研磨粒、酸或其鹽、水溶性高分子。具有該構成之本發明之研磨用組成物可降低合金材料之研磨速度與樹脂之研磨速度之差，同時以高的研磨術速研磨合金材料及樹脂，進而可提高基板表面之平滑性優異，且獲得高光澤之表面。

為何以本發明之研磨用組成物能獲得上述效果，細節並不清楚，但D₅₀在本發明範圍之結晶性研磨粒係對基板之作用、對基板賦予之壓力高，作用個數亦適當之研磨個數之範圍。藉此，對於化學研磨作用難以發揮作用之樹脂，可增大機械的研磨作用，而可提高樹脂之研磨速度。水溶性高分子由於可進一步以較弱的力使結晶性研磨粒凝聚，故可形成粒徑更大的結晶性研磨粒之凝聚粒子，藉此可更提高對樹脂之研磨速度。本發明之研磨用組成物中所含之酸或其鹽成為對合金材料之研磨促進劑。據此，包含D₅₀為特定範圍之結晶性研磨粒、酸或其鹽、及水溶性高分子之本發明之研磨用組成物可以高的研磨速度同時研磨合金材料及樹脂，進而研磨後，可獲得表面之平滑性優異，具有高光澤表面之基板。

又，本發明之研磨用組成物易使研磨粒之凝聚體再分散。

又，上述機制為推測者，本發明並不受上述機制之任何限制。

[研磨對象物]

本發明之研磨用組成物係使用於研磨表面包含合金材料及樹脂之基板之用途。本發明中使用之該基板之前述合金材料之面積相對於研磨面積整體之比(以下亦簡稱為合金材料之面積比)為60~95%。又，本說明書中，研磨對象物(基板)之合金材料之面積比係採用藉以下方法測定之值者。亦即，拍攝研磨對象物之研磨部分，於攝影圖像上自上方重疊5mm見正之格子，計算存在有合金材料與樹脂之格子部分之數。進而，計算合金材料單獨之格子部分及樹脂單獨之格子部分，存在合金材料及樹脂兩者之格子部分進行兩者之計數，以其數計算合金材料之面積比。

以下，針對研磨對象物(基板)所含之合金材料及樹脂加以說明。

[合金材料]

合金材料含有作為主成分之金屬種及與主成分不同之金屬種。

合金材料係基於成為主成分之金屬種賦予名稱。至於合金材料列舉為例如鋁合金、鈦合金、不銹鋼合金(以鐵作為主成分)、鎳合金及銅合金等。

鋁合金以鋁作為主成分，且含有例如由矽、鐵、銅、錳、鎂、鋅及鉻所組成之群選出之至少一種作為與主成分不同之金屬種。鋁合金中之與主成分不同之金屬種之含量相對於合金材料整體為例如0.1~10質量%。至於鋁合金，舉例有例如，JIS H4000：2006所記載之合金編號中之1085、1080、1070、1050、1050A、1060、1100、1200、1N00、1N30、2014、2014A、2017、2017A、2219、2024、3003、3103、3203、3004、3104、3005、3105、5005、5021、5042、5052、5652、5154、5254、5454、5754、5082、5182、5083、5086、5N01、6101、6061、6082、7010、7075、7475、7178、7N01、8021、8079；JIS H4040：2006所記載之合金編號中之1070、1060、1050、1050A、1100、1200、2011、2014、2014A、2017、2017A、2117、2024、2030、2219、3003、3103、5N02、5050、5052、5454、5754、5154、5086、5056、5083、6101、6N01、6005A、6060、6061、6262、6063、6082、6181、7020、7N01、7003、7050、7075、7049A；JIS H4100：2006所記載之合金編號中之1070 A1070S、1060 A1060S、1050 A1050S、1100 A1100S、1200 A1200S、2014 A2014S、2014 A2014AS、2017 A2017S、2017 A2017AS、2024 A2024S、3003 A3003S、3203 A3203S、5052 A5052S、5454 A5454S、5083 A5083S、5086 A5086S、6101 A6101S、6N01 A6N01S、6005A A6005AS、6060 A6060S、6061 A6061S、6063 A6063S、6082 A6082S、7N01 A7N01S、7003 A7003S、7005 A7005S、7020 A7020S、7050 A7050S、7075 A7075S等。

鈦合金係以鈦作為主成分，且含有例如鋁、鐵及釩等作為與主成分不同之金屬種。鈦合金中之與主成分不同之金屬種之含量相對於合金材料整體為例如3.5~30質量%。鈦合金舉例為例如JIS H4600：2012所記載之種類中之11~23種、50種、60種、61種及80種者。

不銹鋼係以鐵作為主成分，且含有例如由鉻、鎳、鉬及錳所組成之群選出之至少一種作為與主成分不同之金屬種。不銹鋼中之與主成分不同之金屬種之含量相對於合金材料整體為例如10~50質量%。不銹鋼列舉為例如JIS G4303：2005所記載之種類記號中之SUS201、303、303Se、304、304L、304NI、305、305JI、309S、310S、316、316L、321、347、384、XM7、303F、303C、430、430F、434、410、416、420J1、420J2、420F、420C、631J1等。

鎳合金係以鎳作為主成分，且含有例如由鐵、鉻、鉬及鈷所組成之群選出之至少一種作為與主成分不同之金屬種。鎳合金中之與主成分不同之金屬種之含量相對於合金材料整體為例如20~75質量%。鎳合金列舉為例如JIS H4551：2000所記載之合金編號中之NCF600、601、625、750、800、800H、825、NW0276、4400、6002、6022等。

銅合金係以銅作為主成分，且含有例如由鐵、鉛、鋅及錫所組成之群選出之至少一種作為與主成分不同之金屬種。銅合金中之與主成分不同之金屬種之含量相對於合金材料整體為例如3~50質量%。銅合金列舉為例如JIS H3100：2006所記載之合金編號中之C2100、2200、2300、2400、2600、2680、2720、2801、3560、3561、3710、3713、4250、4430、4621、4640、6140、6161、6280、6301、7060、7150、1401、2051、6711、6712等。

合金材料之主成分較好為由鋁、鈦、鐵、鎳及銅所組成之群選出之至少一種。合金材料更好為鋁合金、不銹鋼或鈦合金。

[樹脂]

樹脂之種類並無特別限制，可為熱硬化性樹脂、熱可塑性樹脂之任一種。

熱硬化性樹脂之例列舉為例如環氧樹脂、聚醯亞胺樹脂、酚樹脂、胺基樹脂、不飽和聚酯樹脂等。

熱可塑性樹脂之例列舉為例如聚苯乙烯樹脂、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物樹脂(ABS樹脂)、(甲基)丙烯酸樹脂、有機酸乙烯酯樹脂或其衍生物、乙烯醚樹脂、聚氯乙烯、聚偏氯乙烯、聚偏氟化乙烯等含鹵素之樹脂、聚乙烯、聚丙烯等烯烴樹脂、聚碳酸酯樹脂、聚對苯二甲酸乙二酯、聚萘二甲基乙二酯等之飽和聚酯樹脂、聚醯胺樹脂、熱可塑性聚胺基甲酸酯樹脂、聚碸樹脂(聚醚碸、聚碸等)、聚苯醚樹脂(2,6-二甲酚之聚合物等)、纖維素衍生物(纖維素酯類、纖維素胺基甲酸酯類、纖維素醚類等)、聚矽氧樹脂(聚二甲基矽氧烷、聚甲基苯基矽氧烷等)等。

上述樹脂可單獨使用亦可組合2種以上使用。該等樹脂中，基於耐衝擊性或耐候性之觀點較好為熱可塑性樹脂，更好為聚碳酸酯樹脂、丙烯酸樹脂、ABS樹脂。

接著，針對本發明之研磨用組成物之構成加以詳細說明。

[結晶性研磨粒]

本發明之研磨用組成物包含基於體積基準之粒度分佈累算50%粒徑(D₅₀)為5.0μm以上之結晶性研磨粒。藉由使用該結晶性研磨粒，可提高樹脂之研磨速度，且可降低合金材料之研磨速度與樹脂之研磨速度之差。此處，本說明書中所謂「結晶性研磨粒」意指使用X射線繞射裝置進行粉末X射線繞射測定時，其繞射圖型中顯示源自結晶之波峰者。

該結晶性研磨粒之具體例列舉為例如由氧化鋁(alumina)、氧化矽(silica)、氧化鈰(ceria)、氧化鋯、氧化鈦、氧化錳、碳化矽、碳化硼、碳化鈦、氮化鈦、氮化矽、硼化鈦及硼化鎢所組成之群選出之至少一種。該等中，基於硬度與成本之觀點，較好為氧化鋁(alumina)、氧化矽(silica)、氧化鋯。

氧化鋁之種類列舉為例如α-氧化鋁、中間氧化鋁(γ-氧化鋁、δ-氧化鋁、θ-氧化鋁)、發煙氧化鋁等，均可使用。

結晶性研磨粒之基於體積基準之粒度分佈累算50%粒徑(D₅₀)為5.0μm以上。結晶性研磨粒之D₅₀未達5.0μm時，對樹脂之研磨速度下降。結晶性研磨粒之D₅₀較好為7.0μm以上。且，該D₅₀之上限值並無特別限制，較好為30μm以下。

又，本說明書中，結晶性研磨粒之D₅₀可利用市售之粒度測定裝置測定。該粒度測定裝置亦可使用基於動態光散射法、雷射繞射法、雷射散射法、或細孔電阻法等任一手法者。

研磨用組成物中之結晶性研磨粒含量之下限值較好為0.1質量%以上，更好為0.2質量%以上，又更好為1質量%以上。隨著研磨粒之含量變多，研磨速度提高。

又，研磨用組成物中之結晶性研磨粒含量之上限值較好為50質量%以下，更好為25質量%以下，又更好為20質量%以下。隨著結晶性研磨粒之含量減少，除了降低研磨用組成物之製造成本以外，亦可容易地獲得因使用研磨用組成物進行研磨之刮傷等之缺陷少之表面。

[酸或其鹽]

本發明之研磨用組成物包含酸或其鹽。酸或其鹽係發揮作為合金材料之研磨促進劑之角色，且更提高合金材料之研磨速度。

酸可使用無機酸及有機酸之任一種。無機酸之例列舉為例如鹽酸、硫酸、硝酸、氫氟酸、硼酸、碳酸、次磷酸(hypophosphorous acid)、亞磷酸及磷酸等。且，有機酸列舉為例如甲酸、乙酸、丙酸、丁酸、戊酸、2-甲基丁酸、正己酸、3,3-二甲基丁酸、2-乙基丁酸、4-甲基戊酸、正庚酸、2-甲基己酸、正辛酸、2-乙基己酸、苯甲酸、乙醇酸、水楊酸、甘油酸、草酸、丙二酸、琥珀酸、戊二酸、己二酸、庚二酸、馬來酸、富馬酸、蘋果酸、酒石酸、檸檬酸、乳酸、二乙醇酸、2-呋喃羧酸、2,5-呋喃二羧酸、3-呋喃羧酸、2-四氫呋喃羧酸、甲氧基乙酸、甲氧基苯基乙酸、及苯氧基乙酸等。再者，鹽列舉為1族元素鹽、2族元素鹽、鋁鹽、銨鹽、胺鹽及四級銨鹽等。該等酸或其鹽可單獨使用亦可混合2種以上使用。

該等中，以磷酸、硝酸、檸檬酸較佳。

研磨用組成物中之酸或其鹽之含量之下限值較好為0.01質量%以上，更好為0.02質量%以上，又更好為0.1質量%以上。隨著酸或其鹽之含量增多，研磨速度提高。

研磨用組成物中之酸或其鹽之含量之上限值較好為5質量%以下，更好為3質量%以下，又更好為2質量%以下。酸或其鹽之含量適當時，可更好地提高利用研磨用組成物對研磨對象物之研磨速度。

[水溶性高分子]

本發明之研磨用組成物包含水溶性高分子。該水溶性高分子由於可以較弱的力使結晶性研磨粒凝聚，故進一步提高樹脂之研磨速度。且，該水溶性高分子亦可發揮使研磨粒之凝聚體再分散之角色。

水溶性高分子之例列舉為例如聚丙烯酸等聚羧酸、聚膦酸、聚苯乙烯磺酸等聚磺酸、黃原膠、褐藻酸鈉等多糖類、羥基乙基纖維素、羧基甲基纖維素等纖維素衍生物、聚乙二醇、聚乙烯醇、聚乙烯基吡咯啶酮、聚氧伸乙基烷基醚、聚氧伸乙基烷基苯基醚、山梨糖醇酐單油酸酯、單一種或複數種之具有氧基伸烷基單位之氧基伸烷基系聚合物等。此外，上述化合物之鹽亦可較好地使用作為水溶性高分子。該等水溶性高分子可單獨使用亦可混合2種以上使用。

該等中，以聚羧酸或其鹽、聚膦酸或其鹽、聚磺酸或其鹽較佳，更好為聚丙烯酸鈉、聚磺酸。

該水溶性高分子之重量平均分子量之下限值較好為1,000以上。另一方面，該水溶性高分子之重量平均分子量之上限值較好為1,000,000以下。又，水溶性高分子之重量平均分子量可利用凝膠滲透層析儀(GPC)測定。

研磨用組成物中之水溶性高分子之含量之下限值較好為0.01質量%以上。隨著水溶性高分子之含量變多，可提高再分散性。

又，研磨用組成物中之水溶性高分子之含量之上限值較好為10質量%以下。隨著水溶性高分子之含量減少，研磨速度上升。

[研磨用組成物之pH]

本發明之研磨用組成物之pH之下限值較好為1以上，更好為1.5以上。

又，本發明之研磨用組成物之pH之上限值較好為7以下，更好為6以下，又更好為4.5以下。

pH可利用本發明之研磨用組成物之一成分的酸或其鹽予以控制，但亦可使用其以外之習知之酸、鹼、或該等之鹽而控制。

[其他成分]

本發明之研磨用組成物亦可視需要進一步包含水、促進合金材料溶解之蝕刻劑、使合金材料之表面氧化之氧化劑、抑制合金材料表面腐蝕之防腐蝕劑或螯合劑、使研磨粒之凝聚體容易再分散之分散助劑、具有其他功能之防腐劑、防黴劑等其他成分。

[水]

本發明之研磨用組成物較好含有水作為用以使各成分分散或溶解之分散介質或溶劑。就抑制阻礙其他成分之作用之觀點而言，較好為儘可能不含雜質之水，具體而言較好為以離子交換樹脂去除雜質離子後，通過過濾器去除異物之純水或超純水、或蒸餾水。

[水以外之其他成分]

蝕刻劑之例列舉為硝酸、硫酸、磷酸等無機酸、乙酸、檸檬酸、酒石酸或甲烷磺酸等有機酸、氫氧化鉀、氫氧化鈉等無機鹼、氨、胺、四級銨氫氧化物等之有機鹼等。氧化劑之例列舉為過氧化氫、過乙酸、過碳酸鹽、過氧化脲、過氯酸鹽、過硫酸鹽等。防腐蝕劑列舉為例如胺類、吡啶類、四苯基鏻鹽、苯并三唑類、三唑類、四唑類、苯甲酸等。螯合劑之例列舉為葡萄糖酸等羧酸系螯合劑，乙二胺、二伸乙基三胺、三甲基四胺等胺系螯合劑，乙二胺四乙酸、氮川三乙酸(nitrilotriacetic acid)、羥基乙基乙二胺三乙酸、三伸乙基四胺六乙酸、二伸乙基三胺五乙酸等聚胺聚羧酸系螯合劑，2-胺基乙基膦酸、1-羥基亞乙基-1,1-二膦酸、胺基三(亞甲基膦酸)、乙二胺肆(亞甲基膦酸)、二伸乙基三胺五(亞甲基膦酸)、乙烷-1,1-二膦酸、乙烷-1,1,2-三膦酸、甲烷羥基膦酸、1-膦基丁烷-2,3,4-三羧酸等有機膦酸系螯合劑，酚衍生物、1,3-二酮等。分散助劑之例列舉為焦磷酸鹽或六偏磷酸鹽等縮合磷酸鹽等。防腐劑之例列舉為次氯酸鈉等。防黴劑之例列舉為噁唑啶-2,5-二酮等噁唑啉等。

[研磨用組成物之製造方法]

本發明之研磨用組成物之製造方法並無特別限制，可為例如藉由在水中攪拌混合結晶性研磨粒、酸或其鹽、水溶性高分子、及視需要之其他成分而獲得。

混合各成分時之溫度並無特別限制，較好為10~40℃，亦可加熱以提高溶解速度。且，混合時間亦無特別限制。

[研磨方法及合金材料之製造方法]

如上述，本發明之研磨用組成物可較好地使用於表面包含合金材料及樹脂之基板之研磨。因此，本發明提供一種研磨方法，其係使用本發明之研磨用組成物研磨表面包含合金材料及樹脂且前述合金材料之面積相對於研磨面積全體之比為60~95%之基板。且，本發明提供一種基板之製造方法，其包含以前述研磨方法研磨表面包含合金材料及樹脂且前述合金材料之面積相對於研磨面積全體之比為60~95%之基板之步驟。

使用本發明之研磨用組成物研磨基板時，可使用通常之金屬研磨所用之裝置或條件進行。一般之研磨裝置有單面研磨裝置或雙面研磨裝置，單面研磨裝置係使用稱為載具之保持具保持基板，邊供給研磨用組成物邊使貼附有研磨布之壓盤壓抵於基板之單面，藉由使壓盤旋轉而研磨基板之單面。雙面研磨裝置係使用稱為載具之保持具保持基板，邊自上方供給研磨用組成物，邊使貼附有研磨布之壓盤壓抵於基板之對向面，藉由使其等朝相反方向旋轉而研磨基板之兩面。此時，藉由研磨墊及研磨用組成物與基板之摩擦之物理作用、以及研磨用組成物對於合金之化學作用進行研磨。

本發明之研磨方法中之研磨條件列舉為研磨荷重。一般而言由於荷重愈高則結晶性研磨粒之摩擦力愈高，愈提高機械加工力故而研磨速度提高。本發明之研磨方法中之荷重並無特別限制，但基板之每單位面積較好為50~1,000g/cm²，更好為80~800g/cm²，又更好為100~600g/cm²。若為該範圍，則可發揮充分之研磨速度，且抑制因荷重造成之基板破損、或表面刮傷等缺陷之產生。

本發明之研磨方法中之研磨條件列舉為研磨之線速度。一般而言研磨墊轉數、載具轉數、基板大小、基板數等對線速度會造成影響，但線速度大時施加於基板之摩擦力變大，故邊緣之機械研磨作用變大。且，有因摩擦產生摩擦熱，使研磨用組成物之化學作用變大之情況。本發明之研磨方法中之線速度並無特別限制，但較好為10~300m/分鐘，更好為30~200m/分鐘。若為該範圍，則可獲得充分之研磨速度，且可抑制因基板之摩擦造成之研磨墊破損，進而可充分傳遞對基板之摩擦，可防止所謂基板滑動之狀態，而可充分研磨。

使用上述實施形態之研磨用組成物之研磨方法所使用之研磨墊並無特別限制，有例如聚胺基甲酸酯型、發泡聚胺基甲酸酯型、不織布型、羊毛氈型等材質之差異，以及硬度或厚度等物性之差異，進而有包含研磨粒者、不含研磨粒者等，但其中以使用發泡聚胺基甲酸酯型或羊毛氈型較佳。且，使用羊毛氈型時，更好為因加工中之壓力所致之變形較少者，換言之為墊之硬度較高者。具體而言，墊之硬度以TECLOCK之測定較好為75以上者，例如，藉由於基材使用聚對苯二甲酸乙二酯或不織布可獲得硬度高之羊毛氈型之墊。TECLOCK係以JIS K6253：1997規定測定法。

本發明之研磨方法之研磨條件列舉為研磨用組成物之供給量。供給量雖根據研磨之基板種類、或研磨裝置、研磨條件而異，但研磨用組成物只要可無不均地整面供給於基板與研磨墊之間之充分量即可。研磨用組成物之供給量少時，會有研磨用組成物無法供給於基板整面，或使組成物乾燥凝固而於基板表面產生缺陷之情況。相反地，供給量較多時，除不經濟以外，會有因過量之研磨用組成物，尤其是水等介質而妨礙摩擦且阻礙研磨之情況。

本發明之研磨方法在研磨步驟之前可具有使用其他研磨用組成物之預研磨步驟。合金表面具有加工損傷或運送時之刮傷等時，在一步驟中使該等刮傷鏡面化需花費較多時間，不經濟且有損及平滑性之虞。利用預研磨步驟去除合金表面之刮傷，藉此可縮短以本發明之研磨方法研磨所需之研磨時間，可期待有效地獲得優異鏡面。以下，針對預研磨步驟所用之預研磨用組成物加以說明。

預研磨步驟所用之預研磨用組成物相較於本發明所用之研磨用組成物，較好使用研磨力更強者。具體而言，較好使用相較於本實施形態所用之研磨用組成物中使用之結晶性研磨粒，硬度更高、粒子之尺寸更大之研磨粒。

預研磨用組成物所含之研磨粒列舉為例如碳化矽、氧化鋁(alumina)、氧化鋯、鋯、氧化鈰、氧化鈦等，但並不限於該等。該等研磨粒中，最好使用氧化鋁。氧化鋁並不限於特定之種類，可使用例如α-氧化鋁、δ-氧化鋁、θ-氧化鋁、κ-氧化鋁、及其他形態上不同之物。此外，氧化鋁亦可包含鋁以外之矽、鈦、鐵、銅、鉻、鈉、鉀、鈣、鎂等雜質元素。

又，基板中所含之合金材料為硬脆材料，以更高速度研磨其合金材料時，較好使用以α-氧化鋁作為主成分之氧化鋁，構成氧化鋁研磨粒之氧化鋁之結晶形態中之α化率為20%以上，更好為40%以上者。此處氧化鋁之α化率係由利用X射線繞射測定所得之(113)面繞射線之積分強度求出者。

預研磨用組成物中所含研磨粒之平均粒徑較好為0.1μm以上，更好為0.3μm以上。隨著研磨粒之平均粒徑變大，基板之研磨速度提高。

預研磨用組成物中所含之研磨粒之平均粒徑較好為20μm以下。隨著研磨粒之平均粒徑減小，容易獲得低缺陷且粗度小之表面。又，研磨粒之平均粒徑之測定可使用例如雷射繞射/散射式粒徑分佈測定裝置，例如堀場製作所股份有限公司製之“LA-950”進行。

預研磨用組成物中之研磨粒含量較好為0.5質量%以上，更好為1質量%以上。隨著研磨粒之含量增多，而提高研磨用組成物對基板之研磨速度。

預研磨用組成物中之研磨粒含量較好為20質量%以下，更好為10質量%以下。隨著研磨粒之含量減少，除減低研磨用組成物之製造成本以外，藉由使用研磨用組成物研磨亦容易獲得刮痕少之表面。

預研磨用組成物之pH隨研磨之基板種類而異。預研磨用組成物中之pH係利用習知之酸、鹼、或該等之鹽調整。其中於酸使用有機酸，尤其是乙醇酸、琥珀酸、馬來酸、檸檬酸、酒石酸、蘋果酸、葡萄糖酸、草酸及衣康酸時，可期待藉由對研磨粒表面之作用等，而提高研磨速度。

使用本發明之研磨用組成物研磨基板時，可回收一次研磨所使用之研磨用組成物，再度使用於研磨。研磨用組成物之再使用方法之一例列舉為將自研磨裝置排出之研磨用組成物回收於槽內，且再度循環至研磨裝置內而使用之方法。循環使用研磨用組成物時，就可減少作為廢液排出之研磨用組成物之量而減少環境負荷方面，以及減少所使用之研磨用組成物之量而抑制對基板之研磨花費之製造成本方面係有用。

循環使用本發明之研磨用組成物時，可在循環使用中添加因研磨而消耗‧損失之結晶性研磨粒、酸或其鹽、水溶性高分子、及其他添加劑之一部分或全部作為組成物調整劑。該情況下，組成物調整劑亦可為以任意之混合比率混合結晶性研磨粒、酸或其鹽、水溶性高分子、及其他添加劑之一部分或全部而成者。藉由追加添加組成物調整劑，將研磨用組成物調整成適於再利用之組成物，維持適當之研磨。組成物調整劑中所含有之結晶性研磨粒、酸或其鹽、水溶性高分子、及其他添加劑之濃度為任意，並無特別限制，但較好根據循環槽之大小或研磨條件適當調整。

本發明之研磨用組成物可為一液型，亦可為以二液型為代表之多液型。此外，本發明之研磨用組成物亦可使用水等稀釋液將研磨用組成物之原液稀釋至例如10倍以上而調製。

[實施例]

使用以下實施例及比較例更詳細說明本發明。惟，本發明之技術範圍並不僅限於以下之實施例。

(實施例1、比較例1~4)

以使作為結晶性研磨粒之下述表2中所示之粒子成為13質量%之含量之方式以水稀釋，且分別添加並攪拌作為酸或其鹽之檸檬酸使成為0.5質量%之含量、及作為水溶性高分子之聚丙烯酸鈉(重量平均分子量：2,000)使成為 0.5質量%之含量，而調製研磨用組成物。以pH計確認鹽磨用組成物之pH為3.3。

實施例1及比較例1~3係使用α-氧化鋁。

又，氧化鋁之D₅₀係使用雷射繞射/散射式粒徑分佈測定裝置LA-950(堀場製作所股份有限公司製)測定。膠體氧化矽之D₅₀係利用動態光散射法之粒度測定器(日機裝股份有限公司製，UPA-UT151)測定。氧化鋁及膠體氧化矽之比表面積係以島津製作所股份有限公司製之FlowsorbII 2300測定。

使用各實施例及比較例之研磨用組成物，進行同時研磨相同大小之由鋁合金所成之基板2片及由聚碳酸酯樹脂(PC)所成之基板1片之研磨步驟。亦即，本實驗係相當於對合金材料之面積比為66.7%之基板研磨之實驗。又，由鋁合金所成之基板係使用由JIS H4000：2006所記載之合金編號之5052(A5052)所成之基板。研磨步驟中之研磨條件示於下述表1。

又，藉以下所示之方法評價研磨速度及研磨步驟後之研磨面之表面粗度。

〈研磨速度〉

針對由鋁合金所成之基板及由聚碳酸酯樹脂所成之基板2種，測定研磨步驟前之基板之質量、與研磨步驟後之基板之質量，由研磨步驟前後之質量差算出研磨速度。其結果示於下述表2之「研磨速度」欄中。又，表2中之「速度差」表示由合金之研磨速度減掉聚碳酸酯之研磨速度之差的絕對值。

〈表面粗度〉

表示研磨面之表面粗度之「Ra」係基於JIS B0601：2001所記載之方法，使用非接觸表面形狀測定機(雷射顯微鏡VK-X200，KEYENCE股份有限公司製)，針對研磨步驟後之由合金所成之基板及由聚碳酸酯所成之基板各種進行測定。又，「Ra」係表示粗度曲線之高度方向之振幅平均之參數，表示在一定視野內之基板表面之高度之算術平均。非接觸表面形狀測定機之測定條件係將測定範圍設為284μm×213μm。其結果示於下述表2之「Ra」欄中。

如上述表2所示，可知使用實施例1之研磨用組成物時，可使合金材料之研磨速度與樹脂(PC)之研磨速度之差減小，且可以高的研磨速度同時研磨合金材料及樹脂。且，由表面粗度(Ra)之結果，可知研磨後之基板表面之平滑性亦優異，獲得具有高光澤表面之基板。

D₅₀之值在本發明範圍外的比較例1~3之研磨用組成物對合金材料之研磨速度與樹脂(PC)之研磨速度之差較大。且，使用膠體氧化矽作為研磨粒之比較例4之研磨用組成物幾乎無法研磨樹脂(PC)。

再者，本申請案係基於2014年4月15日申請之日本專利申請號2014-083833號，其揭示內容全文納入本文中供參考。

Claims

一種研磨用組成物，其係於研磨表面包含合金材料及樹脂且前述合金材料之面積相對於研磨面積全體之比為60~95%之基板的用途中使用之研磨用組成物，其包含基於體積基準之粒度分佈累算50%粒徑(D₅₀)為5.0μm以上的結晶性研磨粒、酸或其鹽、及水溶性高分子。
如請求項1之研磨用組成物，其中前述結晶性研磨粒係由氧化鋁、氧化矽、氧化鈰、氧化鋯、氧化鈦、氧化錳、碳化矽、碳化硼、碳化鈦、氮化鈦、氮化矽、硼化鈦及硼化鎢所組成之群選出之至少1種。
如請求項1之研磨用組成物，其中前述合金材料之主成分係由鋁、鈦、鐵、鎳及銅所組成之群選出之至少1種。
如請求項1之研磨用組成物，其中前述樹脂為熱可塑性樹脂。
一種研磨方法，係使用如請求項1~4中任一項之研磨用組成物研磨表面包含合金材料及樹脂且前述合金材料之面積相對於研磨面積全體之比為60~95%之基板。
一種基板之製造方法，包含以如請求項5之研磨方法研磨之步驟。