TW201621025A - 研磨材以及研磨材的製造方法 - Google Patents

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Fumihiro Mukai
Tomoki Iwanaga
Daisuke Takagi
Kazuo Saito
Toshikazu Taura
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Abstract

本發明的目的在於提供一種研磨材，其能以高水準兼具基板材料的加工效率與整飾平坦性並且研磨成本低，即便為藍寶石或碳化矽等難加工基板，亦可高效率且高精度地進行研磨。本發明為一種具備基材、及積層於其表面側的研磨層的研磨材，且其特徵在於：所述研磨層含有以無機物作為主成分的黏合劑及分散於該黏合劑中的研磨粒子，所述研磨層的表面是由經槽劃分的多個區域所構成，所述研磨層表面的最大凸部高度（Rp）為2.5 μm以上且70 μm以下。所述多個區域可在俯視正交的XY方向上配設有至少兩個以上。所述黏合劑可含有以氧化物作為主成分的填充劑，且所述氧化物填充劑的平均粒徑小於所述研磨粒子的平均粒徑。所述無機物可為矽酸鹽。所述研磨粒子可為金剛石。

Description

研磨材以及研磨材的製造方法
本發明是有關於一種研磨材以及研磨材的製造方法。
近年來，硬碟（hard disk）等電子設備的精密化不斷進步。作為此種電子設備的基板材料，考慮到可應對小型化或薄型化的剛性、耐衝擊性及耐熱性，一直使用玻璃等。
此種基板（被研磨體）的加工主要是藉由磨光（lapping）加工及拋光（polishing）加工來進行。首先，於磨光加工中進行使用金剛石等的硬質粒子的物理研磨加工，進行基板的厚度控制或平坦化。繼而，於拋光加工中進行使用二氧化鈰（ceria）等的微細粒子的化學研磨加工，提高基板表面的平坦化精度。
通常若欲提高整飾的平坦化精度，則有加工時間變長的傾向，加工效率與平坦化精度成為取捨（trade-off）的關係。因此難以兼具加工效率與平坦化精度。相對於此，為了兼具磨光加工時的加工效率與平坦化精度，提出有如下研磨墊，該研磨墊具有含有黏合劑及研磨粒的研磨層，且該研磨層具有凸狀部（參照日本專利特表2002-542057號公報）。
然而，即便使用該現有技術的研磨墊，亦不可謂充分兼具加工效率與平坦化精度，期望兼具更高水準的加工效率與整飾平坦性。
另外，近年來對於發光二極體（Light Emitting Diode，LED）或功率元件（power device）用，藍寶石或碳化矽等具有硬脆性且化學穩定性而難以加工的基板的需求不斷增加。對於此種難加工基板，需要效率較已確立的矽基板的研磨更高的研磨方法。進而，此種基板由於化學性穩定，因此研磨的最終步驟中進行的化學機械研磨（Chemical Mechanical Polishing，CMP）的加工需要時間。因此，必須於作為其前步驟的研磨中儘可能降低基板表面的粗糙度或損傷，縮短CMP的加工時間。因此，CMP的前步驟的研磨中需要高的研磨精度。
關於對該難加工基板進行研磨的方法，已提出：使用研磨粒子漿料與研磨墊的游離研磨粒研磨（參照日本專利特開2014-100766號公報）、或使游離研磨粒子保持於研磨墊表面的孔中而進行研磨的半固定研磨粒研磨（日本專利特開2002-86350號公報）。
該現有的游離研磨粒研磨及半固定研磨粒研磨藉由研磨粒子使用金剛石而實現效率高的研磨。然而，該現有的游離研磨粒研磨及半固定研磨粒研磨必須將研磨粒子不斷地供給於研磨墊，研磨成本高。 [現有技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]日本專利特表2002-542057號公報 [專利文獻2]日本專利特開2014-100766號公報 [專利文獻3]日本專利特開2002-86350號公報
[發明所欲解決之課題]
本發明是鑒於此種不良狀況而成，其目的在於提供一種研磨材，該研磨材能以高水準兼具基板材料的加工效率與整飾平坦性並且研磨成本低，即便為藍寶石或碳化矽等難加工基板，也可高效率且高精度地進行研磨。 [解決課題之手段]
為了解決所述課題而成的發明為一種研磨材，其具備基材、及積層於其表面側的研磨層，並且所述研磨材的特徵在於：所述研磨層含有以無機物作為主成分的黏合劑及分散於所述黏合劑中的研磨粒子，所述研磨層的表面是由經槽劃分的多個區域所構成，所述研磨層表面的最大凸部高度（Rp）為2.5 μm以上且70 μm以下。
該研磨材的研磨層具有以無機物作為主成分的黏合劑，故研磨粒子的保持力高，研磨粒子不易脫落。另外，將研磨層表面的最大凸部高度（Rp）設定為所述範圍內，故該研磨材維持研磨粒子的保持力，並且可增大研磨粒子的一部分自黏合劑表面的突出量。因此，所述研磨粒子從使用開始時起研磨力優異。因此，該研磨材的所述研磨粒子不易脫落而研磨力優異，故可實現高研磨效率。另外，該研磨材的研磨層是由經槽劃分的多個區域所構成，故可容易地控制對加工基板的表面壓力或研磨作用點數，研磨精度高。進而，該研磨材無需於研磨時新供給研磨粒子，故使用該研磨材的研磨的研磨成本低。
所述多個區域可於俯視正交的XY方向上配設有至少兩個以上。藉由如此般於俯視正交的XY方向上配設有至少兩個以上的所述多個區域，可降低對加工基板的表面壓力等的各向異性，可進一步提高研磨精度。
所述黏合劑可含有以氧化物作為主成分的填充劑，且所述氧化物填充劑的平均粒徑小於所述研磨粒子的平均粒徑。藉由如此般所述黏合劑含有以氧化物作為主成分的填充劑，所述黏合劑的彈性模數增大，可抑制研磨層的磨損。另外，藉由研磨粒子及氧化物填充劑自黏合劑突出，而容易將研磨層表面的最大凸部高度（Rp）控制於既定範圍內，可從使用開始時起可靠地獲得研磨力優異的研磨層。進而，藉由使所述氧化物填充劑的平均粒徑小於所述研磨粒子的平均粒徑，不會妨礙研磨粒子的磨削力，故可維持所述研磨層的研磨力高。
所述無機物可為矽酸鹽。藉由如此般將所述無機物設定為矽酸鹽，可進一步提高研磨層的研磨粒子保持力。
所述研磨粒子可為金剛石。藉由如此般將所述研磨粒子設為金剛石，可進一步提高研磨力。
所述研磨層可由印刷法所形成。藉由如此般利用印刷法來形成所述研磨層，可使研磨粒子的一部分容易地自黏合劑表面突出，故容易將研磨層表面的最大凸部高度（Rp）控制於既定範圍內。因此，可從使用開始時起實現高研磨效率。
為了解決所述課題而成的另一發明為一種研磨材的製造方法，其為具備基材、及積層於其表面側的研磨層的研磨材的製造方法，且其特徵在於：包括藉由研磨層用組成物的印刷而形成所述研磨層的步驟，所述研磨層用組成物含有以無機物作為主成分的黏合劑成分及研磨粒子。
該研磨材的製造方法中，藉由研磨層用組成物的印刷來形成研磨層，故可容易且可靠地形成劃分研磨層表面的槽、及藉由研磨粒子的一部分自黏合劑表面突出而將表面的最大凸部高度（Rp）控制於既定範圍內的研磨層表面。因此，藉由該研磨材的製造方法所製造的研磨材具有高研磨效率與高研磨精度。
此處所謂「主成分」，是指含量最多的成分，例如是指含量為50質量%以上的成分。「最大凸部高度（Rp）」為依據日本工業標準（Japanese Industrial Standards，JIS）-B-0601:2001記載的方法以截斷值（cut-off）0.25 mm、測定長度1.25 mm的設定條件測定的值。另外，所謂「平均粒徑」，是指藉由雷射繞射法等所測定的體積基準的累計粒度分佈曲線的50%值（50%粒徑，D50）。 [發明的效果]
如以上所說明，本發明的研磨材可進行如下研磨：能以高水準兼具基板材料的加工效率與整飾平坦性並且研磨成本低的研磨。因此，該研磨材可較佳地用於電子設備等中所用的玻璃基板、或者藍寶石或碳化矽等難加工基板的研磨。
以下，適當參照圖式對本發明的實施形態加以詳細說明。
＜研磨材＞ 圖1A及圖1B所示的研磨材1具備基材10、積層於其表面側的研磨層20、及積層於基材10的背面側的接著層30。
（基材） 所述基材10為用以支撐研磨層20的板狀構件。
所述基材10的材質並無特別限定，可列舉聚對苯二甲酸乙二酯（Polyethylene terephthalate，PET）、聚丙烯（Polypropylene，PP）、聚乙烯（Polyethylene，PE）、聚醯亞胺（Polyimide，PI）、聚萘二甲酸乙二酯（Polyethylene naphthalate，PEN）、芳族聚醯胺（aramid）、鋁、銅等。其中，較佳為與研磨層20的接著性良好的鋁。另外，亦可對基材10的表面進行化學處理、電暈處理(corona treatment)、底漆處理等提高接著性的處理。
所述基材10可具有可撓性或延性。藉由如此般所述基材10具有可撓性或延性，研磨材1追隨於被研磨體的表面形狀，研磨面與被研磨體容易接觸而研磨效率進一步提高。此種具有可撓性的基材10的材質例如可列舉PET或PI。另外，具有延性的基材10的材質可列舉鋁或銅。
所述基材10的形狀及大小並無特別限制，例如可設定為一邊為140 mm以上且160 mm以下的正方形形狀、或外徑為600 mm以上且650 mm以下及內徑為200 mm以上且250 mm以下的圓環狀。另外，亦可為並列設置於平面上的多個基材10由單一的支撐體所支撐的構成。
所述基材10的平均厚度並無特別限制，例如可設定為75 μm以上且1 mm以下。於所述基材10的平均厚度小於所述下限的情形時，有該研磨材1的強度或平坦性不足之虞。另一方面，於所述基材10的平均厚度超過所述上限的情形時，有該研磨材1不必要地變厚而操作變困難之虞。
（研磨層） 研磨層20具有以無機物作為主成分的黏合劑21及分散於該黏合劑21中的研磨粒子22。另外，所述研磨層20具備表面經槽23劃分的多個區域（凸狀部24）。
所述研磨層20的平均厚度（僅凸狀部24部分的平均厚度）並無特別限制，所述研磨層20的平均厚度的下限較佳為100 μm，更佳為130 μm。另外，所述研磨層20的平均厚度的上限較佳為1000 μm，更佳為800 μm。於所述研磨層20的平均厚度小於所述下限的情形時，有研磨層20的耐久性不足之虞。另一方面，於所述研磨層20的平均厚度超過所述上限的情形時，有該研磨材1不必要地變厚而操作變困難之虞。
（黏合劑） 作為所述黏合劑21的主成分的無機物可列舉矽酸鹽、磷酸鹽、多價金屬醇鹽等。其中，較佳為研磨層20的研磨粒子保持力高的矽酸鹽。
另外，黏合劑21可含有以氧化物作為主成分的填充劑。藉由如此般黏合劑21含有氧化物填充劑，所述黏合劑21的彈性模數增大，可抑制研磨層20的磨損。
所述氧化物填充劑例如可列舉：氧化鋁、二氧化矽、氧化鈰、氧化鎂、氧化鋯、氧化鈦等氧化物及二氧化矽-氧化鋁、二氧化矽-氧化鋯、二氧化矽-二氧化鎂等複合氧化物。該些氧化物可單獨使用或視需要組合使用兩種以上。其中，較佳為可獲得高研磨力的氧化鋁。
所述氧化物填充劑的平均粒徑亦依存於研磨粒子22的平均粒徑，例如可設定為0.01 μm以上且20 μm以下。於所述氧化物填充劑的平均粒徑小於所述下限的情形時，有無法充分獲得由所述氧化物填充劑所得的增大黏合劑21的彈性模數的效果之虞。另一方面，於所述氧化物填充劑的平均粒徑超過所述上限的情形時，有氧化物填充劑妨礙研磨粒子22的研磨力之虞。
另外，所述氧化物填充劑的平均粒徑可小於研磨粒子22的平均粒徑。所述氧化物填充劑的平均粒徑相對於研磨粒子22的平均粒徑之比的下限較佳為0.1，更佳為0.2。另外，所述氧化物填充劑的平均粒徑相對於研磨粒子22的平均粒徑之比的上限較佳為0.8，更佳為0.6。於所述氧化物填充劑的平均粒徑相對於研磨粒子22的平均粒徑之比小於所述下限的情形時，有由所述氧化物填充劑所得的增大黏合劑21的彈性模數的效果相對不足、研磨層20的磨損的抑制變得不充分之虞。另一方面，於所述氧化物填充劑的平均粒徑相對於研磨粒子22的平均粒徑之比超過所述上限的情形時，有氧化物填充劑妨礙研磨粒子22的研磨力之虞。
所述氧化物填充劑相對於研磨層20之含量亦依存於研磨粒子22的含量，所述氧化物填充劑相對於研磨層20之含量的下限較佳為15體積%，更佳為30體積%。另外，所述氧化物填充劑相對於研磨層20之含量的上限較佳為75體積%，更佳為60體積%。於所述氧化物填充劑相對於研磨層20之含量小於所述下限的情形時，有無法充分獲得由所述氧化物填充劑所得的增大黏合劑21的彈性模數的效果之虞。另一方面，於所述氧化物填充劑相對於研磨層20之含量超過所述上限的情形時，有氧化物填充劑妨礙研磨粒子22的研磨力之虞。
進而，所述黏合劑21中，亦可根據目的而適當含有分散劑、偶合劑、界面活性劑、潤滑劑、消泡劑、著色劑、各種助劑、添加劑等。
（研磨粒子） 研磨粒子22可列舉：金剛石、氧化鋁、二氧化矽、二氧化鈰、碳化矽等的粒子。其中，較佳為可獲得高的磨削力的金剛石粒子。該金剛石粒子可為單晶亦可為多晶，另外亦可為經Ni塗佈等處理的金剛石。
研磨粒子22的平均粒徑是根據研磨速度及研磨後的被研磨體的表面粗糙度的觀點而適當選擇。研磨粒子22的平均粒徑的下限較佳為2 μm，更佳為10 μm，進而佳為15 μm。另外，研磨粒子22的平均粒徑的上限較佳為45 μm，更佳為30 μm，進而佳為25 μm。於研磨粒子22的平均粒徑小於所述下限的情形時，有該研磨材1的研磨力不足、研磨效率降低之虞。另一方面，於研磨粒子22的平均粒徑超過所述上限的情形時，有研磨精度降低之虞。
研磨粒子22相對於研磨層20之含量的下限較佳為3體積%，更佳為4體積%，進而佳為8體積%。另外，研磨粒子22相對於研磨層20之含量的上限較佳為55體積%，更佳為35體積%，進而佳為20體積%。於研磨粒子22相對於研磨層20之含量小於所述下限的情形時，有研磨層20研磨力不足之虞。另一方面，於研磨粒子22相對於研磨層20之含量超過所述上限的情形時，有研磨層20無法保持研磨粒子22之虞。
另外，該研磨材1於研磨層20的表面（凸狀部24的表面）上具有微細的凹凸，可認為該微細的凹凸主要是由於凸狀部24所含的研磨粒子22的一部分自所述黏合劑21的表面突出而產生。研磨層20的表面的最大凸部高度（Rp）的下限為2.5 μm，較佳為5 μm，更佳為7 μm。另外，研磨層20的表面的最大凸部高度（Rp）的上限為70 μm，較佳為研磨粒子22的平均粒徑的1.5倍。於研磨層20的表面的最大凸部高度（Rp）小於所述下限的情形時，有不依賴於所使用的研磨粒子22的平均粒徑而磨削力不足之虞。另一方面，於研磨層20的表面的最大凸部高度（Rp）超過所述上限的情形時，有無法物理保持研磨粒子22、從而研磨粒子22脫落之虞。再者，所述研磨層20的表面的最大凸部高度（Rp）例如可藉由對利用印刷法來形成研磨層20時的塗敷液的濃度進行調節而控制。
所述研磨層20可藉由印刷法來形成。藉由如此般利用印刷法來形成所述研磨層20，可使研磨粒子22的一部分容易地自黏合劑21的表面突出，故容易將研磨層20的表面的最大凸部高度（Rp）控制於既定範圍內。因此，可從使用開始時起實現高研磨效率。
（凸狀部） 所述研磨層20具備多個凸狀部24，該多個凸狀部24為表面經槽23劃分的多個區域。所述槽23是於研磨層20的表面上以等間隔的格子狀而配設。即，所述多個凸狀部24的形狀為於俯視正交的XY方向上分別配設至少兩個以上而成的區塊圖案（block pattern）狀。另外，劃分凸狀部24的槽23的底面是由基材10的表面所構成。
所述槽23的平均寬度的下限較佳為0.3 mm，更佳為0.5 mm。另外，所述槽23的平均寬度的上限較佳為10 mm，更佳為8 mm。於所述槽23的平均寬度小於所述下限的情形時，有因研磨而產生的研磨粉堵塞槽23之虞。另一方面，於所述槽23的平均寬度超過所述上限之情形時，有於研磨時對被研磨體產生損傷之虞。
所述凸狀部24的平均面積的下限較佳為1 mm2 ，更佳為2 mm2 。另外，所述凸狀部24的平均面積的上限較佳為150 mm2 ，更佳為130 mm2 。於所述凸狀部24的平均面積小於所述下限的情形時，有凸狀部24自基材10剝離之虞。另一方面，於所述凸狀部24的平均面積超過所述上限的情形時，有於研磨時研磨層20對被研磨體的接觸面積增大、研磨效率降低之虞。
所述多個凸狀部24相對於所述研磨層20總體之面積佔有率的下限較佳為20%，更佳為30%。另外，所述多個凸狀部24相對於所述研磨層20總體之面積佔有率的上限較佳為60%，更佳為55%。於所述多個凸狀部24相對於所述研磨層20總體之面積佔有率小於所述下限的情形時，有凸狀部24自基材10剝離之虞。另一方面，於所述多個凸狀部24相對於所述研磨層20總體之面積佔有率超過所述上限的情形時，有研磨層20的研磨時的摩擦阻力變高而損傷被研磨體之虞。再者，於研磨層具有槽的情形時，「研磨層總體的面積」為亦包括該槽的面積的概念。
（接著層） 接著層30為將該研磨材1固定於支撐體上的層，所述支撐體是用於支撐該研磨材1並安裝於研磨裝置上。
該接著層30中所用的接著劑並無特別限定，例如可列舉反應型接著劑、瞬間接著劑、熱熔接著劑、黏著劑等。
該接著層30中所用的接著劑較佳為黏著劑。藉由使用黏著劑作為接著層30中所用的接著劑，可自支撐體上剝離該研磨材1並重新黏貼，故容易再利用該研磨材1及支撐體。此種黏著劑並無特別限定，例如可列舉：丙烯酸系黏著劑，丙烯酸-橡膠系黏著劑、天然橡膠系黏著劑、丁基橡膠系等合成橡膠系黏著劑，矽酮系黏著劑，聚胺基甲酸酯系黏著劑等。
接著層30的平均厚度的下限較佳為0.05 mm，更佳為0.1 mm。另外，接著層30的平均厚度的上限較佳為0.3 mm，更佳為0.2 mm。於接著層30的平均厚度小於所述下限的情形時，有接著力不足、研磨材1自支撐體剝離之虞。另一方面，於接著層30的平均厚度超過所述上限的情形時，例如有因接著層30的厚度而於將該研磨材1切成所需形狀時造成妨礙等作業性降低之虞。
＜研磨材的製造方法＞ 該研磨材1可藉由以下步驟而製造：準備研磨層用組成物的步驟；以及藉由研磨層用組成物的印刷而形成所述研磨層20的步驟。
首先，於研磨層用組成物準備步驟中，以塗敷液的形式準備研磨層用組成物，該研磨層用組成物含有以無機物作為主成分的黏合劑21的形成材料、氧化物填充劑及研磨粒子22。
另外，為了控制塗敷液的黏度或流動性，添加水、醇等稀釋劑等。藉由該稀釋，可使凸狀部24所含的研磨粒子22的一部分自黏合劑21的表面突出。此時，藉由增多稀釋量，於後續步驟中使所述研磨層用組成物乾燥時黏合劑21的厚度減小，可增大所述研磨粒子22的突出量。
繼而，於研磨層形成步驟中，使用所述研磨層用組成物準備步驟中準備的塗敷液，於基材10的表面上藉由印刷法而形成由經槽23劃分的多個區域所構成的研磨層20。為了形成該槽23，準備具有與槽23的形狀相對應的形狀的遮罩，隔著該遮罩來印刷所述塗敷液。該印刷方式例如可使用網版印刷、金屬遮罩印刷等。繼而，使所印刷的塗敷液加熱脫水及加熱硬化，由此形成研磨層20。具體而言，例如使塗敷液於室溫（25℃）下乾燥，藉由70℃以上且90℃以下的熱進行加熱脫水後，藉由140℃以上且160℃以下的熱進行硬化，形成黏合劑21。於該步驟中，研磨粒子22的一部分自所述黏合劑21的表面突出。
＜優點＞ 該研磨材1的研磨層20具有以無機物作為主成分的黏合劑21，故研磨粒子22的保持力高，研磨粒子22不易脫落。另外，將研磨層20的表面的最大凸部高度（Rp）設定為既定範圍內，故該研磨材1維持研磨粒子22的保持力，並且可增大研磨粒子22的一部分自黏合劑21的表面的突出量。因此，所述研磨粒子22從使用開始時起研磨力優異。因此，該研磨材1的研磨粒子22不易脫落而研磨力優異，故可實現高研磨效率。另外，該研磨材1的研磨層20是由經槽23劃分的多個區域所構成，故可容易地控制對加工基板的表面壓力或研磨作用點數，研磨精度高。進而，該研磨材1無需於研磨時新供給研磨粒子22，故使用該研磨材1的研磨的研磨成本低。
另外，該研磨材的製造方法藉由研磨層用組成物的印刷來形成研磨層20，故可容易且可靠地形成劃分研磨層20的表面的槽23、及藉由研磨粒子22的一部分自黏合劑21的表面突出而將表面的最大凸部高度（Rp）控制於既定範圍內的研磨層20的表面。
[其他實施形態] 本發明不限定於所述實施形態，除了所述態樣以外，能以加以各種變更、改良的態樣來實施。所述實施形態中，以等間隔的格子狀來構成槽，但格子的間隔亦可不為等間隔，例如可於縱向與橫向上改變間隔。然而，於槽的間隔不同的情形時，有研磨產生各向異性之虞，故較佳為等間隔。
另外，所述實施形態中，示出凸狀部的形狀為於俯視正交的XY方向上配設至少兩個以上而成的區塊圖案狀的情形，但凸狀部的形狀例如亦可為僅於X方向上配設的一維形狀。
另外，槽的平面形狀亦可不為格子狀，例如亦可為四角形以外的多角形重複的形狀、圓形形狀、具有多條平行線的形狀等，亦可為同心圓狀。
所述實施形態中，示出使用遮罩的方法作為槽的形成方法，亦可於基材表面的整個面上印刷研磨層用組成物後，藉由蝕刻加工或雷射加工等而形成槽。
進而，如圖2所示，該研磨材2亦可具備背面側的經由接著層30而積層的支撐體40、及積層於該支撐體40的背面側的第二接著層31。藉由該研磨材2具備支撐體40，該研磨材2的操作變容易。
所述支撐體40的材質可列舉：聚丙烯、聚乙烯、聚四氟乙烯、聚氯乙烯等具有熱塑性的樹脂或聚碳酸酯、聚醯胺、聚對苯二甲酸乙二酯等工程塑膠（engineering plastic）。藉由對所述支撐體40使用此種材質，所述支撐體40具有可撓性，該研磨材2追隨於被研磨體的表面形狀，研磨面與被研磨體容易接觸，故研磨效率進一步提高。
所述支撐體40的平均厚度例如可設定為0.5 mm以上且3 mm以下。於所述支撐體40的平均厚度小於所述下限的情形時，有該研磨材2的強度不足之虞。另一方面，於所述支撐體40的平均厚度超過所述上限的情形時，有難以將所述支撐體40安裝於研磨裝置上之虞或所述支撐體40的可撓性不足之虞。 [實施例]
以下，列舉實施例及比較例對本發明加以更詳細的說明，但該發明不限定於以下的實施例。
[實施例1] 準備金剛石研磨粒子（蘭茲（Lands）公司的「LS605FN」），使用日機裝股份有限公司的「麥克奇（Microtrac）MT3300EXII」測量平均粒徑。該金剛石研磨粒子的平均粒徑為7.5 μm。再者，該研磨粒子的金剛石的種類為經55質量%鎳塗佈的處理金剛石。
將矽酸鹽（富士化學股份有限公司的「3號矽酸鈉」）、所述金剛石研磨粒子及作為氧化物填充劑的氧化鋁（Al2 O3 ，太平洋藍登（Rundum）股份有限公司的「LA4000」，平均粒徑4 μm）混合，以金剛石研磨粒子相對於研磨層之含量成為30體積%及氧化物填充劑相對於研磨層之含量成為40體積%的方式調整，獲得塗敷液。
準備平均厚度300 μm的鋁板作為基材，使用所述塗敷液於該基材的表面上藉由印刷而形成具有格子狀的槽的研磨層。再者，使用與槽相對應的遮罩作為印刷的圖案，由此於研磨層上形成槽。作為表面經槽劃分的多個區域的凸狀部是設定為俯視一邊3 mm的正方形形狀，且將平均厚度設定為300 μm。所述凸狀部是設定為於俯視正交的XY方向上規則排列的區塊圖案狀，凸狀部相對於研磨層總體之面積佔有率是設定為36%。再者，使塗敷液於室溫（25℃）下乾燥30分鐘以上，於80℃下進行1小時以上的加熱脫水後，於150℃下以2小時以上且4小時以下的時間硬化。
另外，使用平均厚度1 mm的硬質氯乙烯樹脂板（他喜龍（Takiron）股份有限公司的「SP770」）作為支撐基材並固定於研磨裝置上的支撐體，以平均厚度130 μm的黏著劑將所述基材的背面與所述支撐體的表面貼合。所述黏著劑是使用雙面膠帶（積水化學股份有限公司的「#5605HGD」）。如此般獲得研磨材。
[實施例2] 以金剛石研磨粒子相對於研磨層之含量成為50體積%、及氧化物填充劑相對於研磨層之含量成為20體積%的方式，調整實施例1的塗敷液，除此以外，與實施例1同樣地進行操作而獲得研磨材。
[實施例3] 於實施例1的研磨層的形成中，將凸狀部相對於研磨層總體之面積佔有率設定為25%，除此以外，與實施例1同樣地進行操作而獲得研磨材。
[實施例4] 準備金剛石研磨粒子（蘭茲（Lands）公司的「LS600F」），使用日機裝股份有限公司的「麥克奇（Microtrac）MT3300EXII」來測量平均粒徑。該金剛石研磨粒子的平均粒徑為41 μm。再者，該研磨粒子的金剛石的種類為單晶金剛石。
將矽酸鹽（富士化學股份有限公司的「3號矽酸鈉」）、所述金剛石研磨粒子及作為氧化物填充劑的氧化鋁（Al2 O3 ，太平洋藍登（Rundum）股份有限公司的「LA1200」，平均粒徑12 μm）混合，以金剛石研磨粒子相對於研磨層之含量成為5體積%、及氧化物填充劑相對於研磨層之含量成為71體積%的方式調整，獲得塗敷液。
除了使用所述塗敷液以外，與實施例1同樣地進行操作而獲得研磨材。
[實施例5～實施例14] 使實施例4的金剛石研磨粒子的金剛石的種類、平均粒徑及含量、研磨層的槽形狀、氧化物填充劑的種類、平均粒徑及含量如表1般變化，獲得實施例5～實施例14。再者，金剛石研磨粒子的種類中，多晶金剛石研磨粒子是使用蘭茲（Lands）公司的「LS600X」，處理金剛石是使用經55質量%鎳塗佈的金剛石研磨粒子（蘭茲（Lands）公司的「LS605FN」）。另外，氧化物填充劑的種類中，實施例11、實施例13及實施例14的氧化鋁是使用太平洋藍登（Rundum）股份有限公司的「LA4000」，實施例12的氧化鋁是使用電氣化學工業公司的「ASFP-20」，氧化鋯（ZrO2 ）是使用第一稀元素化學工業公司的「BR-12QZ」，實施例7的二氧化矽（SiO2 ）是使用富士矽化學（Fuji Silysia Chemical）公司的「塞利西亞（Sysysia）470」，實施例11～實施例12的二氧化矽（SiO2 ）是使用日本埃洛希爾（Aerosil）公司的「埃洛希爾（AEROSIL）OX50」（註冊商標），氧化鈰（CeO2 ）是使用昭和電工公司的「昭羅克斯（SHOROX）A-10」，氧化鎂（MgO）是使用神島化學工業公司的「斯達美（Starmag）L」。
[比較例1] 於稀釋溶劑（異佛爾酮）中添加環氧樹脂（三菱化學股份有限公司的「JER828」）、金剛石研磨粒子（單晶，蘭茲（Lands）公司的「LS600F」，平均粒徑7.5 μm）、及硬化劑（三菱化學股份有限公司的「YH306」以及四國化成工業股份有限公司的「卡亞唑（Kayazole）1B2MZ」）進行混合，以金剛石研磨粒子相對於研磨層之含量成為47體積%的方式調整，獲得塗敷液。再者，比較例1的塗敷液中未添加氧化物填充劑。
除了使用所述塗敷液以外，與實施例1同樣地進行操作而獲得比較例1的研磨材。
[比較例2] 將矽酸鹽（富士化學股份有限公司的「3號矽酸鈉」）、作為氧化物填充劑的氧化鋁（Al2 O3 ，太平洋藍登（Rundum）股份有限公司的「LA800」，及平均粒徑30 μm）混合，以氧化物填充劑相對於研磨層之含量成為73體積%的方式調整，獲得塗敷液。再者，比較例2的塗敷液中未添加金剛石研磨粒子。
除了使用所述塗敷液以外，與實施例1同樣地進行操作，獲得比較例2的研磨材。
[比較例3] 於稀釋溶劑（異佛爾酮）中添加環氧樹脂（三菱化學股份有限公司的「JER828」）、金剛石研磨粒子（單晶，蘭茲（Lands）公司的「LS600F」，平均粒徑35 μm）、及硬化劑（三菱化學股份有限公司的「YH306」以及四國化成工業股份有限公司的「卡亞唑（Kayazole）1B2MZ」）進行混合，以金剛石研磨粒子相對於研磨層之含量成為45體積%的方式調整，獲得塗敷液。再者，比較例3的塗敷液中未添加氧化物填充劑。
使用所述塗敷液，於與實施例1相同的基材的表面上，藉由與實施例1相同的印刷而形成研磨層。再者，使塗敷液於120℃下乾燥3分鐘以上後，於120℃下以16小時以上且20小時以下的時間進行硬化。
進而，與實施例1同樣地進行操作，將所述基材的背面與支撐體貼合而獲得比較例3的研磨材。
[比較例4] 將比較例3的塗敷液的金剛石研磨粒子設定為平均粒徑50 μm，除此以外，與比較例3同樣地進行操作而獲得比較例4的研磨材。
[比較例5] 於稀釋溶劑（異佛爾酮）中添加環氧樹脂（三菱化學股份有限公司的「JER828」）、金剛石研磨粒子（單晶，蘭茲（Lands）公司的「LS600F」，平均粒徑35 μm）、作為氧化物填充劑的氧化鋁（Al2 O3 ，太平洋藍登（Rundum）股份有限公司的「LA1200」，平均粒徑12 μm）及硬化劑（三菱化學股份有限公司的「YH306」以及四國化成工業股份有限公司的「卡亞唑（Kayazole）1B2MZ」）進行混合，以金剛石研磨粒子相對於研磨層之含量成為20體積%、及氧化物填充劑相對於研磨層之含量成為30體積%的方式調整，獲得塗敷液。
除了使用所述塗敷液以外，與比較例3同樣地進行操作而獲得比較例5的研磨材。
[研磨條件] 使用所述實施例1～實施例3及比較例1中所得的研磨材，進行玻璃基板的研磨。對於所述玻璃基板，使用直徑6.25 cm、比重2.4的3片鹼石灰玻璃（平岡特殊硝子製作股份有限公司製造）。所述研磨時，使用市售的雙面研磨機（日本英格斯（Engis Japan）股份有限公司的「EJD-5B-3W」）。雙面研磨機的載體為厚度0.4 mm的環氧玻璃。研磨時，將研磨壓力設定為150 g/cm2 ，以上壓盤轉速60 rpm、下壓盤轉速90 rpm以及SUN齒輪轉速10 rpm的條件進行15分鐘研磨。此時，作為冷卻劑（coolant），每分鐘供給120 cc的莫萊斯柯（MORESCO）股份有限公司的「茲爾美特（Toolmate）GR-20」。
另外，使用所述實施例4～實施例14及比較例2～比較例5中所得的研磨材，進行藍寶石基板的研磨。對於所述藍寶石基板，使用直徑2吋、比重3.97、c面的3片藍寶石（經僅磨削處理，同人產業股份有限公司製造）。所述研磨時，使用市售的雙面研磨機（日本英格斯（Engis Japan）股份有限公司的「EJD-5B-3W」）。雙面研磨機的載體為厚度0.2 mm以上且0.4 mm以下的環氧玻璃。研磨時，將研磨壓力設定為200 g/cm2 ，以上壓盤轉速40 rpm、下壓盤轉速60 rpm及SUN齒輪轉速20 rpm的條件進行研磨。此時，作為冷卻劑，每分鐘供給5 cc～30 cc的出光興產股份有限公司的「達夫尼卡（Daphne Cut）GS50K」。
[評價方法] 求出實施例1～實施例14及比較例1～比較例5的研磨材的研磨層表面的最大凸部高度（Rp），以及對於使用該些研磨材進行研磨的基板（玻璃基板或藍寶石基板），求出研磨速度及研磨後的被研磨體的表面粗糙度（Ra）。將結果示於表1中。
（最大凸部高度） 關於最大凸部高度，使用表面粗糙度測定計（三豐（Mitsutoyo）股份有限公司的「SV-C4100」），依據JIS-B-0601:2001記載的方法，對研磨層表面的任意三處以進給速度0.2 mm/sec、截斷值0.25 mm、測定長度1.25 mm的設定條件進行測定，求出所得的測定值的平均值。
（研磨速度） 關於研磨速度，將研磨前後的基板的重量變化（g）除以基板的表面積（cm2 ）、基板的比重（g/cm3 ）及研磨時間（分鐘）而算出。
（表面粗糙度） 關於實施例1～實施例10的表面粗糙度，使用接觸式表面粗糙度計（三豐（Mitsutoyo）股份有限公司的「S-3000」），對表面及背面分別測定任意四處，求出合計八處的平均值。關於實施例11～實施例14的表面粗糙度，因表面粗糙度小於實施例1～實施例10，故使用布魯克（Burker）公司的光學輪廓儀（Optical Profiler）「外高（Wyko）NT1100」，對表面及背面分別測定任意四處，求出合計八處的平均值。關於比較例1～比較例5，研磨力不足，故未於磨削體中表現出原本應藉由該些比較例而呈現的表面粗糙度，因此不進行測定。
[表1]
根據表1，實施例1～實施例3的研磨材與比較例1的研磨材相比，於玻璃基板的研磨中研磨速度更大。另外，實施例4～實施例10的研磨材與比較例2～比較例5的研磨材相比，於藍寶石基板的研磨中研磨速度更大。相對於此，可認為比較例2由於研磨層不具有研磨粒子，故研磨速度低，比較例1及比較例3～比較例5由於黏合劑的主成分並非無機物，故研磨粒子容易脫落，另外最大凸部高度（Rp）小，故無法獲得高的研磨速度。
另外得知，研磨粒子的平均粒徑小的實施例11～實施例14的研磨材與比較例2～比較例5的研磨材相比，研磨後的被研磨體的表面粗糙度更小，研磨精度更高。
根據以上內容，可謂研磨層具有以無機物作為主成分的黏合劑及分散於該黏合劑中的研磨粒子，且將研磨層表面的最大凸部高度（Rp）設定為既定範圍內，由此該研磨材具有高研磨效率與高研磨精度。 [產業上之可利用性]
根據本發明的研磨材，可實現能以高水準兼具基板材料的加工效率與整飾平坦性並且研磨成本低的研磨。因此，該研磨材可較佳地用於電子設備等中所用的玻璃基板、或者藍寶石或碳化矽等難加工基板的研磨。
1、2‧‧‧研磨材
10‧‧‧基材
20‧‧‧研磨層
21‧‧‧黏合劑
22‧‧‧研磨粒子
23‧‧‧槽
24‧‧‧凸狀部
30‧‧‧接著層
31‧‧‧第二接著層
40‧‧‧支撐體
圖1A為表示本發明的實施形態的研磨材的示意性平面圖。 圖1B為圖1A的A-A線的示意性端面圖。 圖2為表示與圖1B不同的實施形態的研磨材的示意性端面圖。
1‧‧‧研磨材
10‧‧‧基材
20‧‧‧研磨層
21‧‧‧黏合劑
22‧‧‧研磨粒子
23‧‧‧槽
24‧‧‧凸狀部

Claims (7)

  1. 一種研磨材，其為具備基材、及積層於其表面側的研磨層，並且所述研磨材的特徵在於： 所述研磨層含有以無機物作為主成分的黏合劑及分散於所述黏合劑中的研磨粒子， 所述研磨層的表面是由經槽劃分的多個區域所構成， 所述研磨層表面的最大凸部高度（Rp）為2.5 μm以上且70 μm以下。
  2. 如申請專利範圍第1項所述的研磨材，其中所述多個區域是於俯視正交的XY方向上配設有至少兩個以上。
  3. 如申請專利範圍第1項或第2項所述的研磨材，其中所述黏合劑含有以氧化物作為主成分的填充劑， 且所述氧化物填充劑的平均粒徑小於所述研磨粒子的平均粒徑。
  4. 如申請專利範圍第1項或第2項所述的研磨材，其中所述無機物為矽酸鹽。
  5. 如申請專利範圍第1項或第2項所述的研磨材，其中所述研磨粒子為金剛石。
  6. 如申請專利範圍第1項或第2項所述的研磨材，其中所述研磨層是藉由印刷法而形成。
  7. 一種研磨材的製造方法，其為具備基材、及積層於其表面側的研磨層的研磨材的製造方法，且其特徵在於： 包括藉由研磨層用組成物的印刷而形成所述研磨層的步驟， 所述研磨層用組成物含有以無機物作為主成分的黏合劑成分及研磨粒子。
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