TWI719210B

TWI719210B - 研磨材

Info

Publication number: TWI719210B
Application number: TW106116877A
Authority: TW
Inventors: 西藤和夫; 下山賢治; 岩永友樹; 笹島啓佑; 高木大輔; 八田朋樹; 田浦歳和
Original assignee: 日商阪東化學股份有限公司
Priority date: 2016-06-13
Filing date: 2017-05-22
Publication date: 2021-02-21
Also published as: JP6340142B2; TW201742709A; CN109311141A; CN109311141B; JPWO2017217108A1; WO2017217108A1

Abstract

本發明的研磨材具備基材片、及積層於所述基材片的表面側且含有研磨粒及其黏合劑的研磨層，並且所述研磨層經沿著研磨方向劃分，具有塔柏磨耗試驗中的磨耗量不同的多種研磨區域，鄰接的一對所述研磨區域中所述磨耗量大的研磨區域相對於所述磨耗量小的研磨區域的所述磨耗量之比為1.1以上且7以下。所述研磨區域為兩種，可沿著研磨方向交替配設。所述各研磨區域可具有能夠包含在俯視下直徑為5 cm的圓的大小。

Description

研磨材

本發明是有關於一種研磨材。

近年來，作為硬碟(hard disk)等精密電子設備、發光二極體(Light Emitting Diode，LED)、功率元件(power device)等的基板，對玻璃、藍寶石、碳化矽等難加工基板的需要增加。對於此種難加工基板的研磨，要求損傷少的平坦化精度以及高研磨速率。

對於所述要求，提出有具有分散有金剛石研磨粒與填充劑的研磨部的研磨材(參照日本專利特表2002-542057號公報)。所述先前的研磨材中，隨著對被研磨體的表面進行研磨，藉由填充劑自研磨部脫落而金剛石研磨粒於研磨部的表面突出。所述先前的研磨材藉由所述金剛石研磨粒的突出而維持平坦化精度，並且提升了研磨速率。

然而，此種先前的研磨材若繼續進行研磨，則研磨屑於研磨部與被研磨體之間慢慢積存，研磨材的研磨粒與被研磨體難以接觸而容易產生所謂的堵塞。因此，所述先前的研磨材中，研磨速率容易隨著時間降低，研磨效率降低。

[現有技術文獻] [特許文獻]

[專利文獻1]日本專利特表2002-542057號公報

本發明是鑒於此種不良狀況而成，其目的在於提供一種具有較高的研磨速率並且研磨效率不易降低的研磨材。

為了解決所述課題而成的發明是一種研磨材，其具備基材片、及積層於所述基材片的表面側且含有研磨粒及其黏合劑的研磨層，並且所述研磨層經沿著研磨方向劃分，具有塔柏(Taber)磨耗試驗中的磨耗量不同的多種研磨區域，鄰接的一對所述研磨區域中所述磨耗量大的研磨區域相對於所述磨耗量小的研磨區域的所述磨耗量之比為1.1以上且7以下。

所述研磨材具有塔柏磨耗試驗中的磨耗量不同的多種研磨區域，故若使用所述研磨材進行研磨，則鄰接的一對研磨區域中磨耗量大的研磨區域先磨耗。另外，關於所述研磨材，於鄰接的一對所述研磨區域中所述磨耗量大的研磨區域相對於所述磨耗量小的研磨區域的所述磨耗量之比為所述下限以上，故自研磨開始起較短時間內，於鄰接的一對研磨區域間產生適度的階差，於磨耗量小的研磨區域中表面壓力(surface pressure)提升。藉此，所述研磨材可更有效地應用研磨時的表面壓力，故研磨速率較高。另外，關於所述研磨材，所述磨耗量之比為所述上限以下，因此所述階差不會變得過大，且經沿著研磨方向劃分，故被研磨體不會受到損傷而一面跨越階差，一面進行研磨。於被研磨體跨越所述階差時，被研磨體藉由按壓至階差的所謂的跨越阻力而所述研磨材的抓握(grip)力提高，且於高度大的區域中表面壓力提高，可有效地應用研磨時的表面壓力，故所述研磨材的研磨速率不易降低。

所述研磨區域為兩種，可沿著研磨方向交替配設。藉由如此般交替地配設兩種研磨區域，可維持研磨速率的提高效果及研磨效率降低的抑制效果，並且抑制研磨材的製造成本的增加。

所述各研磨區域可具有能夠包含在俯視下直徑為5cm的圓的大小。藉由如此般將所述各研磨區域設為能夠包含在俯視下直徑為5cm的圓的大小，而更可靠地獲得由跨越阻力所得的抓握力提高效果。

所述黏合劑含有以無機氧化物作為主成分的填充劑，所述填充劑的平均粒徑可小於所述研磨粒的平均粒徑。藉由如此般所述黏合劑具有以氧化物作為主成分的填充劑，可提高所述黏合劑的彈性係數，容易控制研磨層的磨耗。另外，藉由使所述填充劑的平均粒徑比所述研磨粒的平均粒徑小，研磨粒的研磨力不易受到阻礙。因此，可維持研磨速率的提高效果。

此處，所謂「研磨方向」為研磨材於研磨時移動的方向，例如若為圓盤狀的研磨材則是指圓周方向。另外，「塔柏磨耗試驗中的磨耗量」是以如下方式獲得的值：準備試驗片，使用塔柏磨耗試驗機，以磨耗輪H-18、負重4.9N(500gf)的條件使所述試驗片旋轉320轉，測定320轉前後的試驗片的質量差後，將所得的值面積換算為直徑104mm的試驗片的質量差而成。另外，所謂具有研磨層的「研磨區域」，是指於塔柏磨耗試驗中的磨耗量的偏差為3%以內的範圍劃分研磨層時的各區域。

另外，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。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)。

如以上所說明，本發明的研磨材具有較高的研磨速率並且研磨效率不易降低。因此，所述研磨材可較佳地用於玻璃、藍寶石、碳化矽等難加工基板的研磨。

1、2:研磨材

10、11:基材片

20:研磨層

21:研磨粒

22:黏合劑

23:槽

24:研磨部

30:接著層

40:支持體

41:支持體接著層

X:第1研磨區域

Y:第2研磨區域

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的研磨材的A-A線處的示意性剖面圖。

圖2為表示與圖1B不同的實施形態的研磨材的示意性剖面圖。

[第1實施形態]

以下，一面適當參照圖式一面對本發明的第1實施形態加以詳述。

<研磨材>

圖1A及圖1B所示的所述研磨材1為圓盤狀，主要具備基材片10、及積層於所述基材片10的表面側的研磨層20。另外，所述研磨材1具備積層於基材片10的背面側的接著層30。對於所述研磨材1，將其配設於公知的研磨裝置的研磨壓盤上，藉由研磨裝置使其與被研磨體接觸同時旋轉，由此進行研磨。即，所述研磨材1的研磨方向為基材片10的圓周方向。

(基材片)

所述基材片10為用以支持研磨層20的構件。所述基材片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(aramide)、鋁、銅等。其中，較佳為與研磨層20的接著性良好的鋁。另外，亦可對基材片10的表面進行化學處理、電暈處理、底漆處理等提高接著性的處理。

另外，基材片10可具有可撓性或延展性。藉由如此般基材片10具有可撓性或延展性，所述研磨材1追隨於被研磨體的表面形狀，研磨面與被研磨體的接觸面積增大，故研磨速率進一步提升。此種具有可撓性的基材片10的材質例如可列舉PET或 PI等。另外，具有延展性的基材片10的材質可列舉鋁或銅等。

另外，所述基材片10的大小並無特別限制，例如可設為外徑200mm以上且2022mm以下及內徑100mm以上且658mm以下。

所述基材片10的平均厚度並無特別限制，例如可設為50μm以上且1mm以下。若所述基材片10的平均厚度小於所述下限，則有所述研磨材1的強度或平坦性不足之虞。另一方面，若所述基材片10的平均厚度超過所述上限，則有所述研磨材1不必要地變厚而處理變困難之虞。

(研磨層)

研磨層20含有研磨粒21及其黏合劑22。另外，所述研磨層20於其表面具備藉由槽23所劃分的多個研磨部24。

另外，所述研磨層20經沿著其研磨方向、即基材片10的圓周方向劃分，具有塔柏磨耗試驗中的磨耗量不同的兩種研磨區域。具體而言，所述研磨層20整體藉由通過基材片10表面的中心的兩條直線(圖1A的虛線)而分割為四個研磨區域，第1研磨區域X與第2研磨區域Y沿著研磨方向分別交替地配設有兩個區域。另外，第1研磨區域X及第2研磨區域Y中分別配設有藉由槽23與基材10的外緣而劃分的多個研磨部24。再者，所謂「研磨層整體」，除了所述研磨部以外，於研磨層具有槽的情形時是包含所述槽與基材片的外緣的概念。

所述研磨層20的平均厚度(研磨部24的平均厚度)並無特別限制，較佳為25μm，更佳為30μm，進而佳為200μm。另一方面，所述研磨層20的平均厚度的上限較佳為4000μm，更佳為3000μm，進而佳為2500μm。於所述研磨層20的平均厚度小於所述下限的情形時，研磨層20的磨滅變快，故有所述研磨材1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，有所述研磨材1不必要地變厚而處理變困難之虞。

(研磨粒)

所述研磨粒21可列舉金剛石研磨粒、氧化鋁研磨粒、二氧化矽研磨粒等的各種研磨粒。其中，較佳為金剛石研磨粒。藉由如此般將所述研磨粒21設為金剛石研磨粒，可獲得高於其他種類研磨粒的研磨力，故可更有效地應用研磨時的表面壓力，並且更可靠地獲得由跨越阻力所得的抓握力提高效果。

再者，金剛石研磨粒的金剛石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。其中，較佳為單晶金剛石及多晶金剛石。單晶金剛石於金剛石中為硬質且研磨力高。另外，多晶金剛石容易以構成多晶的微晶單位劈開而不易鈍化，故研磨速率的降低小。

所述研磨粒21的平均粒徑的下限較佳為2μm，更佳為10μm。另外，所述研磨粒21的平均粒徑的上限較佳為50μm，更佳為45μm。若所述研磨粒21的平均粒徑小於所述下限，則有研磨速率變得不充分之虞。另一方面，若所述研磨粒21的平均粒徑超過所述上限，則有被研磨體受到損傷之虞。

研磨層20中的所述研磨粒21的含量的下限較佳為2體積%，更佳為3體積%。另外，所述研磨粒21的含量的上限較佳為55體積%，更佳為45體積%，進而佳為35體積%。若所述研磨粒21的含量小於所述下限，則有研磨速率不充分之虞。另一方面，若所述研磨粒21的含量超過所述上限，則有研磨層20的研磨粒21的保持力不足之虞。

再者，亦可利用第1研磨區域X與第2研磨區域Y改變研磨粒21的含量。於所述情形時，第2研磨區域Y的研磨粒21的含量較佳為少於第1研磨區域X的研磨粒21的含量，第2研磨區域Y的研磨粒21的含量亦可為0體積%。所述研磨材1於磨耗量小的第1研磨區域X中表面壓力提升，故第1研磨區域X相較於第2研磨區域Y而言研磨效率高。因此，減少第2研磨區域Y的研磨粒21的含量相較於減少第1研磨區域X的研磨粒21的含量的情形而言研磨效率不易降低。因此，藉由使第2研磨區域Y的研磨粒21的含量少於第1研磨區域X的研磨粒21的含量，可將研磨效率的降低抑制得較小，並且減少所述研磨材1的製造成本。

另外，亦可利用第1研磨區域X與第2研磨區域Y改變研磨粒21的種類或平均粒徑，但就第1研磨區域X與第2研磨區域Y的磨耗比的控制性的觀點而言，較佳為將研磨粒21的種類或平均粒徑設為相同。

(黏合劑)

黏合劑22的主成分並無特別限定，例如可列舉樹脂或無機物。

所述樹脂可列舉：聚丙烯酸、聚胺基甲酸酯、環氧樹脂(epoxy)、纖維素、聚乙烯、多酚、聚酯、苯氧基樹脂等樹脂。再者，所述樹脂亦可至少一部分交聯。

另外，所述無機物可列舉：矽酸鹽、磷酸鹽、多價金屬烷醇鹽等。

於被研磨體為藍寶石、碳化矽等硬脆性材料基板的情形時，所述黏合劑22的主成分較佳為無機物。無機黏合劑與樹脂黏合劑相比硬度高，故所述研磨材1的研磨力提高，容易加工硬脆性材料基板。無機物中，較佳為研磨層20的研磨粒21的保持力高的矽酸鹽。

於被研磨體為玻璃等脆性材料基板的情形時，所述黏合劑22的主成分較佳為樹脂。樹脂黏合劑與無機黏合劑相比硬度低，故可防止被研磨體受到損傷。

再者，亦可利用第1研磨區域X與第2研磨區域Y改變黏合劑22的主成分，但就第1研磨區域X與第2研磨區域Y的磨耗比的控制性的觀點而言，較佳為將黏合劑22的主成分設為相同。

另外，所述黏合劑22可含有以氧化物作為主成分的填充劑。藉由如此般使所述黏合劑22中含有以氧化物作為主成分的填充劑，可提高所述黏合劑22的彈性係數，故可容易控制研磨層20的磨耗。因此，於研磨時於所述研磨材1的鄰接的區域容易產生適度的階差，故更可靠地獲得研磨速率的提高效果及研磨效率降低的抑制效果。

所述填充劑例如可列舉：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-氧化鎂等複合氧化物。該些填充劑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。

所述填充劑的平均粒徑亦依存於研磨粒21的平均粒徑，但所述填充劑的平均粒徑的下限較佳為0.01μm，更佳為1μm，進而佳為2μm。另一方面，所述填充劑的平均粒徑的上限較佳為20μm，更佳為15μm。若所述填充劑的平均粒徑小於所述下限，則有因由所述填充劑所得的黏合劑22的彈性係數提高效果不足而研磨層20的磨耗的控制變得不充分之虞。另一方面，若所述填充劑的平均粒徑超過所述上限，則有填充劑妨礙研磨粒21的研磨力之虞。

另外，所述填充劑的平均粒徑較佳為小於研磨粒21的平均粒徑。所述填充劑的平均粒徑相對於研磨粒21的平均粒徑之比的下限較佳為0.1，更佳為0.2。另一方面，所述填充劑的平均粒徑相對於研磨粒21的平均粒徑之比的上限較佳為0.8，更佳為0.6。若所述填充劑的平均粒徑相對於研磨粒21的平均粒徑之比小於所述下限，則有因由所述填充劑所得的黏合劑22的彈性係數提高效果不足而研磨層20的磨耗的控制變得不充分之虞。反之，若所述填充劑的平均粒徑相對於研磨粒21的平均粒徑之比超過所述上限，則有填充劑妨礙研磨粒21的研磨力之虞。

研磨層20中的所述填充劑的含量亦依存於研磨粒21的含量，但所述填充劑的含量的下限較佳為15體積%，更佳為30體積%。另一方面，所述填充劑的含量的上限較佳為85體積%，更佳為75體積%。若所述填充劑的含量小於所述下限，則有因由所述填充劑所得的黏合劑22的彈性係數提高效果不足而研磨層20的磨耗的控制變得不充分之虞。反之，若所述填充劑的含量超過所述上限，則有填充劑妨礙研磨粒21的研磨力之虞。

再者，亦可利用第1研磨區域X與第2研磨區域Y改變填充劑的含量。於所述情形時，第2研磨區域Y的填充劑的含量較佳為大於第1研磨區域X的填充劑的含量。通常若增加填充劑的含量，則研磨層20容易磨耗。因此，藉由使第2研磨區域Y的填充劑的含量比第1研磨區域X的填充劑的含量大，可更可靠地控制第1研磨區域X與第2研磨區域Y的磨耗比。第1研磨區域X與第2研磨區域Y的填充劑的含量之差的下限較佳為3體積%，更佳為5體積%。另一方面，所述含量之差的上限較佳為15體積%，更佳為12體積%。若所述含量之差小於所述下限，則有第1研磨區域X與第2研磨區域Y的磨耗比變得過小，第1研磨區域X與第2研磨區域Y之間的階差變小，而由跨越阻力所得的抓握力提高效果不足之虞。反之，若所述含量之差超過所述上限，則第1研磨區域X與第2研磨區域Y的磨耗比變得過大，第1研磨區域X與第2研磨區域Y之間的階差變大。藉此，跨越阻力變得過大，故有產生被研磨體的邊緣缺損或破裂之虞。

另外，亦可利用第1研磨區域X與第2研磨區域Y改變填充劑的種類，但就第1研磨區域X與第2研磨區域Y的磨耗比的控制性的觀點而言，較佳為將填充劑的種類設為相同。另外，亦可利用第1研磨區域X與第2研磨區域Y改變填充劑的平均粒徑。填充劑的平均粒徑越大，研磨層20的磨耗越容易加重，但與改變研磨層20中的填充劑的含量的情形相比，磨耗量的變化小。因此，藉由利用填充劑的含量控制磨耗量，並且改變填充劑的平均粒徑，可使磨耗量的控制精度提高。

所述黏合劑22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、著色劑等各種助劑及添加劑等。另外，所述黏合劑22的樹脂亦可至少一部分交聯。

(槽)

槽23是於研磨層20的表面側以等間隔的格子狀而構成。另外，所述槽23的底面是由基材10的表面所構成。另外，槽23的寬度為大致等寬。即，多個研磨部24於一個區域內於在俯視下為相同的正方形狀，是以大致等密度而配設。

另外，可於將鄰接的區域分割的邊界上配設有槽23。藉由如此般於邊界上配設槽23，因研磨而於區域間產生的階差隔著槽23而相對向，故槽23成為緩衝區域而可抑制被研磨體的邊緣缺損或破裂的產生。

所述槽23的寬度的下限較佳為0.3mm，更佳為0.5mm。另外，所述槽23的寬度的上限較佳為15mm，更佳為10mm。若所述槽23的寬度小於所述下限，則有因研磨而產生的研磨粉堵塞槽23之虞。另一方面，若所述槽23的寬度超過所述上限，則被研磨體容易落入至槽23中，故有於研磨時被研磨體產生損傷之虞。

各研磨部24的面積的下限較佳為0.5mm²，更佳為1mm²。另一方面，所述研磨部24的面積的上限較佳為13mm²，更佳為7mm²。若所述研磨部24的面積小於所述下限，則有研磨部24自基材片10剝離之虞。反之，若所述研磨部24的面積超過所述上限，則於研磨時與被研磨體接觸的研磨部24的個數變少。例如於被研磨體的邊緣位於研磨部24上的情形與位於槽23上的情形時，有時被研磨體與研磨部24的接觸面積產生差異，若與被研磨體接觸的研磨部24的個數變少，則所述差異容易變大。因此，於研磨時，有施加至各研磨粒21的研磨壓力容易發生變動而研磨精度降低之虞。

(研磨區域)

所述研磨層20具有四個研磨區域，第1研磨區域X與第2研磨區域Y沿著研磨方向分別交替地配設有兩個區域。

塔柏磨耗試驗中的所述第1研磨區域X的磨耗量的下限較佳為0.05g，更佳為0.08g。另一方面，所述第1研磨區域X的磨耗量的上限較佳為0.25g，更佳為0.2g。若所述第1研磨區域X的磨耗量小於所述下限，則研磨粒21不易脫落。因此，有第1研磨區域X的表面所露出的研磨粒21容易發生鈍化而研磨速率降低之虞。反之，若所述第1研磨區域X的磨耗量超過所述上限，則有所述研磨材1的壽命變短之虞。再者，第1研磨區域X或第2研磨區域Y的磨耗量可藉由填充劑的含量、研磨粒21的含量、黏合劑22的種類等進行控制。

塔柏磨耗試驗中的所述第2研磨區域Y的磨耗量的下限較佳為0.1g，更佳為0.15g。另一方面，所述第2研磨區域Y的磨耗量的上限較佳為0.8g，更佳為0.5g。若所述第2研磨區域Y的磨耗量小於所述下限，則有第1研磨區域X與第2研磨區域Y之間產生的階差變得過小而由跨越阻力所得的抓握力提高效果不足之虞。反之，若所述第2研磨區域Y的磨耗量超過所述上限，則有所述研磨材1的壽命變短之虞。

磨耗量大的第2研磨區域Y相對於磨耗量小的第1研磨區域X的所述磨耗量之比的下限為1.1，更佳為1.5，進而佳為2。另一方面，所述磨耗量之比的上限為7，更佳為6，進而佳為4。若所述磨耗量之比小於所述下限，則有第1研磨區域X與第2研磨區域Y之間產生的階差變得過小而由跨越阻力所得的抓握力提高效果不足之虞。反之，若所述磨耗量之比超過所述上限，則第1研磨區域X與第2研磨區域Y之間的階差變大而跨越阻力變得過大，故有產生被研磨體的邊緣缺損或破裂之虞。

各區域的面積是由區域的分割數及基材片10的大小而決定，各區域的面積的下限較佳為2000mm²，更佳為3000mm²。另一方面，各區域的面積的上限較佳為20000mm²，更佳為15000mm²。若各區域的面積小於所述下限，則於被研磨體的前邊緣於區域內移動時，被研磨體的後邊緣位於其他的鄰接區域中，跨越阻力變得不充分。因此，有由跨越阻力所得的抓握力提高效果不足之虞。反之，若各區域的面積超過所述上限，則有於研磨時自被研磨體整體進入至同一區域中起至被研磨體的前邊緣於區域內移動為止的距離變長。因此，被研磨體於區域間跨越的每單位時間的次數減少，故有由跨越阻力所得的抓握力提高效果不足之虞。

另外，各區域的大小較佳為大於作為被研磨體的基板的大小，具體而言，所述各區域較佳為具有能夠包含在俯視下直徑為5cm的圓的大小。若各區域的大小為作為被研磨體的基板的大小以下，則於被研磨體的前邊緣於區域內移動時，被研磨體的後邊緣位於其他的鄰接區域中，跨越阻力變得不充分。因此，有由跨越阻力所得的抓握力提高效果不足之虞。

多個存在的第1研磨區域X的各面積可大致相等。另外，多個存在的第2研磨區域Y的各面積可大致相等。進而，第1研磨區域X的各區域的面積與第2研磨區域Y的各區域的面積大致相等。即，所述研磨層20藉由通過基材片10表面的中心的正交的兩條直線而分割，所述第1研磨區域X與第2研磨區域Y 可以大致等角度間隔配設。如此研磨層20以大致等角度間隔而交替具有塔柏磨耗試驗中的磨耗量不同的兩種研磨區域，藉此被研磨體於研磨區域間週期性地移動，故可進一步獲得高研磨速率與抑制研磨效率降低的效果。此處，所謂「各區域的面積大致相等」，是指各區域的面積相對於多個區域的平均面積的差為10%以下。

另外，磨耗量小的第1研磨區域X的總面積相對於磨耗量大的第2研磨區域Y的總面積之比的下限較佳為0.7，更佳為0.9。另一方面，所述總面積比的上限較佳為1.3，更佳為1.1。若所述總面積比小於所述下限，則被研磨體通過表面壓力高的第1研磨區域X的時間的比例減少，故有研磨速率降低之虞。反之，若所述總面積比超過所述上限，則相對於相同大小的負重，施加至第1研磨區域X的表面壓力降低，故有研磨速率降低之虞。

(接著層)

接著層30為將所述研磨材1固定於用以支持所述研磨材1並安裝於研磨裝置的支持體的層。

所述接著層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。

所述接著層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，可自支持體剝離所述研磨材1並重新貼附，故容易再利用所述研磨材1及支持體。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0.05mm，更佳為0.1mm。另外，接著層30的平均厚度的上限較佳為0.3mm，更佳為0.2mm。若接著層30的平均厚度小於所述下限，則有接著力不足，研磨材1自支持體剝離之虞。另一方面，若接著層30的平均厚度超過所述上限，則有於將所述研磨材1切割成所需形狀時造成障礙等而操作性降低之虞。

<平面基板的研磨>

所述研磨材1可較佳地用於作為脆性材料的玻璃基板、作為硬脆性材料的藍寶石或碳化矽等平面基板的單面或雙面研磨。

所述研磨材1的第5次研磨時的研磨速率相對於第1次研磨的研磨速率之比例(研磨速率維持率)的下限較佳為75%，更佳為80%，進而佳為90%。於所述研磨速率維持率小於所述下限的情形時，有因研磨速率降低而研磨效率降低之虞。另一方面，所述研磨速率維持率的上限並無特別限定，越大越佳。此處所謂研磨速率，是指對直徑5.08cm、比重3.97、c面的藍寶石基板於研磨壓力200g/cm²、上壓盤轉速-25rpm、下壓盤轉速50rpm及太陽齒輪(SUN gear)轉速8rpm的條件下反覆進行10分鐘研磨時的每1次的研磨速率。具體而言，研磨速率可藉由將研磨前後的藍寶石基板的重量變化(g)除以基板的表面積(μm²)、基板的比重(g/μm³)及研磨時間(分鐘)而算出。

<研磨材的製造方法>

所述研磨材1可藉由對第1研磨區域用組成物進行印刷的步驟、對第2研磨區域用組成物進行印刷的步驟、及於基材片10的背面側貼附接著層30的步驟而製造。

(第1研磨區域用組成物印刷步驟)

於第1研磨區域用組成物印刷步驟中，藉由第1研磨區域用組成物的印刷而形成第1研磨區域X。

首先，以塗敷液的形式準備作為第1研磨區域用組成物的第1研磨區域X的研磨粒21、黏合劑22的形成材料、及填充劑分散於溶劑中而得的溶液。所述溶劑只要使黏合劑22的形成材料為可溶，則並無特別限定。具體而言，可使用甲基乙基酮(Methyl Ethyl Ketone，MEK)、異佛爾酮、萜品醇、N-甲基吡咯啶酮、環己酮、碳酸伸丙酯等。為了控制塗敷液的黏度或流動性，亦可添加水、醇、酮、乙酸酯、芳香族化合物等稀釋劑等。

繼而，使用所述塗敷液，藉由印刷法而於基材片10的表面形成第1研磨區域X。具體而言，準備具有與所述第1研磨區域X的旋轉形狀相對應的形狀的遮罩，間隔所述遮罩印刷而所述塗敷液。所述印刷方式例如可使用網版印刷、金屬遮罩印刷等。

印刷後，使塗敷液加熱脫水及加熱硬化，藉此形成研磨層20的第1研磨區域X。具體而言，例如若黏合劑22的主成分為無機物，則使塗敷液於室溫(25℃)下乾燥，於70℃以上且90℃以下加熱脫水後，於140℃以上且310℃以下硬化，藉此可形成黏合劑22。另外，若黏合劑22的主成分為樹脂，則使塗敷液於 100℃以上且150℃以下硬化15小時以上，藉此形成黏合劑22。

(第2研磨區域用組成物印刷步驟)

於第2研磨區域用組成物印刷步驟中，藉由第2研磨區域用組成物的印刷而形成第2研磨區域Y。

首先，與第1研磨區域用組成物印刷步驟的塗敷液同樣地，以塗敷液的形式準備使第2研磨區域用組成物分散於溶劑中而得的溶液。繼而，與第1研磨區域用組成物印刷步驟同樣地，使用所述塗敷液而形成研磨層20的第2研磨區域Y。

再者，所述第2研磨區域用組成物印刷步驟亦可於所述第1研磨區域用組成物印刷步驟之前、或者與第1研磨區域用組成物印刷步驟同時進行。

(接著層貼附步驟)

最後，可於接著層貼附步驟中，於所述基材片10的背面貼附接著層30，而獲得所述研磨材1。

<優點>

所述研磨材1具有塔柏磨耗試驗中的磨耗量不同的兩種研磨區域，故若使用所述研磨材1進行研磨，則鄰接的一對研磨區域中磨耗量大的第2研磨區域Y先磨耗。另外，關於所述研磨材1，鄰接的一對所述研磨區域中所述磨耗量大的第2研磨區域Y相對於所述磨耗量小的第1研磨區域X的所述磨耗量之比為1.1以上，故自研磨開始起的較短時間內，鄰接的一對研磨區域間產生適當的階差，磨耗量小的第1研磨區域X中表面壓力提高。藉此，所述研磨材1可更有效地應用研磨時的表面壓力，故研磨速率較高。另外，所述研磨材1的所述磨耗量之比為7以下，故所述階差不會變得過大，且經沿著研磨方向劃分，因此被研磨體不會受到損傷而一面跨越階差一面進行研磨。於被研磨體跨越所述階差時，被研磨體藉由按壓至階差的所謂的跨越阻力而所述研磨材1的抓握力提高，且於高度大的區域中表面壓力提高，可有效地應用研磨時的表面壓力，故所述研磨材1的研磨效率不易降低。

[第2實施形態]

以下，一面適當參照圖式一面對本發明的第2實施形態加以詳述。

圖2所示的所述研磨材2為圓盤狀，主要具備基材片11、及積層於所述基材片11的表面側的研磨層20。另外，所述研磨材2具備積層於基材片11的背面側的接著層30。進而，所述研磨材2具備經由接著層30而積層的支持體40及積層於所述支持體40的背面側的支持體接著層41。再者，關於與第1實施形態相同的構成要素，標註相同的符號而省略說明。

(基材片)

所述基材片11為用以支持研磨層20的構件。基材片11是沿著其研磨方向而在俯視下以第1研磨區域X與第2研磨區域Y大致一致的方式被分斷成四個。即，位於鄰接的研磨區域的邊界的槽23的底面是由支持體40的表面所構成。藉由如此般將基材片11分斷成各研磨區域，可藉由分別貼合形成有磨耗量不同的研磨層20的多個基材片11而構成所述研磨材2，故與於一個基材片11上形成磨耗量不同的研磨區域的情形相比，可容易製造所述研磨材2。

基材片11的材質、大小及平均厚度可與第1實施形態的基材片10相同。

(支持體)

支持體40為用以支持基材片11，另外將所述研磨材2固定於研磨裝置的板狀的構件。

所述支持體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等。藉由在所述支持體40中使用此種材質，所述支持體40具有可撓性，所述研磨材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，故研磨效率提高。

所述支持體40的平均厚度例如可設為0.5mm以上且3mm以下。若所述支持體40的平均厚度小於所述下限，則有支持體40的強度不足之虞。另一方面，若所述支持體40的平均厚度超過所述上限，則有難以將所述支持體40安裝於研磨裝置之虞或所述支持體40的可撓性不足之虞。

(支持體接著層)

支持體接著層41為用以將支持體40安裝於研磨裝置的層。所述支持體接著層41的接著劑的種類及平均厚度可與接著層30相同。

<研磨材的製造方法>

所述研磨材2可藉由將研磨層用組成物印刷至基材片11以用於兩種區域的步驟、將所述基材片11固定於支持體40的步驟及貼附支持體接著層41的步驟而製造。

(印刷步驟)

於印刷步驟中，印刷研磨層用組成物以用於兩種區域，分別準備形成有第1研磨區域X用的研磨層20的基材片11以及形成有第2研磨區域Y用的研磨層20的基材片11。

於所述印刷步驟中，首先與第1實施形態同樣地分別以塗敷液的形式準備使第1研磨區域用組成物分散於溶劑中而得的溶液及使第2研磨區域用組成物分散於溶劑中而得的溶液。

繼而，使用該些的塗敷液，印刷所述研磨層用組成物以用於兩種區域。具體而言，準備兩片基材片11以用於各區域。另外，準備與所述基材片11相對應的遮罩，間隔所述遮罩而將第1研磨區域用組成物及第2研磨區域用組成物印刷至各基材片11。再者，為了形成槽23，所述遮罩具有與槽23的形狀相對應的形狀。另外，印刷方法可與第1實施形態相同。

(基材片貼附步驟)

於基材片貼附步驟中，將形成有研磨層20的所述基材片11以與所述研磨材2的各區域的形狀一致的方式切斷，經由接著層30而分別接著於支持體40。

(支持體接著層貼附步驟)

最後，可於支持體接著層貼附步驟中，於所述支持體40的背面貼附支持體接著層41，獲得所述研磨材2。

<優點>

所述研磨材2具備支持體40，由此所述研磨材2的處理變容易。

[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，能以實施了各種變更、改良的態樣而實施。

所述實施形態中，對研磨材為圓盤狀的情形進行了說明，但研磨材的形狀不限定於圓盤狀。例如研磨材可設為正方形狀。將研磨材設為正方形狀的情形的大小並無特別限定，例如可設為一邊為140mm以上且160mm以下的正方形狀。

所述實施形態中，將槽設為格子狀，即，將研磨部的平面形狀設為正方形狀，但研磨部的平面形狀亦可不為正方形狀，例如可為將四邊形以外的多邊形重覆的形狀、圓形狀等。

另外，所述研磨材亦可為不具有槽的結構。

所述實施形態中，對包含塔柏磨耗試驗中的磨耗量不同的兩種研磨區域的研磨材進行了說明，但所述磨耗量不同的研磨區域數不限定於兩種，所述磨耗量不同的研磨區域數亦可為三種以上。

於研磨區域數為三種以上的情形時，鄰接的一對研磨區域可存在多個組合，只要對於至少所述一組鄰接的一對研磨區域，所述磨耗量之比為1.1以上且7以下即可。另外，相對於研磨區域的研磨方向的配設順序並無特別限定。例如，於研磨區域以磨耗量的升序排列而為第1研磨區域(A)、第2研磨區域(B)及第3研磨區域(C)三種的情形時，可設為如A-B-C-A-B-C般以最小單位重覆的排列、如A-B-C-B-A-B-C-B-A般平緩地發生變化的重覆排列等。另外，亦可不設為重覆排列，而以不規則的順序排列多種研磨區域。

所述實施形態中，示出了將基材片於圓周方向一分為四作為各研磨區域的情形，但所述分割數不限定於4，亦可一分為二、一分為三或一分為五及以上。再者，所述分割數的下限較佳為4。若所述分割數小於所述下限，則被研磨體於研磨時跨越磨耗量不同的研磨區域的每單位時間的次數減少，故有由跨越阻力所得的抓握力提高效果不足之虞。

所述第1實施形態中，對研磨材具有接著層的情形進行了說明，但接著層並非必需的構成要件，可省略。例如接著層亦可位於支持體側，另外亦可使用螺絲固定等其他固定方法而固定於支持體。

所述實施形態中，對槽為空間的情形進行了說明，但研磨材亦可具備填充至所述槽中的填充部。所述填充部較佳為以樹脂或無機物作為主成分，且實質上不含研磨粒。再者，所謂「實質上不含研磨粒的填充部」，是指研磨粒的含量小於0.001體積%，較佳為小於0.0001體積%。

於所述研磨材具備填充部的情形時，所述填充部的平均厚度相對於研磨層的平均厚度之比的下限較佳為0.1，更佳為0.5，進而佳為0.8，尤佳為0.95。另一方面，所述填充部的平均厚度的所述比的上限較佳為1，更佳為0.98。若所述填充部的平均厚度的所述比小於所述下限，則有於研磨時抑制被研磨體落入至槽中的效果變得不充分之虞。反之，若所述填充部的平均厚度的所述比超過所述上限，則有於研磨開始時研磨層未充分與被研磨體接觸之虞、或研磨壓力亦分散至填充部而施加於研磨層的研磨壓力變得不充分之虞。此處所謂「填充部的平均厚度」，是指基材的表面與填充部的表面的距離的平均值。

[實施例]

以下，列舉實施例及比較例對本發明加以更詳細說明，但所述發明不限定於以下的實施例。

[實施例1]

準備金剛石研磨粒，使用日機裝股份有限公司的「麥克奇(Microtrac)MT3300EXII」測量平均粒徑。所述金剛石研磨粒的平均粒徑為44μm。再者，所述研磨粒的金剛石的種類為經55質量%鎳塗佈的處理金剛石。

將作為黏合劑的矽酸鈉(3號矽酸鈉)、所述金剛石研磨粒、及作為填充劑的氧化鋁(Al₂O₃，平均粒徑12μm)混合，以金剛石研磨粒相對於研磨層的含量成為5體積%及填充劑相對於研磨層的含量成為71體積%的方式製備，獲得第1研磨區域用塗敷液。

另外，不調配金剛石研磨粒，將作為黏合劑的矽酸鈉(3號矽酸鈉)、及作為填充劑的氧化鋁(平均粒徑14μm)混合，以填充劑相對於研磨層的含量成為67體積%的方式製備，獲得第2研磨區域用塗敷液。

準備平均厚度300μm、外徑386mm、內徑148mm的圓盤狀的鋁板作為基材片。藉由通過所述基材片表面的中心、且與鄰接的直線成45度的角度的四條直線而將基材片的表面分割成八個區域，以沿著圓周方向而交替配設有塔柏磨耗試驗中的磨耗量不同的兩種研磨區域的方式形成研磨層。具體而言，如以下般形成研磨層。首先，使用所述第2研磨區域用塗敷液並藉由印刷而形成四個第2研磨區域。印刷使用具有與第2研磨區域的研磨部的旋轉形狀相對應的圖案的遮罩。關於各研磨部，俯視形狀為一邊1.5mm的正方形狀、且槽的寬度為3.5mm。另外，將研磨部的平均厚度設為500μm。所述研磨部是設為規則性地排列的方塊圖案狀。再者，所述研磨區域具有能夠包含在俯視下直徑為8.5cm的圓的大小。使所述塗敷液於室溫(25℃)下乾燥，於80℃下加熱脫水後，於300℃下以2小時以上且4小時以下的時間硬化。繼而，與第2研磨區域同樣地，使用所述第1研磨區域用塗敷液，藉由印刷而於第2研磨區域間形成四個第1研磨區域。

另外，使用平均厚度1mm的硬質氯乙烯樹脂板作為支持基材片並固定於研磨裝置的支持體，利用平均厚度130μm的黏著劑將所述基材片的背面與所述支持體的表面貼合。使用雙面膠帶作為所述黏著劑。如此而獲得實施例1的研磨材。

[實施例2]

於實施例1的第2研磨區域用塗敷液中添加金剛石研磨粒，以金剛石研磨粒相對於研磨層的含量成為5體積%及填充劑相對於研磨層的含量成為75體積%的方式進行製備，除此以外與實施例1同樣地獲得實施例2的研磨材。

[實施例3]

準備與實施例1的第1研磨區域用塗敷液相同的塗敷液作為第2研磨區域用塗敷液。另外，準備將乙酸(試劑一級)與離子交換水混合並以20℃下的pH成為1.6的方式製備而成的酸性水。使用所述塗敷液並藉由印刷而形成四個第2研磨區域後，於形成第1研磨區域前使第2研磨區域於70℃的所述酸性水中浸漬1日。除了所述以外，與實施例1同樣地獲得實施例3的研磨材。

[實施例4]

以金剛石研磨粒相對於研磨層的含量成為5體積%及填充劑相對於研磨層的含量成為81體積%的方式製備實施例2的第2研磨區域用塗敷液，除此以外與實施例2同樣地獲得實施例4的研磨材。

[實施例5]

以填充劑相對於研磨層的含量成為85體積%的方式製備實施例1的第2研磨區域用塗敷液，除此以外與實施例1同樣地獲得實施例5的研磨材。

[實施例6]

將作為黏合劑的環氧樹脂、金剛石研磨粒(平均粒徑9μm，單晶)、及作為填充劑的氧化鋁(平均粒徑2.0μm)混合，以金剛石研磨粒相對於研磨層的含量成為5體積%及填充劑相對於研磨層的含量成為55體積%的方式製備，獲得第1研磨區域用塗敷液。

將與第1研磨區域用相同的環氧樹脂、金剛石研磨粒及氧化鋁混合，以金剛石研磨粒相對於研磨層的含量成為5體積%及填充劑相對於研磨層的含量成為60體積%的方式製備，獲得第2研磨區域用塗敷液。

準備平均厚度75μm、外徑290mm、內徑103mm的圓盤狀的PET膜作為基材片。藉由通過所述基材片表面的中心、且與鄰接的直線成90度的角度的兩條直線而將基材片的表面分割成四個區域，以沿著圓周方向而交替配設有塔柏磨耗試驗中的磨耗量不同的兩種研磨區域的方式形成研磨層。具體而言，與實施例1同樣地形成研磨層。再者，關於各研磨部，俯視形狀為一邊2.5mm的正方形狀、且槽的寬度為5mm。另外，使塗敷液分別於120℃下加熱硬化。

另外，與實施例1同樣地將支持基材片並固定於研磨裝置的支持體貼合，而獲得實施例6的研磨材。

[比較例1]

使用與實施例1的第1研磨區域用塗敷液相同的塗敷液而於基材片的整個面形成研磨層，除此以外與實施例1同樣地獲得比較例1的研磨材。即，關於比較例1的研磨材，研磨層不具有磨耗量不同的區域。

[比較例2]

以金剛石研磨粒相對於研磨層的含量成為5體積%及填充劑相對於研磨層的含量成為84體積%的方式製備實施例2的第2研磨區域用塗敷液，除此以外與實施例2同樣地獲得比較例2的研磨材。

[比較例3]

使用與實施例6的第1研磨區域用塗敷液相同的塗敷液而於基材片的整個面形成研磨層，除此以外與實施例6同樣地獲得比較例3的研磨材。即，關於比較例3的研磨材，研磨層不具有磨耗量不同的區域。

[研磨條件]

使用所述實施例1~實施例5及比較例1~比較例2中所得的研磨材，進行藍寶石基板的研磨。另外，實施例6及比較例3中使用研磨材，進行玻璃基板的研磨。以下示出各研磨條件。

<藍寶石基板的研磨條件>

對於藍寶石基板，使用直徑5.08cm、比重3.97、c面的藍寶石基板(僅經磨削(as-lap)處理)。所述研磨中，使用市售的雙面研磨機。雙面研磨機的載體為厚度0.4mm的環氧玻璃。關於研磨，將研磨壓力設為200g/cm²，使用上壓盤轉速-25rpm、下壓盤轉速50rpm及太陽齒輪轉速8rpm的條件以10分鐘為單位進行5次研磨。此時，作為冷卻劑(coolant)，每分鐘供給30cc的出光興產股份有限公司的「達夫尼卡特(Daphne Cut)GS50K」。

<玻璃基板的研磨條件>

對於玻璃基板，使用直徑5.08cm、比重2.19的合成石英玻璃。所述研磨中，使用市售的雙面研磨機。雙面研磨機的載體為厚度0.6mm的氯乙烯樹脂板。關於研磨，將研磨壓力設為100g/cm²，使用上壓盤轉速40rpm、下壓盤轉速60rpm及太陽齒輪轉速30rpm的條件以10分鐘為單位進行5次研磨。此時，作為冷卻劑，每分鐘供給120cc的利用水對則武股份有限公司(Noritake Company Limited)的「GC-50P」進行30倍稀釋而得者。

[評價方法]

對實施例1~實施例6及比較例1~比較例3的研磨材進行藉由塔柏磨耗試驗的磨耗量的測定、以及使用該些研磨材研磨基板時的研磨速率及維持率的測定。將結果示於表1中。

<磨耗量的測定>

藉由塔柏磨耗試驗的磨耗量的測定中，分別準備與所述實施例1~實施例6及比較例1~比較例3的研磨材的第1研磨區域及第2研磨區域相對應的試驗片(平均直徑為104mm、平均厚度為300μm)。使用塔柏磨耗試驗機(塔柏儀器(Taber Instrument)公司的「MODEL174」)，以磨耗輪H-18、負重4.9N(500gf)的條件使所述試驗片旋轉320轉而使其磨耗。測定所述320轉前後的試驗片的質量差[g]而作為磨耗量[g]。另外，磨耗比是將第2研磨區域的磨耗量除以第1研磨區域的磨耗量而算出。

<研磨速率>

於算出研磨速率時，使用進行了10分鐘第1次研磨的藍寶石基板或玻璃基板。研磨速率是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。

<維持率>

研磨速率的維持率是將第5次研磨時的研磨速率除以第1次研磨時的研磨速率而算出。

表1中，第2研磨區域及磨耗比一欄中的「-」是指研磨材不具有磨耗量不同的研磨區域。另外，結果一欄中的「-」是指產生基板的邊緣缺損或破裂，而無法進行研磨速率的測定。

根據表1的結果，實施例1~實施例6的研磨材與比較例1~比較例3的研磨材相比，研磨速率不易降低。相對於此，比較例1、比較例3的研磨材中，不具有磨耗量不同的研磨區域，故認為無法獲得由跨越阻力所得的抓握力提高效果，研磨速率降低。另外，比較例2的研磨材中，磨耗比超過7，故認為第1研磨區域與第2研磨區域之間的階差變大而跨越阻力變得過大，產生被研磨體的邊緣缺損或破裂。

另外，若將研磨粒的含量同等的相同種類的基板進行研磨的實施例2~實施例4與比較例1加以比較，則實施例2、實施例3的研磨材中，研磨速率優異，實施例4的研磨材中，研磨速率為同等。此處，比較例1的研磨材是藉由具有將金剛石研磨粒與填充劑分散的研磨部而提高研磨速率的先前的研磨材。由此得知，關於實施例2~實施例4的研磨材，研磨速率較高。

根據以上得知：研磨層具有磨耗量不同的多種研磨區域，使鄰接的一對所述研磨區域中所述磨耗量大的研磨區域相對於所述磨耗量小的研磨區域的所述磨耗量之比為1.1以上且7以下，藉此所述研磨材具有較高的研磨速率並且研磨速率的維持性優異。

[產業上的可利用性]

本發明的研磨材具有較高的研磨速率並且研磨效率不易降低。因此，所述研磨材可較佳地用於玻璃、藍寶石、碳化矽等難加工基板的研磨。

1‧‧‧研磨材

10‧‧‧基材

20‧‧‧研磨層

21‧‧‧研磨粒

22‧‧‧黏合劑

23‧‧‧槽

24‧‧‧研磨部

X‧‧‧第1研磨區域

Y‧‧‧第2研磨區域

Claims

一種研磨材，其具備基材片、及積層於所述基材片的表面側且含有研磨粒及其黏合劑的研磨層，並且所述研磨層經沿著研磨方向劃分，具有塔柏磨耗試驗中的磨耗量不同的多種研磨區域，鄰接的一對所述研磨區域中所述磨耗量大的研磨區域相對於所述磨耗量小的研磨區域的所述磨耗量之比為1.1以上且7以下，其中各個所述研磨區域具有能夠包含在俯視下直徑為5cm的圓的大小。
如申請專利範圍第1項所述的研磨材，其中所述研磨區域為兩種，且沿著研磨方向交替配設。
如申請專利範圍第1項所述的研磨材，其中所述黏合劑含有以無機氧化物作為主成分的填充劑，並且所述填充劑的平均粒徑小於所述研磨粒的平均粒徑。