WO2018008551A1 - 研磨材 - Google Patents

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WO2018008551A1
WO2018008551A1 PCT/JP2017/024164 JP2017024164W WO2018008551A1 WO 2018008551 A1 WO2018008551 A1 WO 2018008551A1 JP 2017024164 W JP2017024164 W JP 2017024164W WO 2018008551 A1 WO2018008551 A1 WO 2018008551A1
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WO
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polishing
abrasive
abrasive grains
layer
diamond
Prior art date
Application number
PCT/JP2017/024164
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English (en)
French (fr)
Inventor
裕昭 井上
幸二 竹村
友樹 岩永
高木　大輔
啓佑 笹島
歳和 田浦
Original Assignee
スピードファム株式会社
バンドー化学株式会社
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Publication date
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24—GRINDING; POLISHING
    • B24D—TOOLS FOR GRINDING, BUFFING OR SHARPENING
    • B24D3/00—Physical features of abrasive bodies, or sheets, e.g. abrasive surfaces of special nature; Abrasive bodies or sheets characterised by their constituents
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24—GRINDING; POLISHING
    • B24D—TOOLS FOR GRINDING, BUFFING OR SHARPENING
    • B24D11/00—Constructional features of flexible abrasive materials; Special features in the manufacture of such materials
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24—GRINDING; POLISHING
    • B24D—TOOLS FOR GRINDING, BUFFING OR SHARPENING
    • B24D11/00—Constructional features of flexible abrasive materials; Special features in the manufacture of such materials
    • B24D11/04—Zonally-graded surfaces

Definitions

  • the present invention relates to an abrasive.
  • abrasive capable of increasing the processing efficiency of substrate processing for example, an abrasive in which a plurality of independent abrasive structures are formed as an abrasive layer on the surface of a base sheet has been proposed (Japanese Patent Laid-Open No. 2009-72832). See the official gazette).
  • the polishing pressure is increased and the grinding force is improved by reducing the area ratio of the polishing surface of the polishing structure to the polishing layer and reducing the area of the polishing surface that receives a polishing load applied during polishing.
  • the area ratio is controlled by providing grooves between a plurality of polishing structures. For this reason, in order to reduce the area ratio and improve the grinding force, it is necessary to widen the groove width between the polishing structures.
  • the groove width is widened in this way, when the end portion of the substrate (workpiece) crosses the groove during polishing, the end portion of the substrate tends to be inclined toward the base sheet side. For this reason, the frequency
  • the present invention has been made in view of such inconveniences, and an object of the present invention is to provide an abrasive that can achieve a relatively high processing efficiency while suppressing damage caused by dropping of a workpiece into a groove or the like.
  • the invention made to solve the above problems is an abrasive comprising a substrate and a polishing layer laminated on the surface side of the substrate, the polishing layer containing abrasive grains and a binder thereof,
  • a plurality of types of polishing portions having different wear amounts in the Taber abrasion test are provided, and the first polishing portion having the smallest wear amount among the plurality of types of polishing portions is surrounded by another polishing portion, and the first polishing is performed.
  • the ratio of the wear amount of the other polishing portion to the wear amount of the portion is 3 or more, and the occupation area ratio of the entire polishing portion in the polishing layer is 15% or more and 100% or less.
  • the abrasive includes a first polishing portion and another polishing portion surrounding the first polishing portion, and the ratio of the wear amount of the other polishing portion to the wear amount of the first polishing portion in the Taber wear test is the above It is more than the lower limit. For this reason, when polishing is performed using the abrasive, the other polishing portions surrounding the first polishing portion are worn first. As a result, in a relatively short time from the start of polishing, a step is formed between the first polishing portion and the other polishing portion that makes the other polishing portion low.
  • the workpiece is polished while maintaining the step. Therefore, since the first polishing portion mainly receives a polishing load applied during polishing, the polishing pressure of the first polishing portion is increased, and thereby the grinding force of the abrasive is increased. Further, in the abrasive, the other polishing portion surrounds the first polishing portion, and the occupation area ratio of the entire polishing portion in the polishing layer is within the above range.
  • the edge part of a to-be-cut body moves between 1st grinding
  • polishing material can suppress that a to-be-cut body leans to a base material side by said other grinding
  • the occupation area ratio of the first polishing portion in the polishing layer is preferably 3% or more and 16% or less.
  • the abrasive grains of the first polishing section are composed of a plurality of types of abrasive grains. As described above, by configuring the abrasive grains of the first polishing section with a plurality of types of abrasive grains, it is possible to improve the grinding force while suppressing an increase in the manufacturing cost of the abrasive.
  • the first polishing portion preferably contains diamond abrasive grains, and the content of the diamond abrasive grains in the first polishing portion is preferably 1% by volume or more and 20% by volume or less.
  • the content of the diamond abrasive grains in the first polishing portion is preferably 1% by volume or more and 20% by volume or less.
  • the content of the diamond abrasive grains in the other polishing part is preferably 0.3% by volume or less. Since diamond abrasive grains are hard and have high grinding power, clogging and spilling are less likely to occur even when they come into contact with the workpiece, and are more susceptible to large polishing loads than other abrasive grains. For this reason, by setting the content of diamond abrasive grains in the other polishing portion below the upper limit, it is possible to prevent the polishing load from being applied to the other polishing portion during polishing and to concentrate on the first polishing portion. The grinding power of the abrasive can be improved.
  • the content of the diamond abrasive grains is 0% by volume, that is, the other polishing portion may not contain diamond abrasive grains.
  • the “abrasion amount in the Taber abrasion test” is a condition in which specimens (average diameter 104 mm, average thickness 300 ⁇ m) are prepared, and wear wheel H-18, load 4.9 N (500 gf) using a Taber abrasion tester. This is a value obtained by measuring the mass difference between the test pieces before and after 320 rotations.
  • the first polishing unit is surrounded by another polishing unit means that the first polishing unit is located in a closed space formed by the other polishing unit in plan view.
  • polishing part may exist continuously in the outer periphery of closed space, there may exist an intermittent part in the range of 10% or less of the length of a perimeter.
  • the interrupted portion determines an area of the closed space by extrapolation.
  • the first polishing portion may be partially located in the closed space, but the area of the first polishing portion located in the closed space in a plan view is the entire first polishing portion. When 50% or more of the area is occupied, it is determined that the first polishing portion is located in a closed space.
  • the “area of the polishing layer” is a concept including the area of the groove when the polishing layer has a groove.
  • the abrasive of the present invention can achieve a relatively high machining efficiency while suppressing damage caused by dropping into the groove or the like of the workpiece.
  • FIG. 2 is a schematic partial cross-sectional view taken along line AA in FIG. It is a typical fragmentary top view which shows the abrasives different from FIG.
  • FIG. 4 is a schematic partial plan view showing a structure of a polishing portion of an abrasive different from those in FIGS. 1 and 3.
  • FIG. 5 is a schematic partial plan view showing a structure of a polishing portion of an abrasive different from those in FIGS. 1, 3, and 4.
  • FIG. 6 is a schematic partial plan view showing a structure of a polishing portion of an abrasive different from those in FIGS. 1 and 3 to 5.
  • FIG. 7 is a schematic partial plan view showing a structure of a polishing portion of an abrasive different from those in FIGS. 1 and 3 to 6.
  • FIG. 8 is a schematic partial plan view showing a structure of a polishing portion of an abrasive different from those in FIGS. 1 and 3 to 7. It is a typical fragmentary sectional view which shows the abrasive
  • polishing material which concerns on embodiment different from FIG.
  • the abrasive 1 shown in FIGS. 1 and 2 includes a base material 10, a polishing layer 20 laminated on the front surface side of the base material 10, and an adhesive layer 30 laminated on the back surface side of the base material 10. .
  • the abrasive 1 is used as a fixed abrasive abrasive for substrate processing, for example.
  • the substrate 10 is a plate-like member for supporting the polishing layer 20.
  • the main component of the substrate 10 is not particularly limited, and examples thereof include polyethylene terephthalate (PET), polypropylene (PP), polyethylene (PE), polyimide (PI), polyethylene naphthalate (PEN), aramid, aluminum, copper and the like. It is done. Among these, PET and aluminum that have good adhesion to the polishing layer 20 are preferable. Moreover, the process which improves adhesiveness, such as a chemical process, a corona process, and a primer process, may be performed on the surface of the base material 10.
  • the “main component” means a component having the highest content, for example, a component having a content of 50% by mass or more, preferably 90% or more.
  • the base material 10 may have flexibility or ductility.
  • the abrasive 1 follows the surface shape of the workpiece, and the contact area between the polishing surface and the workpiece is increased. Further increase.
  • the main component of the flexible base material 10 include PET and PI.
  • aluminum, copper, etc. can be mentioned as a main component of the base material 10 which has ductility.
  • the shape and size of the substrate 10 are not particularly limited, for example, a square shape having a side of 140 mm or more and 160 mm or less, or an annular shape having an outer diameter of 200 mm or more and 2100 mm or less and an inner diameter of 100 mm or more and 660 mm or less.
  • the structure by which the several base material 10 juxtaposed on the plane is supported by a single support body may be sufficient.
  • the average thickness of the substrate 10 is not particularly limited, but can be, for example, 50 ⁇ m or more and 1 mm or less. When the average thickness of the base material 10 is less than the lower limit, the strength and flatness of the abrasive 1 may be insufficient. Conversely, when the average thickness of the substrate 10 exceeds the upper limit, the abrasive 1 becomes unnecessarily thick and may be difficult to handle.
  • the polishing layer 20 has two types of polishing portions with different wear amounts in the Taber abrasion test. Of the two types of polishing parts, the first polishing part 21 having a small wear amount is surrounded by the second polishing part 22 having a large wear amount. The second polishing parts 22 are separated from each other by the grooves 23 independently of each other. The second polishing unit 22 surrounds one first polishing unit 21, and there is no gap between the first polishing unit 21 and the second polishing unit 22. That is, the first polishing portion 21 and the second polishing portion 22 constitute a convex portion 24.
  • the lower limit of the average thickness of the polishing layer 20 (average thickness of only the convex portion 24 portion) is preferably 25 ⁇ m, more preferably 30 ⁇ m, and even more preferably 50 ⁇ m.
  • the upper limit of the average thickness of the polishing layer 20 is preferably 4000 ⁇ m, more preferably 3500 ⁇ m, and still more preferably 3000 ⁇ m. If the average thickness of the polishing layer 20 is less than the lower limit, the durability of the polishing layer 20 may be insufficient. On the contrary, if the average thickness of the polishing layer 20 exceeds the upper limit, the homogeneity of the polishing layer 20 is lowered, and it may be difficult to exhibit a stable grinding force. In addition, the abrasive 1 may become unnecessarily thick, making it difficult to handle and increasing manufacturing costs.
  • polishing part 21 contains the abrasive grain 21a and its binder 21b. Although it does not specifically limit as a planar view shape of the said 1st grinding
  • the plurality of first polishing parts 21 are arranged in a regular block pattern.
  • abrasive grains 21a of the first polishing section 21 examples include diamond abrasive grains, alumina abrasive grains, silica abrasive grains, ceria abrasive grains, silicon carbide abrasive grains, and boron carbide abrasive grains.
  • the upper limit of the content of the abrasive grains 21a is preferably 85% by volume, and more preferably 80% by volume.
  • the content of the abrasive grains 21a is less than the lower limit, the content of the binder 21b is relatively increased, so that the abrasive grains 21a are firmly fixed and hardly spilled. For this reason, the crushing of the abrasive grains 21a exposed on the surface of the first polishing section 21 is likely to proceed, and the polishing rate may be reduced.
  • the content of the abrasive grains 21a exceeds the upper limit, the content of the binder 21b is relatively small, and the abrasive grains 21a are likely to spill. For this reason, there is a possibility that the polishing rate may decrease due to this spillage.
  • the average particle diameter of the abrasive grains 21a of the first polishing section 21 is appropriately selected from the viewpoint of the polishing rate and the surface roughness of the workpiece after polishing.
  • the lower limit of the average particle diameter of the abrasive grains 21a is preferably 1 ⁇ m and more preferably 2 ⁇ m.
  • the upper limit of the average particle diameter of the abrasive grains 21a is preferably 45 ⁇ m, and more preferably 40 ⁇ m.
  • the average particle size of the abrasive grains 21a exceeds the upper limit, the polishing accuracy may be reduced.
  • the “average particle size” refers to a 50% value (50% particle size, D50) of a volume-based cumulative particle size distribution curve measured by a laser diffraction method or the like.
  • the abrasive grains 21a of the first polishing section 21 may be composed of one type of abrasive grains, but are preferably composed of a plurality of types of abrasive grains. Thus, by constituting the abrasive grains 21a of the first polishing section 21 with a plurality of types of abrasive grains, it is possible to improve the grinding force while suppressing an increase in the manufacturing cost of the abrasive 1.
  • the abrasive grains 21a When the abrasive grains 21a are constituted by a plurality of types of abrasive grains, the abrasive grains 21a preferably include diamond abrasive grains, and in particular, the abrasive grains 21a are preferably constituted by diamond abrasive grains and alumina abrasive grains. .
  • Diamond abrasive grains have higher grinding power than other abrasive grains, but are expensive. For this reason, grinding force can further be improved, suppressing the increase in manufacturing cost by using one type of multiple types of abrasive grains as diamond abrasive grains.
  • alumina abrasive grains are relatively inexpensive, the effect of reducing the manufacturing cost can be enhanced by configuring the abrasive grains 21a with diamond grindstones and alumina abrasive grains.
  • the diamond of the diamond abrasive grains may be single crystal or polycrystalline, or may be diamond that has been treated with Ni coating or the like. Of these, single crystal diamond and polycrystalline diamond are preferable. Single crystal diamond is hard among diamonds and has high grinding power. In addition, since polycrystalline diamond is easy to cleave in a microcrystalline unit constituting the polycrystal and does not easily crush, the decrease in the polishing rate is small.
  • the lower limit of the content of diamond abrasive grains in the first polishing section 21 is preferably 1% by volume, more preferably 2% by volume. preferable.
  • the upper limit of the content of the diamond abrasive is preferably 20% by volume, more preferably 8% by volume. If the content of the diamond abrasive grains is less than the lower limit, the grinding force of the abrasive 1 may be insufficient. On the other hand, if the content of the diamond abrasive grains exceeds the upper limit, the effect of suppressing the increase in the manufacturing cost of the abrasive 1 may be insufficient.
  • the average grain diameter of the diamond abrasive grains 21a is larger than the average grain diameter of other abrasive grains excluding the diamond abrasive grains. Is preferred.
  • the lower limit of the ratio of the average particle diameter of the diamond abrasive grains to the average particle diameter of other abrasive grains excluding the diamond abrasive grains is preferably 1.3 and more preferably 1.5.
  • the upper limit of the ratio of the average particle diameter is preferably 20, and more preferably 10.
  • the polishing pressure applied to the abrasive grains other than the diamond abrasive grains is increased, and the polishing pressure applied to the diamond abrasive grains having a high grinding force is relatively reduced. May decrease.
  • the ratio of the average particle diameter exceeds the upper limit, abrasive grains other than diamond abrasive grains are excessively spilled, so that the abrasion of the first polishing portion 21 progresses quickly due to the spillage. The life of 1 may be shortened.
  • binder Although it does not specifically limit as a main component of the binder 21b of the 1st grinding
  • the resin examples include resins such as polyurethane, polyphenol, epoxy, polyester, cellulose, ethylene copolymer, polyvinyl acetal, polyacryl, acrylic ester, polyvinyl alcohol, polyvinyl chloride, polyvinyl acetate, and polyamide.
  • the resin may be at least partially crosslinked.
  • examples of the inorganic substance include silicate, phosphate, and polyvalent metal alkoxide.
  • the main component of the binder 21b is preferably an inorganic substance.
  • a silicate having a high abrasive grain holding power is preferable.
  • examples of such silicates include sodium silicate and potassium silicate.
  • the binder 21b may appropriately contain various auxiliaries and additives such as a dispersant, a coupling agent, a surfactant, a lubricant, an antifoaming agent, and a colorant depending on the purpose.
  • the upper limit of the average area of the first polishing section 21 is preferably 150 mm 2, 130 mm 2 and more preferably.
  • polishing part 21 may peel from the base material 10 as the average area of the said 1st grinding
  • the average area of the first polishing portion 21 exceeds the upper limit, the number of the first polishing portions 21 that come into contact with the workpiece during polishing decreases.
  • the lower limit of the occupied area ratio of the first polishing portion 21 in the polishing layer 20 is preferably 3%, and more preferably 4%.
  • the upper limit of the occupied area ratio of the first polishing portion 21 is preferably 16%, more preferably 10%, and further preferably 9.5%. If the occupation area ratio of the first polishing portion 21 is less than the lower limit, the polishing pressure applied to the first polishing portion 21 during polishing is excessively increased, and the abrasive grains 21a are likely to fall off, which may reduce the polishing rate. is there. On the contrary, if the occupation area ratio of the first polishing unit 21 exceeds the upper limit, the polishing rate improvement effect due to the increase of the polishing pressure of the first polishing unit 21 may be insufficient.
  • the lower limit of the distance between adjacent first polishing parts 21 is preferably 3 mm, and more preferably 5 mm.
  • polishing parts 21, 50 mm is preferable and 40 mm is more preferable.
  • the distance between the first polishing parts 21 is less than the lower limit, it is difficult to reduce the area of each first polishing part 21 while suppressing the peeling from the base material 10.
  • the occupied area ratio of the portion 21 cannot be sufficiently lowered, and the polishing rate improvement effect may be insufficient.
  • the occupation area ratio of the first polishing part 21 decreases too much, the wear of the first polishing part 21 progresses quickly, and the life of the abrasive 1 is increased. May be shortened.
  • the lower limit of the amount of wear of the first polishing portion 21 in the Taber abrasion test is preferably 0.05 g, and more preferably 0.08 g.
  • the upper limit of the wear amount of the first polishing portion 21 in the Taber abrasion test is preferably 0.15 g, and more preferably 0.13 g. If the wear amount of the first polishing portion 21 is less than the lower limit, the abrasive grains 21a are less likely to spill. For this reason, the crushing of the abrasive grains 21a exposed on the surface of the first polishing section 21 is likely to proceed, and the polishing rate may be reduced.
  • the amount of wear of the first polishing portion 21 exceeds the upper limit, the life of the abrasive 1 may be shortened.
  • the amount of wear of the first polishing unit 21 can be controlled mainly by the content of the abrasive grains 21a of the first polishing unit 21 and the type of the binder 21b.
  • polishing part 22 contains the abrasive grain 22a and its binder 22b.
  • the second polishing unit 22 surrounds the entire circumference of the first polishing unit 21, and the inner circumference thereof coincides with the circumference of the first polishing unit 21. That is, the shape formed by the inner periphery of the second polishing unit 22 is the same shape as the plan view of the first polishing unit 21. Further, the shape constituted by the outer periphery of the second polishing portion 22 (the shape in plan view of the convex portion 24) is not particularly limited, but the center of gravity coincides with that of the first polishing portion 21 as shown in FIG. It can be made into a simple shape.
  • abrasive grains 22a of the second polishing section 22 examples include the same abrasive grains as the abrasive grains 21a of the first polishing section 21.
  • the upper limit of the content of the abrasive grains 22a is preferably 95% by volume, and more preferably 80% by volume.
  • the content of the abrasive grains 22a is less than the lower limit, the content of the binder 22b is relatively increased, so that the abrasive grains 22a are firmly fixed and hardly spilled. For this reason, the wear amount of the second polishing portion 22 is reduced, and a difference in wear amount between the first polishing portion 21 and the first polishing portion 21 is less likely to occur during polishing.
  • the polishing pressure of the first polishing unit 21 cannot be sufficiently increased, and the effect of improving the polishing rate may be insufficient.
  • the content of the abrasive grains 22a exceeds the upper limit, the content of the binder 22b is insufficient and the abrasive grains 22a cannot be sufficiently fixed, and thus the second polishing portion 22 may be easily damaged during polishing. is there.
  • the content of the abrasive grains 22 a in the second polishing section 22 is preferably larger than the content of the abrasive grains 21 a in the first polishing section 21. Wear of the first polishing unit 21 and the second polishing unit 22 proceeds mainly due to spilling of abrasive grains, and wear tends to occur when the content of abrasive grains is large. For this reason, by making the content of the abrasive grains 22 a in the second polishing section 22 greater than the content of the abrasive grains 21 a in the first polishing section 21, the wear amount of the second polishing section 22 is reduced to the wear of the first polishing section 21. Control can be facilitated to be larger than the amount.
  • the lower limit of the content difference between the abrasive grains 22a in the second polishing section 22 and the abrasive grains 21a in the first polishing section 21 is preferably 5% by volume, and more preferably 7% by volume.
  • the upper limit of the content difference is preferably 20% by volume, and more preferably 15% by volume.
  • the difference in content exceeds the upper limit, the content of the abrasive grains 22a in the second polishing unit 22 may be excessively increased and the second polishing unit 22 may be easily damaged, or in the first polishing unit 21. There is a possibility that the content of the abrasive grains 21a becomes too small and the polishing rate is lowered.
  • the average particle diameter of the abrasive grains 22 a of the second polishing unit 22 is appropriately selected from the viewpoint of controllability of the wear amount of the second polishing unit 22.
  • the lower limit of the average particle diameter of the abrasive grains 22a is preferably 1 ⁇ m and more preferably 2 ⁇ m.
  • the upper limit of the average particle diameter of the abrasive grains 22a is preferably 20 ⁇ m and more preferably 15 ⁇ m. If the average particle diameter of the abrasive grains 22a is less than the lower limit, the abrasive grains 22a are likely to spill over, and the control of the wear amount of the second polishing section 22 may be difficult.
  • the average particle diameter of the abrasive grains 22a exceeds the upper limit, the difference between the height difference between the first polishing section 21 and the second polishing section 22 formed during polishing and the average particle diameter of the abrasive grains 22a. Becomes too small, the abrasive grains 22a of the second polishing section 22 come into contact with the workpiece, and the ratio of contribution to grinding increases. For this reason, the polishing load is dispersed in the first polishing unit 21 and the second polishing unit 22, and the polishing rate improvement effect due to the increase in the polishing pressure of the first polishing unit 21 may be insufficient.
  • the abrasive grains 22a of the second polishing unit 22 may be composed of one kind of abrasive grains or a plurality of kinds of abrasive grains.
  • the upper limit of the content of diamond abrasive grains in the second polishing section 22 is preferably 0.3% by volume, and more preferably 0.2% by volume. Since diamond abrasive grains are hard and have high grinding power, clogging and spilling are less likely to occur even when they come into contact with the workpiece, and are more susceptible to large polishing loads than other abrasive grains. For this reason, when the content of diamond abrasive grains in the second polishing portion 22 exceeds the upper limit, a polishing load applied to the second polishing portion 22 during polishing increases.
  • the polishing load is dispersed in the first polishing unit 21 and the second polishing unit 22, and the polishing rate improvement effect due to the increase in the polishing pressure of the first polishing unit 21 may be insufficient.
  • polishing material 1 mainly grind
  • the lower limit of the content of the diamond abrasive grains is not particularly limited, and is 0% by volume, that is, the second polishing portion 22 may not contain diamond abrasive grains.
  • binder 22b of the second polishing unit 22 examples include the same components as the main component of the binder 21b of the first polishing unit 21.
  • polishing part 22 polyacryl, an epoxy, polyester, and a polyurethane are preferable. These resins are easy to ensure good adhesion to the substrate 10. In addition, since these resins have a lower abrasive holding power than inorganic materials, the abrasive grains 22a spill out moderately, and the amount of wear of the second polishing section 22 can be easily controlled.
  • the binder 22b may appropriately contain various auxiliaries and additives such as a dispersant, a coupling agent, a surfactant, a lubricant, an antifoaming agent, and a coloring agent depending on the purpose.
  • auxiliaries and additives such as a dispersant, a coupling agent, a surfactant, a lubricant, an antifoaming agent, and a coloring agent depending on the purpose.
  • the lower limit of the occupied area ratio of the second polishing portion 22 in the polishing layer 20 is preferably 5%, and more preferably 15%.
  • the upper limit of the occupation area ratio of the second polishing portion 22 is preferably 97%, and more preferably 95%.
  • the occupation area ratio of the second polishing portion 22 is less than the lower limit, the effect of suppressing damage due to the drop of the work body into the groove 23 may be insufficient.
  • the occupation area ratio of the second polishing section 22 exceeds the upper limit, the occupation area ratio of the first polishing section 21 is relatively reduced, so that the wear of the first polishing section 21 is promoted and the first A difference in height between the polishing unit 21 and the second polishing unit 22 is less likely to occur. As a result, the polishing pressure of the first polishing unit 21 cannot be sufficiently increased, and the effect of improving the polishing rate may be insufficient.
  • the lower limit of the occupied area ratio of the entire polishing part in the polishing layer 20 (the sum of the occupied area ratios of the first polishing part 21 and the second polishing part 22) is 15%, more preferably 16%, 25 % Is more preferable.
  • the occupation area ratio of the entire polishing portion is less than the lower limit, there is a possibility that damage due to the drop of the workpiece into the groove or the like may occur.
  • the upper limit of the occupied area ratio of the entire polishing portion is 100%.
  • the polishing layer 20 does not have the groove 23 and is configured only by the first polishing unit 21 and the second polishing unit 22.
  • the lower limit of the amount of wear of the second polishing portion 22 in the Taber abrasion test is preferably 0.3 g, more preferably 0.4 g. If the wear amount of the second polishing portion 22 is less than the lower limit, a difference in height due to the difference in wear amount between the first polishing portion 21 and the first polishing portion 21 is less likely to occur during polishing. As a result, the polishing pressure of the first polishing unit 21 cannot be sufficiently increased, and the effect of improving the polishing rate may be insufficient.
  • the upper limit of the wear amount of the second polishing portion 22 is not particularly limited, but is usually about 0.8 g.
  • the lower limit of the ratio of the wear amount of the second polishing portion 22 to the wear amount of the first polishing portion 21 in the Taber abrasion test is 3, more preferably 3.5, and even more preferably 4. If the wear amount ratio is less than the lower limit, a step due to the difference in wear amount is less likely to occur with the first polishing portion 21 during polishing. As a result, the polishing pressure of the first polishing unit 21 cannot be sufficiently increased, and the effect of improving the polishing rate may be insufficient.
  • the upper limit of the wear amount ratio is not particularly limited, and is about 15.
  • the first polishing portion 21 and the second polishing portion 22 may have the same surface and no step as shown in FIG. A step, that is, a step having an average height of 30 ⁇ m or more and 60 ⁇ m or less may be provided in advance.
  • the grooves 23 are arranged on the surface of the polishing layer 20 in a lattice pattern with equal intervals. Further, the bottom surface of the groove 23 is constituted by the surface of the base material 10.
  • the upper limit of the average width of the groove 23 is preferably 10 mm, and more preferably 8 mm. If the average width of the groove 23 exceeds the upper limit, the occupation area ratio of the convex portion 24 cannot be sufficiently ensured, and the work body is likely to fall into the groove 23 during polishing, so that the work body may be damaged. There is.
  • the lower limit of the average width of the groove 23 is not particularly limited, and may be 0 mm, that is, the abrasive 1 may not have the groove 23.
  • the adhesive layer 30 is a layer that supports the abrasive 1 and fixes the abrasive 1 to a support for mounting on the polishing apparatus.
  • the adhesive used for the adhesive layer 30 is not particularly limited, and examples thereof include a reactive adhesive, an instantaneous adhesive, a hot melt adhesive, and a pressure-sensitive adhesive that can be replaced.
  • a pressure-sensitive adhesive is preferable.
  • a pressure-sensitive adhesive As the adhesive used for the adhesive layer 30, a pressure-sensitive adhesive is preferable.
  • a pressure-sensitive adhesive As the adhesive used for the adhesive layer 30, the abrasive 1 can be peeled off from the support and can be replaced, so that the abrasive 1 and the support can be easily reused.
  • Such an adhesive is not particularly limited.
  • the lower limit of the average thickness of the adhesive layer 30 is preferably 0.05 mm, more preferably 0.1 mm. Moreover, as an upper limit of the average thickness of the contact bonding layer 30, 0.3 mm is preferable and 0.2 mm is more preferable. When the average thickness of the adhesive layer 30 is less than the above lower limit, the adhesive force is insufficient, and the abrasive 1 may be peeled off from the support. On the other hand, when the average thickness of the adhesive layer 30 exceeds the above upper limit, for example, due to the thickness of the adhesive layer 30, there is a possibility that workability may be deteriorated, for example, when the abrasive 1 is cut into a desired shape.
  • the abrasive 1 includes a step of preparing a first polishing portion composition, a step of preparing a second polishing portion composition, and forming the first polishing portion 21 by printing the first polishing portion composition. And the step of forming the second polishing portion 22 by printing the second polishing portion composition, and the step of laminating the adhesive layer 30 on the back side of the substrate 10.
  • a solution in which the first polishing part composition (the material for forming the abrasive grains 21a and the binder 21b of the first polishing part 21) is dispersed in a solvent is prepared as a coating liquid.
  • the solvent is not particularly limited as long as the material for forming the binder 21b is soluble.
  • methyl ethyl ketone (MEK) isophorone, terpineol, N methylpyrrolidone, cyclohexanone, propylene carbonate, or the like can be used.
  • MEK methyl ethyl ketone
  • isophorone isophorone
  • terpineol N methylpyrrolidone
  • cyclohexanone cyclohexanone
  • propylene carbonate or the like.
  • a diluent such as water, alcohol, ketone, acetate ester and aromatic compound may be added.
  • the second polishing part composition preparing step in the same manner as the coating liquid in the first polishing part composition preparing step, the second polishing part composition (the abrasive grains 22a of the second polishing part 22 and the second polishing part 22).
  • a solution in which a material for forming the binder 22b is dispersed in a solvent is prepared as a coating liquid.
  • a plurality of first polishing parts 21 are formed on the surface of the base material 10 by a printing method using the coating liquid prepared in the first polishing part composition preparing step. Specifically, a mask having a shape corresponding to the inverted shape of the first polishing portion 21 is prepared, and the coating liquid is printed through the mask.
  • this printing method for example, screen printing, metal mask printing or the like can be used.
  • the first polishing part 21 is formed by heat-dehydrating and heat-curing the printed coating liquid. Specifically, after drying and heat-dehydrating the coating liquid at room temperature (25 ° C.), the first polishing part 21 is formed by heat-curing.
  • the second polishing portion 22 surrounding the first polishing portion 21 is formed by a printing method using the coating liquid prepared in the second polishing portion composition preparing step. Specifically, a mask having a shape corresponding to the inverted shape of the second polishing unit 22 is prepared, and the coating liquid is printed through the mask.
  • this printing method for example, squeegee printing, bar coater printing, applicator printing, or the like can be used.
  • the second polishing portion forming step can be performed before the first polishing portion forming step or simultaneously with the first polishing portion forming step.
  • the second polishing part 22 is formed by heat-curing the printed coating solution. Specifically, the second polishing part 22 is formed by heating and curing the coating liquid.
  • the adhesive layer 30 is stacked on the back side of the substrate 10. Specifically, for example, a previously formed tape-like adhesive layer 30 is attached to the back surface of the substrate 10.
  • this adhesion layer lamination process can also be performed before the 2nd grinding
  • the abrasive 1 includes a first polishing unit 21 and a second polishing unit 22 surrounding the first polishing unit 21, and the second polishing unit 22 has a wear amount of the first polishing unit 21 in a Taber abrasion test.
  • the wear amount ratio is 3 or more. For this reason, when polishing is performed using the abrasive 1, the second polishing portion 22 surrounding the first polishing portion 21 is worn first. As a result, in a relatively short time from the start of polishing, a step is formed between the first polishing unit 21 and the second polishing unit 22 so that the second polishing unit 22 has a low height.
  • the work piece is polished while maintaining this step. Accordingly, since the first polishing portion 21 mainly receives a polishing load applied at the time of polishing, the polishing pressure of the first polishing portion 21 is increased, and thereby the grinding force of the abrasive 1 is increased. In the abrasive 1, the second polishing portion 22 surrounds the first polishing portion 21, and the occupation area ratio of the entire polishing portion in the polishing layer 20 is 15% or more and 100% or less.
  • the abrasive 1 can prevent the workpiece from being inclined toward the substrate by the second polishing portion 22 when the end of the workpiece moves between the first polishing portions 21 during polishing. Therefore, the abrasive 1 can suppress damage due to the drop of the workpiece into the groove 23 and the like.
  • the present invention is not limited to the above-described embodiment, and can be implemented in a mode in which various changes and improvements are made in addition to the above-described mode.
  • the arrangement of the plurality of first polishing parts is not limited to this.
  • the plurality of first polishing units may be arranged at different intervals in the orthogonal X direction and Y direction.
  • the grooves are configured in a lattice pattern with equal intervals, but the lattice spacing and the planar shape are not limited to those in the above-described embodiment.
  • channel was set as the structure which is the surface of a base material, the depth of a groove
  • the configuration in which the groove separates the second polishing portion has been described, but the configuration of the groove is not limited to this.
  • the groove 23 may be disposed between the first polishing unit 21 and the second polishing unit 22.
  • the groove 23 may be disposed so as to surround the first polishing portion 21, but may be disposed so as to be in contact with a part of the first polishing portion 21.
  • the abrasive may have a structure without a groove.
  • the shape constituted by the outer periphery of the second polishing unit is similar to the first polishing unit, but the shape of the second polishing unit is similar to the first polishing unit. It is not limited.
  • the first polishing portion 21 may be circular, and the shape constituted by the outer periphery of the second polishing portion 22 may be rectangular.
  • the second polishing unit may not surround the entire circumference of the first polishing unit, and may have a notch in a part as shown in FIG.
  • the length of the portion facing the second polishing portion 22 in the entire circumference of the first polishing portion 21 is 90% or more, preferably 95% or more. It is.
  • the polishing layer may have three or more types of polishing portions.
  • the polishing portion with the smallest amount of wear is the first polishing portion
  • the remaining two or more polishing portions are the other polishing portions (corresponding to the second polishing portion in the above embodiment).
  • the configuration of the other polishing unit is not particularly limited as long as the first polishing unit is surrounded by the other polishing unit.
  • the first polishing unit 21 is surrounded by the first other polishing unit 25, and the first other polishing unit 25 is the second other polishing unit.
  • positioned by turns can be mentioned.
  • the abrasive 2 may include a support 40 laminated via an adhesive layer 30 on the back side and a second adhesive layer 31 laminated on the back side of the support 40.
  • the abrasive 2 includes the support 40, the handling of the abrasive 2 is facilitated.
  • the main component of the support 40 examples include thermoplastic resins such as polypropylene, polyethylene, polytetrafluoroethylene, and polyvinyl chloride, and engineering plastics such as polycarbonate, polyamide, and polyethylene terephthalate.
  • thermoplastic resins such as polypropylene, polyethylene, polytetrafluoroethylene, and polyvinyl chloride
  • engineering plastics such as polycarbonate, polyamide, and polyethylene terephthalate.
  • the average thickness of the support 40 can be, for example, 0.5 mm or more and 3 mm or less.
  • the strength of the abrasive 2 may be insufficient.
  • the average thickness of the support 40 exceeds the upper limit, it may be difficult to attach the support 40 to a polishing apparatus or the flexibility of the support 40 may be insufficient.
  • the second adhesive layer 31 can use the same adhesive as the adhesive layer 30.
  • the second adhesive layer 31 can have an average thickness similar to that of the adhesive layer 30.
  • Example 1 Diamond abrasive grains (55% by mass nickel-coated diamond, average particle diameter 35 ⁇ m), alumina abrasive grains (Al 2 O 3 , fused alumina, average particle diameter 12 ⁇ m), and silicate (No. 3 sodium silicate) as a binder ), And the content of diamond abrasive grains in the first polishing part is 5% by volume and the content of alumina abrasive grains in the first polishing part is 71% by volume. A coating solution was obtained.
  • alumina abrasive grains (white alumina WA # 1000, average particle size 12 ⁇ m), epoxy as binder (“TB2022” from Three Bond Holdings Co., Ltd.), and epoxy curing agent (“TB2105C” from Three Bond Holdings Co., Ltd.) are mixed. Then, the content of the alumina abrasive grains in the second polishing part was adjusted to 85% by volume to obtain a coating liquid for the composition for the second polishing part.
  • An aluminum plate having an average thickness of 300 ⁇ m was prepared as a base material, and a plurality of first polishing parts were formed on the surface of the base material by printing using the coating liquid for the first polishing part composition.
  • the plurality of first polishing parts are in a regularly arranged block pattern, and the distance between the centers of adjacent first polishing parts is 10 mm.
  • a mask having a pattern corresponding to the inverted shape of the first polishing portion was used.
  • Each of the first polishing portions had an area of 9 mm 2 (a square shape with a side of 3 mm in plan view), and the average thickness of the first polishing portions was 500 ⁇ m.
  • the area occupancy in the polishing layer of the first polishing part was 9%.
  • the coating solution was dried at room temperature (25 ° C.) and heated and dehydrated, and then cured by heating.
  • a hard vinyl chloride resin plate having an average thickness of 1 mm is used as a support that supports the substrate and is fixed to the polishing apparatus, and the back surface of the substrate and the surface of the support are bonded with an adhesive having an average thickness of 130 ⁇ m.
  • a double-sided tape (“# 5605HGD” from Sekisui Chemical Co., Ltd.) was used as the adhesive.
  • polishing part was formed by printing so that the 1st grinding
  • polishing part was made into the area 81mm ⁇ 2 > (The square shape whose outer periphery is 9.5 mm on one side in planar view).
  • the average thickness of the second polishing part was the same as the average thickness of the first polishing part.
  • the area occupation ratio in the polishing layer of the second polishing portion was 81%, and the area occupation ratio of the entire polishing portion in the polishing layer was 90%.
  • 10% of the remaining part of the polishing layer is a groove, and the groove has a lattice shape with an average width of 0.5 mm.
  • Example 1 The coating solution was dried by heating. In this way, an abrasive of Example 1 was obtained.
  • Example 2 and Example 3 in the same manner as in Example 1 except that the occupation area ratio of the first polishing section, the occupation area ratio of the second polishing section, and the occupation area ratio of the entire polishing section were set to the values shown in Table 1. An abrasive was obtained.
  • Example 4 Diamond abrasive grains (55% by weight nickel-coated diamond, average particle diameter 35 ⁇ m), alumina abrasive grains (white alumina WA # 1000, average particle diameter 12 ⁇ m), epoxy as a binder (“TB2022” of Three Bond Holdings Co., Ltd.), and An epoxy curing agent (“TB2105C” manufactured by Three Bond Holdings Co., Ltd.) was mixed, and the content of diamond abrasive grains in the second polishing portion was 0.2% by volume, and the content of alumina abrasive grains in the second polishing portion was 84.%. It prepared so that it might become 8 volume%, and obtained the coating liquid of the composition for 2nd grinding
  • Example 4 The abrasive of Example 4 was obtained in the same manner as in Example 1 except that the second polishing part composition was used.
  • Example 5 The area occupancy in the polishing layer of the second polishing part was 91%, the area occupancy of the entire polishing part in the polishing layer was 100%, and the polishing layer did not have a groove. Thus, an abrasive of Example 5 was obtained.
  • Example 6 Alumina abrasive grains (white alumina WA # 1000, average particle diameter 12 ⁇ m) and acrylic as a binder (“Dianar BR-80” manufactured by Mitsubishi Rayon Co., Ltd.) are mixed, and the content of alumina abrasive grains in the second polishing part was prepared to be 85% by volume to obtain a coating liquid for the second polishing portion composition.
  • Example 6 The abrasive of Example 6 was obtained in the same manner as Example 5 except that the second polishing part composition was used.
  • a polishing material of Comparative Example 1 was obtained in the same manner as Example 5 except that the second polishing part composition was used.
  • a polishing material of Comparative Example 2 was obtained in the same manner as in Example 1 except that the second polishing part composition was used.
  • the sapphire substrate was polished using the abrasives obtained in Examples 1 to 6 and Comparative Examples 1 to 3.
  • a c-plane sapphire substrate having a diameter of 5.08 cm and a specific gravity of 3.97 was used.
  • a known double-side polishing machine was used for the polishing.
  • the carrier of the double-side polishing machine is 0.4 mm thick epoxy glass. Polishing was performed under the conditions of a polishing pressure of 200 g / cm 2 , an upper surface plate rotation speed of 25 rpm, a lower surface plate rotation speed of 50 rpm, and a SUN gear rotation speed of 8 rpm. At that time, 30 cc of “Daffney Cut GS50K” manufactured by Idemitsu Kosan Co., Ltd. was supplied as a coolant.
  • Test pieces (average diameter 104 mm, average thickness 300 ⁇ m) are prepared from the above two abrasives, and each test piece is subjected to wear wheel H-18, load using a Taber abrasion tester (“MODEL174” manufactured by Taber Instrument). It was made to wear by rotating 320 times under the condition of 4.9 N (500 gf). The mass difference [g] between the test pieces before and after 320 rotations was measured and used as the wear amount [g].
  • MODEL174 Taber abrasion tester
  • the average height of the step between the first polishing part and the second polishing part was determined as an average value of the obtained measurement values by measuring any 15 points using a laser displacement meter (manufactured by Keyence Corporation). .
  • ⁇ in the curing agent and the second abrasive means that the curing agent and the second abrasive are not used, respectively. Further, “ ⁇ ” in the average height of the step and the polishing rate means that the measurement was not possible because the substrate was damaged by dropping into the groove of the substrate.
  • the polishing materials of Examples 1 to 6 have a higher polishing rate than the polishing materials of Comparative Examples 1 to 3.
  • the abrasives of Comparative Examples 1 and 2 have a wear ratio in the Taber abrasion test of the first polishing part with respect to the second polishing part of less than 3, so the first polishing part and the second polishing are polished during polishing. There is no sufficient level difference between the two parts. For this reason, in the polishing using the abrasives of Comparative Examples 1 and 2, the polishing load was dispersed in the first polishing portion and the second polishing portion, so that the polishing pressure of the first polishing portion did not increase and the polishing rate was low. Conceivable.
  • the polishing material of Comparative Example 3 has an area occupation ratio of the entire polishing portion of less than 15%, it is considered that damage due to the drop of the workpiece into the groove occurred.
  • the occupation area ratio of the entire polishing part in the polishing layer is 15% or more and 100% or less, It can be seen that high machining efficiency can be achieved while suppressing damage due to the drop of the workpiece into the groove or the like.
  • the abrasive of the present invention can achieve a relatively high processing efficiency while suppressing damage caused by dropping into the groove of the work body. Therefore, the said abrasive
  • polishing material is used suitably for planar grinding

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Polishing Bodies And Polishing Tools (AREA)

Abstract

本発明は、被削体の溝等への落ち込みによる損傷を抑止しつつ、比較的高い加工効率を達成できる研磨材の提供を目的とする。本発明は、基材と、この基材の表面側に積層される研磨層とを備える研磨材であって、上記研磨層が、砥粒及びそのバインダーを含み、かつテーバー摩耗試験における摩耗量の異なる複数種の研磨部を有し、上記複数種の研磨部のうち摩耗量の最も小さい第１の研磨部が他の研磨部により取り囲まれ、上記第１研磨部の摩耗量に対する上記他の研磨部の摩耗量の比が３以上であり、上記研磨層における上記研磨部全体の占有面積率が１５％以上１００％以下であることを特徴とする。上記研磨層における上記第１研磨部の占有面積率としては、３％以上１６％以下が好ましい。上記第１研磨部がダイヤモンド砥粒を含むとよく、第１研磨部における上記ダイヤモンド砥粒の含有量としては、１体積％以上２０体積％以下が好ましい。

Description

研磨材
　本発明は、研磨材に関する。
　近年、ハードディスク等の電子機器の精密化が進んでいる。このような電子機器の基板材料には、小型化や薄型化に対応できる剛性、耐衝撃性及び耐熱性を考慮し、ガラス、サファイア等が用いられる。このような基板の加工には一般に固定砥粒の研磨材が使用されている。
　ところで、上記基板加工においては、加工効率の向上が求められる。基板加工の加工効率を高めることができる研磨材としては、例えば基材シートの表面に研磨層として互いに独立した複数の研磨構造体を形成した研磨材が提案されている（特開２００９－７２８３２号公報参照）。この研磨材では、研磨層に対する研磨構造体の研磨面の面積比率を下げ、研磨時に加えられる研磨荷重を受ける研磨面の面積を小さくすることで研磨圧力を高め、研削力を向上させている。
　上記従来の研磨材では、複数の研磨構造体の間に溝を設けることで面積比率を制御している。このため、面積比率を下げて研削力を向上させるためには、研磨構造体間の溝幅を広げる必要がある。このように溝幅が広がると、研磨時に基板（被削体）の端部が溝を横断する際、基板の端部が基材シート側に傾き易くなる。このため、基板が溝の側面上部に引っ掛かったり、溝に落ち込んだりすることで、基板に傷が生じる頻度が高まる。
特開２００９－７２８３２号公報
　本発明はこのような不都合に鑑みてなされたものであり、被削体の溝等への落ち込みによる損傷を抑止しつつ、比較的高い加工効率を達成できる研磨材の提供を目的とする。
　上記課題を解決するためになされた発明は、基材と、この基材の表面側に積層される研磨層とを備える研磨材であって、上記研磨層が、砥粒及びそのバインダーを含み、かつテーバー摩耗試験における摩耗量の異なる複数種の研磨部を有し、上記複数種の研磨部のうち上記摩耗量の最も小さい第１の研磨部が他の研磨部により取り囲まれ、上記第１研磨部の上記摩耗量に対する上記他の研磨部の上記摩耗量の比が３以上であり、上記研磨層における上記研磨部全体の占有面積率が１５％以上１００％以下であることを特徴とする。
　当該研磨材は、第１研磨部と、上記第１研磨部を取り囲む他の研磨部を備え、テーバー摩耗試験における上記第１研磨部の摩耗量に対する上記他の研磨部の摩耗量の比が上記下限以上である。このため、当該研磨材を用いて研磨を行うと、第１研磨部を取り囲む他の研磨部が先に摩耗する。これにより研磨開始から比較的短い時間で、第１研磨部と他の研磨部との間に他の研磨部を低い高さとする段差が生じる。また、この研磨部の摩耗は主として砥粒の目こぼれにより第１研磨部及び他の研磨部共に進行するため、この段差が維持されながら被削体が研磨される。従って、研磨時に加えられる研磨荷重を主として第１研磨部が受けるため、第１研磨部の研磨圧力が高められ、これにより当該研磨材の研削力が高められる。また、当該研磨材は、上記他の研磨部が上記第１研磨部を取り囲み、上記研磨層における上記研磨部全体の占有面積率を上記範囲内とする。このため、当該研磨材は、研磨時に被削体の端部が第１研磨部間を移動する際、上記他の研磨部により被削体が基材側へ傾くことを抑止できる。従って、当該研磨材は、被削体の溝等への落ち込みによる損傷を抑止できる。
　上記研磨層における上記第１研磨部の占有面積率としては、３％以上１６％以下が好ましい。上記第１研磨部の占有面積率を上記範囲内とすることで、第１研磨部の受ける研磨圧力が高められ、当該研磨材の研削力をさらに向上させることができる。
　上記第１研磨部の砥粒が複数種の砥粒により構成されるとよい。このように上記第１研磨部の砥粒を複数種の砥粒により構成することで、当該研磨材の製造コストの増加を抑止しつつ、研削力を向上させることができる。
　上記第１研磨部がダイヤモンド砥粒を含むとよく、上記第１研磨部における上記ダイヤモンド砥粒の含有量としては、１体積％以上２０体積％以下が好ましい。このように第１研磨部のダイヤモンド砥粒の含有量を上記範囲内とすることで、当該研磨材の製造コストの増加を抑止しつつ、さらに研削力を向上させることができる。
　上記他の研磨部における上記ダイヤモンド砥粒の含有量としては、０．３体積％以下が好ましい。ダイヤモンド砥粒は硬質で研削力が高いので、被削体に接触しても目つぶれや目こぼれを起こし難く、他の砥粒に比べて大きな研磨荷重を受け易い。このため、上記他の研磨部におけるダイヤモンド砥粒の含有量を上記上限以下とすることで、研磨時に研磨荷重が他の研磨部にかかることを抑止し、第１研磨部に集中し易くできるので、当該研磨材の研削力を向上させることができる。なお、上記ダイヤモンド砥粒の含有量は０体積％、すなわち上記他の研磨部がダイヤモンド砥粒を含まなくともよい。
　ここで「テーバー摩耗試験における摩耗量」は、試験片（平均直径１０４ｍｍ、平均厚さ３００μｍ）を用意し、テーバー摩耗試験機を用いて摩耗輪Ｈ－１８、荷重４．９Ｎ（５００ｇｆ）の条件で上記試験片を３２０回転し、３２０回転前後の試験片の質量差を測定した値である。また、「第１の研磨部が他の研磨部により取り囲まれる」とは、第１研磨部が、平面視で他の研磨部により形成される閉空間に位置することを意味する。なお、上記他の研磨部は、閉空間の外周に連続して存在してもよいが、全周の長さの１０％以下の範囲で断続部分があってもよい。他の研磨部に断続部分がある場合、その断続部分は外挿により閉空間の領域を決めるものとする。このような断続部分がある場合、第１研磨部が部分的に上記閉空間に位置する場合が生じ得るが、平面視で閉空間に位置する第１研磨部の面積が第１研磨部全体の面積の５０％以上を占める場合、その第１研磨部は閉空間に位置すると判断するものとする。また、「研磨層の面積」は、研磨層が溝を有する場合は、溝の面積も含む概念である。
　以上説明したように、本発明の研磨材は、被削体の溝等への落ち込みによる損傷を抑止しつつ、比較的高い加工効率を達成できる。
本発明の実施形態に係る研磨材を示す模式的部分平面図である。 図１のＡ－Ａ線での模式的部分断面図である。 図１とは異なる研磨材を示す模式的部分平面図である。 図１及び図３とは異なる研磨材の研磨部の構造を示す模式的部分平面図である。 図１、図３及び図４とは異なる研磨材の研磨部の構造を示す模式的部分平面図である。 図１、図３乃至図５とは異なる研磨材の研磨部の構造を示す模式的部分平面図である。 図１、図３乃至図６とは異なる研磨材の研磨部の構造を示す模式的部分平面図である。 図１、図３乃至図７とは異なる研磨材の研磨部の構造を示す模式的部分平面図である。 図２とは異なる実施形態に係る研磨材を示す模式的部分断面図である。
　以下、本発明の実施の形態について適宜図面を参照しつつ詳説する。
　図１及び図２に示す研磨材１は、基材１０と、この基材１０の表面側に積層される研磨層２０と、上記基材１０の裏面側に積層される接着層３０とを備える。当該研磨材１は、例えば基板加工のための固定砥粒研磨材として用いられる。
〔基材〕
　基材１０は、研磨層２０を支持するための板状の部材である。
　基材１０の主成分としては、特に限定されないが、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリイミド（ＰＩ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、アラミド、アルミニウム、銅等が挙げられる。中でも研磨層２０との接着性が良好なＰＥＴ、及びアルミニウムが好ましい。また、基材１０の表面に化学処理、コロナ処理、プライマー処理等の接着性を高める処理が行われてもよい。ここで、「主成分」とは、最も含有量の多い成分を意味し、例えば含有量が５０質量％以上、好ましくは９０％以上の成分をいう。
　また、基材１０は可撓性又は延性を有するとよい。このように基材１０が可撓性又は延性を有することで、当該研磨材１が被削体の表面形状に追従し、研磨面と被削体との接触面積が大きくなるため、研磨レートがさらに高まる。このような可撓性を有する基材１０の主成分としては、例えばＰＥＴやＰＩ等を挙げることができる。また、延性を有する基材１０の主成分としては、アルミニウムや銅等を挙げることができる。
　上記基材１０の形状及び大きさとしては、特に制限されないが、例えば一辺が１４０ｍｍ以上１６０ｍｍ以下の正方形状や外径２００ｍｍ以上２１００ｍｍ以下及び内径１００ｍｍ以上６６０ｍｍ以下の円環状とすることができる。また、平面上に並置した複数の基材１０が単一の支持体により支持される構成であってもよい。
　上記基材１０の平均厚さとしては、特に制限されないが、例えば５０μｍ以上１ｍｍ以下とできる。上記基材１０の平均厚さが上記下限未満である場合、当該研磨材１の強度や平坦性が不足するおそれがある。逆に、上記基材１０の平均厚さが上記上限を超える場合、当該研磨材１が不要に厚くなり取扱いが困難になるおそれがある。
〔研磨層〕
　研磨層２０は、テーバー摩耗試験における摩耗量の異なる２種の研磨部を有する。上記２種の研磨部のうち上記摩耗量の小さい第１研磨部２１が、上記摩耗量の大きい第２研磨部２２により取り囲まれている。また、上記第２研磨部２２は、互いに独立し、溝２３により区分されている。また、上記第２研磨部２２は、それぞれ１つの第１研磨部２１を取り囲み、上記第１研磨部２１と第２研磨部２２とは、その間に隙間がない。つまり、上記第１研磨部２１と第２研磨部２２とにより凸状部２４が構成されている。
　上記研磨層２０の平均厚さ（凸状部２４部分のみの平均厚さ）の下限としては、２５μｍが好ましく、３０μｍがより好ましく、５０μｍがさらに好ましい。一方、上記研磨層２０の平均厚さの上限としては、４０００μｍが好ましく、３５００μｍがより好ましく、３０００μｍがさらに好ましい。上記研磨層２０の平均厚さが上記下限未満であると、研磨層２０の耐久性が不足するおそれがある。逆に、上記研磨層２０の平均厚さが上記上限を超えると、上記研磨層２０の均質性が低下するため、安定した研削力の発揮が困難となるおそれがある。また、当該研磨材１が不要に厚くなり取扱いが困難になるおそれや製造コストが増大するおそれがある。
＜第１研磨部＞
　第１研磨部２１は、砥粒２１ａ及びそのバインダー２１ｂを含む。上記第１研磨部２１の平面視形状としては、特に限定されないが、方形状や円形状とできる。また、上記複数の第１研磨部２１は、規則的なブロックパターン状に配列されている。
（砥粒）
　上記第１研磨部２１の砥粒２１ａとしては、ダイヤモンド砥粒、アルミナ砥粒、シリカ砥粒、セリア砥粒、シリコンカーバイド砥粒、ボロンカーバイド砥粒等を挙げることができる。
　第１研磨部２１における上記砥粒２１ａの含有量の下限としては、５０体積％が好ましく、６０体積％がより好ましい。一方、上記砥粒２１ａの含有量の上限としては、８５体積％が好ましく、８０体積％がより好ましい。上記砥粒２１ａの含有量が上記下限未満であると、相対的にバインダー２１ｂの含有量が大きくなるため、砥粒２１ａが強固に固定され目こぼれし難くなる。このため、第１研磨部２１の表面に露出している砥粒２１ａの目つぶれが進行し易くなり、研磨レートが低下するおそれがある。逆に、上記砥粒２１ａの含有量が上記上限を超えると、相対的にバインダー２１ｂの含有量が小さくなるため、砥粒２１ａが目こぼれし易くなる。このため、この目こぼれにより研磨レートが低下するおそれがある。
　上記第１研磨部２１の砥粒２１ａの平均粒子径は、研磨レートと研磨後の被削体の表面粗さとの観点から適宜選択される。上記砥粒２１ａの平均粒子径の下限としては、１μｍが好ましく、２μｍがより好ましい。一方、上記砥粒２１ａの平均粒子径の上限としては、４５μｍが好ましく、４０μｍがより好ましい。上記砥粒２１ａの平均粒子径が上記下限未満であると、当該研磨材１の研削力が不足し、加工効率が低下するおそれがある。逆に、上記砥粒２１ａの平均粒子径が上記上限を超えると、研磨精度が低下するおそれがある。ここで、「平均粒子径」とは、レーザー回折法等により測定された体積基準の累積粒度分布曲線の５０％値（５０％粒子径、Ｄ５０）をいう。
　上記第１研磨部２１の砥粒２１ａは、１種類の砥粒により構成してもよいが、複数種の砥粒により構成されることが好ましい。このように上記第１研磨部２１の砥粒２１ａを複数種の砥粒により構成することで、当該研磨材１の製造コストの増加を抑止しつつ、研削力を向上させることができる。
　上記砥粒２１ａを複数種の砥粒により構成する場合、上記砥粒２１ａは、ダイヤモンド砥粒を含むことが好ましく、特に上記砥粒２１ａがダイヤモンド砥石とアルミナ砥粒とで構成されることが好ましい。ダイヤモンド砥粒は他の砥粒に比べて研削力が高いが高価である。このため、複数種の砥粒の１種をダイヤモンド砥粒とすることで、製造コストの増加を抑止しつつ、研削力をさらに向上できる。また、アルミナ砥粒は比較的安価であるので、上記砥粒２１ａをダイヤモンド砥石とアルミナ砥粒とで構成することで、製造コストの削減効果が高められる。
　なお、ダイヤモンド砥粒のダイヤモンドとしては、単結晶でも多結晶でもよく、またＮｉコーティング等の処理がされたダイヤモンドであってもよい。中でも単結晶ダイヤモンド及び多結晶ダイヤモンドが好ましい。単結晶ダイヤモンドはダイヤモンドの中でも硬質であり研削力が高い。また、多結晶ダイヤモンドは多結晶を構成する微結晶単位で劈開し易く目つぶれが進行し難いので、研磨レートの低下が小さい。
　上記砥粒２１ａがダイヤモンド砥粒を含む複数種の砥粒により構成されている場合、第１研磨部２１におけるダイヤモンド砥粒の含有量の下限としては、１体積％が好ましく、２体積％がより好ましい。一方、上記ダイヤモンド砥粒の含有量の上限としては、２０体積％が好ましく、８体積％がより好ましい。上記ダイヤモンド砥粒の含有量が上記下限未満であると、当該研磨材１の研削力が不足するおそれがある。逆に、上記ダイヤモンド砥粒の含有量が上記上限を超えると、当該研磨材１の製造コストの増加抑止効果が不十分となるおそれがある。
　また、上記砥粒２１ａがダイヤモンド砥粒を含む複数種の砥粒により構成されている場合、ダイヤモンド砥粒の平均粒子径は、ダイヤモンド砥粒を除く他の砥粒の平均粒子径よりも大きいことが好ましい。ダイヤモンド砥粒を除く他の砥粒の平均粒子径に対するダイヤモンド砥粒の平均粒子径の比の下限としては、１．３が好ましく、１．５がより好ましい。一方、上記平均粒子径の比の上限としては、２０が好ましく、１０がより好ましい。上記平均粒子径の比が上記下限未満であると、ダイヤモンド砥粒以外の砥粒に加わる研磨圧力が大きくなり、研削力の高いダイヤモンド砥粒にかかる研磨圧力が相対的に小さくなるため、研磨レートが低下するおそれがある。逆に、上記平均粒子径の比が上記上限を超えると、ダイヤモンド砥粒以外の砥粒の目こぼれが発生し過ぎるため、この目こぼれにより第１研磨部２１の摩耗が早く進み、当該研磨材１の寿命が短くなるおそれがある。
（バインダー）
　第１研磨部２１のバインダー２１ｂの主成分としては、特に限定されないが、例えば樹脂又は無機物とすることができる。
　上記樹脂としては、ポリウレタン、ポリフェノール、エポキシ、ポリエステル、セルロース、エチレン共重合体、ポリビニルアセタール、ポリアクリル、アクリルエステル、ポリビニルアルコール、ポリ塩化ビニル、ポリ酢酸ビニル、ポリアミド等の樹脂を挙げることができる。なお、上記樹脂は、少なくとも一部が架橋していてもよい。
　また、上記無機物としては、ケイ酸塩、リン酸塩、多価金属アルコキシド等を挙げることができる。
　上記バインダー２１ｂの主成分は、無機物であるとよい。中でも砥粒保持力が高いケイ酸塩が好ましい。このようなケイ酸塩としてはケイ酸ナトリウムやケイ酸カリウム等を挙げることができる。
　上記バインダー２１ｂには、分散剤、カップリング剤、界面活性剤、潤滑剤、消泡剤、着色剤等の各種助剤及び添加剤などを目的に応じて適宜含有させてもよい。
　個々の第１研磨部２１の平均面積の下限としては、１ｍｍ２が好ましく、２ｍｍ２がより好ましい。一方、上記第１研磨部２１の平均面積の上限としては、１５０ｍｍ２が好ましく、１３０ｍｍ２がより好ましい。上記第１研磨部２１の平均面積が上記下限未満であると、第１研磨部２１が基材１０から剥離するおそれがある。逆に、上記第１研磨部２１の平均面積が上記上限を超えると、研磨時に被削体に接触する第１研磨部２１の個数が少なくなる。例えば被削体の周縁が第１研磨部２１上に位置する場合と溝２３上に位置する場合とでは被削体と第１研磨部２１との接触面積に差異が生じることがあるが、被削体に接触する第１研磨部２１の個数が少なくなると、この差異が大きくなり易い。このため、研磨時に個々の砥粒２１ａにかかる研磨圧力が変動し易くなり、研磨精度が低下するおそれがある。
　研磨層２０における上記第１研磨部２１の占有面積率の下限としては、３％が好ましく、４％がより好ましい。一方、上記第１研磨部２１の占有面積率の上限としては、１６％が好ましく、１０％がより好ましく、９．５％がさらに好ましい。上記第１研磨部２１の占有面積率が上記下限未満であると、研磨時に第１研磨部２１にかかる研磨圧力が高まり過ぎ、砥粒２１ａが脱落し易くなるため、研磨レートが低下するおそれがある。逆に、上記第１研磨部２１の占有面積率が上記上限を超えると、第１研磨部２１の研磨圧力が高められることによる研磨レート改善効果が不十分となるおそれがある。
　隣接する第１研磨部２１間の距離（第１研磨部２１の中心間の距離）の下限としては、３ｍｍが好ましく、５ｍｍがより好ましい。一方、上記第１研磨部２１間の距離の上限としては、５０ｍｍが好ましく、４０ｍｍがより好ましい。上記第１研磨部２１間の距離が上記下限未満であると、個々の第１研磨部２１の面積を、基材１０からの剥離を抑止しつつ小さくすることが困難となるため、第１研磨部２１の占有面積率を十分に下げることができず、研磨レート改善効果が不十分となるおそれがある。逆に、上記第１研磨部２１間の距離が上記上限を超えると、第１研磨部２１の占有面積率が下がり過ぎ、第１研磨部２１の摩耗が早く進み、当該研磨材１の寿命が短くなるおそれがある。
　テーバー摩耗試験における上記第１研磨部２１の摩耗量の下限としては、０．０５ｇが好ましく、０．０８ｇがより好ましい。一方、テーバー摩耗試験における上記第１研磨部２１の摩耗量の上限としては、０．１５ｇが好ましく、０．１３ｇがより好ましい。上記第１研磨部２１の摩耗量が上記下限未満であると、砥粒２１ａが目こぼれし難くなる。このため、第１研磨部２１の表面に露出している砥粒２１ａの目つぶれが進行し易くなり、研磨レートが低下するおそれがある。逆に、上記第１研磨部２１の摩耗量が上記上限を超えると、当該研磨材１の寿命が短くなるおそれがある。なお、第１研磨部２１の摩耗量は、主に第１研磨部２１の砥粒２１ａの含有量及びバインダー２１ｂの種類により制御することができる。
＜第２研磨部＞
　第２研磨部２２は、砥粒２２ａ及びそのバインダー２２ｂを含む。上記第２研磨部２２は、第１研磨部２１の全周を取り囲み、その内周が第１研磨部２１の周と一致する。つまり、第２研磨部２２の内周により構成される形状は、第１研磨部２１の平面視形状と同じ形状である。また、第２研磨部２２の外周により構成される形状（凸状部２４の平面視形状）としては、特に限定されないが、図１のように第１研磨部２１と重心が一致し、かつ相似な形状とすることができる。
（砥粒）
　第２研磨部２２の砥粒２２ａとしては、第１研磨部２１の砥粒２１ａと同様の砥粒を挙げることができる。
　第２研磨部２２における上記砥粒２２ａの含有量の下限としては、６０体積％が好ましく、７０体積％がより好ましい。一方、上記砥粒２２ａの含有量の上限としては、９５体積％が好ましく、８０体積％がより好ましい。上記砥粒２２ａの含有量が上記下限未満であると、相対的にバインダー２２ｂの含有量が大きくなるため、砥粒２２ａが強固に固定され目こぼれし難くなる。このため、第２研磨部２２の摩耗量が少なくなり、研磨時に第１研磨部２１との間に摩耗量の差が生じ難くなる。これにより第１研磨部２１の研磨圧力を十分に高められず、研磨レートの改善効果が不十分となるおそれがある。逆に、上記砥粒２２ａの含有量が上記上限を超えると、バインダー２２ｂの含有量が不足し、砥粒２２ａを十分に固定できないため、研磨時に第２研磨部２２が損壊し易くなるおそれがある。
　また、第２研磨部２２における砥粒２２ａの含有量は、第１研磨部２１における砥粒２１ａの含有量より大きいことが好ましい。第１研磨部２１及び第２研磨部２２の摩耗は、主に砥粒の目こぼれにより進行し、砥粒の含有量が多い方が摩耗し易い。このため、第２研磨部２２における砥粒２２ａの含有量を第１研磨部２１における砥粒２１ａの含有量より大きくすることで、第２研磨部２２の摩耗量を第１研磨部２１の摩耗量より大きくするように制御し易くすることができる。
　第２研磨部２２における砥粒２２ａと第１研磨部２１における砥粒２１ａとの含有量の差の下限としては、５体積％が好ましく、７体積％がより好ましい。一方、上記含有量の差の上限としては、２０体積％が好ましく、１５体積％がより好ましい。上記含有量の差が上記下限未満であると、第１研磨部２１と第２研磨部２２との摩耗量の比の制御が困難となり、第１研磨部２１の研磨圧力が高められることによる研磨レート改善効果が不十分となるおそれがある。逆に、上記含有量の差が上記上限を超えると、第２研磨部２２における砥粒２２ａの含有量が大きくなり過ぎ第２研磨部２２が損壊し易くなるおそれや、第１研磨部２１における砥粒２１ａの含有量が小さくなり過ぎ研磨レートが低下するおそれがある。
　第２研磨部２２の砥粒２２ａの平均粒子径は、第２研磨部２２の摩耗量の制御性の観点から適宜選択される。上記砥粒２２ａの平均粒子径の下限としては、１μｍが好ましく、２μｍがより好ましい。一方、上記砥粒２２ａの平均粒子径の上限としては、２０μｍが好ましく、１５μｍがより好ましい。上記砥粒２２ａの平均粒子径が上記下限未満であると、砥粒２２ａが目こぼれし易くなり過ぎ、第２研磨部２２の摩耗量の制御性が困難となるおそれがある。逆に、上記砥粒２２ａの平均粒子径が上記上限を超えると、研磨時に形成される第１研磨部２１及び第２研磨部２２の高さの差と砥粒２２ａの平均粒子径との差が小さくなり過ぎ、第２研磨部２２の砥粒２２ａが被削体に接触し、研削に寄与する割合が高まる。このため、研磨荷重が第１研磨部２１と第２研磨部２２とに分散し、第１研磨部２１の研磨圧力が高められることによる研磨レート改善効果が不十分となるおそれがある。
　上記第２研磨部２２の砥粒２２ａは、１種類の砥粒により構成してもよく、複数種の砥粒により構成してもよい。
　また、第２研磨部２２におけるダイヤモンド砥粒の含有量の上限としては、０．３体積％が好ましく、０．２体積％がより好ましい。ダイヤモンド砥粒は硬質で研削力が高いので、被削体に接触しても目つぶれや目こぼれを起こし難く、他の砥粒に比べて大きな研磨荷重を受け易い。このため、上記第２研磨部２２のダイヤモンド砥粒の含有量が上記上限を超えると、研磨時に第２研磨部２２にかかる研磨荷重が大きくなる。これにより、研磨荷重が第１研磨部２１と第２研磨部２２とに分散し、第１研磨部２１の研磨圧力が高められることによる研磨レート改善効果が不十分となるおそれがある。また、当該研磨材１は、主に第１研磨部２１により研磨が進行するため、当該研磨材１の製造コストの上昇に対して、得られる研削力向上効果が不十分となるおそれがある。一方、上記ダイヤモンド砥粒の含有量の下限としては、特に限定されず、０体積％、すなわち第２研磨部２２はダイヤモンド砥粒を含有しなくともよい。
（バインダー）
　第２研磨部２２のバインダー２２ｂの主成分としては、第１研磨部２１のバインダー２１ｂの主成分と同様のものを挙げることができる。中でも、第２研磨部２２のバインダー２２ｂの主成分としては、ポリアクリル、エポキシ、ポリエステル及びポリウレタンが好ましい。これらの樹脂は、基材１０への良好な密着性が確保しやすい。また、これらの樹脂は無機物に比べて砥粒保持力が低いため、砥粒２２ａの目こぼれが適度に進行し、第２研磨部２２の摩耗量を制御し易い。
　上記バインダー２２ｂには、分散剤、カップリング剤、界面活性剤、潤滑剤、消泡剤、着色剤等の各種助剤及び添加剤等を目的に応じて適宜含有させてもよい。
　研磨層２０における上記第２研磨部２２の占有面積率の下限としては、５％が好ましく、１５％がより好ましい。一方、上記第２研磨部２２の占有面積率の上限としては、９７％が好ましく、９５％がより好ましい。上記第２研磨部２２の占有面積率が上記下限未満であると、被削体の溝２３への落ち込みによる損傷の抑止効果が不足するおそれがある。逆に、上記第２研磨部２２の占有面積率が上記上限を超えると、相対的に第１研磨部２１の占有面積率が少なくなるため、第１研磨部２１の摩耗が促進され、第１研磨部２１と第２研磨部２２との高さの差が生じ難くなる。これにより第１研磨部２１の研磨圧力を十分に高められず、研磨レートの改善効果が不十分となるおそれがある。
　研磨層２０における研磨部全体の占有面積率（上記第１研磨部２１と上記第２研磨部２２との占有面積率の和）の下限としては、１５％であり、１６％がより好ましく、２５％がさらに好ましい。上記研磨部全体の占有面積率が上記下限未満であると、被削体の溝等への落ち込みによる損傷が発生するおそれがある。一方、上記研磨部全体の占有面積率の上限は１００％である。なお、上記研磨部全体の占有面積率が１００％である場合は、研磨層２０は溝２３を有さず、第１研磨部２１及び第２研磨部２２のみで構成される。
　テーバー摩耗試験における上記第２研磨部２２の摩耗量の下限としては、０．３ｇが好ましく、０．４ｇがより好ましい。上記第２研磨部２２の摩耗量が上記下限未満であると、研磨時に第１研磨部２１との間に摩耗量の相違による高さの差が生じ難くなる。これにより第１研磨部２１の研磨圧力を十分に高められず、研磨レートの改善効果が不十分となるおそれがある。一方、上記第２研磨部２２の摩耗量の上限は特に限定されないが、通常０．８ｇ程度である。
　テーバー摩耗試験における上記第１研磨部２１の摩耗量に対する上記第２研磨部２２の摩耗量の比の下限としては、３であり、３．５がより好ましく、４がさらに好ましい。上記摩耗量の比が上記下限未満であると、研磨時に第１研磨部２１との間に摩耗量の相違による段差が生じ難くなる。これにより第１研磨部２１の研磨圧力を十分に高められず、研磨レートの改善効果が不十分となるおそれがある。一方、上記摩耗量の比の上限としては、特に限定されず、１５程度である。
　なお、当該研磨材１を研磨に使用する前は、第１研磨部２１と第２研磨部２２とは図２に示すように表面が面一で段差がなくともよいし、研磨時に生じる程度の段差、すなわち平均高さが３０μｍ以上６０μｍ以下の段差が予め設けられていてもよい。
＜溝＞
　溝２３は、研磨層２０の表面に等間隔の格子状に配設されている。また、上記溝２３の底面は、基材１０の表面で構成されている。
　上記溝２３の平均幅の上限としては、１０ｍｍが好ましく、８ｍｍがより好ましい。上記溝２３の平均幅が上記上限を超えると、凸状部２４の占有面積率が十分に確保できず、研磨時に被削体が溝２３に落ち込み易くなるため、被削体に傷が生じるおそれがある。一方、上記溝２３の平均幅の下限としては、特に限定されず、０ｍｍ、すなわち当該研磨材１が溝２３を有さない構成であってもよい。
〔接着層〕
　接着層３０は、当該研磨材１を支持し研磨装置に装着するための支持体に当該研磨材１を固定する層である。
　この接着層３０に用いられる接着剤としては、特に限定されないが、例えば反応型接着剤、瞬間接着剤、ホットメルト接着剤、貼り替え可能な接着剤である粘着剤等を挙げることができる。
　この接着層３０に用いられる接着剤としては、粘着剤が好ましい。接着層３０に用いられる接着剤として粘着剤を用いることで、支持体から当該研磨材１を剥がして貼り替えることができるため当該研磨材１及び支持体の再利用が容易になる。このような粘着剤としては、特に限定されないが、例えばアクリル系粘着剤、アクリル－ゴム系粘着剤、天然ゴム系粘着剤、ブチルゴム系等の合成ゴム系粘着剤、シリコーン系粘着剤、ポリウレタン系粘着剤等が挙げられる。
　接着層３０の平均厚さの下限としては、０．０５ｍｍが好ましく、０．１ｍｍがより好ましい。また、接着層３０の平均厚さの上限としては、０．３ｍｍが好ましく、０．２ｍｍがより好ましい。接着層３０の平均厚さが上記下限未満である場合、接着力が不足し、当該研磨材１が支持体から剥離するおそれがある。一方、接着層３０の平均厚さが上記上限を超える場合、例えば接着層３０の厚みのため当該研磨材１を所望する形状に切る際に支障をきたすなど、作業性が低下するおそれがある。
〔研磨材の製造方法〕
　当該研磨材１は、第１研磨部用組成物を準備する工程と、第２研磨部用組成物を準備する工程と、上記第１研磨部２１を第１研磨部用組成物の印刷により形成する工程と、上記第２研磨部２２を第２研磨部用組成物の印刷により形成する工程と、基材１０の裏面側に接着層３０を積層する工程とにより製造できる。
　まず、第１研磨部用組成物準備工程において、第１研磨部用組成物（第１研磨部２１の砥粒２１ａ及びバインダー２１ｂの形成材料）を溶剤に分散させた溶液を塗工液として準備する。上記溶剤としては、バインダー２１ｂの形成材料が可溶であれば特に限定されない。具体的には、メチルエチルケトン（ＭＥＫ）、イソホロン、テルピネオール、Ｎメチルピロリドン、シクロヘキサノン、プロピレンカーボネート等を用いることができる。塗工液の粘度や流動性を制御するために、水、アルコール、ケトン、酢酸エステル、芳香族化合物等の希釈剤などを添加してもよい。
　次に、第２研磨部用組成物準備工程において、第１研磨部用組成物準備工程の塗工液と同様にして、第２研磨部用組成物（第２研磨部２２の砥粒２２ａ及びバインダー２２ｂの形成材料）を溶剤に分散させた溶液を塗工液として準備する。なお、この第２研磨部用組成物準備工程は、第１研磨部用組成物準備工程の前、又は第１研磨部形成工程の後に行ってもよい。
　次に、第１研磨部形成工程において、上記第１研磨部用組成物準備工程で準備した塗工液を用い、基材１０表面に印刷法により複数の第１研磨部２１を形成する。具体的には、この第１研磨部２１の反転形状に対応する形状を有するマスクを用意し、このマスクを介して上記塗工液を印刷する。この印刷方式としては、例えばスクリーン印刷、メタルマスク印刷等を用いることができる。
　この印刷した塗工液を加熱脱水及び加熱硬化させることで第１研磨部２１を形成する。具体的には、上記塗工液を室温（２５℃）で乾燥及び加熱脱水させた後、加熱硬化させて、第１研磨部２１を形成する。
　次に、第２研磨部形成工程において、上記第２研磨部用組成物準備工程で準備した塗工液を用い、印刷法により第１研磨部２１を取り囲む第２研磨部２２を形成する。具体的には、この第２研磨部２２の反転形状に対応する形状を有するマスクを用意し、このマスクを介して上記塗工液を印刷する。この印刷方式としては、例えばスキージ印刷、バーコーター印刷、アプリケーター印刷等を用いることができる。なお、上記第２研磨部形成工程は、上記第１研磨部形成工程の前や、第１研磨部形成工程と同時に行うこともできる。
　この印刷した塗工液を加熱硬化させることで第２研磨部２２を形成する。具体的には、上記塗工液を加熱硬化させて、第２研磨部２２を形成する。
　最後に、接着層積層工程において、基材１０の裏面側に接着層３０を積層する。具体的には、例えば予め形成されたテープ状の接着層３０を基材１０の裏面に貼り付ける。なお、この接着層積層工程は、第２研磨部形成工程の前に行うことも可能である。
〔利点〕
　当該研磨材１は、第１研磨部２１と、上記第１研磨部２１を取り囲む第２研磨部２２を備え、テーバー摩耗試験における上記第１研磨部２１の摩耗量に対する上記第２研磨部２２の摩耗量の比が３以上である。このため、当該研磨材１を用いて研磨を行うと、第１研磨部２１を取り囲む第２研磨部２２が先に摩耗する。これにより研磨開始から比較的短い時間で、第１研磨部２１と第２研磨部２２との間に第２研磨部２２を低い高さとする段差が生じる。また、この研磨部の摩耗は主として砥粒の目こぼれにより第１研磨部２１及び第２研磨部２２共に進行するため、この段差が維持されながら被削体が研磨される。従って、研磨時に加えられる研磨荷重を主として第１研磨部２１が受けるため、第１研磨部２１の研磨圧力が高められ、これにより当該研磨材１の研削力が高められる。また、当該研磨材１は、上記第２研磨部２２が上記第１研磨部２１を取り囲み、上記研磨層２０における上記研磨部全体の占有面積率を１５％以上１００％以下とする。このため、当該研磨材１は、研磨時に被削体の端部が第１研磨部２１間を移動する際、上記第２研磨部２２により被削体が基材側へ傾くことを抑止できる。従って、当該研磨材１は、被削体の溝２３等への落ち込みによる損傷を抑止できる。
［その他の実施形態］
　本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、上記態様の他、種々の変更、改良を施した態様で実施することができる。
　上記実施形態では、複数の第１研磨部がブロックパターン状に規則的に配列されている場合を説明したが、複数の第１研磨部の配列はこれに限定されない。例えば複数の第１研磨部は、直交するＸ方向とＹ方向とで異なる間隔で配列されていてもよい。
　上記実施形態では、溝を等間隔の格子状に構成したが、格子の間隔及び平面形状は上記実施形態には限定されない。また、上記実施形態において、溝の底面が基材の表面である構成としたが、溝の深さが研磨層の平均厚さよりも小さく、溝が基材の表面に達さなくともよい。
　また、上記実施形態では、溝が第２研磨部を区分する構成を説明したが、溝の構成はこれに限定されない。例えば図３に示すように溝２３は第１研磨部２１と第２研磨部２２との間に配設されてもよい。この場合、溝２３は第１研磨部２１の周囲を取り囲むように配設してもよいが、第１研磨部２１の一部と接するように配設することもできる。
　また、当該研磨材は溝を有さない構造であってもよい。
　上記実施形態では、第２研磨部の外周により構成される形状が第１研磨部と相似な形状である場合を説明したが、上記第２研磨部の形状は第１研磨部と相似な形状に限定されない。例えば図４に示すように第１研磨部２１を円形状とし、第２研磨部２２の外周により構成される形状を方形状とすることもできる。
　上記実施形態では、１つの第２研磨部が１つの第１研磨部を取り囲む場合を説明したが、図５に示すように１つの第２研磨部２２が複数の第１研磨部２１を取り囲んでもよい。
　また、第２研磨部は、第１研磨部の全周を取り囲まなくともよく、図６に示すように一部に切り欠きがあってもよい。なお、被削体の切り欠き等への落ち込みによる損傷抑止の観点から、第１研磨部２１の全周において上記第２研磨部２２と対向する部分の長さは９０％以上、好ましく９５％以上である。
　上記実施形態では、研磨層がテーバー摩耗試験における摩耗量の異なる２種の研磨部を有する場合を説明したが、研磨層が３種以上の研磨部を有してもよい。この場合、上記摩耗量が最も小さい研磨部が第１研磨部であり、残りの２種以上の研磨部が他の研磨部（上記実施形態の第２研磨部に相当）である。上記他の研磨部の構成としては、他の研磨部により第１研磨部が取り囲まれる限り特に限定されない。この他の研磨部の構成としては、例えば図７に示すように第１研磨部２１が第１の他の研磨部２５に取り囲まれ、さらにその第１の他の研磨部２５が第２の他の研磨部２６に取り囲まれる構成や、図８に示すように第１の他の研磨部２５及び第２の他の研磨部２６が第１研磨部２１の周に沿って交互に配設され、この交互に配設された他の研磨部全体で第１研磨部２１が環状に取り囲まれる構成等を挙げることができる。
　さらに、図９に示すように当該研磨材２は裏面側の接着層３０を介して積層される支持体４０及びその支持体４０の裏面側に積層される第２接着層３１を備えてもよい。当該研磨材２が支持体４０を備えることにより、当該研磨材２の取扱いが容易となる。
　上記支持体４０の主成分としては、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリテトラフルオロエチレン、ポリ塩化ビニル等の熱可塑性を有する樹脂やポリカーボネート、ポリアミド、ポリエチレンテレフタレート等のエンジニアリングプラスチックを挙げることができる。上記支持体４０の主成分にこのような材料を用いることにより上記支持体４０が可撓性を有し、当該研磨材２が被削体の表面形状に追従し、研磨面と被削体とが接触し易くなるため研磨レートがさらに向上する。
　上記支持体４０の平均厚さとしては、例えば０．５ｍｍ以上３ｍｍ以下とすることができる。上記支持体４０の平均厚さが上記下限未満である場合、当該研磨材２の強度が不足するおそれがある。一方、上記支持体４０の平均厚さが上記上限を超える場合、上記支持体４０を研磨装置に取り付け難くなるおそれや上記支持体４０の可撓性が不足するおそれがある。
　上記第２接着層３１は、接着層３０と同様の接着剤を用いることができる。また、第２接着層３１は、接着層３０と同様の平均厚さとできる。
　以下、実施例及び比較例を挙げて本発明をさらに詳細に説明するが、当該発明は以下の実施例に限定されるものではない。
［実施例１］
　ダイヤモンド砥粒（５５質量％ニッケルコーティング処理ダイヤモンド、平均粒子径３５μｍ）、アルミナ砥粒（Ａｌ２Ｏ３、電融アルミナ、平均粒子径１２μｍ）、及びバインダーとしてのケイ酸塩（３号ケイ酸ソーダ）を混合し、ダイヤモンド砥粒の第１研磨部における含有量が５体積％及びアルミナ砥粒の第１研磨部における含有量が７１体積％となるよう調製し、第１研磨部用組成物の塗工液を得た。
　また、アルミナ砥粒（白色アルミナＷＡ＃１０００、平均粒子径１２μｍ）、バインダーとしてのエポキシ（株式会社スリーボンドホールディングスの「ＴＢ２０２２」）、及びエポキシ硬化剤（株式会社スリーボンドホールディングスの「ＴＢ２１０５Ｃ」）を混合し、アルミナ砥粒の第２研磨部における含有量が８５体積％となるよう調製し、第２研磨部用組成物の塗工液を得た。
　基材として平均厚さ３００μｍのアルミニウム板を用意し、上記第１研磨部用組成物の塗工液を用いて、この基材の表面に複数の第１研磨部を印刷により形成した。上記複数の第１研磨部は規則的に配列されたブロックパターン状であり、隣接する第１研磨部の中心間の距離は１０ｍｍである。なお、印刷には、第１研磨部の反転形状に対応するパターンを有するマスクを用いた。個々の第１研磨部は、面積９ｍｍ２（平面視で１辺３ｍｍの正方形状）とし、第１研磨部の平均厚さを５００μｍとした。なお、第１研磨部の研磨層における面積占有率は９％とした。
　なお、塗工液は、室温（２５℃）で乾燥及び加熱脱水させた後、加熱硬化させた。
　また、基材を支持し研磨装置に固定する支持体として平均厚さ１ｍｍの硬質塩化ビニル樹脂板を用い、上記基材の裏面と上記支持体の表面とを平均厚さ１３０μｍの粘着剤で貼り合わせた。上記粘着剤としては、両面テープ（積水化学株式会社の「＃５６０５ＨＧＤ」）を用いた。
　次に、上記第２研磨部用組成物の塗工液を用いて、第１研磨部を取り囲むように第２研磨部を印刷により形成した。個々の第２研磨部は、面積８１ｍｍ２（平面視で外周が１辺９．５ｍｍの正方形状）とした。第２研磨部の平均厚さは第１研磨部の平均厚さと同値とした。第２研磨部の研磨層における面積占有率は８１％、研磨層における研磨部全体の面積占有率は９０％とした。なお、研磨層の残部の１０％は溝であり、上記溝は平均幅が０．５ｍｍの格子状とした。
　なお、塗工液は、加熱乾燥させた。このようにして実施例１の研磨材を得た。
［実施例２、３、比較例３］
　第１研磨部の占有面積率、第２研磨部の占有面積率、及び研磨部全体の占有面積率を表１に示す値とした以外は実施例１と同様にして実施例２及び実施例３の研磨材を得た。
［実施例４］
　ダイヤモンド砥粒（５５質量％ニッケルコーティング処理ダイヤモンド、平均粒子径３５μｍ）、アルミナ砥粒（白色アルミナＷＡ＃１０００、平均粒子径１２μｍ）、バインダーとしてのエポキシ（株式会社スリーボンドホールディングスの「ＴＢ２０２２」）、及びエポキシ硬化剤（株式会社スリーボンドホールディングスの「ＴＢ２１０５Ｃ」）を混合し、ダイヤモンド砥粒の第２研磨部における含有量が０．２体積％、及びアルミナ砥粒の第２研磨部における含有量が８４．８体積％となるよう調製し、第２研磨部用組成物の塗工液を得た。
　上記第２研磨部用組成物を用いた以外は、実施例１と同様にして実施例４の研磨材を得た。
［実施例５］
　第２研磨部の研磨層における面積占有率を９１％、及び研磨層における研磨部全体の面積占有率を１００％とし、研磨層が溝を有しない構成とした以外は、実施例１と同様にして実施例５の研磨材を得た。
［実施例６］
　アルミナ砥粒（白色アルミナＷＡ＃１０００、平均粒子径１２μｍ）、及びバインダーとしてのアクリル（三菱レイヨン株式会社の「ダイヤナールＢＲ－８０」）を混合し、アルミナ砥粒の第２研磨部における含有量が８５体積％となるよう調製し、第２研磨部用組成物の塗工液を得た。
　上記第２研磨部用組成物を用いた以外は、実施例５と同様にして実施例６の研磨材を得た。
［比較例１］
　シリコンカーバイド砥粒（グリーンカーボナイト、平均粒子径３０μｍ、）、アルミナ砥粒（白色アルミナＷＡ＃１０００、平均粒子径１２μｍ）、バインダーとしてのケイ酸塩（３号ケイ酸ソーダ）を混合し、シリコンカーバイド砥粒の第２研磨部における含有量が３０体積％、及びアルミナ砥粒の第２研磨部における含有量が４６体積％となるよう調製し、第２研磨部用組成物の塗工液を得た。
　上記第２研磨部用組成物を用いた以外は、実施例５と同様にして比較例１の研磨材を得た。
［比較例２］
　ダイヤモンド砥粒（５５質量％ニッケルコーティング処理ダイヤモンド、平均粒子径３５μｍ）、アルミナ砥粒（白色アルミナＷＡ＃１０００、平均粒子径１２μｍ）、バインダーとしてのケイ酸塩（３号ケイ酸ソーダ）を混合し、シリコンカーバイド砥粒の第２研磨部における含有量が２．５体積％、及びアルミナ砥粒の第２研磨部における含有量が７７．５体積％となるよう調製し、第２研磨部用組成物の塗工液を得た。
　上記第２研磨部用組成物を用いた以外は、実施例１と同様にして比較例２の研磨材を得た。
［研磨条件］
　上記実施例１～６及び比較例１～３で得られた研磨材を用いて、サファイア基板の研磨を行った。上記サファイア基板には、直径５．０８ｃｍ、比重３．９７のｃ面のサファイア基板を用いた。上記研磨には、公知の両面研磨機を用いた。両面研磨機のキャリアは、厚さ０．４ｍｍのエポキシガラスである。研磨は、研磨圧力を２００ｇ／ｃｍ２とし、上定盤回転数２５ｒｐｍ、下定盤回転数５０ｒｐｍ及びＳＵＮギア回転数８ｒｐｍの条件で行った。その際、クーラントとして、出光興産株式会社の「ダフニーカットＧＳ５０Ｋ」を毎分３０ｃｃ供給した。
［評価方法］
　実施例１～６及び比較例１～３の研磨材について、テーバー摩耗試験による摩耗量の測定、並びにこれらの研磨材を用いてサファイア基板を研磨した際の第１研磨部と第２研磨部との段差の平均高さの測定、及び研磨レートの測定を行った。結果を表１に示す。
＜摩耗量の測定＞
　テーバー磨耗試験による磨耗量の測定には、上記実施例１～６及び比較例１～３の研磨材を２つずつ用意した。この２つの研磨材のうち、１つの研磨材からは第２研磨部を除去し、第１研磨部のみの研磨材とし、他の研磨材からは第１研磨部を除去し、第２研磨部のみの研磨材とした。上記２つの研磨材からそれぞれ試験片（平均直径１０４ｍｍ、平均厚さ３００μｍ）を用意し、各試験片をテーバー摩耗試験機（Ｔａｂｅｒ　Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔ社の「ＭＯＤＥＬ１７４」）を用いて摩耗輪Ｈ－１８、荷重４．９Ｎ（５００ｇｆ）の条件で３２０回転し摩耗させた。この３２０回転前後の試験片の質量差［ｇ］を測定し、磨耗量［ｇ］とした。
＜段差の平均高さの測定＞
　第１研磨部と第２研磨部との段差の平均高さは、レーザー変位計（キーエンス株式会社製）を用いて、任意の１５箇所を測定し、得られた測定値の平均値として求めた。
＜研磨レート＞
　研磨レートについて、サファイア基板の研磨を１０分間行い、研磨前後の基板の重量変化（ｇ）を、基板の表面積（ｃｍ２）、基板の比重（ｇ／ｃｍ３）及び研磨時間（分）で除し、単位をμｍ／分に換算して算出した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
　表１において、硬化剤及び第２砥粒の「－」は、それぞれ硬化剤及び第２砥粒を使用していないことを意味する。また、段差の平均高さ及び研磨レートの「－」は、基板の溝への落ち込みにより基板が損傷したため、測定できなかったことを意味する。
　表１の結果から、実施例１～６の研磨材は、比較例１～３の研磨材に比べて研磨レートが高い。これに対して、比較例１、２の研磨材は、第２研磨部に対する第１研磨部のテーバー摩耗試験における摩耗量の比が３未満であるので、研磨時に第１研磨部と第２研磨部との間に十分な段差が生じていない。このため、比較例１、２の研磨材を用いた研磨では、研磨荷重が第１研磨部と第２研磨部とに分散したため、第１研磨部の研磨圧力が高まらず、研磨レートが低かったと考えられる。また、比較例３の研磨材は、研磨部全体の面積占有率が１５％未満であるので、被削体の溝への落ち込みによる損傷が発生したと考えられる。
　以上から、第１研磨部のテーバー摩耗試験におけるに対する第２研磨部の上記摩耗量の比を３以上とし、研磨層における研磨部全体の占有面積率を１５％以上１００％以下とすることで、被削体の溝等への落ち込みによる損傷を抑止しつつ、高い加工効率を達成できることが分かる。
　本発明の研磨材は、被削体の溝等への落ち込みによる損傷を抑止しつつ、比較的高い加工効率を達成できる。従って、当該研磨材は、ガラスやサファイア等の基板の平面研磨に好適に用いられる。
１、２　研磨材
１０　基材
２０　研磨層
２１　第１研磨部
２２　第２研磨部
２１ａ、２２ａ　砥粒
２１ｂ、２２ｂ　バインダー
２３　溝
２４　凸状部
２５、２６　他の研磨部
３０　接着層
３１　第２接着層
４０　支持体
 

Claims (5)

  1. 　基材と、この基材の表面側に積層される研磨層とを備える研磨材であって、
    　上記研磨層が、砥粒及びそのバインダーを含み、かつテーバー摩耗試験における摩耗量の異なる複数種の研磨部を有し、
    　上記複数種の研磨部のうち上記摩耗量の最も小さい第１の研磨部が他の研磨部により取り囲まれ、
    　上記第１研磨部の上記摩耗量に対する上記他の研磨部の上記摩耗量の比が３以上であり、
    　上記研磨層における上記研磨部全体の占有面積率が１５％以上１００％以下であることを特徴とする研磨材。
  2. 　上記研磨層における上記第１研磨部の占有面積率が３％以上１６％以下である請求項１に記載の研磨材。
  3. 　上記第１研磨部の砥粒が複数種の砥粒により構成される請求項１又は請求項２に記載の研磨材。
  4. 　上記第１研磨部がダイヤモンド砥粒を含み、
    　上記第１研磨部における上記ダイヤモンド砥粒の含有量が１体積％以上２０体積％以下である請求項３に記載の研磨材。
  5. 　上記他の研磨部における上記ダイヤモンド砥粒の含有量が０．３体積％以下である請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の研磨材。
     
     
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