TWI737760B

TWI737760B - 研磨材

Info

Publication number: TWI737760B
Application number: TW106122456A
Authority: TW
Inventors: 井上裕昭; 竹村幸二; 岩永友樹; 高木大輔; 笹島啓佑; 田浦歳和
Original assignee: 日商創技股份有限公司; 日商阪東化學股份有限公司
Priority date: 2016-07-08
Filing date: 2017-07-05
Publication date: 2021-09-01
Also published as: CN109195749A; JP6859035B2; WO2018008551A1; TW201801857A; JP2018001392A

Abstract

本發明是一種研磨材，其具備基材、及積層於所述基材的表面側的研磨層，所述研磨材的特徵在於：所述研磨層包含研磨粒及其黏合劑，且具有塔柏磨耗試驗中的磨耗量不同的多種研磨部，所述多種研磨部中磨耗量最小的第一研磨部由其他研磨部包圍，所述其他研磨部的磨耗量相對於所述第一研磨部的磨耗量的比為3以上，所述研磨層中的所述研磨部整體的佔有面積率為15%以上且100%以下。

Description

研磨材

本發明是有關於一種研磨材。

近年來，硬碟(hard disk)等電子設備的精密化推進。對於此種電子設備的基板材料，考慮到可對應小型化或薄型化的剛性、耐衝擊性及耐熱性，可使用玻璃、藍寶石等。此種基板的加工中通常使用固定研磨粒的研磨材。

然而，於所述基板加工中，要求加工效率的提升。作為可提高基板加工的加工效率的研磨材，例如提出有一種於基材片的表面形成有作為研磨層而彼此獨立的多個研磨結構體的研磨材(參照日本專利特開2009-72832號公報)。於該研磨材中，降低研磨結構體的研磨面相對於研磨層的面積比率，且減小受到研磨時所施加的研磨負荷的研磨面的面積，藉此提高研磨壓力，且使磨削力提升。

於所述現有的研磨材中，藉由於多個研磨結構體之間設置槽而控制面積比率。因此，為了降低面積比率且使磨削力提升，需要擴展研磨結構體間的槽寬。若槽寬如此般擴展，則當研磨時基板(被削體)的端部橫穿槽時，基板的端部容易向基材片側傾斜。因此，基板鉤掛於槽的側面上部、或者落入槽中，因此基板產生損傷的頻率提高。

[現有技術文獻]

[專利文獻]

[專利文獻1]日本專利特開2009-72832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可抑制因被削體落入槽等中而引起的損傷，並且可達成比較高的加工效率的研磨材。

為了解決所述課題而成的發明為一種研磨材，其具備基材、及積層於該基材的表面側的研磨層，所述研磨材的特徵在於：所述研磨層包含研磨粒及其黏合劑，且具有塔柏(Taber)磨耗試驗中的磨耗量不同的多種研磨部，所述多種研磨部中所述磨耗量最小的第一研磨部由其他研磨部包圍，所述其他研磨部的所述磨耗量相對於所述第一研磨部的所述磨耗量的比為3以上，所述研磨層中的所述研磨部整體的佔有面積率為15%以上且100%以下。

該研磨材具備第一研磨部、以及包圍所述第一研磨部的其他研磨部，塔柏磨耗試驗中的所述其他磨耗部的磨耗量相對於所述第一磨耗部的磨耗量的比為所述下限以上。因此，若使用該研磨材進行研磨，則包圍第一研磨部的其他研磨部先磨耗。藉此，自研磨開始起較短時間內，於第一研磨部與其他研磨部之間產生階差，以使其他研磨部的高度低。另外，該研磨部的磨耗主要藉由研磨粒的脫落而於第一研磨部及其他研磨部一起進行，因此，一面維持該階差一面對被削體進行研磨。因而，第一研磨部主要受到研磨時所施加的研磨負荷，因此，第一研磨部的研磨壓力提高，藉此該研磨材的磨削力提高。另外，關於該研磨材，所述其他研磨部包圍所述第一研磨部，且將所述研磨層中的所述研磨部整體的佔有面積率設為所述範圍內。因此，關於該研磨材，當研磨時被削體的端部於第一研磨部之間移動時，藉由所述其他研磨部可抑制被削體向基材側傾斜。因而，該研磨材可抑制因被削體落入槽等中而引起的損傷。

所述研磨層中的所述第一研磨部的佔有面積率較佳為3%以上且16%以下。藉由將所述第一研磨部的佔有面積率設為所述範圍內，可提高第一研磨部受到的研磨壓力，且可使該研磨材的磨削力進一步提升。

所述第一研磨部的研磨粒可由多種研磨粒構成。藉由如此般由多種研磨粒構成所述第一研磨部的研磨粒，可抑制該研磨材的製造成本的增加，並且可使磨削力提升。

所述第一研磨部可包含金剛石研磨粒，所述第一研磨部中的所述金剛石研磨粒的含量較佳為1體積%以上且20體積%以下。藉由如此般將第一研磨部的金剛石研磨粒的含量設為所述範圍內，可抑制該研磨材的製造成本的增加，並且進而可使磨削力提升。

所述其他研磨部中的所述金剛石研磨粒的含量較佳為 0.3體積%以下。金剛石研磨粒為硬質且磨削力高，因此即使與被削體接觸亦難以引起鈍化或脫落，且與其他研磨粒相比容易受到大的研磨負荷。因此，藉由將所述其他研磨部中的金剛石研磨粒的含量設為所述上限以下，可抑制研磨時研磨負荷施加至其他研磨部，且容易集中於第一研磨部，因此可使該研磨材的磨削力提升。再者，所述金剛石研磨粒的含量可為0體積%，即所述其他研磨部可不包含金剛石研磨粒。

此處「塔柏磨耗試驗中的磨耗量」是準備試片(平均直徑104mm，平均厚度300μm)，使用塔柏磨耗試驗機於磨耗輪H-18、負荷4.9N(500gf)的條件下使所述試片旋轉320轉而對320轉前後的試片的質量差進行測定所得的值。另外，所謂「第一研磨部由其他研磨部包圍」是指於俯視時第一研磨部位於由其他研磨部形成的封閉空間。再者，所述其他研磨部亦可連續存在於封閉空間的外周，但亦可於整周長度的10%以下的範圍內存在斷續部分。於其他研磨部存在斷續部分的情況下，設為該斷續部分藉由外插來確定封閉空間的區域。於存在此種斷續部分的情況下，可出現第一研磨部局部位於所述封閉空間的情況，但設為於俯視時位於封閉空間的第一研磨部的面積佔第一研磨部整體面積的50%以上的情況下，判斷為該第一研磨部位於封閉空間。另外，於研磨層具有槽的情況下，「研磨層的面積」為亦包含槽的面積在內的概念。

如以上所說明般，本發明的研磨材可抑制因被削體落入槽等中而引起的損傷，並且可達成比較高的加工效率。

1、2:研磨材

10:基材

20:研磨層

21:第一研磨部

21a、22a:研磨粒

21b、22b:黏合劑

22:第二研磨部

23:槽

24:凸狀部

25、26:其他研磨部

30:接著層

31:第二接著層

40:支持體

圖1為表示本發明的實施形態的研磨材的示意性局部平面圖。

圖2為圖1的A-A線處的示意性局部剖面圖。

圖3為表示與圖1不同的研磨材的示意性局部平面圖。

圖4為表示與圖1及圖3不同的研磨材的研磨部的結構的示意性局部平面圖。

圖5為表示與圖1、圖3及圖4不同的研磨材的研磨部的結構的示意性局部平面圖。

圖6為表示與圖1、圖3至圖5不同的研磨材的研磨部的結構的示意性局部平面圖。

圖7為表示與圖1、圖3至圖6不同的研磨材的研磨部的結構的示意性局部平面圖。

圖8為表示與圖1、圖3至圖7不同的研磨材的研磨部的結構的示意性局部平面圖。

圖9為表示與圖2不同的實施形態的研磨材的示意性局部平面圖。

以下，適當參照圖式來對本發明的實施形態進行詳細說明。

圖1及圖2所示的研磨材1具備：基材10；研磨層20，積層於該基材10的表面側；以及接著層30，積層於所述基材10的背面側。該研磨材1例如作為用以進行基板加工的固定研磨粒研磨材來使用。

[基材]

基材10為用以支持研磨層20的板狀的構件。

基材10的主成分並無特別限定，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、鋁、銅等。其中較佳為與研磨層20的接著性良好的PET、及鋁。另外，亦可對基材10的表面進行化學處理、電暈處理、底塗處理等提高接著性的處理。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、較佳為90質量%以上的成分。

另外，基材10可具有可撓性或延性。藉由如此般基材10具有可撓性或延性，該研磨材1追隨被削體的表面形狀，且研磨面與被削體的接觸面積變大，因此研磨速率進一步提高。此種具有可撓性的基材10的主成分例如可列舉PET或PI等。另外，具有延性的基材10的主成分可列舉鋁或銅等。

所述基材10的形狀及大小並無特別限制，例如可設為一邊為140mm以上且160mm以下的正方形狀或者外徑為200mm以上且2100mm以下以及內徑為100mm以上且660mm以下的圓環狀。另外，並置於平面上的多個基材10亦可為由單一的支持體所支持的構成。

所述基材10的平均厚度並無特別限制，例如可設為50μm以上且1mm以下。於所述基材10的平均厚度未滿所述下限的情況下，有該研磨材1的強度或平坦性不足之虞。相反，於所述基材10的平均厚度超過所述上限的情況下，有該研磨材1變得過厚而難以操作之虞。

[研磨層]

研磨層20具有塔柏磨耗試驗中的磨耗量不同的兩種研磨部。所述兩種研磨部中所述磨耗量小的第一研磨部21由所述磨耗量大的第二研磨部22包圍。另外，所述第二研磨部22彼此獨立，且由槽23劃分。另外，所述第二研磨部22分別包圍一個第一研磨部21，且所述第一研磨部21與第二研磨部22之間沒有間隙。即，藉由所述第一研磨部21與第二研磨部22而構成凸狀部24。

所述研磨層20的平均厚度(僅凸狀部24部分的平均厚度)的下限較佳為25μm，更佳為30μm，進而佳為50μm。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3500μm，進而佳為3000μm。若所述研磨層20的平均厚度未滿所述下限，則有研磨層20的耐久性不足之虞。相反，若所述研磨層20的平均厚度超過所述上限，則所述研磨層20的均質性降低，因此有難以發揮穩定的磨削力之虞。另外，有該研磨材1變得過厚而難以操作之虞或製造成本增大之虞。

<第一研磨部>

第一研磨部21包含研磨粒21a及其黏合劑21b。所述第一研磨部21的俯視形狀並無特別限定，可設為方形狀或圓形狀。另外，所述多個第一研磨部21排列為規則的方塊圖案(block pattern)狀。

(研磨粒)

所述第一研磨部21的研磨粒21a可列舉：金剛石研磨粒、氧化鋁研磨粒、二氧化矽研磨粒、氧化鈰研磨粒、碳化矽研磨粒、碳化硼研磨粒等。

第一研磨部21中的所述研磨粒21a的含量的下限較佳為50體積%，更佳為60體積%。另一方面，所述研磨粒21a的含量的上限較佳為85體積%，更佳為80體積%。若所述研磨粒21a的含量未滿所述下限，則相對地黏合劑21b的含量變大，因此研磨粒21a被牢固地固定而難以脫落。因此有第一研磨部21的表面所露出的研磨粒21a容易發生鈍化而研磨速率降低之虞。相反，若所述研磨粒21a的含量超過所述上限，則相對地黏合劑21b的含量變小，因此研磨粒21a容易脫落。因此，有因該脫落而研磨速率降低之虞。

所述第一研磨部21的研磨粒21a的平均粒徑可根據研磨速率與研磨後的被削體的表面粗糙度的觀點來適當選擇。所述研磨粒21a的平均粒徑的下限較佳為1μm，更佳為2μm。另一方面，所述研磨粒21a的平均粒徑的上限較佳為45μm，更佳為40μm。若所述研磨粒21a的平均粒徑未滿所述下限，則有該研磨材1的磨削力不足而加工效率降低之虞。相反，若所述研磨粒21a的平均粒徑超過所述上限，則有研磨精度降低之虞。此處，所謂「平均粒徑」是指利用雷射繞射法等來測定的體積基準的累積粒度分佈曲線的50%值(50%粒徑，D50)。

所述第一研磨部21的研磨粒21a可由一種研磨粒構成，但較佳為由多種研磨粒構成。藉由如此般由多種研磨粒構成所述第一研磨部21的研磨粒21a，可抑制該研磨材1的製造成本的增加，並且可使磨削力提升。

於由多種研磨粒構成所述研磨粒21a的情況下，所述研磨粒21a較佳為包含金剛石研磨粒，尤佳為所述研磨粒21a由金剛石研磨粒與氧化鋁研磨粒構成。與其他研磨粒相比，金剛石研磨粒的磨削力高但價格高。因此，藉由將多種研磨粒的一種設為金剛石研磨粒，可抑制製造成本的增加，並且可使磨削力進一步提升。另外，氧化鋁研磨粒比較廉價，因此，藉由以金剛石研磨粒與氧化鋁研磨粒構成所述研磨粒21a，可提高製造成本的削減效果。

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亦為硬質且磨削力高。另外，多晶金剛石容易以構成多晶的微晶單位劈開而難以發生鈍化，因此研磨速率的降低小。

於所述研磨粒21a由包含金剛石研磨粒的多種研磨粒構成的情況下，第一研磨部21中的金剛石研磨粒的含量的下限較佳為1體積%，更佳為2體積%。另一方面，所述金剛石研磨粒的含量的上限較佳為20體積%，更佳為8體積%。若所述金剛石研磨粒的含量未滿所述下限，則有該研磨材1的磨削力不足之虞。相反，若所述金剛石研磨粒的含量超過所述上限，則有該研磨材1的製造成本增加的抑制效果不充分之虞。

另外，於所述研磨粒21a由包含金剛石研磨粒的多種研磨粒構成的情況下，金剛石研磨粒的平均粒徑較佳為大於除金剛石研磨粒以外的其他研磨粒的平均粒徑。金剛石研磨粒的平均粒徑相對於除金剛石研磨粒以外的其他研磨粒的平均粒徑的比的下限較佳為1.3，更佳為1.5。另一方面，所述平均粒徑的比的上限較佳為20，更佳為10。若所述平均粒徑的比未滿所述下限，則施加至除金剛石研磨粒以外的研磨粒的研磨壓力變大，且施加至磨削力高的金剛石研磨粒的研磨壓力相對地變小，因此有研磨速率降低之虞。相反，若所述平均粒徑的比超過所述上限，則除金剛石研磨粒以外的研磨粒的脫落過度產生，因此，有因該脫落而第一研磨部21的磨耗快速推進，以致該研磨材1的壽命變短之虞。

(黏合劑)

第一研磨部21的黏合劑21b的主成分並無特別限定，例如可設為樹脂或無機物。

所述樹脂可列舉：聚胺基甲酸酯、多酚、環氧樹脂、聚酯、纖維素、乙烯共聚物、聚乙烯基縮醛、聚丙烯酸、丙烯酸酯、聚乙烯醇、聚氯乙烯、聚乙酸乙烯酯、聚醯胺等樹脂。再者，所述樹脂亦可至少一部分進行交聯。

另外，所述無機物可列舉：矽酸鹽、磷酸鹽、多價金屬烷醇鹽等。

所述黏合劑21b的主成分可為無機物。其中較佳為研磨粒保持力高的矽酸鹽。此種矽酸鹽可列舉矽酸鈉或矽酸鉀等。

所述黏合劑21b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。

各個第一研磨部21的平均面積的下限較佳為1mm²，更佳為2mm²。另一方面，所述第一研磨部21的平均面積的上限較佳為150mm²，更佳為130mm²。若所述第一研磨部21的平均面積未滿所述下限，則有第一研磨部21自基材10剝離之虞。相反，若所述第一研磨部21的平均面積超過所述上限，則研磨時與被削體接觸的第一研磨部21的個數變少。例如於被削體的邊緣位於第一研磨部21上的情況與位於槽23上的情況下，有時被削體與第一研磨部21的接觸面積會產生差異，若與被削體接觸的第一研磨部21的個數變少，則該差異容易變大。因此，有研磨時施加至各個研磨粒21a的研磨壓力容易發生變動而研磨精度降低之虞。

研磨層20中的所述第一研磨部21的佔有面積率的下限較佳為3%，更佳為4%。另一方面，所述第一研磨部21的佔有面積率的上限較佳為16%，更佳為10%，進而佳為9.5%。若所述第一研磨部21的佔有面積率未滿所述下限，則研磨時施加至第一研磨部21的研磨壓力過度提高，而研磨粒21a容易脫落，因此有研磨速率降低之虞。相反，若所述第一研磨部21的佔有面積率超過所述上限，則有因第一研磨部21的研磨壓力提高而導致研磨速率改善效果不充分之虞。

鄰接的第一研磨部21間的距離(第一研磨部21的中心間的距離)的下限較佳為3mm，更佳為5mm。另一方面，所述第一研磨部21間的距離的上限較佳為50mm，更佳為40mm。若所述第一研磨部21間的距離未滿所述下限，則難以一面抑制自基材10的剝離一面減小各個第一研磨部21的面積，因此有無法充分降低第一研磨部21的佔有面積率而導致研磨速率改善效果不充分之虞。相反，若所述第一研磨部21間的距離超過所述上限，則有第一研磨部21的佔有面積率過度下降，且第一研磨部21的磨耗快速推進，以致該研磨材1的壽命變短之虞。

塔柏磨耗試驗中的所述第一研磨部21的磨耗量的下限較佳為0.05g，更佳為0.08g。另一方面，塔柏磨耗試驗中的所述第一研磨部21的磨耗量的上限較佳為0.15g，更佳為0.13g。若所述第一研磨部21的磨耗量未滿所述下限，則研磨粒21a難以脫落。因此，有第一研磨部21的表面所露出的研磨粒21a容易發生鈍化而研磨速率降低之虞。相反，若所述第一研磨部21的磨耗量超過所述上限，則有該研磨材1的壽命變短之虞。再者，第一研磨部21的磨耗量可主要藉由第一研磨部21的研磨粒21a的含量及黏合劑21b的種類而進行控制。

<第二研磨部>

第二研磨部22包含研磨粒22a及其黏合劑22b。所述第二研磨部22包圍第一研磨部21的整周，其內周與第一研磨部21的周圍一致。即，由第二研磨部22的內周構成的形狀為與第一研磨部21的俯視形狀相同的形狀。另外，由第二研磨部22的外周構成的形狀(凸狀部24的俯視形狀)並無特別限定，可設為如圖1般與第一研磨部21重心一致且相似的形狀。

(研磨粒)

第二研磨部22的研磨粒22a可列舉與第一研磨部21的研磨粒21a同樣的研磨粒。

第二研磨部22中的所述研磨粒22a的含量的下限較佳為60體積%，更佳為70體積%。另一方面，所述研磨粒22a的含量的上限較佳為95體積%，更佳為80體積%。若所述研磨粒22a的含量未滿所述下限，則相對地黏合劑22b的含量變大，因此研磨粒22a被牢固地固定而難以脫落。因此，第二研磨部22的磨耗量變少，研磨時難以與第一研磨部21之間產生磨耗量的差。藉此，有無法充分提高第一研磨部21的研磨壓力而研磨速率的改善效果不充分之虞。相反，若所述研磨粒22a的含量超過所述上限，則黏合劑22b的含量不足而無法充分將研磨粒22a固定，因此有研磨時第二研磨部22容易損壞之虞。

另外，第二研磨部22中的研磨粒22a的含量較佳為大於第一研磨部21中的研磨粒21a的含量。第一研磨部21及第二研磨部22的磨耗主要藉由研磨粒的脫落來進行，且研磨粒的含量多者容易磨耗。因此，藉由使第二研磨部22中的研磨粒22a的含量大於第一研磨部21中的研磨粒21a的含量，可容易控制為使第二研磨部22的磨耗量大於第一研磨部21的磨耗量。

第二研磨部22中的研磨粒22a與第一研磨部21中的研磨粒21a的含量的差的下限較佳為5體積%，更佳為7體積%。另一方面，所述含量的差的上限較佳為20體積%，更佳為15體積%。若所述含量的差未滿所述下限，則有難以控制第一研磨部21與第二研磨部22的磨耗量的比，且因第一研磨部21的研磨壓力提高而導致研磨速率改善效果不充分之虞。相反，若所述含量的差超過所述上限，則有第二研磨部22中的研磨粒22a的含量變得過大而第二研磨部22容易損壞之虞、或者第一研磨部21中的研磨粒21a的含量變得過小而研磨速率降低之虞。

第二研磨部22的研磨粒22a的平均粒徑可根據第二研磨部22的磨耗量的控制性的觀點來適當選擇。所述研磨粒22a的平均粒徑的下限較佳為1μm，更佳為2μm。另一方面，所述研磨粒22a的平均粒徑的上限較佳為20μm，更佳為15μm。若所述研磨粒22a的平均粒徑未滿所述下限，則有研磨粒22a過於容易脫落而第二研磨部22的磨耗量的控制性變困難之虞。相反，若所述研磨粒22a的平均粒徑超過所述上限，則研磨時所形成的第一研磨部21及第二研磨部22的高度的差與研磨粒22a的平均粒徑的差變得過小，且第二研磨部22的研磨粒22a與被削體接觸，從而有助於磨削的比例提高。因此，有研磨負荷分散於第一研磨部21與第二研磨部22，且因第一研磨部21的研磨壓力提高而導致研磨速率改善效果不充分之虞。

所述第二研磨部22的研磨粒22a可由一種研磨粒構成，亦可由多種研磨粒構成。

另外，第二研磨部22中的金剛石研磨粒的含量的上限較佳為0.3體積%，更佳為0.2體積%。金剛石研磨粒為硬質且磨削力高，因此即使與被削體接觸也難以引起鈍化或脫落，且與其他研磨粒相比容易受到大的研磨負荷。因此，若所述第二研磨部22的金剛石研磨粒的含量超過所述上限，則研磨時施加至第二研磨部22的研磨負荷變大。藉此，有研磨負荷分散於第一研磨部21與第二研磨部22，且因第一研磨部21的研磨壓力提高而導致研磨速率改善效果不充分之虞。另外，該研磨材1主要藉由第一研磨部21進行研磨，因此有相對於該研磨材1的製造成本的上升而所獲得的磨削力提升效果不充分之虞。另一方面，所述金剛石研磨粒的含量的下限並無特別限定，可為0體積%，即第二研磨部22可不含有金剛石研磨粒。

(黏合劑)

第二研磨部22的黏合劑22b的主成分可列舉與第一研磨部21的黏合劑21b的主成分同樣者。其中，第二研磨部22的黏合劑22b的主成分較佳為聚丙烯酸、環氧樹脂、聚酯及聚胺基甲酸酯。該些樹脂容易確保對基材10的良好的密接性。另外，該些樹脂與無機物相比研磨粒保持力低，因此研磨粒22a的脫落適度地進行，且容易控制第二研磨部22的磨耗量。

所述黏合劑22b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。

研磨層20中的所述第二研磨部22的佔有面積率的下限較佳為5%，更佳為15%。另一方面，所述第二研磨部22的佔有面積率的上限較佳為97%，更佳為95%。若所述第二研磨部22的佔有面積率未滿所述下限，則有因被削體落入槽23中而引起的損傷的抑制效果不足之虞。相反，若所述第二研磨部22的佔有面積率超過所述上限，則相對地第一研磨部21的佔有面積率變少，因此第一研磨部21的磨耗得以促進，且難以產生第一研磨部21與第二研磨部22的高度的差。藉此，存在無法充分提高第一研磨部21的研磨壓力而研磨速率的改善效果不充分之虞。

研磨層20中的研磨部整體的佔有面積率(所述第一研磨部21與所述第二研磨部22的佔有面積率的和)的下限為15%，更佳為16%，進而佳為25%。若所述研磨部整體的佔有面積率未滿所述下限，則有產生因被削體落入槽等中而引起的損傷之虞。另一方面，所述研磨部整體的佔有面積率的上限為100%。再者，於所述研磨部整體的佔有面積率為100%的情況下，研磨層20不具有槽23，而僅由第一研磨部21及第二研磨部22構成。

塔柏磨耗試驗中的所述第二研磨部22的磨耗量的下限較佳為0.3g，更佳為0.4g。若所述第二研磨部22的磨耗量未滿所述下限，則研磨時難以與第一研磨部21之間產生因磨耗量的差異而引起的高度的差。藉此有無法充分提高第一研磨部21的研磨壓力，且研磨速率的改善效果不充分之虞。另一方面，所述第二研磨部的磨耗量的上限並無特別限定，通常為0.8g左右。

塔柏磨耗試驗中的所述第二研磨部22的磨耗量相對於所述第一研磨部21的磨耗量的比的下限為3，更佳為3.5，進而佳為4。若所述磨耗量的比未滿所述下限，則研磨時難以與第一研磨部21之間產生因磨耗量的差異而引起的階差。藉此有無法充分提高第一研磨部21的研磨壓力，且研磨速率的改善效果不充分之虞。另一方面，所述磨耗量的比的上限並無特別限定，為15左右。

再者，於將該研磨材1用於研磨之前，第一研磨部21與第二研磨部22可如圖2所示，表面為同一平面而無階差，亦可預先設置於研磨時產生的程度的階差、即平均高度為30μm以上且60μm以下的階差。

<槽>

槽23於研磨層20的表面配設為等間隔的格子狀。另外，所述槽23的底面是由基材10的表面所構成。

所述槽23的平均寬度的上限較佳為10mm，更佳為8mm。若所述槽23的平均寬度超過所述上限，則凸狀部24的佔有面積率無法充分確保，且研磨時被削體容易落入槽23中，因此有被削體產生損傷之虞。另一方面，所述槽23的平均寬度的下限並無特別限定，可為0mm，即該研磨材1可為不具有槽23的構成。

[接著層]

接著層30為將該研磨材1固定於用以支持該研磨材1並安裝於研磨裝置的支持體的層。

該接著層30中使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、作為可重新貼的接著劑的黏著劑等。

該接著層30中使用的接著劑較佳為黏著劑。藉由使用黏著劑來作為接著層30中使用的接著劑，可自支持體剝離該研磨材1而重新貼，因此容易實現該研磨材1及支持體的再利用。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01mm。另外，接著層30的平均厚度的上限較佳為0.3mm，更佳為0.2mm。於接著層30的平均厚度未滿所述下限的情況下，接著力不足，有該研磨材1自支持體剝離之虞。另一方面，於接著層30的平均厚度超過所述上限的情況下，有例如因接著層30的厚度而當將該研磨材1切割為所需形狀時造成障礙等作業性降低之虞。

[研磨材的製造方法]

該研磨材1可藉由以下步驟來製造：準備第一研磨部用組成物的步驟、準備第二研磨部用組成物的步驟、藉由第一研磨部用組成物的印刷而形成所述第一研磨部21的步驟、藉由第二研磨部用組成物的印刷而形成所述第二研磨部22的步驟、以及於基材10的背面側積層接著層30的步驟。

首先，於第一研磨部用組成物準備步驟中，準備使第一研磨部用組成物(第一研磨部21的研磨粒21a及黏合劑21b的形成材料)分散於溶劑中而成的溶液作為塗敷液。作為所述溶劑，只要黏合劑21b的形成材料可溶，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，於第二研磨部用組成物準備步驟中，與第一研磨部用組成物準備步驟的塗敷液同樣地，準備使第二研磨部用組成物(第二研磨部22的研磨粒22a及黏合劑22b的形成材料)分散於溶劑中而成的溶液作為塗敷液。再者，該第二研磨部用組成物準備步驟可於第一研磨部用組成物準備步驟之前、或者第一研磨部形成步驟之後進行。

繼而，於第一研磨部形成步驟中，使用於第一研磨部用組成物準備步驟中準備的塗敷液，藉由印刷法而於基材10表面形成多個第一研磨部21。具體而言，準備具有與該第一研磨部21的反轉形狀相對應的形狀的遮罩，介隔該遮罩而印刷所述塗敷液。該印刷方式例如可使用網版印刷、金屬遮罩印刷等。

藉由使該經印刷的塗敷液加熱脫水以及加熱硬化而形成第一研磨部21。具體而言，使所述塗敷液於室溫(25℃)下乾燥及加熱脫水後，使其加熱硬化，從而形成第一研磨部21。

繼而，於第二研磨部形成步驟中，使用於所述第二研磨部用組成物準備步驟中準備的塗敷液，藉由印刷法而形成包圍第一研磨部21的第二研磨部22。具體而言，準備具有與該第二研磨部22的反轉形狀相對應的形狀的遮罩，介隔該遮罩而印刷所述塗敷液。該印刷方式例如可使用刮板印刷、棒塗機印刷、敷料器印刷等。再者，所述第二研磨部形成步驟亦可於所述第一研磨部形成步驟之前、或者與第一研磨部形成步驟同時進行。

藉由使該經印刷的塗敷液加熱硬化而形成第二研磨部22。具體而言，使所述塗敷液加熱硬化，從而形成第二研磨部22。

最後，於接著層積層步驟中，於基材10的背面側積層接著層30。具體而言，例如將預先形成的膠帶狀的接著層30貼附於基材10的背面。再者，該接著層積層步驟亦能夠於第二研磨部形成步驟之前進行。

[優點]

該研磨材1具備第一研磨部21、及包圍所述第一研磨部21的第二研磨部22，塔柏磨耗試驗中的所述第二研磨部22的磨耗量相對於所述第一研磨部21的磨耗量的比為3以上。因此，若使用該研磨材1進行研磨，則包圍第一研磨部21的第二研磨部22先磨耗。藉此，自研磨開始起較短時間內，於第一研磨部21與第二研磨部22之間產生階差，以使第二研磨部22的高度低。另外，該研磨部的磨耗主要藉由研磨粒的脫落而於第一研磨部21及第二研磨部22一起進行，因此，一面維持該階差一面對被削體進行研磨。因而，第一研磨部21主要受到研磨時所施加的研磨負荷，因此，第一研磨部21的研磨壓力提高，藉此該研磨材1的磨削力提高。另外，關於該研磨材1，所述第二研磨部22包圍所述第一研磨部21，且將所述研磨層20中的所述研磨部整體的佔有面積率設為15%以上且100%以下。因此，關於該研磨材1，當研磨時被削體的端部於第一研磨部21之間移動時，藉由所述第二研磨部22可抑制被削體向基材側傾斜。因而，該研磨材1可抑制因被削體落入槽23等中而引起的損傷。

[其他實施形態]

本發明並不限定於所述實施形態，除了所述態樣以外，可以實施了各種變更、改良的態樣而實施。

所述實施形態中，對多個第一研磨部規則地排列為方塊圖案狀的情況進行了說明，但多個第一研磨部的排列並不限定於此。例如多個第一研磨部亦可於正交的X方向與Y方向上以不同的間隔而排列。

所述實施形態中，將槽構成為等間隔的格子狀，但格子的間隔及平面形狀並不限定於所述實施形態。另外，所述實施形態中，設為槽的底面為基材的表面的構成，但亦可為槽的深度小於研磨層的平均厚度，槽不到達基材的表面。

另外，所述實施形態中，對槽劃分第二研磨部的構成進行了說明，但槽的構成並不限定於此。例如如圖3所示，槽23亦可配設於第一研磨部21與第二研磨部22之間。該情況下，槽23可以包圍第一研磨部21的周圍的方式進行配設，但亦可以與第一研磨部21的一部分相接的方式進行配設。

另外，該研磨材亦可為不具有槽的結構。

所述實施形態中，對由第二研磨部的外周構成的形狀為與第一研磨部相似的形狀這一情況進行了說明，但所述第二研磨部的形狀並不限定於與第一研磨部相似的形狀。例如如圖4所示，亦可將第一研磨部21設為圓形狀，且將由第二研磨部22的外周構成的形狀設為方形狀。

所述實施形態中，對一個第二研磨部包圍一個第一研磨部的情況進行了說明，但亦可如圖5所示，一個第二研磨部22包圍多個第一研磨部21。

另外，第二研磨部可不包圍第一研磨部的整周，亦可如圖6所示於一部分上存在缺口。再者，自抑制因被削體落入至缺口等中而引起的損傷的觀點考慮，於第一研磨部21的整周，與所述第二研磨部22相向的部分的長度為90%以上、較佳為95%以上。

所述實施形態中，對研磨層具有塔柏磨耗試驗中的磨耗量不同的兩種研磨部的情況進行了說明，但研磨層亦可具有三種以上研磨部。該情況下，所述磨耗量最小的研磨部為第一研磨部，剩餘的兩種以上研磨部為其他研磨部(相當於所述實施形態的第二研磨部)。作為所述其他研磨部的構成，只要由其他研磨部將第一研磨部包圍，則並無特別限定。作為該其他研磨部的構成，例如可列舉：如圖7所示第一研磨部21由第一其他研磨部25包圍，進而該第一其他研磨部25由第二其他研磨部26包圍的構成、或者如圖8所示第一其他研磨部25及第二其他研磨部26沿第一研磨部21的周圍交替配設，且由該交替配設的其他研磨部整體以環狀將第一研磨部21包圍的構成等。

進而，如圖9所示，該研磨材2亦可具備：隔著背面側的接著層30而積層的支持體40、以及積層於該支持體40的背面側的第二接著層31。藉由該研磨材2具備支持體40，而容易進行該研磨材2的操作。

所述支持體40的主成分可列舉：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。藉由對所述支持體40的主成分使用此種材料，所述支持體40具有可撓性，該研磨材2追隨被削體的表面形狀，研磨面與被削體容易接觸，因此研磨速率進一步提升。

所述支持體40的平均厚度例如可設為0.5mm以上且3mm以下。於所述支持體40的平均厚度未滿所述下限的情況下，有該研磨材2的強度不足之虞。另一方面，於所述支持體40的平均厚度超過所述上限的情況下，有難以將所述支持體40安裝於研磨裝置上之虞或者所述支持體40的可撓性不足之虞。

所述第二接著層31可使用與接著層30同樣的接著劑。另外，第二接著層31可設為與接著層30同樣的平均厚度。

[實施例]

以下，列舉實施例及比較例來對本發明進一步詳細說明，但該發明並不限定於以下的實施例。

[實施例1]

將金剛石研磨粒(55質量%鎳塗佈處理金剛石，平均粒徑35μm)、氧化鋁研磨粒(Al₂O₃，電熔氧化鋁，平均粒徑12μm)、以及作為黏合劑的矽酸鹽(3號矽酸鈉)混合，以使金剛石研磨粒的第一研磨部中的含量成為5體積%以及氧化鋁研磨粒的第一研磨部中的含量成為71體積%的方式進行製備，而獲得第一研磨部用組成物的塗敷液。

另外，將氧化鋁研磨粒(白色氧化鋁WA#1000，平均粒徑12μm)、作為黏合劑的環氧樹脂(三鍵控股(Threebond Holdings)股份有限公司的「TB2022」)、以及環氧樹脂硬化劑(三鍵控股(Threebond Holdings)股份有限公司的「TB2105C」)，以使氧化鋁研磨粒的第二研磨部中的含量成為85體積%的方式進行製備，而獲得第二研磨部用組成物的塗敷液。

準備平均厚度300μm的鋁板作為基材，使用所述第一研磨部用組成物的塗敷液，藉由印刷於該基材的表面形成多個第一研磨部。所述多個第一研磨部為規則地排列的方塊圖案狀，鄰接的第一研磨部的中心間的距離為10mm。再者，印刷使用具有與第一研磨部的反轉形狀相對應的圖案的遮罩。各個第一研磨部設為面積9mm²(俯視時一邊為3mm的正方形狀)，將第一研磨部的平均厚度設為500μm。再者，第一研磨部於研磨層中的面積佔有率設為9%。

再者，塗敷液於室溫(25℃)下進行乾燥及加熱脫水後，進行加熱硬化。

另外，使用平均厚度1mm的硬質氯乙烯樹脂板作為支持基材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的背面與所述支持體的表面貼合。所述黏著劑使用雙面膠帶(積水化學股份有限公司的「#5605HGD」)。

繼而，使用所述第二研磨部用組成物的塗敷液，藉由印刷以包圍第一研磨部的方式形成第二研磨部。各個第二研磨部設為面積81mm²(俯視時外周為一邊9.5mm的正方形狀)。第二研磨部的平均厚度設為與第一研磨部的平均厚度為相同值。第二研磨部於研磨層中的面積佔有率為81%，且研磨層中的研磨部整體的面積佔有率設為90%。再者，研磨層的剩餘部分的10%為槽，所述槽設為平均寬度為0.5mm的格子狀。

再者，對塗敷液進行加熱乾燥。以此種方式獲得實施例1的研磨材。

[實施例2、實施例3、比較例3]

除了將第一研磨部的佔有面積率、第二研磨部的佔有面積率、及研磨部整體的佔有面積率設為表1所示的值以外，以與實施例1同樣的方式獲得實施例2、實施例3及比較例3的研磨材。

[實施例4]

將金剛石研磨粒(55質量%鎳塗佈處理金剛石，平均粒徑35μm)、氧化鋁研磨粒(白色氧化鋁WA#1000，平均粒徑12μm)、作為黏合劑的環氧樹脂(三鍵控股(Threebond Holdings)股份有限公司的「TB2022」)、以及環氧樹脂硬化劑(三鍵控股(Threebond Holdings)股份有限公司的「TB2105C」)混合，以使金剛石研磨粒的第二研磨部中的含量成為0.2體積%、以及氧化鋁研磨粒的第二研磨部中的含量成為84.8體積%的方式進行製備，而獲得第二研磨部用組成物的塗敷液。

除了使用所述第二研磨部用組成物以外，以與實施例1同樣的方式獲得實施例4的研磨材。

[實施例5]

除了將第二研磨部於研磨層中的面積佔有率設為91%、以及研磨層中的研磨部整體的面積佔有率設為100%，且將研磨層設為不具有槽的構成以外，以與實施例1同樣的方式獲得實施例5的研磨材。

[實施例6]

將氧化鋁研磨粒(白色氧化鋁WA#1000，平均粒徑12μm)、及作為黏合劑的丙烯酸(三菱麗陽(Mitsubishi Rayon)股份有限公司的「蒂阿諾(Dianal)BR-80」)混合，以使氧化鋁研磨粒於第二研磨部中的含量成為85體積%的方式進行製備，而獲得第二研磨部用組成物的塗敷液。

除了使用所述第二研磨部用組成物以外，以與實施例5同樣的方式獲得實施例6的研磨材。

[比較例1]

將碳化矽研磨粒(綠色金剛砂(green carborundum)，平均粒徑30μm)、氧化鋁研磨粒(白色氧化鋁WA#1000，平均粒徑12μm)、作為黏合劑的矽酸鹽(3號矽酸鈉)混合，以使碳化矽研磨粒於第二研磨部中的含量成為30體積%、以及氧化鋁研磨粒於第二研磨部中的含量成為46體積%的方式進行製備，而獲得第二研磨部用組成物的塗敷液。

除了使用所述第二研磨部用組成物以外，以與實施例5同樣的方式獲得比較例1的研磨材。

[比較例2]

將金剛石研磨粒(55質量%鎳塗佈處理金剛石，平均粒徑35μm)、氧化鋁研磨粒(白色氧化鋁WA#1000，平均粒徑12μm)、作為黏合劑的矽酸鹽(3號矽酸鈉)混合，以使碳化矽研磨粒於第二研磨部中的含量成為2.5體積%、以及氧化鋁研磨粒於第二研磨部中的含量成為77.5體積%的方式進行製備，而獲得第二研磨部用組成物的塗敷液。

除了使用所述第二研磨部用組成物以外，以與實施例1同樣的方式獲得比較例2的研磨材。

[研磨條件]

使用所述實施例1~實施例6及比較例1~比較例3中所獲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5.08cm、比重3.97的c面的藍寶石基板。所述研磨中，使用公知的雙面研磨機。雙面研磨機的載體為厚度0.4mm的環氧樹脂玻璃。將研磨壓力設為200g/cm²，於上壓盤轉速25rpm、下壓盤轉速50rpm及太陽齒輪轉速8rpm的條件下進行研磨。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」。

[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藍寶石基板時的第一研磨部與第二研磨部的階差的平均高度的測定、及研磨速率的測定。將結果示於表1。

<磨耗量的測定>

藉由塔柏磨耗試驗的磨耗量的測定中，準備所述實施例1~實施例6及比較例1~比較例3的研磨材各兩塊。該兩塊研磨材中，自一塊研磨材去除第二研磨部而製成僅有第一研磨部的研磨材，且自另一塊研磨材去除第一研磨部而製成僅有第二研磨部的研磨材。由所述兩塊研磨材分別準備試片(平均直徑104mm，平均厚度300μm)，使用塔柏磨耗試驗機(塔柏儀器(Taber Instrument)公司的「型號(MODEL)174」)，以磨耗輪H-18、負荷4.9N(500gf)的條件使各試片旋轉320轉而經磨耗。測定該320轉前後的試片的質量差[g]而作為磨耗量[g]。

<階差的平均高度的測定>

第一研磨部與第二研磨部的階差的平均高度是使用雷射位移計(基恩士(KEYENCE)股份有限公司製造)測定任意的15處，以所獲得的測定值的平均值的形式而求出。

<研磨速率>

關於研磨速率，對藍寶石基板進行10分鐘研磨，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)，並將單位換算為μm/分鐘而算出。

[表1]

表1中，硬化劑及第二研磨粒的「-」是指分別未使用硬化劑及第二研磨粒。另外，階差的平均高度及研磨速率的「-」是指因基板落入槽中而基板受到損傷，因此未能進行測定。

根據表1的結果，與比較例1~比較例3的研磨材相比，實施例1~實施例6的研磨材的研磨速率高。相對於此，比較例1、比較例2的研磨材中，第二研磨部相對於第一研磨部的塔柏磨耗試驗中的磨耗量的比未滿3，因此研磨時未於第一研磨部與第二研磨部之間產生充分的階差。因此，使用比較例1、比較例2的研磨材的研磨中，研磨負荷分散於第一研磨部與第二研磨部，因此認為第一研磨部的研磨壓力未提高，而研磨速率低。另外，關於比較例3的研磨材，因研磨部整體的面積佔有率未滿15%，因此認為因被削體落入槽中而產生了損傷。

根據以上可知，將第二研磨部相對於第一研磨部的塔柏磨耗試驗中的所述磨耗量的比設為3以上，且將研磨層中的研磨部整體的佔有面積率設為15%以上且100%以下，藉此可抑制因被削體落入槽等中而引起的損傷，並且可達成高加工效率。

[產業上的可利用性]

本發明的研磨材可抑制因被削體落入槽等中而引起的損傷，並且可達成比較高的加工效率。因而，該研磨材可適宜地用於玻璃或藍寶石等基板的平面研磨。

1‧‧‧研磨材

10‧‧‧基材

20‧‧‧研磨層

21‧‧‧第一研磨部

21a、22a‧‧‧研磨粒

21b、22b‧‧‧黏合劑

22‧‧‧第二研磨部

23‧‧‧槽

24‧‧‧凸狀部

Claims

一種研磨材，其具備基材、及積層於所述基材的表面側的研磨層，所述研磨材的特徵在於：所述研磨層包含研磨粒及其黏合劑，且具有塔柏磨耗試驗中的磨耗量不同的多種研磨部，所述多種研磨部中所述磨耗量最小的第一研磨部由其他研磨部包圍，所述其他研磨部的所述磨耗量相對於所述第一研磨部的所述磨耗量的比為3以上，所述研磨層中的所述研磨部整體的佔有面積率為15%以上且100%以下，所述研磨層中的所述第一研磨部的佔有面積率為3%以上且16%以下，所述研磨層具有多個第一研磨部，所述多個第一研磨部排列為規則的方塊圖案狀。
如申請專利範圍第1項所述的研磨材，其中，所述第一研磨部的研磨粒由多種研磨粒構成。
如申請專利範圍第2項所述的研磨材，其中，所述第一研磨部包含金剛石研磨粒，且所述第一研磨部中的所述金剛石研磨粒的含量為1體積%以上且20體積%以下。
如申請專利範圍第3項所述的研磨材，其中，所述其他研磨部中的所述金剛石研磨粒的含量為0.3體積%以下。