拋光墊及其制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種拋光墊及其制造方法，特別是涉及一種具有纖維基材的拋光墊及其制造方法。
【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)有拋光墊大致上可分為二種:不織布型拋光墊及獨(dú)立發(fā)泡型拋光墊。現(xiàn)有不織布型拋光墊包括多條纖維及一樹脂，其制造方法為使用絲絨或仿麂皮等的纖維與該樹脂的復(fù)合材料，或是將該等纖維所形成的不織布含浸于熱可塑性聚胺基甲酸酯樹脂并使其濕式凝固而成的壓縮變形性大且較柔軟的薄片。此種拋光墊的缺點(diǎn)為因?yàn)槠淙彳浶匀菀讓?dǎo)致研磨面平坦化性能不好，而且該樹脂無法均勻地包覆該等纖維，亦即會(huì)有部分纖維未被該樹脂包覆，導(dǎo)致整體強(qiáng)度不足及使用壽命較短。
[0003]現(xiàn)有獨(dú)立發(fā)泡型拋光墊包括多個(gè)孔洞及一樹脂，其制造方法為將該樹脂(通常為熱塑性聚胺基甲酸酯的高分子發(fā)泡體)灌入一圓形鑄模筒中，待冷卻凝固后再予以切片制得。此種拋光墊的剛性比第一種現(xiàn)有不織布型拋光墊高，且具有獨(dú)立氣泡結(jié)構(gòu)，常被用在高平坦化拋光。然而，此種拋光墊最大的問題在于因該樹脂濃度在該圓形鑄模筒中的分布較不易均勻，成型時(shí)該圓形鑄模筒各位置溫度分布的差異性會(huì)造成該等孔洞大小及分布不一，且不易控制，再經(jīng)切片制作工藝后，會(huì)使該拋光墊的切片面的孔洞大小不一更為明顯。此外，該等孔洞彼此不連通，在使用時(shí)會(huì)使研磨液不易流通，而容易刮傷工件。
[0004]因此，有必要提供一創(chuàng)新且富進(jìn)步性的拋光墊及其制造方法，以解決上述問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]為解決上述問題，本發(fā)明提供一種拋光墊，具有一研磨層，該研磨層包括多條纖維及一本體。該等纖維交錯(cuò)排列成一纖維基材，該等纖維的細(xì)度為0.001丹尼至6丹尼。該本體為一發(fā)泡體，且包覆該等纖維，該本體具有多個(gè)第一孔洞及多個(gè)第二孔洞，該等第一孔洞彼此連通，該等第二孔洞彼此獨(dú)立，該等第一孔洞的尺寸大于該等第二孔洞的尺寸至少5倍，其中該研磨層的硬度為30至90Shore D，且壓縮率為1%至10%。
[0006]本發(fā)明另提供一種拋光墊的制造方法，其包括以下步驟:(a)將一纖維基材置放于一模具內(nèi)，其中該纖維基材包含多條纖維，且該等纖維的細(xì)度為0.001丹尼至6丹尼；(b)將一發(fā)泡樹脂注入該模具中以滲入該纖維基材中而包覆該等纖維，其中該發(fā)泡樹脂的粘度為2000cps至5000cps ;及(c)加熱以固化該發(fā)泡樹脂，以形成一研磨層，該研磨層包括該纖維基材及一本體，其中該本體由該發(fā)泡樹脂固化而成的發(fā)泡體，且包覆該等纖維，該本體具有多個(gè)第一孔洞及多個(gè)第二孔洞，該等第一孔洞彼此連通，該等第二孔洞彼此獨(dú)立，該等第一孔洞的尺寸大于該等第二孔洞的尺寸至少5倍，其中該研磨層的硬度為30至90ShoreD，且壓縮率為1%至10%。
[0007]在本發(fā)明中，該拋光墊不僅有較佳的剛性及提供高平坦化的效能，不易刮傷被拋光/研磨的工件，使得被拋光/研磨的工件具有較佳表面品質(zhì)，且使用壽命較長。此外，該拋光墊在生產(chǎn)方法上也有較佳的穩(wěn)定性與再現(xiàn)性。
【附圖說明】
[0008]圖1顯示本發(fā)明研磨設(shè)備的示意圖；
[0009]圖2顯示本發(fā)明拋光墊的一實(shí)施例的局部放大剖視示意圖；
[0010]圖3顯示本發(fā)明拋光墊的另一實(shí)施例的局部放大剖視示意圖；及
[0011]圖4至圖8顯示本發(fā)明拋光墊的制造方法的一實(shí)施例的示意圖。
[0012]主要元件符號(hào)說明
[0013]I 本發(fā)明研磨設(shè)備
[0014]2 研磨層
[0015]3 模具
[0016]11 下平臺(tái)
[0017]12 吸附墊片
[0018]13 待拋光基材
[0019]14 上平臺(tái)
[0020]15 拋光墊
[0021]16 研磨漿液
[0022]17 背膠層
[0023]18 背膠層
[0024]20 纖維基材
[0025]21 纖維
[0026]22 本體
[0027]32 注射頭
[0028]34 發(fā)泡樹脂
[0029]36 切割線
[0030]221 第一孔洞
[0031]222 第二孔洞
[0032]223研磨表面
【具體實(shí)施方式】
[0033]參考圖1，顯示本發(fā)明研磨設(shè)備的示意圖。該研磨設(shè)備I包括一下平臺(tái)(LowerBase Plate) 11、一吸附墊片(Sheet) 12、一待拋光基材(Polishing Workpiece) 13>一上平臺(tái)(Upper Base Plate) 14、一拋光墊(Polishing Pad) 15 及一研磨衆(zhòng)液(Slurry) 16? 該下平臺(tái)11相對(duì)于該上平臺(tái)14。該吸附墊片12利用一背膠層17粘附于該下平臺(tái)11上，且該吸附墊片12用以承載及固定該待拋光基材13。該待拋光基材13選自由半導(dǎo)體、存儲(chǔ)媒體基材、集成電路、LCD平板玻璃、光學(xué)玻璃及光電面板所組成之群。該拋光墊15固定于該上平臺(tái)14，例如:利用一背膠層18以粘附該上平臺(tái)14上。該拋光墊15面向該下平臺(tái)11，用以對(duì)該待拋光基材13進(jìn)行拋光。
[0034]該研磨設(shè)備I的作動(dòng)方式如下。首先將該待拋光基材13置于該吸附墊片12上，且該待拋光基材13被該吸附墊片12吸住。接著，該上平臺(tái)14及該下平臺(tái)11以相反方向旋轉(zhuǎn)，且同時(shí)將該上平臺(tái)14向下移動(dòng)，使該拋光墊15的研磨表面223接觸到該待拋光基材13的表面，通過不斷補(bǔ)充該研磨漿液16以及該拋光墊15的作用，可對(duì)該待拋光基材13進(jìn)行拋光作業(yè)。
[0035]參考圖2，顯示本發(fā)明拋光墊的一實(shí)施例的局部放大剖視示意圖。該拋光墊15可以是單層結(jié)構(gòu)或多層結(jié)構(gòu)。在本實(shí)施例中，該拋光墊15為單層結(jié)構(gòu)，且具有一研磨層2。該研磨層2包括多條纖維21及一本體22。該等纖維21交錯(cuò)排列成一纖維基材20，該等纖維21的細(xì)度為0.001丹尼(denier)至6丹尼。該等纖維21的材質(zhì)選自由聚酰胺樹脂(Polyamide Resin)、聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酉旨(Polyethylene Terephthalate, PET)、尼龍(Nylon)、聚丙烯(Polyproylene, PP)、聚酯樹脂(Polyester Resin)、丙烯酸樹脂(AcrylicResin)、聚丙烯腈樹脂(Polyacrylonitrile Resin)及其復(fù)合物所組成之群。較佳地，該等纖維21為短纖維其長度為30至100mm，且該纖維基材20為不織布。該纖維基材20的密度較佳為 0.05 至 0.30g/cm3。
[0036]該本體22為一發(fā)泡體，且包覆該等纖維21。在本實(shí)施例中，該本體22為獨(dú)立發(fā)泡體，其為樹脂組合物或共聚物，且其材質(zhì)包括一第一成分及一第二成分。該第一成分為多異氰酸鹽(polyuisocyanate),較佳地,該多異氰酸鹽為二異氰酸甲苯(TDI)或二異氰酸二苯甲烷(MDI)。該第二成分為發(fā)泡劑，較佳地，該發(fā)泡劑為多元醇類(polyol)。較佳地，該本體22的材質(zhì)還包括一交聯(lián)硬化劑，用以加速該本體22的硬化。該交聯(lián)硬化劑可以是脂肪族胺、脂環(huán)族胺、酰胺基胺或雙氰雙胺。該本體22具有多個(gè)第一孔洞221及多個(gè)第二孔洞222。該等第一孔洞221彼此連通，該等第二孔洞222彼此獨(dú)立，該等第一孔洞221的尺寸大于該等第二孔洞222的尺寸至少5倍，較佳為至少10倍。在本實(shí)施例中，該等第一孔洞221的尺寸為I至3mm，該等第二孔洞222的尺寸為100至300 μ m。該等第一孔洞221為物理性孔洞，其為該本體22的原料包覆該等纖維21后，所自然形成位于該等纖維21間的空間，而且該等纖維21未顯露于該等第一孔洞221中。亦即，該等第一孔洞221并非經(jīng)由發(fā)泡或含浸或其他化學(xué)加工手段所形成的孔洞。該等第二孔洞222為發(fā)泡孔洞，其由該本體22的原料經(jīng)由發(fā)泡制作工藝所形成。
[0037]該研磨層2的硬度為30至90Shore D(邵氏D)，較佳為40至70Shore D。該研磨層2的壓縮率為1%至10%，較佳為2%至5%。如圖2所示，該本體22具有一研磨表面223，部分該等纖維21突出于該研磨表面223。
[0038]參考圖3，顯示本發(fā)明拋光墊的另一實(shí)施例的局部放大剖視示意圖。在本實(shí)施例中，該等纖維21完全被該本體22包覆，亦即，每一該等纖維21的二端完全被該本體22包覆，使得該等纖維21未顯露于該等第一孔洞221中。
[0039]在本發(fā)明中，該研磨層2的硬度及強(qiáng)度(剛性)適中，因此該研磨表面223平坦化性能較佳，不易刮傷該待拋光基材13，且使用壽命較長。
[0040]參考圖4至圖8，顯示本發(fā)明拋光墊的制造方法的一實(shí)施例的示意圖。該拋光墊的制造方法包括以下步驟。首先，參考圖4，提供一纖維基材20，其由多條纖維21交錯(cuò)排列而成。該等纖維21的細(xì)度為0.001丹尼至6丹尼。該等纖維21的材質(zhì)選自由聚酰胺樹脂(Polyamide Resin)、聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯(Polyethylene Terephthalate, PET)、尼龍(Nylon)、聚丙烯(Polyproylene, PP)、聚酯樹脂(Polyester Resin)、丙烯酸樹脂(AcrylicResin)、聚丙烯腈樹脂(Polyacrylonitrile Resin)及其復(fù)合物所組成之群。較佳地，該等纖維21為短纖維，其長度為30至100mm，且該纖維基材20為不織布。該纖維基材20的重量為350g/m2至1000g/m2，且密度較佳為0.05至0.30g/cm3。
[0041]接著，將該纖維基材20置放于一模具3內(nèi)。在本實(shí)施例中，該模具3為盒狀，其具有一長度、一寬度及一深度。
[0042]接著，提供一發(fā)泡樹脂。在本實(shí)施例中，該發(fā)泡樹脂為樹脂組合物或共聚物，其材質(zhì)包括一第一成分及一第二成分。該第一成分為多異氰酸鹽(polyuisocyanate),較佳地，該多異氰酸鹽為二異氰酸甲苯(TDI)或二異氰酸二苯甲烷(MDI)。該第二成分為發(fā)泡劑，較佳地，該發(fā)泡劑為多元醇類(polyol)。較佳地，該發(fā)泡樹脂的材質(zhì)還包括一交聯(lián)硬化劑，用以加速該發(fā)泡樹脂的硬化。該交聯(lián)硬化劑可以是脂肪族胺、脂環(huán)族胺、酰胺基胺或雙氰雙胺。同時(shí)，將該發(fā)泡樹脂的原料(即該第一成分及該第二成分)混合攪拌后形成適當(dāng)粘度，較佳地，該發(fā)泡樹脂的粘度為2000cps至5000cps。
[0043]參考圖5，將該發(fā)泡樹脂34注入該模具3中以滲入該纖維基材20中而包覆該等纖維21，直到該纖維基材20完全浸在該發(fā)泡樹脂34中為止。此時(shí)，該發(fā)泡樹脂34滲入該纖維基材20后形成多個(gè)第一孔洞221 (圖2及圖3)。該等第一孔洞221為物理性孔洞，其為該發(fā)泡樹脂包覆該等纖維21后，所自然形成位于該等纖維21間的空間，而且該等纖維21未顯露于該等第一孔洞221中。亦即，該等第一孔洞221并非經(jīng)由發(fā)泡或含浸或其他化學(xué)加工手段所形成的孔洞。在本實(shí)施例中，該發(fā)泡樹脂34經(jīng)由一注射頭32以注射或滴射方式進(jìn)入該