一种抛光垫及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种抛光垫，包括基材和设置在其上的抛光层；基材经过水性胶浸润而成；抛光层包括涂层本体和多个圆柱状孔，涂层本体内充满三维贯通的结构孔；圆柱状孔纵向分布于涂层本体内；圆柱状孔的顶端与涂层本体的顶面相接，其底端与涂层本体的底面形成有间距；间距的高度小于涂层本体高度的1/4。该抛光垫能够很好地存储抛光过程中产生的碎屑，避免抛光组件被刮伤，有利于提高抛光效果；且使用寿命长。本发明专利技术还公开了一种抛光垫的制备方法，采用无纺布浸润水性胶，烘干，经热辊烫平处理后，在背面喷涂表面活性剂，随后在表面涂覆聚氨酯溶液，接着进入凝固浴、水洗、干燥、表面处理即得。工艺简单，凝固、水洗效率高，大大提高了生产效率。

Polishing pad and preparation method thereof

The invention discloses a polishing pad includes a polishing layer and the substrate is arranged on the substrate; after water infiltration and glue; polishing coating layer comprises a body and a plurality of cylindrical hole, the body full of coating through three-dimensional pore structure; a cylindrical hole of vertical distribution in the coating body; the top end the cylindrical hole and the coating body is coated with the end of the bottom of the body and the bottom is formed with spacing; the height is less than the height of the 1/4 spacing of the coating body. The polishing pad can well store the chips produced in the polishing process so as to prevent the polishing components from being scratched, and the polishing effect is improved, and the service life is long. The invention also discloses a preparation method of polishing pad, non-woven by infiltration of aqueous glue, drying and ironing, after heat treatment, spray on the back surface active agent, then coated on the surface of polyurethane solution, then enter the coagulation bath, washing, drying, surface treatment is. The utility model has the advantages of simple process, high solidification and water washing efficiency, and greatly improved production efficiency.

【技术实现步骤摘要】
一种抛光垫及其制备方法
本专利技术涉及一种多层抛光垫及其制备方法，该抛光垫应用于化学机械平面化处理的抛光
，具体涉及半导体晶片、蓝宝石视窗、光学玻璃产品及各种金属等材质的镜面化处理工序。
技术介绍
目前，对于半导体晶片、光学玻璃、蓝宝石视窗片及各类金属的表面镜面化处理，普遍采用化学机械抛光(ChemicalMechanicalPolishing,CMP)来实现。CMP是一种结合了化学反应和机械摩擦的抛光方法，在抛光过程中，将旋转的被抛光基材压在与其旋转方向相同的弹性抛光垫上，而抛光浆料在抛光基材与底板之间连续流动；上下盘高速反向运转，被抛光基材表面的反应产物被不断地剥离，并被新补充进来的抛光浆料带走；新裸露的抛光基材平面又发生化学反应，反应产物再被剥离下来，如此而循环往复，在衬底、磨粒和化学反应剂的联合作用下，抛光基材最终形成超精表面。在此镜面化的过程中，通常采用两层或多层抛光垫。通常多层抛光垫采用如下工艺进行制备：首先在无纺布中浸渍聚氨酯溶液A，经凝固、水洗、烘干、表面处理后作为基材，然后在其表面涂覆聚氨酯溶液B，在凝固、水洗、烘干、表面处理后，贴胶即得两层抛光垫。也有在该工艺基础上进行优化的，例如专利号为CN101850541A的专利文件公开了一种抛光垫，其在上述基材的表面先涂覆一层阻绝层，进而在其表面涂覆聚氨酯溶液B，后面工序相似。该方法制备的多层抛光垫的抛光层中圆柱状孔长，涂层底部无孔层较少，储存抛光液及抛光碎屑较多，抛光速率高，抛光效果好，使用寿命长，综合性能良好，但由于基材是由无纺布浸渍油溶性的聚氨酯溶液形成的，烘干后，基材的透水性能变差，导致表面涂覆的溶液在凝固、水洗的效率明显降低，需要较长时间的进行溶剂交换。此外，由于该抛光垫添加了阻绝层，阻绝层使得抛光垫的凝固、水洗效率变得更低，而且抛光层内圆柱状孔的高度也仅占涂层厚度的1/2，综合性能有待进一步提升。此外，也有采用不同基材来制备抛光垫的，如专利号为CN102029577B的专利文件中，实施例4及实施例7中所示，采用聚合物膜片作为基材，在基材表面进行涂覆聚氨酯溶液，随后凝固、水洗、干燥、表面处理后制得抛光垫。该抛光垫采用了不透水的聚合物膜作为基材，也同样存在水洗效率低的问题。另一方面，也有采用其他方法制备多层抛光垫的工艺，如专利号为CN101795817A的专利文件，首先通过在基材上涂覆、凝固、水洗、剥离、烘干等工序制备抛光层，随后采用涂胶工艺将抛光层和基材复合在一起，从而制备出多层抛光垫。该抛光垫虽然可以根据不同类型、不同材质的基材制备出性能多样的抛光垫，但是工艺步骤繁多，工艺控制点较多，对加工需要较高。此外，在抛光层的制备中，同样存在凝固、水洗时间较长，效率低下的问题。更重要的是，现有的抛光垫，涂层内所形成的孔，形状不均衡，多呈现上下直径不均一的水滴状，且孔的高度占涂层厚度的比例较小。这种类型的抛光垫，在抛光过程中并不能很好地存储研磨产生的碎屑，抛光组件的表面被刮伤的风险大，且研磨效率较低，抛光效果参差不齐。
技术实现思路
为了克服现有技术的不足，本专利技术的第一个目的在于提供一种抛光垫，该抛光垫的涂层中布满了圆柱状孔，且孔垂直贯穿整个涂层，孔的直径上下较为均匀，能够很好地存储抛光过程中产生的碎屑，避免抛光组件被刮伤，有利于提高抛光效果；同时，该抛光垫的缓冲效果好，能够很好地保护抛光组件。本专利技术的第二个目的在于提供一种抛光垫的制备方法，工艺简单，凝固、水洗效率高，能够大大提高生产效率；且所制备的抛光垫质量好，抛光效果佳。本专利技术的第一个目的采用以下技术方案实现：一种抛光垫，包括基材和设置在所述基材上的抛光层；所述基材经过水性胶浸润而成；所述抛光层包括涂层本体和多个圆柱状孔；所述涂层本体内充满三维贯通的结构孔(即呈现海绵结构)；所述圆柱状孔纵向分布于所述涂层本体内；所述圆柱状孔的顶端与所述涂层本体的顶面相接，其底端与所述涂层本体的底面形成有间距；所述间距的高度小于所述涂层本体高度的1/4。优选的，所述基材为无纺布，所述无纺布的厚度为0.4-2.5mm，单位厚度(即厚度为1mm)的无纺布的重量为50-200g/(m2.mm)；所述水性胶的固含量为0.1-60％，较优的为1-20％，更优为3-10％；所述结构孔的直径为0.1-20μm；所述圆柱状孔的直径为30-200μm，所述间距的高度小于所述涂层本体高度的1/12。优选的，所述水性胶为聚乙烯醇类水性胶、乙烯乙酸酯类水性胶、丙烯酸类水性胶、聚氨酯类水性胶、环氧水性胶、酚醛水性胶、有机硅类水性胶、橡胶类水性胶中的一种或任意混合。较优选的是聚氨酯类水性胶和丙烯酸类水性胶。优选的，所述无纺布为聚酯类无纺布、聚烯烃类无纺布和纤维素类无纺布中的一种或任意组合。更加具体地，所述无纺布的材质可以为聚对苯二甲酸乙二酯(PET)、聚对苯二甲酸丁二酯(PBT)、聚芳酯(PAR)、聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)、聚丙烯、聚乙烯等。较优选的是聚对苯二甲酸乙二酯及聚丙烯无纺布。所述无纺布的纤维直径没有特定的要求范围。优选的，所述涂层本体由聚氨酯复配液形成，其包括按照重量份计的以下组分：溶剂100份；聚氨酯15-50份；着色剂1-25份；第一表面活性剂1-20份；消泡剂0.01-1.5份。优选的，所述溶剂为N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺、N-甲基吡咯烷酮或丙酮，其中优选的是N,N-二甲基甲酰胺和N,N-二甲基乙酰胺。优选的，所述聚氨酯为热塑性聚氨酯粒子，或者，所述聚氨酯采用双组份聚氨酯在溶剂中进行聚合反应，得到聚氨酯溶液后再使用，但优选使用热塑性聚氨酯粒子。优选的，所述着色剂为大分子黄、氧化铁红、铬黄、钼铬红、宝红BK、酞菁系列、炭黑和钛白粉中的一种或任意组合；其中优选的是炭黑、钛白粉，更优选的是炭黑。优选的，所述表面活性剂包括着色剂的分散剂和/或凝固调节剂。优选的，所述消泡剂为矿物油类、有机硅类、聚醚类中的一种或任意混合；上述消泡剂能够普通用于N,N-二甲基甲酰胺，N,N-二甲基乙酰胺体系。优选的，还包括背胶层和离型层，所述背胶层设置在所述基材下方；所述离型层设置在所述背胶层下方。本专利技术的第二个目的采用以下技术方案实现：一种抛光垫的制备方法，包括以下步骤：1)制备基材；取预设基材，放置于水性胶内进行辊压浸渍；接着，去除所述基材表面多余的水性胶，烘干，得到备用基材；2)基材前处理；在所述备用基材的背面上涂覆第二表面活性剂，然后经热辊烘干，并烫平，得到成型基材；3)制备抛光层；配置抛光层复合材料，然后把所述抛光层复合材料涂布在所述成型基材的上表面上；接着依次进行凝固浴、水洗和干燥处理，得到半成品；4)后处理；将所述半成品进行表面处理，即得。优选的，在步骤1)中，所述基材的厚度为0.8-5.0mm，所述基材经过水性胶浸渍、烘干后；采用开片机将其从厚度方向分成等厚的第一基材和第二基材，使得所述第一基材和所述第二基材均形成有剖开面，与所述剖开面相对的表面记为粗糙面；然后对所述第一基材和所述第二基材的粗糙面进行打磨处理，形成打磨面；最后收卷制得厚度为0.4-2.5mm的备用基材；在步骤2)中，采用喷涂、辊涂或刷涂的方式在所述备用基材的打磨面上涂覆第二表面活性剂，随后经过80-210℃的加热辊将基材烘干，使得本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种抛光垫，其特征在于，包括基材和设置在所述基材上的抛光层；所述基材经过水性胶浸润而成；所述抛光层包括涂层本体和多个圆柱状孔；所述涂层本体内充满三维贯通的结构孔；所述圆柱状孔纵向分布于所述涂层本体内；所述圆柱状孔的顶端与所述涂层本体的顶面相接，其底端与所述涂层本体的底面形成有间距；所述间距的高度小于所述涂层本体高度的1/4。

【技术特征摘要】
1.一种抛光垫，其特征在于，包括基材和设置在所述基材上的抛光层；所述基材经过水性胶浸润而成；所述抛光层包括涂层本体和多个圆柱状孔；所述涂层本体内充满三维贯通的结构孔；所述圆柱状孔纵向分布于所述涂层本体内；所述圆柱状孔的顶端与所述涂层本体的顶面相接，其底端与所述涂层本体的底面形成有间距；所述间距的高度小于所述涂层本体高度的1/4。2.根据权利要求1所述的抛光垫，其特征在于，所述基材为无纺布，所述无纺布的厚度为0.4-2.5mm，单位厚度的无纺布的重量为50-200g/(m2.mm)；所述水性胶的固含量为0.1-60％；所述结构孔的直径为0.1-20μm；所述圆柱状孔的直径为30-200μm，所述间距的高度小于所述涂层本体高度的1/12。3.根据权利要求2所述的抛光垫，其特征在于，所述水性胶为聚乙烯醇类水性胶、乙烯乙酸酯类水性胶、丙烯酸类水性胶、聚氨酯类水性胶、环氧水性胶、酚醛水性胶、有机硅类水性胶、橡胶类水性胶中的一种或任意混合；所述无纺布为聚酯类无纺布、聚烯烃类无纺布和纤维素类无纺布中的一种或任意组合。4.根据权利要求1所述的抛光垫，其特征在于，所述涂层本体由聚氨酯复配液形成，其包括按照重量份计的以下组分：溶剂100份；聚氨酯15-50份；着色剂1-25份；第一表面活性剂1-20份；消泡剂0.01-1.5份。5.根据权利要求4所述的抛光垫，其特征在于，所述溶剂为N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺、N-甲基吡咯烷酮或丙酮；所述聚氨酯为热塑性聚氨酯，或者，所述聚氨酯由双组份聚氨酯经过聚合反应而成；所述着色剂为大分子黄、氧化铁红、铬黄、钼铬红、宝红BK、酞菁系列、炭黑和钛白粉中的一种或任意组合；所述表面活性剂包括分散剂和/或凝固调节剂；所述消泡剂为矿物油类、有机硅类、聚醚类中的一种或任意混合。6.根据权利要求1所述的抛光垫，其特征在于，还包括背胶层和离型层，所述背胶层设置在所述基材下方；所述离型层设置在所述背胶层下方。7.一种如权利要求1-6任意一项所述的抛光垫的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：1)制备基材；取预设基材，放置于水性胶内进行辊压浸渍；接着，去除所述基材表面多余的水性胶，烘干，得到备用...

【专利技术属性】
技术研发人员：王晓斌，肖志明，王松钊，蔡朝辉，
申请(专利权)人：佛山市金辉高科光电材料有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44