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(In Japanese)金属製研磨パッドおよびその製造方法

Patent code P170014326
File No. (S2013-1207-C0)
Posted date Jun 26, 2017
Application number P2015-527226
Patent number P6225991
Date of filing Jun 18, 2014
Date of registration Oct 20, 2017
International application number JP2014066169
International publication number WO2015008572
Date of international filing Jun 18, 2014
Date of international publication Jan 22, 2015
Priority data
  • P2013-150678 (Jul 19, 2013) JP
Inventor
  • (In Japanese)江龍 修
  • (In Japanese)山口 英二
Applicant
  • (In Japanese)国立大学法人名古屋工業大学
  • (In Japanese)新東工業株式会社
Title (In Japanese)金属製研磨パッドおよびその製造方法
Abstract (In Japanese)被加工面における触媒と接触または極近接する領域を増大できる金属製研磨パッドを提供する。被加工物(6)の被加工面(6a)を触媒支援型の化学加工方法で平滑化加工するための金属製研磨パッド(2)を、遷移金属触媒からなる金属繊維の圧縮成型体で構成する。この圧縮成型体は、金属繊維から構成されており、空隙を有しているので、研磨パッド表面(2a)に存在する金属繊維は弾性変形が可能である。このため、研磨パッド表面(2a)と被加工物(6)の被加工面(6a)とが押し合わされると、被加工面(6a)に存在する微細な凹凸に対応して、金属繊維が変形することで、研磨パッド表面(2a)と被加工面(6a)との間に生じる隙間を小さくできる。これにより、被加工面(6a)における触媒と接触もしくは極近接する領域を増大させることができる。
Outline of related art and contending technology (In Japanese)

近年の環境問題やエネルギー問題の観点から、自動車や鉄道車両、産業機器、家電製品などの電力制御における省エネルギーを促進するために、パワーエレクトロニクス機器の高性能化が要求されている。従来、これらのパワーエレクトロニクス機器にはパワー半導体材料としてシリコン(以下、Siと略記する。)が使われてきたが、更なる省エネルギーを実現する方法として、シリコンカーバイト(以下、SiCと略記する。)であるとか、窒化ガリウム(以下、GaNと略記する。)、ダイヤモンドなどの新しいパワー半導体材料が提案されはじめている。これらの新しいパワー半導体材料は、Siと比較して高硬度で且つ脆い材料であり難加工材料であるといった課題があった。

これらの難加工材料の表面を効率的に平滑化加工する先行技術として、特許文献1、2に記載された触媒支援型の化学加工方法がある。

特許文献1に記載の方法は、酸化剤の溶液中に被加工物を配し、遷移金属からなる触媒を被加工物の被加工面に接触もしくは極近接させ、触媒表面上で生成した強力な酸化力を持つ活性種と被加工物の表面原子との化学反応で生成した化合物を除去あるいは溶出させることによって被加工物を加工する方法である。特許文献1には、この方法の実施例として、表面の全部または一部が遷移金属で構成された定盤を用いることが記載されている。

特許文献2に記載の方法は、フッ化水素酸等のハロゲンを含む分子が溶けた処理液中に、GaNやSiC等の被加工物を配し、モリブデンまたはモリブデン化合物からなる触媒を被加工物の被加工面に接触または極近接させながら該触媒と被加工物とを相対移動させて被加工物の被加工面を加工する方法である。特許文献2には、この方法の実施例として、モリブデンまたはモリブデン化合物からなる触媒定盤を用いることが記載されている。

なお、特許文献1、2に記載の方法は、どちらも、砥粒を用いずに、酸化剤から発生した活性種のみで研磨する方法である。

Field of industrial application (In Japanese)

本発明は、難加工材料の表面を触媒支援型の化学加工方法で平滑化加工するための金属製研磨パッドおよびその製造方法や、その金属製研磨パッドを用いた触媒支援型の化学加工方法に関する。

Scope of claims (In Japanese)
【請求項1】
 
被加工物(6)の被加工面(6a)を触媒支援型の化学加工方法で平滑化加工するための金属製研磨パッド(2)であって、
遷移金属触媒からなる金属繊維(21、22、23)の圧縮成型体で構成され、
前記圧縮成型体は、交差した前記金属繊維同士の接触箇所が焼結して、前記金属繊維同士が固定されているとともに、所定の空隙率を有することを特徴とする金属製研磨パッド。

【請求項2】
 
前記金属繊維(21、22、23)は、直径が1μm以上500μm以下であることを特徴とする請求項1に記載の金属製研磨パッド。

【請求項3】
 
前記空隙率は、10%以上90%以下であることを特徴とする請求項1または2に記載の金属製研磨パッド。

【請求項4】
 
前記圧縮成型体は、圧縮回復率が90%以上100%以下であることを特徴とする請求項1ないし3のいずれか1つに記載の金属製研磨パッド。

【請求項5】
 
前記金属繊維(21、22、23)は、チタン、ニッケル、銅、鉄、クロム、コバルト、白金の中から選択された1種の金属または2種類以上の組み合わせからなる合金で構成されることを特徴とする請求項1ないし4のいずれか1つに記載の金属製研磨パッド。

【請求項6】
 
前記圧縮成型体は、第1金属繊維(22)と、前記第1金属繊維とは異なる材質の第2金属繊維(23)とを備えることを特徴とする請求項1ないし5のいずれか1つに記載の金属製研磨パッド。

【請求項7】
 
前記圧縮成型体は、研磨面となる一面(2a)と、それとは反対側の他面(2b)とを有し、
前記他面にゴム弾性を有するクッションシート(13)が設けられていることを特徴とする請求項1ないし6のいずれか1つに記載の金属製研磨パッド。

【請求項8】
 
請求項1ないし7のいずれか1つに記載の前記金属製研磨パッドの製造方法であって、
遷移金属触媒からなる金属繊維をホットプレスして一次成型体を成型する一次成型工程(S2)と、
前記一次成型体を常温で静水圧プレスして二次成型体を成型・する二次成型工程(S3)とを有し、
前記一次成型工程によって、前記金属繊維同士を焼結により固定させ、
前記二次成型工程では、静水圧で変形しない型材(11)により前記一次成型体の一面(10a)を覆うとともに、静水圧で変形可能な被覆材(12)により前記一次成型体の残りの面(10b)を覆った状態で前記静水圧プレスすることを特徴とする金属製研磨パッドの製造方法。

【請求項9】
 
難加工材料からなる被加工物(6)の被加工面(6a)を平滑化加工する触媒支援型の化学加工方法において、
請求項1ないし7のいずれか1つに記載の前記金属製研磨パッド(2)の研磨面(2a)と前記被加工面(6a)とを押し合わせ、前記被加工面(6a)と前記研磨面(2a)との間に酸化剤を供給しながら、前記被加工物(6)と前記金属製研磨パッド(2)とを相対移動させることを特徴する触媒支援型の化学加工方法。

【請求項10】
 
前記酸化剤とともに、補助研磨粒子を供給することを特徴とする請求項9に記載の触媒支援型の化学加工方法。

【請求項11】
 
前記補助研磨粒子として、前記被加工物よりも軟らかいものを用いることを特徴とする請求項10に記載の触媒支援型の化学加工方法。

【請求項12】
 
前記補助研磨粒子は、前記被加工物の表面改質層よりも硬いことを特徴とする請求項11に記載の触媒支援型の化学加工方法。

【請求項13】
 
前記難加工材料は、SiC、GaN、ダイヤモンド、サファイヤ、ルビーのいずれか1つであることを特徴とする請求項9ないし12のいずれか1つに記載の触媒支援型の化学加工方法。

【請求項14】
 
前記酸化剤として、純水、過酸化水素水、シュウ酸、フッ化水素酸の中から選択された1種の溶液または2種類以上の組み合わせから成る混合溶液を用いることを特徴とする請求項9ないし13のいずれか1つに記載の触媒支援型の化学加工方法。

【請求項15】
 
前記圧縮成型体は、綿状の前記金属繊維に対して加熱および圧縮して成型されたものであることを特徴とする請求項1ないし7のいずれか1つに記載の金属製研磨パッド。

【請求項16】
 
前記金属繊維として、チタンで構成された金属繊維を用い、
前記一次成型工程の加熱温度を700℃以上1000℃以下とすることを特徴とする請求項8に記載の金属製研磨パッドの製造方法。
IPC(International Patent Classification)
F-term
Drawing

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JP2015527226thum.jpg
State of application right Registered
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