[发明专利]固定磨料颗粒和由其制得的制品

说明书

背景技术

目前，现有的抛光或精修制品(在工业中有时称之为“工件”)的工业操作涉及在抛光处理中使用具有研磨浆液(诸如金刚石浆液)的金属研磨板。使用填充浆液的金属板的一个可能缺点是板的表面最终被研磨浆液饱和，从而不能再抛光或精修工件。当出现饱和现象时，对用户而言常用的操作通常是通过向下磨削来露出新的金属研磨板表面。因为金属研磨板很笨重，所以这种再精修过程费力、耗时并且会在液态悬浮液中生成包含金属碎片的垃圾。因为在每次再磨削过程中，金属研磨板的一部分被去除，所以磨削重新精修步骤还是破坏性的过程。

在另一种工业操作中，可以使用固定磨料来抛光或精修工件。固定磨料通常包括磨料层、粘合剂、背衬和可选的其他柔顺材料。非常理想的是在使用期间使得固定磨料保持基本上平坦。固定磨料中的不平会导致不平的抛光，这是不期望的结果。固定磨料通常具有磨料矿石(诸如金刚石)、用来将矿石附接到背衬的树脂以及将磨料矿石背衬附接到基底的粘合剂。粘合剂通常是压敏粘合剂。这些固定磨料可以被用来抛光氧化铝-钛-碳(AlTiC)条杆(rowbar)。抛光步骤在约10至20磅每平方英寸(psi)以及最多高达60psi的压力下进行。如果在固定磨料中存在不平、粗糙和/或起伏，使用这种固定磨料将可能导致工件拱起。拱起是工件的不期望的磨圆或由此导致的卷绕。

发明内容

本发明通过提供耐用金属基磨料复合颗粒来解决上述问题。可以用所述颗粒形成大体上平坦的固定磨料制品。因为控制了固定磨料制品的平坦度，所以本发明中的多种实施例可应用于精修和抛光应用中，诸如集成电路(IC)芯片或用于硬盘驱动器的条杆的半导体精修。

本发明提供金属基磨料颗粒，其使用平均直径小于约8微米的非常小的超级磨料。在实施例中，超级磨料的平均直径小于约0.5微米。在另一个实施例中，超级磨料的平均直径约为0.2至0.3微米。处于这些尺寸时，超级磨料是粉末形式。为了从这些细小材料形成磨料颗粒，存在加工以及处理难题。在本发明中，尽管存在这些难题，发明人已发现制备磨料颗粒并由这些磨料颗粒制得固定磨料制品的方法。此外，该固定磨料制品不需要经过费力的再加工处理，而再加工处理目前在硬盘驱动器精修工业被使用。

本文所公开的金属基磨料颗粒还可以用于浆液型应用中。也就是说，磨料颗粒被分散在溶液中以形成用于例如金属研磨板、适形垫或转筒机系统(诸如在宝石抛光或光学透镜抛光中使用的那些)的研磨浆液。

本发明还描述了可用的、高性价比的可制造工艺，用来通过使用可光聚合的粘合剂将金属基磨料制品附接到刚性基底(诸如台板)。有利地，使用与例如紫外光源相比，更易于在工业中获得并通常认为具有较小危害的可见光源来固化可光聚合的粘合剂。在一个实施例中，可光聚合的粘合剂是B-阶(B-stageable)粘合剂。

在一个方面，本发明涉及金属基磨料颗粒，其包含具有周边的大体上球状体的含金属基质、以及平均直径小于约8微米的至少部分地嵌入含金属基质中的超级磨料。每个磨料颗粒的平均直径小于约200微米。在一个实施例中，磨料颗粒的平均直径小于约100微米。在另一个实施例中，磨料颗粒的平均直径约为25至35微米。

在另一方面，本发明涉及固定磨料制品，其包括：(a)具有相对的第一和第二表面的背衬，(b)设置在背衬的第一表面上的粘合剂，以及(c)设置在粘合剂上的多个磨料颗粒，每个磨料颗粒包含具有周边的大体上球状体的含金属基质、以及平均直径小于约8微米的至少部分地嵌入到含金属基质中的超级磨料，其中磨料颗粒的平均直径小于约200微米。

在另一方面，本发明涉及制备固定磨料制品的方法，包括下列步骤：(a)提供具有相对的第一和第二表面的背衬；(b)将粘合剂施加到基底的第一表面；以及(c)在被粘合剂涂覆的背衬的第一表面上沉积设置多个磨料颗粒，每个磨料颗粒包含具有周边的大体上球状体的含金属基质、以及平均直径小于约8微米的至少部分地嵌入到含金属基质中的超级磨料，其中磨料颗粒的平均直径小于约200微米。可用另外的步骤将磨料制品附接到刚性基底，所述步骤为：(d)提供大体上平坦的具有相对的第一和第二表面的第一刚性基底；(e)将可光聚合的粘合剂施加到刚性基底的第一表面上；(f)使包含固定磨料颗粒的背衬的第二表面接触包含可光聚合的粘合剂的刚性基底的第一表面以形成层叠件；(g)用大体上平坦的第二刚性基底覆盖固定磨料颗粒，迫使可光聚合的粘合剂移动至对齐从而补偿磨料制品内的厚度变化；以及(h)将该层叠件暴露于可见光以使可光聚合的粘合剂玻璃化，从而生成将固定磨料制品的背衬粘结到第一刚性基底的玻璃化粘合剂。如本文所用：