本發(fā)明涉及一種多層拋光墊及其制備方法，該拋光墊應(yīng)用于化學(xué)機(jī)械平面化處理的拋光技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及半導(dǎo)體晶片、藍(lán)寶石視窗、光學(xué)玻璃產(chǎn)品及各種金屬等材質(zhì)的鏡面化處理工序。

背景技術(shù)：

目前，對于半導(dǎo)體晶片、光學(xué)玻璃、藍(lán)寶石視窗片及各類金屬的表面鏡面化處理，普遍采用化學(xué)機(jī)械拋光(Chemical Mechanical Polishing,CMP)來實(shí)現(xiàn)。CMP是一種結(jié)合了化學(xué)反應(yīng)和機(jī)械摩擦的拋光方法，在拋光過程中，將旋轉(zhuǎn)的被拋光基材壓在與其旋轉(zhuǎn)方向相同的彈性拋光墊上，而拋光漿料在拋光基材與底板之間連續(xù)流動；上下盤高速反向運(yùn)轉(zhuǎn)，被拋光基材表面的反應(yīng)產(chǎn)物被不斷地剝離，并被新補(bǔ)充進(jìn)來的拋光漿料帶走；新裸露的拋光基材平面又發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，反應(yīng)產(chǎn)物再被剝離下來，如此而循環(huán)往復(fù)，在襯底、磨粒和化學(xué)反應(yīng)劑的聯(lián)合作用下，拋光基材最終形成超精表面。在此鏡面化的過程中，通常采用兩層或多層拋光墊。

通常多層拋光墊采用如下工藝進(jìn)行制備：首先在無紡布中浸漬聚氨酯溶液A，經(jīng)凝固、水洗、烘干、表面處理后作為基材，然后在其表面涂覆聚氨酯溶液B，在凝固、水洗、烘干、表面處理后，貼膠即得兩層拋光墊。也有在該工藝基礎(chǔ)上進(jìn)行優(yōu)化的，例如專利號為CN101850541 A的專利文件公開了一種拋光墊，其在上述基材的表面先涂覆一層阻絕層，進(jìn)而在其表面涂覆聚氨酯溶液B，后面工序相似。該方法制備的多層拋光墊的拋光層中圓柱狀孔長，涂層底部無孔層較少，儲存拋光液及拋光碎屑較多，拋光速率高，拋光效果好，使用壽命長，綜合性能良好，但由于基材是由無紡布浸漬油溶性的聚氨酯溶液形成的，烘干后，基材的透水性能變差，導(dǎo)致表面涂覆的溶液在凝固、水洗的效率明顯降低，需要較長時間的進(jìn)行溶劑交換。此外，由于該拋光墊添加了阻絕層，阻絕層使得拋光墊的凝固、水洗效率變得更低，而且拋光層內(nèi)圓柱狀孔的高度也僅占涂層厚度的1/2，綜合性能有待進(jìn)一步提升。

此外，也有采用不同基材來制備拋光墊的，如專利號為CN102029577 B的專利文件中，實(shí)施例4及實(shí)施例7中所示，采用聚合物膜片作為基材，在基材表面進(jìn)行涂覆聚氨酯溶液，隨后凝固、水洗、干燥、表面處理后制得拋光墊。該拋光墊采用了不透水的聚合物膜作為基材，也同樣存在水洗效率低的問題。

另一方面，也有采用其他方法制備多層拋光墊的工藝，如專利號為CN 101795817 A的專利文件，首先通過在基材上涂覆、凝固、水洗、剝離、烘干等工序制備拋光層，隨后采用涂膠工藝將拋光層和基材復(fù)合在一起，從而制備出多層拋光墊。該拋光墊雖然可以根據(jù)不同類型、不同材質(zhì)的基材制備出性能多樣的拋光墊，但是工藝步驟繁多，工藝控制點(diǎn)較多，對加工需要較高。此外，在拋光層的制備中，同樣存在凝固、水洗時間較長，效率低下的問題。

更重要的是，現(xiàn)有的拋光墊，涂層內(nèi)所形成的孔，形狀不均衡，多呈現(xiàn)上下直徑不均一的水滴狀，且孔的高度占涂層厚度的比例較小。這種類型的拋光墊，在拋光過程中并不能很好地存儲研磨產(chǎn)生的碎屑，拋光組件的表面被刮傷的風(fēng)險大，且研磨效率較低，拋光效果參差不齊。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的第一個目的在于提供一種拋光墊，該拋光墊的涂層中布滿了圓柱狀孔，且孔垂直貫穿整個涂層，孔的直徑上下較為均勻，能夠很好地存儲拋光過程中產(chǎn)生的碎屑，避免拋光組件被刮傷，有利于提高拋光效果；同時，該拋光墊的緩沖效果好，能夠很好地保護(hù)拋光組件。

本發(fā)明的第二個目的在于提供一種拋光墊的制備方法，工藝簡單，凝固、水洗效率高，能夠大大提高生產(chǎn)效率；且所制備的拋光墊質(zhì)量好，拋光效果佳。

本發(fā)明的第一個目的采用以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：

一種拋光墊，包括基材和設(shè)置在所述基材上的拋光層；所述基材經(jīng)過水性膠浸潤而成；所述拋光層包括涂層本體和多個圓柱狀孔；所述涂層本體內(nèi)充滿三維貫通的結(jié)構(gòu)孔(即呈現(xiàn)海綿結(jié)構(gòu))；所述圓柱狀孔縱向分布于所述涂層本體內(nèi)；所述圓柱狀孔的頂端與所述涂層本體的頂面相接，其底端與所述涂層本體的底面形成有間距；所述間距的高度小于所述涂層本體高度的1/4。

優(yōu)選的，所述基材為無紡布，所述無紡布的厚度為0.4-2.5mm，單位厚度(即厚度為1mm)的無紡布的重量為50-200g/(m².mm)；所述水性膠的固含量為0.1-60％，較優(yōu)的為1-20％，更優(yōu)為3-10％；所述結(jié)構(gòu)孔的直徑為0.1-20μm；所述圓柱狀孔的直徑為30-200μm，所述間距的高度小于所述涂層本體高度的1/12。

優(yōu)選的，所述水性膠為聚乙烯醇類水性膠、乙烯乙酸酯類水性膠、丙烯酸類水性膠、聚氨酯類水性膠、環(huán)氧水性膠、酚醛水性膠、有機(jī)硅類水性膠、橡膠類水性膠中的一種或任意混合。較優(yōu)選的是聚氨酯類水性膠和丙烯酸類水性膠。

優(yōu)選的，所述無紡布為聚酯類無紡布、聚烯烴類無紡布和纖維素類無紡布中的一種或任意組合。更加具體地，所述無紡布的材質(zhì)可以為聚對苯二甲酸乙二酯(PET)、聚對苯二甲酸丁二酯(PBT)、聚芳酯(PAR)、聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)、聚丙烯、聚乙烯等。較優(yōu)選的是聚對苯二甲酸乙二酯及聚丙烯無紡布。所述無紡布的纖維直徑?jīng)]有特定的要求范圍。

優(yōu)選的，所述涂層本體由聚氨酯復(fù)配液形成，其包括按照重量份計的以下組分：溶劑100份；聚氨酯15-50份；著色劑1-25份；第一表面活性劑1-20份；消泡劑0.01-1.5份。

優(yōu)選的，所述溶劑為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，其中優(yōu)選的是N,N-二甲基甲酰胺和N,N-二甲基乙酰胺。

優(yōu)選的，所述聚氨酯為熱塑性聚氨酯粒子，或者，所述聚氨酯采用雙組份聚氨酯在溶劑中進(jìn)行聚合反應(yīng)，得到聚氨酯溶液后再使用，但優(yōu)選使用熱塑性聚氨酯粒子。

優(yōu)選的，所述著色劑為大分子黃、氧化鐵紅、鉻黃、鉬鉻紅、寶紅BK、酞菁系列、炭黑和鈦白粉中的一種或任意組合；其中優(yōu)選的是炭黑、鈦白粉，更優(yōu)選的是炭黑。

優(yōu)選的，所述表面活性劑包括著色劑的分散劑和/或凝固調(diào)節(jié)劑。

優(yōu)選的，所述消泡劑為礦物油類、有機(jī)硅類、聚醚類中的一種或任意混合；上述消泡劑能夠普通用于N,N-二甲基甲酰胺，N,N-二甲基乙酰胺體系。

優(yōu)選的，還包括背膠層和離型層，所述背膠層設(shè)置在所述基材下方；所述離型層設(shè)置在所述背膠層下方。

本發(fā)明的第二個目的采用以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：

一種拋光墊的制備方法，包括以下步驟：

1)制備基材；取預(yù)設(shè)基材，放置于水性膠內(nèi)進(jìn)行輥壓浸漬；接著，去除所述基材表面多余的水性膠，烘干，得到備用基材；

2)基材前處理；在所述備用基材的背面上涂覆第二表面活性劑，然后經(jīng)熱輥烘干，并燙平，得到成型基材；

3)制備拋光層；配置拋光層復(fù)合材料，然后把所述拋光層復(fù)合材料涂布在所述成型基材的上表面上；接著依次進(jìn)行凝固浴、水洗和干燥處理，得到半成品；

4)后處理；將所述半成品進(jìn)行表面處理，即得。

優(yōu)選的，在步驟1)中，所述基材的厚度為0.8-5.0mm，所述基材經(jīng)過水性膠浸漬、烘干后；采用開片機(jī)將其從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開面，與所述剖開面相對的表面記為粗糙面；然后對所述第一基材和所述第二基材的粗糙面進(jìn)行打磨處理，形成打磨面；最后收卷制得厚度為0.4-2.5mm的備用基材；

在步驟2)中，采用噴涂、輥涂或刷涂的方式在所述備用基材的打磨面上涂覆第二表面活性劑，隨后經(jīng)過80-210℃的加熱輥將基材烘干，使得第二表面活性劑內(nèi)的殘余水分或低沸點(diǎn)溶劑完全揮發(fā)，另外可以使基材得到燙平，使?jié){料在基材表面的涂覆更加平整、均勻，得到成型基材；

在步驟3)中，采用刮涂的方式把所述拋光層復(fù)合材料涂布在所述成型基材的剖開面上；所述拋光層復(fù)合材料為聚氨酯復(fù)配液，其涂布厚度為0.5-2.5mm；隨后進(jìn)入凝固浴，在凝固浴中靜置10-60min后，置入水洗槽中并保持20-120min；最后在90-200℃下烘干，即得半成品；

在步驟4)中，對所述半成品進(jìn)行表面處理，即研磨拋光層的表面，使得拋光層具有多個表面開孔，并以真空吸力清楚殘屑；接著，在基材的背面依次進(jìn)行貼膠和貼設(shè)離型層；最后分切成預(yù)設(shè)尺寸，即得。

優(yōu)選的，所述第二表面活性劑為非離子型表面活性劑，其HLB值為1-10；所述第二表面活性劑的粘度為0-300mpa.s，更優(yōu)選的為0-100mpa.s；對所述第二表面活性劑的濃度或固含量沒有特別限定，但最好大于5％，否則噴涂之后的效果不明顯，或造成不必要的浪費(fèi)。

優(yōu)選的，所述第二表面活性劑為油酸、失水山梨醇三油酸酯、失水山梨醇三油酸酯、聚氧乙烯山梨醇蜂蠟衍生物、失水山梨醇三硬脂酸酯、失水山梨醇三硬脂酸酯、聚氧乙烯山梨醇六硬脂酸酯、乙二醇脂肪酸酯、乙二醇脂肪酸酯、聚氧乙烯山梨醇蜂蠟衍生物、丙二醇脂肪酸酯、丙二醇單硬脂酸酯、丙二醇單硬脂酸酯、丙二醇單硬脂酸酯、丙二醇脂肪酸酯、乙二醇脂肪酸酯、丙二醇脂肪酸酯、失水山梨醇倍半油酸酯、失水山梨醇倍半油酸酯、聚氧乙烯山梨醇-4,5-油酸酯、單硬脂酸甘油酯、單硬脂酸甘油酯、單硬脂酸甘油酯、單硬脂酸甘油酯、單硬脂酸甘油酯、羥基化羊毛脂、聚氧乙烯山梨醇蜂蠟衍生物、丙二醇脂肪酸酯、失水山梨醇單油酸酯、失水山梨醇單油酸酯、丙二醇單月桂酸酯、丙二醇單月桂酸酯、丙二醇脂肪酸酯、失水山梨醇單硬脂酸酯、失水山梨醇單硬脂酸酯、二乙二醇單油酸酯、二乙二醇脂肪酸酯、二乙二醇單硬脂酸酯、二乙二醇脂肪酸酯、聚氧乙烯油醇醚、聚氧乙烯山梨醇蜂蠟衍生物、二乙二醇脂肪酸酯、單硬脂酸甘油酯、單硬脂酸甘油酯、二乙二醇脂肪酸酯、甲基葡萄糖苷倍半硬脂酸酪、聚氧乙烯山梨醇蜂蠟衍生物、二乙二醇單月桂酸酯、二乙二醇脂肪酸酯、二乙二醇單月桂酸酯、失水山梨醇單棕櫚酸酯、失水山梨醇單棕櫚酸酯、聚氧乙烯二油酸酯、四乙二醇單硬脂酸酯、四乙二醇單油酸酯、聚氧丙烯甘露醇二油酸酯、聚氧乙烯山梨醇羊毛脂油酸衍生物、聚氧乙烯山梨醇羊毛脂衍生物、聚氧丙烯硬脂酸酯、聚氧乙烯羊毛醇醚、失水山梨醇月桂酸酯、失水山梨醇月桂酸酯、聚氧乙烯脂肪酸、聚氧乙烯氧丙烯油酸酯、聚氧乙烯山梨醇蜂蠟衍生物、四乙二醇單月桂酸酯、聚氧乙烯月桂醚、聚氧乙烯失水山梨醇單硬脂酸酯、六乙二醇單硬脂酸酯、聚氧丙烯羊毛醇醚和聚氧乙烯失水山梨醇單油酸酯中的一種或任意組合。

更加優(yōu)選的，所述第二表面活性劑的HLB值為4-7，可以為羥基化羊毛脂、聚氧乙烯山梨醇蜂蠟衍生物、丙二醇脂肪酸酯、失水山梨醇單油酸酯、失水山梨醇單油酸酯、丙二醇單月桂酸酯、丙二醇單月桂酸酯、丙二醇脂肪酸酯、失水山梨醇單硬脂酸酯、失水山梨醇單硬脂酸酯、二乙二醇單油酸酯、二乙二醇脂肪酸酯、二乙二醇單硬脂酸酯、二乙二醇脂肪酸酯、聚氧乙烯油醇醚、聚氧乙烯山梨醇蜂蠟衍生物、二乙二醇脂肪酸酯、單硬脂酸甘油酯、單硬脂酸甘油酯、二乙二醇脂肪酸酯、甲基葡萄糖苷倍半硬脂酸酪、聚氧乙烯山梨醇蜂蠟衍生物、二乙二醇單月桂酸酯、二乙二醇脂肪酸酯、二乙二醇單月桂酸酯、失水山梨醇單棕櫚酸酯和失水山梨醇單棕櫚酸酯中的一種或任意組合。

優(yōu)選的，在步驟2)中，當(dāng)所述第二表面活性劑為液態(tài)時，且其粘度≤300mpa.s，直接將其涂覆在所述備用基材的背面；當(dāng)所述第二表面活性劑為液態(tài)時，且其粘度＞300mpa.s，則將其稀釋或分散于水或低沸點(diǎn)溶劑(乙醇或丙酮)中，制得第一混合溶液；然后再將所述第一混合溶液涂覆在所述備用基材的背面；當(dāng)所述第二表面活性劑為固態(tài)時，則將其稀釋或分散于水或低沸點(diǎn)溶劑(乙醇或丙酮)中，制備成粘度≤300mpa.s的第二混合溶液；再將所述第二混合溶液涂覆在所述備用基材的背面。

相比現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明的有益效果在于：

本發(fā)明采用無紡布浸潤水性膠，烘干后，制備透水性良好的浸膠無紡布基材，經(jīng)熱輥燙平處理后，在背面噴涂表面活性劑，隨后在表面涂覆聚氨酯溶液，隨后進(jìn)入凝固浴、水洗、干燥、表面處理、貼膠后制得拋光墊樣品。

該拋光墊具有如下特點(diǎn)：

(1)拋光墊表面涂層即為拋光層，涂層中布滿了圓柱狀孔，該孔垂直貫穿整個涂層，涂層底部的海綿層結(jié)構(gòu)很薄甚至沒有(小于涂層總厚度的1/4，甚至小于涂層總厚度的1/12)。圓柱狀孔的直徑在30-200um之間，而且孔的直徑上下較為均一，不會呈明顯的上部孔直徑小，底部孔直徑大的水滴狀。上下直徑不一樣的水滴狀孔形狀在拋光過程中，隨著拋光墊的磨損，裸露的開口直徑會隨著涂層中底部孔的直徑變大而逐漸變大，拋光液的接觸區(qū)域會有所增大，因而，拋光的速率會逐漸變大，最終影響拋光產(chǎn)品在不同批次間的拋光效果。而本發(fā)明的拋光墊涂層中上下直徑均一的圓柱狀孔則有效的避免了該問題的發(fā)生，拋光效果好且穩(wěn)定，拋光過程中，拋光層內(nèi)的圓柱狀孔在拋光過程中能夠很好地存儲研磨產(chǎn)生的碎屑，避免拋光組件的表面被刮傷。

(2)本發(fā)明中拋光墊的基材采用水性膠浸潤無紡布而成，而非親水性、透水性均較差的傳統(tǒng)油溶性聚氨酯溶液浸漬而成，所以本發(fā)明使用的基材的透水性好，在生產(chǎn)過程中，溶劑交換速度快，水洗時間短，生產(chǎn)效率高。

因為油溶性的聚氨酯浸漬無紡布的基材透水性差，所以在涂層進(jìn)入凝固浴并成孔時溶劑交換過程中，沒有凝固液從基材接觸涂層，涂層中的溶劑可以從涂層底部完全從涂層的表面滲出，與凝固浴進(jìn)行交換，因此，形成的柱狀孔都是從涂層底部開始貫穿整個涂層，較為理想。但是由于基材的底部不能透水，在接下來的水洗過程中，則因為只能從涂層表面進(jìn)行溶劑交換，底部不能進(jìn)行溶劑交換，而導(dǎo)致水洗的效果差，耗時長，嚴(yán)重影響生產(chǎn)效率。而本發(fā)明采用水溶性的膠浸漬無紡布制備拋光墊基材，該基材親水性、透水性好，可以極大的提高水洗時的效率，從而提高生產(chǎn)的效率。但是由于透水性太好，在凝固過程中，凝固液容易從基材底部進(jìn)入接觸到涂層，從而影響涂層中孔的形成高度，因此，本發(fā)明又采用在基材背部涂覆表面活性劑進(jìn)行改善，具體的改善方式如下：

涂布拋光層涂料之前，在基材的背面噴涂一層HLB值合適的表面活性劑，表面活性劑可以適當(dāng)延遲涂層進(jìn)入凝固浴時凝固液從基材背面接觸涂層底部的時間，可以讓涂層內(nèi)部的溶劑能夠從涂層的頂部充分交換，從而形成貫穿整個涂層的圓柱狀孔，涂層底部僅有很薄的一層沒有圓柱狀孔的海綿結(jié)構(gòu)層。隨著凝固的進(jìn)一步進(jìn)行，基材背部的表面活性劑會逐漸分散至凝固浴中，而基材會完全恢復(fù)之前的透水性能，在接下來的水洗過程中，依然保持較高的水洗效率，也保證了產(chǎn)品的生產(chǎn)效率。

附圖說明

圖1為本發(fā)明實(shí)施例1所提供的拋光墊的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明對比例1所提供的拋光墊的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

下面，結(jié)合附圖以及具體實(shí)施方式，對本發(fā)明做進(jìn)一步描述：

一種拋光墊，包括基材和設(shè)置在所述基材上的拋光層；所述基材經(jīng)過水性膠浸潤而成；所述拋光層包括涂層本體和多個圓柱狀孔；所述涂層本體內(nèi)充滿三維貫通的結(jié)構(gòu)孔(即呈現(xiàn)海綿結(jié)構(gòu))；所述圓柱狀孔縱向分布于所述涂層本體內(nèi)；所述圓柱狀孔的頂端與所述涂層本體的頂面相接，其底端與所述涂層本體的底面形成有間距；所述間距的高度小于所述涂層本體高度的1/4。

一種拋光墊的制備方法，包括以下步驟：

1)制備基材；取預(yù)設(shè)基材，放置于水性膠內(nèi)進(jìn)行輥壓浸漬；接著，去除所述基材表面多余的水性膠，烘干，得到備用基材；

2)基材前處理；在所述備用基材的背面上涂覆第二表面活性劑，然后經(jīng)熱輥烘干，并燙平，得到成型基材；

3)制備拋光層；配置拋光層復(fù)合材料，然后把所述拋光層復(fù)合材料涂布在所述成型基材的上表面上；接著依次進(jìn)行凝固浴、水洗和干燥處理，得到半成品；

4)后處理；將所述半成品進(jìn)行表面處理，即得。

實(shí)施例1

一種拋光墊，依次按照以下步驟制備而成：

1)拋光墊基材的制備；采用厚度為2.5mm、單位厚度重量(1mm)為160g/(m².mm)的無紡布，經(jīng)過固含量為8.0％丙烯酸類水性膠乳液浸漬輥壓后，刮去表面多余液體，在高溫下烘干。進(jìn)而使用開片機(jī)將浸漬后的無紡布從厚度方向分成厚度相同的兩片，最后經(jīng)打磨機(jī)將浸漬無紡布的兩個表面進(jìn)行打磨處理，收卷制得兩片厚度為1.1mm拋光墊的基材。

2)涂布前的基材處理；將HLB值為2.1的失水山梨醇三硬脂酸酯(Span 65)高速攪拌分散于丙酮內(nèi)，形成濃度為10.0％的Span 65-丙酮分散乳液。然后，使用高壓噴槍噴涂在基材的打磨面上，隨后，經(jīng)熱輥烘干并燙平，晾干后備用。

3)拋光層的制備；將配制好的聚氨酯溶液刮涂在基材的剖開面上，形成厚度為0.8mm厚的涂層，隨后進(jìn)入凝固浴中，在凝固浴中靜置30min后，置入水洗槽中水洗60min，隨后在100℃下烘干制得拋光墊原墊。其中，上述聚氨酯溶液中包含如下成分：N,N-二甲基乙酰胺100份；TPU膠粒19.05份；炭黑7.6份；表面活性劑5.82份；消泡劑0.024份。

4)拋光墊的后處理；將拋光墊原墊經(jīng)表面處理后，在基材的背部進(jìn)行貼膠，最后根據(jù)使用需求將拋光墊分切成規(guī)定尺寸，即可制得拋光墊。

如圖1所示，即為實(shí)施例1所制得的拋光墊的結(jié)構(gòu)示意圖，從圖中可得，拋光墊1包括基材15和設(shè)置在基材15上的拋光層12，拋光層12包括涂層本體13和圓柱狀孔14，涂層本體13為聚氨酯涂層，其內(nèi)充滿三維貫通的結(jié)構(gòu)孔，呈現(xiàn)海綿結(jié)構(gòu)；基材15經(jīng)過水性膠16浸潤，其表面覆蓋有水性膠16；在基材15的底部貼設(shè)有背膠17，背膠17的底部貼設(shè)有離型片18。從圖中易得，拋光層12內(nèi)布滿了圓柱狀孔14，圓柱狀孔14垂直貫穿整個涂層，涂層底部的海綿層結(jié)構(gòu)很薄甚至沒有(小于涂層總厚度的1/4，甚至僅為涂層總厚度的1/12)。圓柱狀孔14的直徑在30-200um之間，而且孔的直徑上下較為均一。該拋光墊能夠保證拋光產(chǎn)品在不同批次間的拋光效果。

實(shí)施例2

一種拋光墊，依次按照以下步驟制備而成：

1)拋光墊基材的制備；采用厚度為1.4mm、單位厚度重量(1mm)為180g/(m².mm)的無紡布,經(jīng)過固含量為9.0％聚氨酯類水性膠乳液浸漬輥壓后，刮去表面多余液體，在高溫下烘干。進(jìn)而使用開片機(jī)將浸漬后的無紡布從厚度方向分成厚度相同的兩片，最后經(jīng)打磨機(jī)將浸漬無紡布的兩個表面進(jìn)行打磨處理，收卷制得兩片厚度為0.6mm拋光墊的基材。

2)涂布前的基材處理；將HLB值為4.3的失水山梨醇單油酸酯(Span 80)高速攪拌溶解于乙醇內(nèi)，形成濃度為15.0％的Span 80-乙醇溶液。然后，使用高壓噴槍噴涂在基材的打磨面上，隨后，經(jīng)熱輥烘干并燙平，晾干后備用。

3)拋光層的制備；將配制好的聚氨酯溶液刮涂在基材的剖開面上，形成厚度為1.2mm厚的涂層，隨后進(jìn)入凝固浴中，在凝固浴中靜置30min后，置入水洗槽中水洗60min，隨后在100℃下烘干制得拋光墊原墊。其中，上述聚氨酯溶液中包含如下成分：N,N-二甲基甲酰胺100份；TPU膠粒21.95份；炭黑10.98份；表面活性劑6.72份；消泡劑0.024份。

4)拋光墊的后處理；將拋光墊原墊經(jīng)表面處理后，在基材的背部進(jìn)行貼膠，最后根據(jù)使用需求將拋光墊分切成規(guī)定尺寸，即可制得拋光墊。

實(shí)施例2制得的拋光墊的結(jié)構(gòu)與實(shí)施例1的拋光墊相似，在此不再贅述。

實(shí)施例3

一種拋光墊，依次按照以下步驟制備而成：

1)拋光墊基材的制備；采用厚度為1.2mm、單位厚度重量(1mm)為200g/(m².mm)無紡布，經(jīng)過固含量為10.0％丙烯酸類水性膠乳液浸漬輥壓后，刮去表面多余液體，在高溫下烘干。進(jìn)而使用開片機(jī)將浸漬后的無紡布從厚度方向分成厚度相同的兩片，最后經(jīng)打磨機(jī)將浸漬無紡布的兩個表面進(jìn)行打磨處理，收卷制得兩片厚度為0.5mm拋光墊的基材。

2)涂布前的基材處理；將HLB值為4.3的失水山梨醇單油酸酯(Span 80)高速攪拌溶解于乙醇內(nèi)，形成濃度為15.0％的Span 80-乙醇溶液。然后，使用高壓噴槍噴涂在基材的打磨面上，隨后，經(jīng)熱輥烘干并燙平，晾干后備用。

3)拋光層的制備；將配制好的聚氨酯溶液刮涂在基材的剖開面上，形成厚度為1.6mm厚的涂層，隨后進(jìn)入凝固浴中，在凝固浴中靜置30min后，置入水洗槽中水洗60min，隨后在100℃下烘干制得拋光墊原墊。其中，上述聚氨酯溶液中包含如下成分：N,N-二甲基甲酰胺100份；TPU膠粒25份；炭黑10.0份；表面活性劑7.66份；消泡劑0.024份。

4)拋光墊的后處理；將拋光墊原墊經(jīng)表面處理后，在基材的背部進(jìn)行貼膠，最后根據(jù)使用需求將拋光墊分切成規(guī)定尺寸，即可制得拋光墊。

實(shí)施例3制得的拋光墊的結(jié)構(gòu)與實(shí)施例1的拋光墊相似，在此不再贅述。

實(shí)施例4

一種拋光墊，依次按照以下步驟制備而成：

1)拋光墊基材的制備；采用厚度為1.8mm、單位厚度重量(1mm)為150g/(m².mm)的無紡布，經(jīng)過固含量為8.0％丙烯酸類水性膠乳液浸漬輥壓后，刮去表面多余液體，在高溫下烘干。進(jìn)而使用開片機(jī)將浸漬后的無紡布從厚度方向分成厚度相同的兩片，最后經(jīng)打磨機(jī)將浸漬無紡布的兩個表面進(jìn)行打磨處理，收卷制得兩片厚度為0.8mm拋光墊的基材。

2)涂布前的基材處理；將HLB值為4.7的失水山梨醇單硬脂酸酯(Span 60)高速攪拌分散于乙醇內(nèi)，形成濃度為12％的Span 60-乙醇分散液。然后，使用高壓噴槍噴涂在基材的打磨面上，隨后，經(jīng)熱輥烘干并燙平，晾干后備用。

3)拋光層的制備；將配制好的聚氨酯溶液刮涂在基材的剖開面上，形成厚度為1.4mm厚的涂層，隨后進(jìn)入凝固浴中，在凝固浴中靜置30min后，置入水洗槽中水洗60min，隨后在100℃下烘干制得拋光墊原墊。其中，上述聚氨酯溶液中包含如下成分：N,N-二甲基乙酰胺100份；TPU膠粒22.7份；炭黑9.08份；表面活性劑6.95份；消泡劑0.024份。

4)拋光墊的后處理；將拋光墊原墊經(jīng)表面處理后，在基材的背部進(jìn)行貼膠，最后根據(jù)使用需求將拋光墊分切成規(guī)定尺寸，即可制得拋光墊。

實(shí)施例4制得的拋光墊的結(jié)構(gòu)與實(shí)施例1的拋光墊相似，在此不再贅述。

實(shí)施例5

一種拋光墊，依次按照以下步驟制備而成：

1)拋光墊基材的制備；采用厚度為3.5mm、單位厚度重量(1mm)為180g/(m².mm)的無紡布，經(jīng)過固含量為10.0％聚氨酯類水性膠乳液浸漬輥壓后，刮去表面多余液體，在高溫下烘干。進(jìn)而使用開片機(jī)將浸漬后的無紡布從厚度方向分成厚度相同的兩片，最后經(jīng)打磨機(jī)將浸漬無紡布的兩個表面進(jìn)行打磨處理，收卷制得兩片厚度為1.6mm拋光墊的基材。

2)涂布前的基材處理；將HLB值為6.7的失水山梨醇單棕櫚酸酯(Span 40)高速攪拌分散于水中，形成濃度為8.0％的Span 40-水分散液。然后，使用高壓噴槍噴涂在基材的打磨面上，隨后，經(jīng)熱輥烘干并燙平，晾干后備用。

3)拋光層的制備；將配制好的聚氨酯溶液刮涂在基材的剖開面上，形成厚度為1.0mm厚的涂層，隨后進(jìn)入凝固浴中，在凝固浴中靜置30min后，置入水洗槽中水洗60min，隨后在100℃下烘干制得拋光墊原墊。其中，上述聚氨酯溶液中包含如下成分：N,N-二甲基甲酰胺100份；TPU膠粒33.3份；炭黑13.2份；表面活性劑10.2份；消泡劑0.024份。

4)拋光墊的后處理；將拋光墊原墊經(jīng)表面處理后，在基材的背部進(jìn)行貼膠，最后根據(jù)使用需求將拋光墊分切成規(guī)定尺寸，即可制得拋光墊。

實(shí)施例5制得的拋光墊的結(jié)構(gòu)與實(shí)施例1的拋光墊相似，在此不再贅述。

本發(fā)明實(shí)施例1-5采用無紡布中浸漬水性膠制備基材，同時在基材的背面涂布一層表面活性劑，最后在基材表面涂覆聚氨酯溶液，隨后進(jìn)入凝固、水洗、干燥、表面處理等流程，最終制備成拋光墊。浸漬水性膠制備的基材的透水性非常好，在接下來的水洗過程能大幅度的提高水洗效率。但是，在凝固過程中，由于基材的透水性過好，導(dǎo)致涂覆聚氨酯涂層的底部過早接觸從基材底部透過來的水，從而導(dǎo)致涂層底部出現(xiàn)明顯的無孔層，影響涂層中圓柱形孔的高度，最終影響拋光墊的性能及壽命。本發(fā)明采用在透水性好的基材背面涂布一層HLB值適宜的表面活性劑，烘干或風(fēng)干之后即可，使得基材在剛剛進(jìn)入凝固浴的短時間內(nèi)水透過性能稍有降低，隨著表面活性劑在凝固浴中緩慢溶解或分散，最后基材仍保持原有的較高的水透過性能，而此時涂層已凝固，不影響涂層的成孔，而且在隨后的水洗工序，同樣保持較高的水洗速度。

對比例1

一種拋光墊，依次按照以下步驟制備而成：

1)拋光墊基材的制備；采用厚度為1.4mm、單位厚度重量為180g/(m².mm)的無紡布，經(jīng)過固含量為9.0％聚氨酯類水性膠乳液浸漬輥壓后，刮去表面多余液體，在高溫下烘干。進(jìn)而使用開片機(jī)將浸漬后的無紡布從厚度方向分成厚度相同的兩片，最后經(jīng)打磨機(jī)將浸漬無紡布的兩個表面進(jìn)行打磨處理，收卷制得兩片厚度為0.6mm拋光墊的基材。

2)涂布前的基材處理；將基材經(jīng)熱輥燙平后備用。

3)拋光層的制備；將配制好的聚氨酯溶液刮涂在基材的剖開面上，形成厚度為1.2mm厚的涂層，隨后進(jìn)入凝固浴中，在凝固浴中靜置30min后，置入水洗槽中水洗60min，隨后在100℃下烘干制得拋光墊原墊。其中，上述聚氨酯溶液中包含如下成分：N,N-二甲基甲酰胺100份；TPU膠粒21.95份；炭黑10.98份；表面活性劑6.72份；消泡劑0.024份。

4)拋光墊的后處理；將拋光墊原墊經(jīng)表面處理后，在基材的背部進(jìn)行貼膠，最后根據(jù)使用需求將拋光墊分切成規(guī)定尺寸，即可制得拋光墊2。

如圖2所示，即為對比例1所制得的拋光墊的結(jié)構(gòu)示意圖，從圖中可得，拋光墊2包括基材25和設(shè)置在基材25上的拋光層22，拋光層22包括涂層本體23和圓柱狀孔24，涂層本體23為聚氨酯涂層，其內(nèi)充滿三維貫通的結(jié)構(gòu)孔，呈現(xiàn)海綿結(jié)構(gòu)；基材25經(jīng)過水性膠26浸潤，其表面覆蓋有水性膠26；在基材25的底部貼設(shè)有背膠27，背膠27的底部貼設(shè)有離型片28。從圖中易得，拋光層22內(nèi)布滿了圓柱狀孔14，但是，由于在涂布拋光層涂料之前，沒有在基材的背面涂布表面活性劑，使得圓柱狀孔14不能貫穿整個涂層，涂層底部的海綿層結(jié)構(gòu)很厚，該拋光墊的拋光效果較差，使用壽命也較短。

對比例2

一種拋光墊，依次按照以下步驟制備而成：

1)拋光墊基材的制備；

采用厚度為1.2mm、單位厚度重量為200g/(m².mm)的無紡布，經(jīng)過固含量為10.0％丙烯酸類水性膠乳液浸漬輥壓后，刮去表面多余液體，在高溫下烘干。進(jìn)而使用開片機(jī)將浸漬后的無紡布從厚度方向分成厚度相同的兩片，最后經(jīng)打磨機(jī)將浸漬無紡布的兩個表面進(jìn)行打磨處理，收卷制得兩片厚度為0.5mm拋光墊的基材。

2)涂布前的基材處理；將基材經(jīng)熱輥燙平后備用。

3)拋光層的制備；將配制好的聚氨酯溶液刮涂在基材的剖開面上，形成厚度為1.6mm厚的涂層，隨后進(jìn)入凝固浴中，在凝固浴中靜置30min后，置入水洗槽中水洗60min，隨后在100℃下烘干制得拋光墊原墊。其中，上述聚氨酯溶液中包含如下成分：N,N-二甲基甲酰胺100份；TPU膠粒25份；炭黑10.0份；表面活性劑7.66份；消泡劑0.024份。

4)拋光墊的后處理；

將拋光墊原墊經(jīng)表面處理后，在基材的背部進(jìn)行貼膠，最后根據(jù)使用需求將拋光墊分切成規(guī)定尺寸，即可制得拋光墊。

對比例2制得的拋光墊的結(jié)構(gòu)與對比例1的拋光墊相似，在此不再贅述。

測試?yán)?

對實(shí)施例1-5和對比例1-2獲取的拋光墊進(jìn)行相關(guān)性能測試，其中厚度、密度、壓縮比和回彈率根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)JIS-L1096-2010進(jìn)行測試；硬度根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)JIS-K7312-1996進(jìn)行測試。測試結(jié)果如下表1所示。

表1實(shí)施例1-5和對比例1-2的拋光墊的性能記錄表

從表1中可得，實(shí)施例1-5獲取的拋光墊，其壓縮比和回彈率均較高，在研磨過程中，如果拋光組件遇到較大的壓力，拋光墊可以提供很好的緩沖效果。

測試?yán)?

對實(shí)施例1-5和對比例1-2獲取的拋光墊進(jìn)行使用壽命測試實(shí)驗，具體操作如下所述：

(1)分別將待測試拋光墊切成18英寸的圓形，并安裝到化學(xué)機(jī)械拋光裝置(生產(chǎn)商：東莞金研精密研磨機(jī)械制造有限公司，型號：KD18BX)上，對已經(jīng)使用SUBA400拋光墊二次拋光后的4英寸裸硅晶片按以下參數(shù)進(jìn)行最終拋光評價：

1.磨盤轉(zhuǎn)速為50r/min，

2.拋光壓力為10.0kpa，

3.拋光液的供給速度為600mL/min，

4.拋光時間為15min。

(2)對上述硅晶片進(jìn)行長時間過拋光以評價拋光墊的拋光壽命，具體如下：將上述最終拋光后的4英寸裸硅晶片進(jìn)行8h的拋光實(shí)驗(近似相當(dāng)于研磨時間為15min下進(jìn)行了32片晶片的拋光)，并對晶片進(jìn)行拋光缺陷數(shù)評價，重復(fù)該操作，直至缺陷數(shù)變多而終止實(shí)驗。上述拋光參數(shù)如下：

1.磨盤轉(zhuǎn)速為50r/min，

2.拋光壓力為10.0kpa，

3.拋光液的供給速度為600mL/min。

(3)劃痕等缺陷的評價：采用白光干涉儀(生產(chǎn)商：北京普瑞微納科技有限公司，型號：PRB(Z)05),測定0.5um以上的缺陷數(shù)(重復(fù)拋光兩片晶片n＝2，取平均值)。

表2實(shí)施例1-5和對比例1-2的拋光墊的缺陷數(shù)記錄表

從表2中可得，在相同的拋光條件下，拋光等長時間后，實(shí)施例1-5的拋光墊的缺陷數(shù)要比對比例1-2的拋光墊的缺陷數(shù)小，表明了實(shí)施例1-5拋光墊的使用壽命長；特別是實(shí)施例3的拋光墊，獲得了最佳的測試結(jié)果。

對本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，可根據(jù)以上描述的技術(shù)方案以及構(gòu)思，做出其它各種相應(yīng)的改變以及形變，而所有的這些改變以及形變都應(yīng)該屬于本發(fā)明權(quán)利要求的保護(hù)范圍之內(nèi)。