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技術 ガラスが複合化した金属基板用の研磨剤

出願人 住友金属工業株式会社
発明者 市川男星弘光牧野幸男
出願日 1991年11月12日 (29年1ヶ月経過) 出願番号 1991-323655
公開日 1994年2月15日 (26年10ヶ月経過) 公開番号 1994-041517
状態 未査定
技術分野 抗スリップ物質 印刷回路用の絶縁金属基体
主要キーワード 電子回路用基板 エッチング穴 ステンレス鋼基板 アルミナ微粉 発泡ウレタンパッド 耐熱用 ガラスフォトマスク ビデオテ
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この項目の情報は公開日時点(1994年2月15日)のものです。
また、この項目は機械的に抽出しているため、正しく解析できていない場合があります

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目的

金属とガラス複合化した基板の表面を高い平滑度に調整できる研磨手段を確立する。

構成

特にガラスが複合化した金属基板用の研磨剤組成物を、

α−アルミナ:3〜7%,

硝酸アルミニウム: 0.3%以上1%未満

を含有し残部が実質的に水から成る組成に構成することにより、図3の如き平滑面を得る。

概要

背景

概要

金属とガラス複合化した基板の表面を高い平滑度に調整できる研磨手段を確立する。

特にガラスが複合化した金属基板用の研磨剤組成物を、

α−アルミナ:3〜7%,

硝酸アルミニウム: 0.3%以上1%未満

を含有し残部が実質的に水から成る組成に構成することにより、図3の如き平滑面を得る。

目的

効果

実績

技術文献被引用数
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牽制数
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請求項1

重量割合でα−アルミナ:3〜7%,硝酸アルミニウム: 0.3%以上1%未満を含有し残部が実質的に水から成る、ガラス複合化した金属基板用の研磨剤

--

0001

この発明は、耐熱性絶縁電子回路用基板等の如き“ガラス複合化した金属基板”の表面を研磨するための研磨剤に関するものである。

0002

通常、ビデオテ−プやフロッピィディスクを駆動する小型モ−タの回転制御用センサ素子等には、絶縁のため金属基板の一部にガラスを融着させて複合化した耐熱電子回路基板が使用されている。

0003

なお、この耐熱電子回路基板は、図1に示した如く、耐熱性ニッケル合金等より成る金属基板1の所要箇所エッチングにより穴明けを行ってから、線膨張係数を前記金属基板に合わせた特殊なガラス3を重ね合わせ、次にこれらを加熱して溶融したガラスを前記エッチング穴明け部2に侵入・融着させた後、その表面を粗研磨仕上げ研磨により面一に研磨する工程をたどって作成されていた。

0004

ここで、得られる耐熱電子回路基板の表面状態製品品質の鍵を握るものであって、該基板の表面により極薄薄膜リ−ドパタ−ンを欠陥を生じることなく安定に形成して製品生産能率を向上させるため、金属とガラスが複合化したこの耐熱電子回路基板の表面粗度をRmax 0.5 μm以下,Ra 500Å以下に整えることが望まれていた。

0005

しかしながら、金属とガラスのような異質材料が同一面に現れた複合物の研磨は非常に難しく、組み合わされた材料に十分適合した研磨技術がなかなか見つからないこともあって、異質材料間の境界部で研磨面に段差が生じがちとなるのを如何ともし難かった。

0006

そして、上記“ガラスが複合化した金属基板”の研磨でも十分満足できる研磨技術が見つかっていないのが現状であり、従って最終仕上げ研磨には光学ガラスカメラレンズプリズム等)やガラスフォトマスク基板等に適用される研磨方法を採用するのが一般的であった。この光学ガラスの研磨方法とは、仕上げ研磨用として水と酸化セリウム(CeO2)、或いは水とジルコニア(ZrO2)等の研磨剤を用い、セリウムパッド等の発泡ウレタンパッドを備えている曲面高速研磨及び平行平面両面研磨機で研磨する手法である。

0007

そのためか、現状の前記研磨方法で“ガラスが複合化した金属基板”の研磨を行った場合には達成できる表面粗度は、特に金属とガラスの境界部に段差が強く現れるためRmax 2.0 μm(研磨後の金属とガラスの境界部段差に相当する),Ra 900Å程度が限界であり、リ−ドパタ−ンの更なる薄膜化を望むことは困難であった。

0008

このようなことから、本発明が目的としたのは、金属とガラスが複合化した耐熱用電子回路基板の表面を表面粗度:Rmax 0.5 μm以下,Ra 500Å以下の高い平滑度に調整し得る研磨手段を確立することに置かれた。

課題を解決するための手段

0009

本発明は、上記目的を達成すべく数多くの実験を伴った本発明者等の研究結果に基づいて完成されたものであり、「特にガラスが複合化した金属基板用の研磨剤として、
α−アルミナ:3〜7%(以降、成分割合を表す%は重量%とする),
硝酸アルミニウム: 0.3%以上1%未満
を含有し残部が実質的に水から成る研磨組成物を提供した点」に大きな特徴を有している。

0010

ここで、六方晶結晶系に属していてモ−ス硬度9の硬さを有する「α−アルミナ」は“アンモニウムばん”をか焼することによって得ることができるが、例えば『高純度アルミナポリシング材FAL(商品名:不二見研剤工業株式会社)』として市販されているα−アルミナ微粉(α-Al2O3:99.9%以上,SiO2:0.05%以下, Fe2O3:0.01%以下, Na2O:0.03 %以下の純度平均粒径が 0.5μm以下)を「α−アルミナ」成分として用いても良い。

0011

そして、前記本発明に係わる「ガラスが複合化した金属基板用研磨剤」は水と上記α−アルミナ微粉と硝酸アルミニウム{Al(NO3)3 ・ 9H2 O}とを所定混合比で混合して調整され、セリウムパッドを備えた平行平面研磨機による仕上げ研磨時に使用されるが、これにより金属とガラスの境界部に段差が限り無く小さくて表面粗度:Rmax 0.5 μm以下,Ra 500Å以下の優れた平滑面を金属・ガラス複合基板に形成することが可能となる。従って、金属にガラスが複合した耐熱用電子回路基板の研磨に上記研磨剤を使用すれば高度な平滑面が得られるので、薄膜印刷法によりリ−ドパタ−ンを形成する工程においてリ−ド薄膜パタ−ンの厚さを一層薄くすることが可能となり、量産化の規模一段と向上する。

0012

即ち、これまで「ガラスが複合化した金属基板用研磨剤」として使用されていた水と酸化セリウム(CeO2)又はジルコニア(ZrO2)から成る研磨組成物では、ガラス部の研磨が促進されて金属部が研磨され難かったために金属とガラスの境界部に目立った段差が生じたが、本発明に係わる前記研磨組成物の場合には、水と硝酸アルミニウムが金属の被研磨面を化学的に研磨又は溶解し、同時に水とα−アルミナ微粉がガラス並びに金属の被研磨面を物理的に研磨するように作用するため、この化学的作用物理的作用とが複合されて平滑性に優れた研磨面が得られる訳である。

0013

しかし、研磨剤中のα−アルミナ含有割合が3%未満であったり、硝酸アルミニウム含有割合が 0.3%未満であると十分な研磨効果が得られない。一方、7%を超えてα−アルミナを含有させることは研磨材としての価格的不利を招き、また硝酸アルミニウム含有割合が1%以上になると金属部のエッチングが過度になって金属・ガラス境界部の段差が増し、所望の平滑面が得られなくなる。このため、α−アルミナの含有割合は3〜7%と、硝酸アルミニウムの含有割合は 0.3%以上1%未満とそれぞれ定めた。

0014

なお、研磨の対象としては、例えばニッケル合金(75%Ni−Fe合金,42Ni合金等)やステンレス鋼基板に絶縁用ガラスを複合させた耐熱性絶縁電子回路用基板等の如き「ガラスが複合化した金属基板」であれば、何れであっても十分な効果を収めることができる。

0015

続いて、本発明の効果を実施例によって更に具体的に説明する。

0016

また、本発明の仕上げ研磨用組成物として、
水…95.6%,
α−アルミナ(高純度アルミナポリッシング材・FAL0.5A:不二見研剤工業株式会社商品名でα-Al2O399.9%以上) …4%,
硝酸アルミニウム{Al(NO3)3 ・ 9H2 O}… 0.4%
を混合して研磨剤を調整した(混合後の組成配合組成と同じ)。

0017

一方、比較の仕上げ研磨用組成物として、
水…80%,
ジルコニア(ZrO2)…20%
を混合して調整した従来の研磨剤をも用意した。

0018

次に、上記それぞれの研磨剤を使い、研磨剤滴下量を200cc/分に調整しつつ、セリウムパッドを備えている平行平面研磨機にて前記基板の表面研磨試験を各々60分間実施した。研磨試験の後に行った研磨面表面粗さの測定結果を、図2(従来研磨剤使用)及び図3(本発明研磨剤使用)に示す。

0019

図2及び図3に示される結果からも明らかなように、従来の研磨剤を使用した場合には得られる研磨面の表面粗度はRmax 2.15μm,Ra 930Åであるのに対して、本発明に係わる研磨剤の使用によって研磨面の表面粗度はRmax 0.300μm,Ra 240Åと、その平滑性は格段に向上することが分かる。

0020

以上に説明した如く、この発明によれば、ガラスが複合化した金属基板面を高い平滑度に調整し得る研磨剤が提供され、例えば耐熱性絶縁電子回路基板の研磨に適用すれば一層膜厚の薄いリ−ドパタ−ンの形成を可能として電子回路基板製品の量産化に大きく貢献し得るなど、産業上優れた効果がもたらされる。

図面の簡単な説明

0021

図1ガラスが複合化した耐熱電子回路基板の製造工程例の概要説明図である。
図2従来研磨剤を使用した時の“ガラスが複合化した金属基板”の研磨面粗さ測定結果例を示すグラフである。
図3本発明に係わる研磨剤を使用した時の“ガラスが複合化した金属基板”の研磨面粗さ測定結果例を示すグラフである。

--

0022

1金属基板
2ガラス
3エッチング穴明け部

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