金屬制研磨襯墊及其制造方法
【技術領域】
[0001] 本發明設及用于將難加工材料的表面W催化劑支援型的化學加工方法進行平滑 化加工的金屬制研磨襯墊及其制造方法、和使用了該金屬制研磨襯墊的催化劑支援型的化 學加工方法。
【背景技術】
[0002] 從近年來的環境問題或能量問題的觀點出發，為了促進汽車或鐵道車輛、產業設 備、家電制品等的電力控制中的節能，要求功率電子設備的高性能化。W往，在運些功率電 子設備中作為功率半導體材料使用娃（W下簡記為Si),但作為實現進一步的節能的方法， 開始提出了為碳化娃（W下簡記為SiC)、或者氮化嫁（W下簡記為GaN)、金剛石等新型的功 率半導體材料。運些新型的功率半導體材料存在W下技術問題:與Si相比為高硬度且脆的 材料、為難加工材料。
[0003] 作為將運些難加工材料的表面有效地進行平滑化加工的現有技術，有專利文獻1、 2中記載的催化劑支援型的化學加工方法。
[0004] 專利文獻1中記載的方法是如下的方法:在氧化劑的溶液中配置被加工物，使由過 渡金屬構成的催化劑與被加工物的被加工面接觸或極靠近，通過將由催化劑表面上生成的 具有強力的氧化能力的活性種與被加工物的表面原子的化學反應生成的化合物除去或使 其溶出而對被加工物進行加工。專利文獻1中，作為該方法的實施例，記載了使用表面的全 部或一部分由過渡金屬構成的平臺。
[0005] 專利文獻2中記載的方法為如下的方法:在氨氣酸等含有面素的分子溶解而得到 的處理液中配置GaN或SiC等被加工物，邊使由鋼或鋼化合物構成的催化劑與被加工物的被 加工面接觸或極靠近邊使該催化劑與被加工物相對移動而對被加工物的被加工面進行加 工。專利文獻2中，作為該方法的實施例，記載了使用由鋼或鋼化合物構成的催化劑平臺。
[0006] 另外，專利文獻1、2中記載的方法均為沒有使用磨粒而僅W由氧化劑產生的活性 種進行研磨的方法。
[0007] 現有技術文獻 [000引專利文獻
[0009] 專利文獻1:日本專利第4873694號公報(第0031段、圖7)
[0010] 專利文獻2:日本特開2008-81389號公報(第0057段、圖25)
【發明內容】
[ocm]發明所要解決的技術問題
[0012]在上述的催化劑支援型的化學加工方法中，由于在催化劑表面上生成的具有強力 的氧化能力的活性種即徑基自由基或面素自由基從產生到消失為止僅能夠存在100萬分之 一秒左右，所W若被加工物的被加工面從催化劑離開則得不到由活性種帶來的氧化作用。 因此，需要使催化劑與被加工物的被加工面接觸或極靠近。
[0013] 但是，如上述的現有技術那樣，在由催化劑金屬構成研磨平臺的情況下，由于下述 的理由，產生在被加工物的被加工面中與催化劑接觸或極靠近的區域少的問題。
[0014] 目P，由于研磨平臺為金屬的致密的大塊體，所W剛性會變高。另一方面，在被加工 物的被加工面上，通常存在起伏或數十WIi級的微細的凹凸（粗糖度）。因此，在將被加工物的 被加工面與平臺表面互壓時，僅被加工面上存在的凸部的頂點與平臺表面接觸，在被加工 物的被加工面與平臺表面之間產生微細的間隙。因此，在由催化劑金屬構成研磨平臺的情 況下，被加工物的被加工面中的與催化劑接觸或極靠近的區域會變少。
[0015] 其結果是，無法使催化劑表面上生成的具有強力的氧化能力的活性種對被加工物 的被加工面高效地起作用，被加工物的平滑化加工時的加工速度會變小，加工時間會延長。
[0016] 本發明鑒于上述問題，目的是提供能夠增大被加工面中的與催化劑接觸或極靠近 的區域的金屬制研磨襯墊及其制造方法。此外，本發明的另一目的是提供使用了該金屬制 研磨襯墊的催化劑支援型的化學加工方法。
[0017] 用于解決技術問題的方法
[0018] 為了達成上述目的，就項1中記載的發明而言，其特征在于，其是用于將被加工物 (6)的被加工面(6a) W催化劑支援型的化學加工方法進行平滑化加工的金屬制研磨襯墊 (2)，其用由過渡金屬催化劑構成的金屬纖維(21、22、23)的壓縮成型體構成且具有規定的 空隙率。
[0019] 由于本發明的研磨襯墊由金屬纖維構成且具有空隙，所W在研磨襯墊表面上存在 的金屬纖維能夠發生彈性變形。因此，若本發明的研磨襯墊表面與被加工物的被加工面互 壓，則通過與被加工面上存在的微細的凹凸對應地、金屬纖維發生變形，能夠減小在研磨襯 墊表面與被加工面之間產生的間隙。由此，與上述的現有技術相比，能夠增大被加工面中的 與催化劑接觸或極靠近的區域。其結果是，能夠使催化劑表面上生成的具有強力的氧化能 力的活性種對被加工物的被加工面高效地起作用，能夠增大平滑化加工的加工速度。
[0020] 然而，若僅填埋間隙，則只要研磨襯墊的研磨面整體能夠變形地構成即可，但是在 使被加工面與研磨面抵接時，若研磨面整體發生變形，則平滑化加工變得困難。
[0021] 與此相對，由于本發明的研磨襯墊由金屬纖維的壓縮成型體構成，所W作為研磨 襯墊整體，剛性高，在使被加工面與研磨襯墊的研磨面抵接時的研磨面整體的變形受到抑 審IJ。因而，通過使用本發明的研磨襯墊，能夠進行高精度的平滑化加工。
[0022] 在項1中記載的發明中，如項2中記載的發明那樣，作為金屬纖維(21、22、23)，優選 使用直徑為1皿W上且SOOwiiW下的金屬纖維。運種情況下，在壓縮成型體的制造時，W高密 度且均勻地進行壓縮成型變得容易。
[0023] 在項1中記載的發明中，如項3中記載的發明那樣，空隙率優選設定為10% W上且 90% W下。運種情況下，能夠將成型體容易地成型，同時能夠確保成型體的強度。
[0024] 在項1中記載的發明中，如項4中記載的發明那樣，壓縮恢復率優選為90% W上且 100%W 下。
[0025] 其中，壓縮恢復率利用對金屬制研磨襯墊的表面負載10秒的研磨載荷300g/cm2時 的金屬制研磨襯墊的厚度Tl、對金屬制研磨襯墊的表面負載10秒的研磨載荷1800g/cm 2時 的金屬制研磨襯墊的厚度T2、和對金屬制研磨襯墊的表面負載10秒的研磨載荷1800g/cm2 之后負載10秒的研磨載荷300g/cm 2時的金屬制研磨襯墊的厚度T3,通過下式來定義。
[00%]壓縮恢復率（％ ) = (T3-T2)/(T1-T2) X 100
[0027]在該壓縮恢復率為90% W上的情況下，即使在平滑化加工之前的被加工物的被加 工面上存在凹凸或起伏的情況下，也能夠在平滑化加工的過程中使金屬制研磨襯墊與被加 工物的被加工面充分地極靠近或接觸。
[002引在項1中記載的發明中，如項5中記載的發明那樣，作為金屬纖維(21、22、23)，可^ 采用用選自鐵、儀、銅、鐵、銘、鉆、銷中的1種金屬或由2種W上的組合構成的合金所構成的 金屬纖維。通過對照被加工物的氧化性來選擇金屬纖維的材質、即催化劑的種類，能夠調整 加工速度。
[0029] 在項1中記載的發明中，如項6中記載的發明那樣，優選使壓縮成型體的構成為具 備第1金屬纖維(22)和與第1金屬纖維不同材質的第2金屬纖維(23)的構成。運樣，通過對照 被加工物的氧化性來組合選擇金屬纖維的材質、即催化劑的種類，能夠調整加工速度。
[0030] 在項1中記載的發明中，如項7中記載的發明那樣，優選使成型體的構成為在與成 為研磨面的一面相反側的另一面上設置有具有橡膠彈性的緩沖片的構成。由此，在進行催 化劑支援型的化學加工時，能夠通過緩沖片使對被加工面施加的加工壓力變得均勻。
[0031] 就項8中記載的發明而言，其特征在于，其是項1到7中任一項中記載的金屬制研磨 襯墊的制造方法，具有W下工序：
[0032] 將由過渡金屬催化劑構成的金屬纖維進行熱壓而對一次成型體進行成型的一次 成型工序(S2);和
[0033] 將一次成型體在常溫下進行靜液壓壓制而對二次成型體進行成型的二次成型工 序(S3)，
[0034] 其中，通過一次成型工序，使金屬纖維彼此通過燒結而固定，
[0035] 在二次成型工序中，在利用不會因靜液壓而發生變形的模具材料(11)將一次成型 體的一個面（IOa)覆蓋、同時利用能夠因靜液壓而發生變形的被覆材料（12)將一次成型體 的剩余的面(1化)覆蓋的狀態下進行靜液壓壓制。
[0036] 然而，在與本發明不同而單獨進行熱壓或熱靜液壓壓制來制造金屬制研磨襯墊 時，由于因燒結而產生的成型體的收縮、因模具材料或