JPS63351A - 合成樹脂製研磨材 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は合成樹脂研磨材に１関する。更に詳しくは、水
性・喋体中で？濁重合させて得た不砲相ポリエステル樹
脂からなる研磨材に関する。

〔従来技術及びその問題点〕

ＩＣやＬＳＩ等の半導体モールド成形品（以下単にモー
ルド成型品と云う）等は成形時にパリが発生するが、こ
の樹脂パリは通常、乾式法または湿式法によるプラスト
加工研磨によって除去されている。

ゲラスト加工研磨材にはアルミナ、炭化珪素。

ガラスピーズ等の主として咽、幾質の素材からなる硬質
研磨材、クルミ穀粉、木粉等の天然有浸質素材からなる
軟質研磨材、各種の合成樹脂を粗粉砕して得られる多角
形状粉末の合成樹脂研磨材等がある。

而して上記各種研磨材のうち１合成′！４ｉ脂型研磨材
は適当な浸度のものが得られるので、モールド成形品の
プラスト加工研磨材にはこの合成樹脂製研磨材つ１多用
されている。

しかし、モールド吸形品の研磨材にこの合’Ｌ’Ｉｔ脂
製研磨材を用いる場合、次のような間層が尚残されてい
る。

即ち２合７戊、厨脂製研磨材は前記の、通り１便化させ
た合成甜脂を粗粉砕させて得たものであるので形状が多
角形で、しかも多数の鋭角の突−起を有する。

従って、この様な形状の研磨材を使用してプラスト加工
研磨を行なうと、半導体モールド成形品に高速噴射され
た際、その：衝窄力によって多数の鋭角の突起がモール
ド成形品に付着して、製品の美・呪を損ねると云う間層
がちる。また、研磨材の上記説角の突起は、モールド成
形品に噴射されるとその形状から理解される様に壊れや
すいので。

従って研１１材が早期に小紋化し、当初の研磨能力を持
続できなくなり、短期間のうちに新しい研磨材を補充す
る必要がちり、甚だしきに至っては研磨材を全１更新せ
ざるを得ないと云う事態も招く。

また、研磨材が上記の様に多数の蜆角の突冨を持つ形状
でちるので、研磨材の入子間の摩擦による抵抗が大きく
、従って湿式研磨の際、研磨材を水でスラリー化してこ
のスラリーをモールド成形品に高速噴射する際に、配管
内或いは水スラＩＪ−漕底部においてバッキングと呼ば
れる研磨材の詰り現東が発生し易くなり、研磨作艇の能
率を著しく阻害するという問題もある。

〔問題解決のための手段〕

本発明者らは上記の問題を解決するため鋭意検討を重ね
た１拮果、モールド成形品のプラスト加工研習材、特に
は湿式プラスト加工研磨材として。

特定の方法で製造して得た特定の合成樹脂を使用すれば
、モールド成形品の美観を損ねることなく。

しかも従来の合成樹脂製研磨材に比べて勝れた研磨力な
長期間にわたって維持できることを見い出し、本発明を
売先するに至った。

叩ち１本発明は水性媒体中で懸濁重合させてまた不飽和
１６　リエステル樹脂からなることを特徴と　　　　□
する。新規な合成樹脂製研磨材を提供するものである。

〔発明を実施するための具体的条件〕

以下、本発明の詳細な説明する。

本発明の研磨材が対驚とするネ皮研磨物は、上記説明の
嶋り、主として半導体モールド成形品でちる。しかして
この成形に使用される合成街脂はその殆んどがエポキシ
系樹脂である。従ってエポキシ系樹脂系であるモールド
成形品のパリをゲラスト加工研磨、特には湿式のそれに
よって取除くには、研磨材の硬ｔはエポキ７雪脂の運度
に対応したものでなげればならず、また研磨性能も勝れ
たものでなければならない。更に、研磨材が扮化しにく
いものが好ましい。

この様な研磨材は本発明者等の研究によれば。

水薬体中で、場燭重合させて得た不泡和ポリエステル樹
脂が１も好ましい。

本発明の研磨材は通常次の方法によって得ることができ
る。即ち、まず不飽和二塩基酸とグリコール化合物とを
エステル化反応させて不包和ポリエステルとし、これと
重合性ビニルモノマーを重合開始剤の存在下に、水性媒
体中で懸濁重合させれば球状の不飽和ポリエステル對脂
を含んだスラリーが得られるので、このスラリーを遠心
分唯機などにより濾過すれば本発明の研磨材を得ること
ができる。尚、この研磨材は濾過されたま匁では水分が
付着しているので、乾式研磨材として使用する場合には
当然乾燥する必要がちる。また、この研磨材は篩分など
の方法により粒径を調整して使用する場合もある。

本発明においては前述の通り、まず不飽和二塩基酸とグ
リコール化合物とから不飽和ポリエステルを生成する必
要がある。不飽和二塩基酸としては列えば、無水マレイ
ン俊、イタコン＆、シトラコン峻、メサコノ俊、塩素化
マレイン酸の如きα。

β−不泡相二塩基酸等が好適であり、これらの一種以上
が使用される。

更に、上記不飽和二塩基酸１て無水フタル酸、イソフタ
ル酸、テレフタル酸、モノクロルフタル酸、ジクロルフ
タル酸、トリクロルフタル酸、ヘット酸、テトラクロル
無水フタル酸、テトラブロモ無水フタル酸、エンドメチ
レンテトラヒドロ無水フタル酸、アジピン酸、コノ１り
俊、セパチン酸、グルタル、；１．ピメリン識等の如き
飽相二塩基７浚を適量加えることも何等差支えない。

他方、グリコール化合物としては、エチレングリコール
、プロピレングリコール、ジエチレングリコール、ジプ
ロピレングリコール、トリエチレングリコール、１，３
７’チレンクリコール、２．３フチレンクリコール、１
．４７”チレングリコール、坏オベンチルグリコール、
ヘキシレングリコール。

オクチレングリコール、ビスフェノールＡジオキシエチ
ルエーテル付加’＊、ビスフェノールＡジオキノプロピ
ルエーテル付加物、水添ビスフェノールＡ１あるいはエ
チレンオキシド、プロピレンオキシド、ブチレンオキシ
ドなどのアルキレンオキシド等が好適であり、必要に応
じてトリメチロールプロパン、グリセリン等の多価アル
コールを併用しても差支えない。

不飽和二塩基酸とグリコール化合・吻のエステル化反応
は通常公知の方法で行なわれる。

次に、この不飽和ポリエステルに重合性ビニル七ツマ−
及び適量の重合開始剤を加え十分混合した後、これを十
分攪拌されている水性媒体中に滴下させ懸濁重合させる
。

本発明で使用可能な重合性ビニルモノマーとしては、例
えばスチレン、α−メチルスチレン、ビニルトルエン、
ジアリルフタレート、６ｆｔビニル。

メチルメタアクリレート、グリ／ジルメタアクリレート
等が挙げられる。

本発明においては不飽和ポリエステルと重合性ビニルモ
ノマーを懸濁重合させる際の両者の、重合・は、不飽和
−Ｈ＋）エステル及び重合性ビニル七ツマ−のそれぞれ
の種類または要求する研磨材の性能により太き（異なる
ため特に限定はできないが。

通常は不飽和ポリエステル１００重量部に対して重合性
ビニルモノマー１０〜１５０重量部、好ましくは２０〜
１００重量部である。

本発明では１重合開始剤はメチルエチルケトツバ−オキ
サイド、ジクミルパーオキサイド、ベンゾイルパーオキ
サイド、ラウロイルパーオキサイド、ｔ−ブチルパーオ
キナイド等の有：幾過電化吻。

アゾビスイソブチロニトリル、アゾビス（２，４−ジメ
チルバレロニトリル）等のアゾ化合物、過・易化水素、
過硫承カリウムなどの水溶性過鷹化物等。

通常公知のものが使用される。尚、この添加量は原料で
ある不飽和二塩基酸、グリコール化合物及び重合性ビニ
ルモノマーの種類１重合の条件等によって若干異なるが
、上記各原料の合計ｆｉｌｉＨ１００重量部に対して０
．１〜１０重量部が好適である。

また、必要に応じてナフテン酸コバルト、Ｎ。

Ｎ１−ジメチルアニリン、オクテンを俄コバルト等の硬
化促進剤を上記各原料の合計量１００重攻邪知対して、
０．１〜２．０重量部加えることは差支えないっ本発明
では水系媒体）ま水そのものでも差支えないが、、て層
重合物の重合中シておける粒子の変形。

過度の成長、或いは粒子の二次凝集の防止等のため゛礫
濁安定剤を適量添加したものが好ましい。

臂蜀安定剤は特に限定されるものではなく、公知のもの
が使用できる。叩ち１例えばポリビニルアルコール、メ
チルセルロース、ヒドロキ７セルロース、ポリアクリル
俊のような水溶性高分子物質、酸化マグ不ノウム、リン
１唆カルシウム等の水不容性の、壓機塩、アルキルベン
ゼンスルホン、１１ソーダ１ポリオキンエチレノノニル
フニニルエーテル等の界面活性剤等が単独又は併用の形
で用いられる。そしてその添加量は上記゛東苔の種類１
重合の条件等：・ζよって異なるが、上記原料の合計量
１００重量部に対して０．１〜３０重量部の・奄囲が好
ましい。

本発明にｆづげる懸濁重合時の１叉応温度１反応時間、
水性媒体の賓拌条ヰ等は原料の（型頭や量、金曜する重
合物の粒子径等によって適宜選択されるが、］セ常公知
の方法によって実７．也される。例えば重合温度は重合
開始剤の種類や添加量等によって変るが亀常約２０〜１
００°Ｃ１好ましくは６０〜９０°Ｃの範囲であり、重
合時間は１常約２〜２０時間。

好ましくは４〜１５時間の・′奄囲ｌＬおいて採用され
る。

更に１重合は一般の懸濁重合と同様に窒素、二酸化炭素
等の不活性ガス雰囲気にノールされた状態で、水性媒体
を攪拌しながら実崩するのが好ましい。

懸濁重合によって得られる本発明の不飽和ポリエステル
樹脂の形状は、微小な球状であるがその粒子径や粒径分
布は添加する憑濁安定剤の種類や量、貴拌速度、不飽和
ポリエステルと重合性ビニルモノマーの混合液の添加方
法など：（よって、ちる程度調整することができる。

更に１本発明では研磨材の研、Δ力を強化さ゛する目的
で、不飽和ポリエステルと重合性ビニルモノマーを重合
させる際、これに・ｌＬ”ｔの無機充填材を加えること
もできる。

無機充填材は研磨材の研、磨力を強ｆヒさせることので
きろものであれば同れのものでも１吏用可能ではあるが
、通常、無水珪唆、酸化チタン、液化ジルコニウム、炭
酸カルシウム、クレー、アスベスト、タルク、ガラスピ
ーズ等が好適に使用される。

無贋充填材の添加ｌは、不飽和ポリエステルと重合性ビ
ニルモノマーの合計竜１００重量部に対し。

５〜１００重量部が適当である。添加量が５重量部未満
では研磨力強化の効果が薄＜、逆に１００重量部を感え
ると研磨材が研磨時に破壊され易くなって、研磨材の微
粉化順向が大きくなるのみならず。

研磨時に被研磨物を損傷させる場合もあるため好ましく
ない。

また、無機充填材を添加する際、必要に応じて分牧剤、
沈降防止剤、各、腫カップリング剤等を添加したり、或
いは無機充填材の添加の同相にかかわらず、帯電防止剤
、界面活性剤等を不飽和ポリエステルと重合性ビニルモ
ノマーの混合物に添加することも可能である。

本発明では、懸濁重合によって製造された不飽和ポリエ
ステル樹脂研磨材の粒子径は、モールド成形品の樹、指
パリ除去に用いる場合には、研磨材の研磨力とモールド
成形品のリードフレームのビン間距離との関係からＯ、
Ｏ！ｒ−１、Ｏｍｍの範囲が適当である。

〔発明の効果〕

本発明は以上詳細に説明の通り、不飽和ポリエステルと
重合性ビニルモノマーとを水性媒体中で懸濁重合させる
ことによって製造されたものであるので１粒子が球状を
なしているため、初期研磨力も不飽和ポリエステル樹脂
を粗粉砕して得られた従来の研磨材と比べて数段勝れて
いる。

更に１粒子が球形をなしていること、及び不飽和ポリエ
ステル樹脂の硬度が半導体を封止しているエポキ７樹脂
をプラスト加工研磨するに適した硬度であることから１
本研磨材がモールド成形品に高速噴射されても、衝撃力
によって従来の粉砕品からなる研磨材のように、粒子の
鋭角な突起部分が脱落してモールド成形樹脂に付着して
美観を損ねたり、モールド材表面等を傷つけて半導体素
子の信頼性に悪影響を及ぼすといった問題は皆無である
。

又１本発明の研磨材は球状でちるので、上記鋭角の突起
部分の脱落がないため、連続的にモールド成形品に高速
噴射されても早期に小粒化することはない。このことは
、従来品に比べると数段勝れている初期研磨力を長期間
にわたって持続することができるため、従来のよ５に短
期間のうちに新しい研磨材を補充したり、全景を更新す
るという不都合な事態を回避することができる。

更に、本発明の研磨材を使用すれば、その形状が球形で
あること及び従来の研磨材に比べて研磨力が数等勝れて
いることから、従来の研磨材で問題であった配管等の詰
りゃ水スラリー漕におけるハノキノグ現象を大巾に減少
することができるので、ブラスト加工研磨の生産性を大
きく向上することができる。と共にブラスト加工時の噴
射圧力な雨めて低（することができる。

また更に、従来の例えば不飽和ポリエステル樹、脂製研
寄材が、不飽和ポリエステルと重合性ビニルモノマーを
重合固化させて得た塊状物を粗粉砕して得る方法に対し
１本発明の研磨材は醍述の通り不飽和ポリエステルと重
合性ビニルモノマーを懸濁重合させる方法であるので、
従って回分式でなく連続式で製造することも可能であっ
て生産性を極めて向上させることができる。また当然、
粉砕も必要としない。

本発明は１以上述べた如く研磨材製造時及び研磨時の両
面において数多くの利点を持っており。

その経済的効果は極めて犬なるものがある。

更に付言するならば１本発明の研磨材は湿式プラスト加
工によるモールド成形品の研磨用のみに限定されるもの
ではな（、金属の表面研磨等に使用しても勝れた研磨能
力を発揮する。また更に、本発明の研磨材は湿式プラス
ト法に限らず、乾式ブラスト法、バレル法等の研磨材と
しても勝れている。

〔実施例及び比較例〕

以下、実施例及び比較例によって本発明を具体的に説明
する。尚、以下において部は全て重量部を示す。

実施例１゜ 二塩基酸としてイソフタル酸、無水マレイン酸を夫々１
．５モル、３．０モル、グリコール化合物としてプロピ
レングリコール、エチレングリコールを夫々３．５モル
、　　１．４５モルの割合で混合し、これを窒素雰囲気
下、１８０〜２１０°Ｃの温度でエステル化反応を行い
、不飽和ポリエステル■を得た。次いで、この不飽和ポ
リエステル１１００部をスチレンモノマー５０部に溶解
させ、粘稠な混合液とし。

更にこの混合液に重合開始剤としてアゾビスイソブチロ
ニドＩＪル１，５部を加え再び混合し、均一な混合液を
得た。イオン交換水４５０部に懸濁安定剤としてポリビ
ニルアルコーン（株）クラレ製ＰＶＡ−２１７ｓ）を１
．５部溶解させた水溶液を水系媒体とし、この攪拌され
た水系媒体中に、上記重合開始剤を添加された均一な混
合液を滴下し、液滴として分散させ、７０°Ｃで３時間
次いで８５°Ｃで２時間懸濁重合を行なった。重合完了
後、生成した不飽和ポリエステル樹脂粒子を含むスラリ
ーを小型遠心分離器にて分離し、水洗したのち、８０℃
で５時間乾燥して平均粒子径２１０μの透明なパール状
粒子からなる研磨材■を得た。

実施例２゜ 二塩基酸としてイソフタル酸、無水マレイア９ヲ夫々３
．０モル、１．５モル、グリコール化合物としてプロピ
しｌングリコール、エチレングリコールな夫々３．５モ
ル、　１．４５モルの割合で混合し、実施例１と同じよ
うにエステル化反応を行い１不飽和ポリエステル■を得
た。この不飽和ポリエステル■を等重量のスチレンモノ
マーに溶解させ、粘稠な混合液を得た。この混合液１５
０部に重合開始剤としてラウロイルパーオキサイド１，
５部を加え。

再び混合し、均一な混合液を得た。以下実施例１゜と同
様の方法で懸濁重合を行い、平均粒子径１９０μの透明
なパール状粒子からなる研磨材■を得た。

実施例３゜ 実施例１．と同様の方法で得た不飽和ポリエステル■と
スチレンモノマーの粘稠な混合液（不飽和ポリエステル
とスチレンモノマーの混合利金は実施例１と同じ）８０
部に、予め、外径０．５〜２０μの中空セラミックビー
ズ（丸和バイオケミカル（株）製、ジオスフィアズ：　
Ｚｅｅｏｓｐｈｅｒｅｓ　）を７ランカツプリング剤（
日本ユニカー（（ト）製Ａ１７４）とチタノカップリン
グ剤（味の素（昧）製　Ｋトイ６Ｂ）の混合物の水溶液
で加水分解処理後、乾燥してなる無機充填材２０部を加
え、均一に混合分散させた。次シて、この無機充填材入
りの粘稠な混合液に重合開始剤としてアゾビスイソブチ
ロニトリル０．８部を加え、再度、均一に混合した。こ
の混合液を圧力２０　Ｔｏｒｒの真空下で１０分間脱気
したのち、実施例１と同様のポリビニルアルコールを少
量添加された水＠夜からなる水系媒体中に滴下し、実施
例１と同じ条件下で懸濁重合させたＩＦ’過、水洗、乾
燥し平均粒子径２２０μの黒灰色のパール状粒子からな
る研磨材ＩＩＩを得た。

比較例１゜ 実施例１で得られたものと同一の不飽和ポリエステル■
とスチレンモノマーので占ぜ４な（昆合液（不飽用ポリ
エステル■とスチレンモノマーの混合比率も実施例１に
同じ）　１００部に、硬化促進剤として濃度６重量係ナ
フテン酸コバルト水溶ｉ０．３部重合開始剤としてメチ
ルエチルケトツバ−オキサイド１．０部を加えた後、均
一に混合した。しかる後、この均一な混合液をステンレ
ス製トレー上に２０時間放置して硬化させた後、８０°
Ｃで３時間加熱することより再硬化させた。しかる後、
得られた不飽和ポリエステル樹脂硬化物をロールクラノ
／ヤー及びアトマイザ−で粉砕して研磨材ＩＶを得た。

比・咬例２゜ 実施例２で得られたと同一の不飽和ポリエステル■とス
チレンモノマーとの粘稠な混合７夜（不飽和ポリエステ
ル■とスチレンモノマーの／見合比率も実施例２に同じ
）を用いて、比較例１と全（同様の方法でこの混合液を
硬化し、粉砕を行い、研磨材Ｖを得た。

比較例３゜ 実施例３で得られたと同一の不飽和ポリエステル■とス
チレンモノマーとの粘稠な混合４．（不飽和ポリエステ
ルＩとスチレンモノマーの混合比率も実施例３に同じ）
８０部に、実施例３と同様にカップリング剤で処理した
中空セラミックスビーズかもなる無機充填材２０部を加
え、均一に混合。

分散させた。次に、実施例３と同様、この無機充填材入
りの粘稠な混合液に重合開始剤を加えてよく混合したの
ち、真空脱気した。次いで、この真空脱気した混合液を
比較例１と全く同様な方法で硬化粉砕を行い、研磨材■
を得た。

試験例１〜６゜ 実施例１〜３．及び比較例１〜３で得られた各研磨材を
用いて湿式法ブラスト研磨試験を行い。

各研磨材の性能評価を行った。各研磨材は評価の比較を
容易ならしめるため篩分により整粒し。

１５０〜２５０μの粒径に揃えたものを試験に供した。

湿式ブラスト試・験は（力不二精機製作所製の液体ホー
ニング機（ＬＨ−ｓ型）を用いて行った。

試験方法は次の通りである。即ち、各研磨材は水でスラ
リー化し、スラリー濃度は夫々３０重量％に調整した。

このスラリーを投射圧力４υＧ。

投射距ａ　５　ｃｍにて、まず最初にアクリル樹脂板を
１分間プラストし、アクリル樹脂板の重量減少量を初期
研磨量とした。次いでブリキ板を用い、上記と同、様の
圧力、距離にて１時間プラストしたのち、再度アクリル
向脂板を１分間プラストした。

アクリル樹脂板とブリキ板のプラストを交互に燥；スし
行い、アクリル樹脂板の研磨量の経時変化を測定した。

次に、アクリル樹脂板の研磨量が初期研磨量の１／２に
なるまでの時間を測定し、この時間をその研磨材の使用
可能時間とした。

その浩果を表−１に示す。

更に、上記プラスト研磨において５〜１０時間おきに研
磨材スラリーを一部採取し、目開き１４９μのＪＩＳ篩
を用いて湿式分級し、篩下の微粒子の割合を測定してこ
れを微粉発生率とした。

その結果を表−２に示す。

また、゛発生した微粉の破壊状況を頭、！境で観察した
。

その概要を表−３に示す。

別に、新しい研磨材■〜■を使用して未研磨のＩＣ封止
モールド成形品の湿式プラスト研磨を行い、樹脂パリ除
去性能及びモールド材表面の汚れ荒れについて′観察し
た。研磨方法は次の方法によった。即ち、各研磨材のス
ラリー４度は３０重量係とし、投射圧力４ＶＧ、投射距
離５信で、回層時間はＩＣ封止モールド成形品の１チッ
プ当り２秒間であった。研嘗拮果は１０投階で評価し、
最も良いものを１０．実用上許容できる程度のものを５
．最も悪いものを１とした。その浩果を表−４に示す。

表−１ 表−４ 以上、試験例が示す如（、本発明の研磨材は従来の研磨
材に比べ、研磨能力やパリ取り性能が著しく勝れて３す
、且つ、この能力や性能を長期間にわたって維持するこ
とが可能である。また、微粉の発生率が極めて少ないこ
とも本研磨材の勝れた点であり、このことは研磨力を長
時間持続し得ると共にプラスト加工研磨時のモールド成
型品の汚れ防止にも効果がある。四に、本研磨材を使用
してモールド成形品を研５書すればモールド材表面の荒
れも皆無に近いものが得られる。

本研磨材の上記の如き多くの利点は、既に詳細に説明し
た・１つ１本発明の研磨材が４、濁重合によって製造さ
れたものであって、従来の研宴材のような鋭角の突起部
を有しない形状である二とに廣くものと推考されるが、
何れてしても本研磨材は上記説明の造り、モールド成型
品のプラスト加工研磨材として極めて勝れたものである
。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 水性媒体中で懸濁重合させて得た不飽和ポリエステル樹
   脂からなることを特徴とする合成樹脂製研磨材。