CN102911606A - 一种蓝宝石抛光液及配制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种蓝宝石表面处理的技术，特别是公开了一种蓝宝石抛光液及配制方法，包括去离子水溶液、二氧化硅纳米颗粒、分散剂、络合剂和pH调节剂，首先将分散剂、络合剂加入到去离子水中，然后向其中加入二氧化硅纳米颗粒，且不断的搅拌，同时超声5分钟—8分钟使其分散完全，最后加入pH调节剂将pH值调节到9—11.5，本发明由于从二氧化硅纳米颗粒的颗粒直接配制蓝宝石抛光液，这样配制得的抛光液固含量很低，能有效的节省了配制时间跟成本，具有抛光效率高、存放时间长的特点，也易于后续的清洗工艺，使用的添加剂少，而且多为无机添加剂，对环境及人体也没有危害，具有很好的环保性，配制方法简单有效，要求非常低，易于生产。

Description

一种蓝宝石抛光液及配制方法

技术领域

本发明涉及一种蓝宝石表面处理的技术，特别是涉及一种蓝宝石抛光液及配制方法。

背景技术

当前市场上的蓝宝石抛光液主要以硅溶胶为原料进行抛光液的配制，其中使用了大量的有机添加剂，成本过高是一个不可忽视的问题，而且浓度也大，在使用的过程中颗粒易残留在蓝宝石表面，给后续的工序造成麻烦。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供一种从二氧化硅纳米颗粒的颗粒直接配制蓝宝石抛光液，配制得的抛光液固含量很低的一种蓝宝石抛光液及配制方法。

本发明的一种蓝宝石抛光液，包括去离子水溶液、二氧化硅纳米颗粒、分散剂、络合剂和pH调节剂，各成分按如下重量百分比配制：

去离子水溶液90%—99%、二氧化硅纳米颗粒0.1%—6%、分散剂0.1%—0.7%、络合剂0.01%—0.5%。

所述二氧化硅纳米颗粒粒径为1nm—80nm。

所述分散剂为硅酸钠、焦磷酸钠、羧甲基纤维素或甲基戊醇中的至少一种。

所述络合剂为乙二胺四乙酸二钠、氨三乙酸钠、二乙醇胺中的至少一种。

所述pH调节剂为氢氧化钠或氢氧化钾，调节pH值至9—11.5。

本发明的一种蓝宝石抛光液的配制方法，包括以下步骤：

首先将分散剂、络合剂加入到去离子水中，然后向其中加入二氧化硅纳米颗粒，且不断的搅拌，同时超声5分钟—8分钟使其分散完全，最后加入pH调节剂将pH值调节到9—11.5。

所述分散剂为硅酸钠、焦磷酸钠、羧甲基纤维素或甲基戊醇中的至少一种，重量占抛光液总重量的0.1%—0.7%。

所述络合剂为乙二胺四乙酸二钠、氨三乙酸钠、二乙醇胺中的至少一种，重量占抛光液总重量的0.01%—0.5%。

所述二氧化硅纳米颗粒的粒径为1nm—80nm。

所述pH调节剂为氢氧化钠或氢氧化钾。

与现有技术相比本发明的有益效果为：由于从二氧化硅纳米颗粒的颗粒直接配制蓝宝石抛光液，这样配制得的抛光液固含量很低，能有效的节省了配制时间跟成本，具有抛光效率高、存放时间长的特点，也易于后续的清洗工艺，使用的添加剂少，而且多为无机添加剂，对环境及人体也没有危害，具有很好的环保性，配制方法简单、有效，要求非常低，易于生产。

具体实施方式

下面对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

本发明的一种蓝宝石抛光液，包括去离子水溶液、粒径为1nm—80nm二氧化硅纳米颗粒、分散剂、络合剂和pH调节剂，各成分按如下重量百分比配制：

去离子水溶液90%—99%、二氧化硅纳米颗粒0.1%—6%、分散剂0.1%—0.7%、络合剂0.01%—0.5%。

一种蓝宝石抛光液的配制方法，包括以下步骤：

首先将分散剂、络合剂加入到去离子水中，然后向其中加入二氧化硅纳米颗粒，且不断的搅拌，同时超声5分钟—8分钟使其分散完全，最后加入pH调节剂将pH值调节到9—11.5。

分散剂为硅酸钠、焦磷酸钠、羧甲基纤维素或甲基戊醇中的至少一种，重量占抛光液总重量的0.1%—0.7%，提高抛光效率，对环境及人体也没有危害，具有很好的环保性。

络合剂为乙二胺四乙酸二钠、氨三乙酸钠、二乙醇胺中的至少一种，重量占抛光液总重量的0.01%—0.5%，能够有效去除抛光中的金属离子，在适当的配比下起到最优的抛光效果。

二氧化硅纳米颗粒的粒径为1nm—80nm，这样使速率越快，并且不易凝聚成团。

pH调节剂为氢氧化钠或氢氧化钾，有效防止沉淀，增强抛光中的化学应用，从而提高抛光中的速率。

实施例1：

称取30克硅酸钠、20克乙二胺四乙酸二纳加入到15L的去离子水中，搅拌溶解，然后向其中加入130克40nm的二氧化硅纳米颗粒颗粒，搅拌并开超声使其分散完全，最后加入氢氧化钾调节pH值到10.5。

实施例2：

称取80克焦磷酸钠、40克乙二胺四乙酸二纳加入到13L的去离子水中，搅拌溶解，然后向其中加入200克50nm的二氧化硅纳米颗粒颗粒，搅拌并开超声使其分散完全，最后加入氢氧化钠调节pH值到9.5。

实施例3：

称取100克硅酸钠、40克二乙醇胺加入到15L的去离子水中，搅拌溶解，然后向其中加入200克25nm的二氧化硅纳米颗粒颗粒，搅拌并开超声使其分散完全，最后加入氢氧化钠调节pH值到11.0。

实施例4：

称取105克羧甲基纤维素、75克乙二胺四乙酸二纳加入到20L的去离子水中，搅拌溶解，然后向其中加入350克60nm的二氧化硅纳米颗粒颗粒，搅拌并开超声使其分散完全，最后加入氢氧化钾调节pH值到11.0。

所配得的蓝宝石抛光液在SPEEDFAM单面抛光机上进行2英寸蓝宝石晶片的抛光，抛光压力4.5公斤/片，抛光转速50rpm，抛光液流速100mL/min。抛光前后的蓝宝石片用FRT公司的平坦度检测仪检测，蓝宝石表面质量用CANDELA检测。

添加上述实施例—到实施例四配得的抛光液，其结果如下：

抛光样品	实施例一	实施例二	实施例三	实施例四
					抛光速率	1.8μm/h	2.3μm/h	2.1μm/h	2.3μm/h

从上述结果看抛光速率优良，而且抛光后蓝宝石晶片表面优良，易清洗。

实施例5：

称取30克硅酸钠与焦磷酸钠的混合、20克乙二胺四乙酸二纳加入到15L的去离子水中，搅拌溶解，然后向其中加入130克40nm的二氧化硅纳米颗粒颗粒，搅拌并开超声使其分散完全，最后加入氢氧化钾调节pH值到10.5。

实施例6：

称取80克焦磷酸钠、40克二乙醇胺与乙二胺四乙酸二纳的混合加入到13L的去离子水中，搅拌溶解，然后向其中加入200克50nm的二氧化硅纳米颗粒颗粒，搅拌并开超声使其分散完全，最后加入氢氧化钠调节pH值到9.5。

实施例7：

称取100克硅酸钠与焦磷酸钠的混合、40克二乙醇胺与乙二胺四乙酸二纳的混合加入到15L的去离子水中，搅拌溶解，然后向其中加入200克25nm的二氧化硅纳米颗粒颗粒，搅拌并开超声使其分散完全，最后加入氢氧化钠调节pH值到11.0。

实施例8：

称取105克羧甲基纤维素、75克乙二胺四乙酸二钠、氨三乙酸钠、二乙醇胺的混合加入到20L的去离子水中，搅拌溶解，然后向其中加入350克60nm的二氧化硅纳米颗粒颗粒，搅拌并开超声使其分散完全，最后加入氢氧化钾调节pH值到11.0。

所配得的蓝宝石抛光液在SPEEDFAM单面抛光机上进行2英寸蓝宝石晶片的抛光，抛光压力4.5公斤/片，抛光转速50rpm，抛光液流速100mL/min。抛光前后的蓝宝石片用FRT公司的平坦度检测仪检测，蓝宝石表面质量用CANDELA检测。

添加上述实施例五到实施例八配得的抛光液，其结果如下：

抛光样品	实施例一	实施例二	实施例三	实施例四
					抛光速率	1.8μm/h	2.3μm/h	2.1μm/h	2.3μm/h

综合上述，本发明中的实施例由于从二氧化硅纳米颗粒的纳米颗粒配制蓝宝石表面抛光液，工艺简单、操作方便、生产迅捷，而且由此配制的抛光液抛光速率快、稳定性好、固含量低，其特点决定了此抛光液易清洗、成本低。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种蓝宝石抛光液，其特征在于：包括去离子水溶液、二氧化硅纳米颗粒、分散剂、络合剂和pH调节剂，各成分按如下重量百分比配制：

去离子水溶液90%—99%、二氧化硅纳米颗粒0.1%—6%、分散剂0.1%—0.7%、络合剂0.01%—0.5%。

2.如权利要求1所述的一种蓝宝石抛光液，其特征在于，所述二氧化硅纳米颗粒粒径为1nm—80nm。

3.如权利要求1所述的一种蓝宝石抛光液，其特征在于，所述分散剂为硅酸钠、焦磷酸钠、羧甲基纤维素或甲基戊醇中的至少一种。

4.如权利要求1所述的一种蓝宝石抛光液，其特征在于，所述络合剂为乙二胺四乙酸二钠、氨三乙酸钠、二乙醇胺中的至少一种。

5.如权利要求1—4中任意一项所述的一种蓝宝石抛光液，其特征在于，所述pH调节剂为氢氧化钠或氢氧化钾，调节pH值至9—11.5。

6.一种蓝宝石抛光液的配制方法，其特征在于，包括以下步骤：

首先将分散剂、络合剂加入到去离子水中，然后向其中加入二氧化硅纳米颗粒，且不断的搅拌，同时超声5分钟—8分钟使其分散完全，最后加入pH调节剂将pH值调节到9—11.5。

7.如权利要求6所述的一种蓝宝石抛光液的配制方法，其特征在于：所述分散剂为硅酸钠、焦磷酸钠、羧甲基纤维素或甲基戊醇中的至少一种，重量占抛光液总重量的0.1%—0.7%。

8.如权利要求6所述的一种蓝宝石抛光液的配制方法，其特征在于：所述络合剂为乙二胺四乙酸二钠、氨三乙酸钠、二乙醇胺中的至少一种，重量占抛光液总重量的0.01%—0.5%。

9.如权利要求6所述的一种蓝宝石抛光液的配制方法，其特征在于：所述二氧化硅纳米颗粒的粒径为1nm—80nm。

10.如权利要求6—9中任意一项所述的一种蓝宝石抛光液的配制方法，其特征在于：所述pH调节剂为氢氧化钠或氢氧化钾。