CN104669454B - 一种带孔的蓝宝石手机视窗保护屏的加工方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种带孔的蓝宝石手机视窗保护屏的加工方法，属于手机视窗保护屏的加工工艺技术领域。它解决了现有蓝宝石保护屏的加工方法切割速度慢，长时间加工发热高容易影响精度等技术问题。该加工方法先将块状的蓝宝石晶块放入线切割机器里切割成蓝宝石基板，再采用金刚砂刀具对蓝宝石基板的外轮廓进行精磨，然后将蓝宝石基板放入研磨槽内，通过研磨颗粒的研磨对蓝宝石基板进行研磨抛光，再通过激光切割机将蓝宝石基板切割成目标形状，并将切割后的蓝宝石基板放入磨床上对其边缘进行倒角，最后将研磨后的成品清洗烘干后取出。本发明具有提高了整体加工的速度，精加工控制温度能够提高精确性，保证成品的质量等优点。
Description
技术领域
本发明属于手机视窗保护屏的加工工艺技术领域，涉及一种带孔的蓝宝石手机视窗保护屏的加工方法。
背景技术
随着科学技术的迅速发展，在诸如手机、掌上电脑、车载导航仪、笔记本电脑等电子产品上广泛地应用了触摸屏,较普通的玻璃而言，蓝宝石晶体具有优异的光学性能、机械性能和化学稳定性，强度高、硬度大、耐冲刷，可在接近2000度高温的恶劣条件下工作，因而被广泛的应用于红外军事装置、卫星空间技术高强度激光的窗口材料，其独特的晶体结构、优异的力学性能、良好的热学性能便蓝宝石晶体成为实际应用的半导体发光二极管(LED)，大规模集成电路SO1和SOS及超导纳米机构薄膜等最为理想的衬底材料，有效的提高了作为保护屏的耐划伤能力和机械性能强度。
蓝宝石保护屏的加工方法一般都采用砂轮或金刚石刀具切割，速度慢，长时间加工发热高容易影响精度。
发明内容
本发明针对现有的技术存在的上述问题，提供一种带孔的蓝宝石手机视窗保护屏的加工方法，本发明所要解决的技术问题是：如何提高蓝宝石手机视窗保护屏的加工效率和加工后的质量。
本发明的目的可通过下列技术方案来实现：
一种带孔的蓝宝石手机视窗保护屏的加工方法，蓝宝石手机视窗保护屏包括透明的蓝宝石基板，蓝宝石基板上具有若干通孔，所述通孔位于蓝宝石基板的边缘处，本加工方法包括如下步骤：
a、毛坯加工：将块状的蓝宝石晶块放入线切割机器上进行线切割，通过线切割将蓝宝石晶块切割成矩形的蓝宝石基板；
b、精加工：采用金刚砂刀具对蓝宝石基板的外轮廓进行精磨，在精磨过程中注入切削液，通过持续注入切削液保持温度为30℃-60℃；
c、研磨：将蓝宝石基板放入研磨槽内，在研磨槽内注入研磨液体，研磨液体包含纳米级的研磨颗粒，研磨颗粒包括纳米级的碳化硅和氧化铬，通过研磨颗粒的研磨对蓝宝石基板进行研磨抛光；
d、切割：将蓝宝石基板放入激光切割机器上进行激光切割，通过激光将蓝宝石基板切割成目标形状，通过激光在蓝宝石基板上切割出所述通孔；采用金刚砂刀具对蓝宝石基板的外轮廓进行精磨；
e、倒角加工：将切割后的蓝宝石基板放入磨床上，采用金刚砂刀具对蓝宝石基板的边缘进行倒角，倒角尺寸为C0.15mm-0.2mm；
f、成品下料：将研磨后的成品清洗烘干后取出。
其原理如下：对毛坯的加工采用线切割方式能够充分利用线切割加工成本低、加工速度快的好处，规避线切割精度不足的问题。采用激光对蓝宝石基板进行切割能够充分利用激光的加工速度，虽然激光加工成本比较高，但激光的精确度比较高能够快速的切割蓝宝石，特别适合蓝宝石基板上打孔，由于手机视窗保护屏的孔都靠近边缘处，一般通孔和蓝宝石基板的边缘也就间距0.5mm左右，需要激光切割这种高精度的切割方式来准确加工。蓝宝石基板的边缘需要倒角，由于激光不容易倒角，采用金刚砂刀具进行倒角比较平稳，且使倒角后的蓝宝石基板边缘不锋利，安全性好，倒角尺寸为C0.15mm-0.2mm也经过精心计算，这种尺寸的倒角不但能够提高安全性和美观，而且不会影响通孔和蓝宝石基板的安全距离。激光切割由于精度好切割后余量很少，使得精加工的时候减少了金刚砂刀具的切屑量，由于金刚砂刀具的切削速度比激光切割慢很多，因此激光切割余量少能够大大提高了整体加工的速度，精加工控制温度能够提高精确性，保证成品的质量。采用液体研磨方式能够充分利用纳米级的颗粒对蓝宝石基板进行磨光，提高成品的表面质量。
在上述的一种带孔的蓝宝石手机视窗保护屏的加工方法中，所述步骤a中，先将蓝宝石晶块放入清水中首次清洗，首次清洗要求去除表面的灰尘等杂质，再将蓝宝石晶块放入pH值2-3的酸液中进行浸泡，浸泡时间为1-5分钟，然后清水冲洗和烘干，将蓝宝石晶块放入退火炉中，采用氢气保护，退火温度为1800℃-1900℃并保温38-42小时，退火后要求保证蓝宝石晶块无杂色和透明，将退火后的蓝宝石晶块清洗并烘干，送去线切割。首次清洗后能够使蓝宝石晶块表面初步干净，采用酸液浸泡后能够去除顽固的污渍，采用氢气保护退火能够保证蓝宝石晶块无杂色和透明，退火温度为1800℃-1900℃并保温38-42小时能够充分保证去除蓝宝石晶块内部的杂质，从而提高成品的质量。
在上述的一种带孔的蓝宝石手机视窗保护屏的加工方法中，所述步骤d中，所述蓝宝石基板的外轮廓单边留0.1mm-0.5mm的余量，所述通孔经过激光一次加工到位，不放余量。通孔很难用金刚砂刀具加工，采用激光一次加工到位能够避免金刚砂刀具的加工，提高加工效率，外轮廓单边留0.1mm-0.5mm的余量能够在不影响通孔和蓝宝石基板的安全间距的前提下最大程度减少余量，从而减少金刚砂刀具的切削量以提高加工效率。
在上述的一种带孔的蓝宝石手机视窗保护屏的加工方法中，所述步骤e中，在倒角过程中注入切削液，通过持续注入切削液保持温度为30℃-60℃。倒角切削的过程中会产生大量的热量，采用切削液保持适当的温度能够使得加工精度提高。
在上述的一种带孔的蓝宝石手机视窗保护屏的加工方法中，所述步骤c中，研磨液体的温度保持在100℃-200℃，研磨时对研磨液体加压使研磨颗粒快速冲涮蓝宝石基板，在研磨之前，往蓝宝石基板上的通孔内填充石蜡并使石蜡充满通孔，待研磨结束后，将通孔内石蜡取出并清洗蓝宝石基板。加压的作用是提高研磨的速度，研磨液体的温度保持在100℃-200℃能够加快纳米颗粒的热扩散速度，进而提高加工效率，石蜡充满通孔能够保护通孔不被研磨。
与现有技术相比，本发明的优点如下：
1、本加工方法采用激光切割由于精度好切割后余量很少，使得精加工的时候减少了金刚砂刀具的切屑量，由于金刚砂刀具的切削速度比激光切割慢很多，因此激光切割余量少能够大大提高了整体加工的速度，精加工控制温度能够提高精确性，保证成品的质量。
2、本加工方法采用液体研磨方式能够充分利用纳米级的颗粒对蓝宝石基板进行磨光，提高成品的表面质量。
附图说明
图1是本蓝宝石手机视窗保护屏的加工结构示意图。
图2是本蓝宝石手机视窗保护屏的加工流程示意图。
图中，1蓝宝石晶块；2蓝宝石基板；3线切割机器；4激光切割机器；5金刚砂刀具；6通孔。
具体实施方式
以下是本发明的具体实施例并结合附图，对本发明的技术方案作进一步的描述，但本发明并不限于这些实施例。
如图1和图2所示，本蓝宝石手机视窗保护屏包括透明的蓝宝石基板2，蓝宝石基板2上具有若干通孔6，通孔6位于蓝宝石基板2的边缘处，本加工方法包括如下步骤：
a、毛坯加工：将块状的蓝宝石晶块1放入线切割机器3上进行线切割，通过线切割将蓝宝石晶块1切割成矩形的蓝宝石基板2；步骤a中，先将蓝宝石晶块1放入清水中首次清洗，首次清洗要求去除表面的灰尘等杂质，再将蓝宝石晶块1放入pH值2-3的酸液中进行浸泡，浸泡时间为1-5分钟，然后清水冲洗和烘干，将蓝宝石晶块1放入退火炉中，采用氢气保护，退火温度为1800℃-1900℃并保温38-42小时，退火后要求保证蓝宝石晶块1无杂色和透明，将退火后的蓝宝石晶块1清洗并烘干，送去线切割。首次清洗后能够使蓝宝石晶块1表面初步干净，采用酸液浸泡后能够去除顽固的污渍，采用氢气保护退火能够保证蓝宝石晶块1无杂色和透明，退火温度为1800℃-1900℃并保温38-42小时能够充分保证去除蓝宝石晶块1内部的杂质，从而提高成品的质量。
b、精加工：采用金刚砂刀具5对蓝宝石基板2的外轮廓进行精磨，在精磨过程中注入切削液，通过持续注入切削液保持温度为30℃-60℃。
c、研磨：将蓝宝石基板2放入研磨槽内，在研磨槽内注入研磨液体，研磨液体包含纳米级的研磨颗粒，研磨颗粒包括纳米级的碳化硅和氧化铬；步骤e中，研磨液体的温度保持在100℃-200℃，研磨时对研磨液体加压使研磨颗粒快速冲涮蓝宝石基板2，在研磨之前，往蓝宝石基板2上的通孔6填充石蜡，使石蜡充满通孔6，待研磨结束后，将通孔6内石蜡取出并清洗蓝宝石基板2。加压的作用是提高研磨的速度，研磨液体的温度保持在100℃-200℃能够加快纳米颗粒的热扩散速度，进而提高加工效率，石蜡充满通孔6能够保护通孔6不被研磨。
d、切割：将蓝宝石基板2放入激光切割机器4上进行激光切割，通过激光将蓝宝石基板2切割成目标形状，通过激光在蓝宝石基板2上切割出通孔6；步骤b中，蓝宝石基板2的外轮廓单边留0.1mm-0.5mm的余量，通孔6经过激光一次加工到位，不放余量。采用金刚砂刀具5对蓝宝石基板2的外轮廓进行精磨，通孔6很难用金刚砂刀具5加工，采用激光一次加工到位能够避免金刚砂刀具5的加工，提高加工效率，外轮廓单边留0.1mm-0.5mm的余量能够在不影响通孔6和蓝宝石基板2的安全间距的前提下最大程度减少余量，从而减少金刚砂刀具5的切削量以提高加工效率。
e、倒角加工：将切割后的蓝宝石基板2放入磨床上，采用金刚砂刀具5对蓝宝石基板2的边缘进行倒角，倒角尺寸为C0.15mm-0.2mm；步骤c中，在倒角过程中注入切削液，通过持续注入切削液保持温度为30℃-60℃。倒角切削的过程中会产生大量的热量，采用切削液保持适当的温度能够使得加工精度提高。
f、成品下料：将研磨后的成品清洗烘干后取出。如图1和图2所示，对毛坯的加工采用线切割方式能够充分利用线切割加工成本低、加工速度快的好处，规避线切割精度不足的问题。采用激光对蓝宝石基板2进行切割能够充分利用激光的加工速度，虽然激光加工成本比较高，但激光的精确度比较高能够快速的切割蓝宝石，特别适合蓝宝石基板2上打孔，由于手机视窗保护屏的孔都靠近边缘处，一般通孔6和蓝宝石基板2的边缘也就间距0.5mm左右，需要激光切割这种高精度的切割方式来准确加工。蓝宝石基板2的边缘需要倒角，由于激光不容易倒角，采用金刚砂刀具5进行倒角比较平稳，且使倒角后的蓝宝石基板2边缘不锋利，安全性好，倒角尺寸为C0.15mm-0.2mm也经过精心计算，这种尺寸的倒角不但能够提高安全性和美观，而且不会影响通孔6和蓝宝石基板2的安全距离。激光切割由于精度好切割后余量很少，使得精加工的时候减少了金刚砂刀具5的切屑量，由于金刚砂刀具5的切削速度比激光切割慢很多，因此激光切割余量少能够大大提高了整体加工的速度，精加工控制温度能够提高精确性，保证成品的质量。采用液体研磨方式能够充分利用纳米级的颗粒对蓝宝石基板2进行磨光，提高成品的表面质量。
本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。
Claims (5)
1.一种带孔的蓝宝石手机视窗保护屏的加工方法，蓝宝石手机视窗保护屏包括透明的蓝宝石基板(2)，蓝宝石基板(2)上具有若干通孔(6)，所述通孔(6)位于蓝宝石基板(2)的边缘处，其特征在于，本加工方法包括如下步骤：
a、毛坯加工：将蓝宝石晶块(1)放入退火炉中，采用氢气保护，退火温度为1800℃-1900℃并保温38-42小时，退火后要求保证蓝宝石晶块(1)无杂色和透明，将退火后的蓝宝石晶块(1)清洗并烘干，将块状的蓝宝石晶块(1)放入线切割机器(3)上进行线切割，通过线切割将蓝宝石晶块(1)切割成矩形的蓝宝石基板(2)；
b、精加工：采用金刚砂刀具(5)对蓝宝石基板(2)的外轮廓进行精磨，在精磨过程中注入切削液，通过持续注入切削液保持温度为30℃-60℃；
c、研磨：将蓝宝石基板(2)放入研磨槽内，在研磨槽内注入研磨液体，研磨液体包含纳米级的研磨颗粒，研磨颗粒包括纳米级的碳化硅和氧化铬，通过研磨颗粒的研磨对蓝宝石基板(2)进行研磨抛光；
d、切割：将蓝宝石基板(2)放入激光切割机器(4)上进行激光切割，通过激光将蓝宝石基板(2)切割成目标形状，通过激光在蓝宝石基板(2)上切割出所述通孔(6)；采用金刚砂刀具(5)对蓝宝石基板(2)的外轮廓进行精磨；
e、倒角加工：将切割后的蓝宝石基板(2)放入磨床上，采用金刚砂刀具(5)对蓝宝石基板(2)的边缘进行倒角，倒角尺寸为C0.15mm-0.2mm；
f、成品下料：将研磨后的成品清洗烘干后取出。
2.根据权利要求1所述的一种带孔的蓝宝石手机视窗保护屏的加工方法，其特征在于，所述步骤a中，先将蓝宝石晶块(1)放入清水中清洗，清洗后要求去除表面的灰尘等杂质，再将蓝宝石晶块(1)放入pH值2-3的酸液中进行浸泡，浸泡时间为1-5分钟，然后清水冲洗和烘干。
3.根据权利要求2所述的一种带孔的蓝宝石手机视窗保护屏的加工方法，其特征在于，所述步骤d中，所述蓝宝石基板(2)的外轮廓单边留0.1mm-0.5mm的余量，所述通孔(6)经过激光一次加工到位，不放余量。
4.根据权利要求1或2或3所述的一种带孔的蓝宝石手机视窗保护屏的加工方法，其特征在于，所述步骤e中，在倒角过程中注入切削液，通过持续注入切削液保持温度为30℃-60℃。
5.根据权利要求1或2或3所述的一种带孔的蓝宝石手机视窗保护屏的加工方法，其特征在于，所述步骤c中，研磨液体的温度保持在100℃-200℃，研磨时对研磨液体加压使研磨颗粒快速冲涮蓝宝石基板(2)，在研磨之前，往蓝宝石基板(2)上的通孔(6)内填充石蜡并使石蜡充满通孔(6)，待研磨结束后，将通孔(6)内石蜡取出并清洗蓝宝石基板(2)。
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