CN107326328A - 一种电子屏的加工工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种电子屏的加工工艺,包括以下步骤:(1)蓝宝石毛坯成型;(2)研磨:采用双面研磨设备对蓝宝石毛坯进行双面研磨;(3)等离子蚀刻:将研磨后的蓝宝石电子屏半成品平放于等离子蚀刻机的蚀刻腔内,关闭腔盖,去除蓝宝石电子屏半成品表面的损伤,去除表面应力;(4)双面抛光:采用双面抛光设备对清洗后的电子屏半成品进行化学机械抛光;(5)倒角:采用倒角机对双面抛光后的电子屏半成品进行边缘倒角;(6)镀膜:采用真空镀膜机对倒角后的电子屏半成品进行镀膜,得到所述电子屏成品。本发明可大幅度提高电子屏的强度,满足电子屏对强度的要求。
Description
技术领域
本发明涉及电子产品技术领域,具体涉及一种电子屏的加工工艺。
背景技术
蓝宝石材质由于其高硬度(硬度为9仅次于钻石)、耐磨、透过率高,目前已经逐渐应用于手机摄像头保护盖、手机指纹传感器按键和手机触摸屏盖板。蓝宝石材料为单晶体,有晶体取向,不同晶向有不同的物理和化学性能。蓝宝石的晶向包括C向,A向和R向等,与晶向垂直的面对应称之为C面,A面和R面。
目前在电子产品行业所采用的蓝宝石材质零部件工作面主要取晶体的A面和C面。蓝宝石A面的抗弯理论强度约1500Mpa,光轴各项异性;C面的抗弯理论强度约1050Mpa,光轴各向同性。因此目前手机摄像头保护盖由于对光学性能要求较高,一般采用光轴各项同性的C面晶体。而手机触摸屏盖板对强度要求较高目前主要用A面晶体。虽然蓝宝石的A面理论强度可以满足手机等电子产品对强度的要求,但由于蓝宝石是晶体材料,如果切割时按照工作面是A面,边缘是与之垂直的C面,工作面强度与边缘强度不一致,边缘强度低导致在加工过程中容易产生崩边和砂口及损伤应力层等缺陷。表面损伤层、边缘损伤层及砂口情况与抛光后蓝宝石电子屏盖板成品的强度密切相关,用目前传统的蓝宝石产品加工工艺(例如加工手表表盖及其他窗口片等)加工出的A面蓝宝石电子屏盖板的抗弯强度只有400Mpa左右,远远低于理论值1500Mpa。表面损伤层、边缘损伤层和边缘砂口是蓝宝石产品在外力作用下产生裂纹失效的起始点,砂口比崩边小,可视为一种微米级崩边,目前主流蓝宝石加工工艺进行研磨倒角后未对表面损伤层,边缘损伤层和边缘砂口进行加工处理,因此用目前传统的蓝宝石加工工艺制作出的手机用蓝宝石屏盖板强度远远低于蓝宝石材质的理论强度,限制了蓝宝石产品在手机等消费类电子产品的大规模普及应用。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术的问题,提供一种电子屏的加工工艺。
为了达到上述目的,本发明通过以下技术方案来实现:
一种电子屏的加工工艺,包括以下步骤:
(1)蓝宝石毛坯成型:根据电子屏幕的形状尺寸成型;
(2)研磨:采用双面研磨设备对蓝宝石毛坯进行双面研磨;
(3)等离子蚀刻:将研磨后的蓝宝石电子屏半成品平放于等离子蚀刻机的蚀刻腔内,关闭腔盖,去除蓝宝石电子屏半成品表面的损伤,去除表面应力;
(4)双面抛光:采用双面抛光设备对清洗后的电子屏半成品进行化学机械抛光;
(5)倒角:采用倒角机对双面抛光后的电子屏半成品进行边缘倒角;
(6)镀膜:采用真空镀膜机对倒角后的电子屏半成品进行镀膜,得到所述电子屏成品。
进一步地,所述步骤(1)中,在蓝宝石毛坯成型前,需要选择蓝宝石晶体耐磨性较好的蓝宝石A面,进行定向,保证切出的电子屏是A 向面。
进一步地,所述步骤(1)中,所述蓝宝石毛坯厚度比电子屏幕厚60~75um,长度、宽度尺寸与电子屏幕一致。
进一步地,所述步骤(3)中,所述等离子蚀刻的方法为:将蚀刻腔抽真空至0.001Torr后,充入蚀刻气体和辅助气体,蚀刻气体体积流量为80~100sccm,辅助气体体积流量为10~20sccm,偏压设定为-400~-300V,蚀刻时间为2~5min,蚀刻完毕后将蓝宝石电子屏半成品取出,依次进行浸泡清洗和烘干。
进一步地,所述步骤(5)中,所述倒角的方法为:将蓝宝石毛坯片置于CNC机台的夹具上,选取800~1000目,45°金刚石倒角磨头,设定转速为650~750r/min,进给速度为0.03~0.05mm/min,磨头移动速度为65~75mm/min,倒角量0.1mm,倒角时间为6~8min,制成蓝宝石电子屏半成品。
进一步地,所述步骤(2)、步骤(3)、步骤(4)和步骤(5)完成后,需要对电子屏半成品进行清洗。
进一步地,所述清洗步骤为,采用去离子水,用超声波清洗机对研磨后的电子屏清洗,清洗时间为10~20min,去除研磨后电子屏表面的研磨颗粒。
进一步地,所述步骤(3)完成后,需要对电子屏半成品进行退火处理。
进一步地,所述步骤(6)中,镀膜处理的方法为:采用真空镀膜机对所述电子屏半成品进行镀膜,真空中进行增透膜涂覆,电子屏温度300~500℃。
本发明与现有技术相比,具有如下的有益效果:
本发明通过大量实验筛选,优选出最佳的研磨、等离子蚀刻和镀膜等工艺步骤以及最佳的工艺参数。首先采用双面研磨方法提高平面度、减少表面划痕、降低粗糙度,可达到精密加工要求;然后对研磨后的电子屏半成品进行清洗和退火加工处理;退火后采用化学机械抛光双面抛光进一步提高平面度、去除表面划痕、降低粗糙度,可达到精密的加工要求;最后对电子屏进行清洗和镀膜加工处理。可大大提高蓝宝石电子屏质量,节省加工时间,降低蓝宝石电子屏加工成本。
本发明采用上述工艺后,可消除研磨后蓝宝石电子屏的表面损伤应力层和边缘的砂口,从而均匀地去除蓝宝石衬底片在机械研磨过程中累积的应力和表面损伤层,同时也可以将表面层沉积的化学切割液残留彻底清除。最终大幅度提高电子屏的强度,满足电子屏对强度的要求。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步说明。
实施例1
一种电子屏的加工工艺,包括以下步骤:
(1)蓝宝石毛坯成型:根据电子屏幕的形状尺寸成型;
(2)研磨:采用双面研磨设备对蓝宝石毛坯进行双面研磨;
(3)等离子蚀刻:将研磨后的蓝宝石电子屏半成品平放于等离子蚀刻机的蚀刻腔内,关闭腔盖,去除蓝宝石电子屏半成品表面的损伤,去除表面应力;
(4)双面抛光:采用双面抛光设备对清洗后的电子屏半成品进行化学机械抛光;
(5)倒角:采用倒角机对双面抛光后的电子屏半成品进行边缘倒角;
(6)镀膜:采用真空镀膜机对倒角后的电子屏半成品进行镀膜,得到所述电子屏成品。
所述步骤(1)中,在蓝宝石毛坯成型前,需要选择蓝宝石晶体耐磨性较好的蓝宝石A面,进行定向,保证切出的电子屏是A 向面。
所述步骤(1)中,所述蓝宝石毛坯厚度比电子屏幕厚60um,长度、宽度尺寸与电子屏幕一致。
所述步骤(3)中,所述等离子蚀刻的方法为:将蚀刻腔抽真空至0.001Torr后,充入蚀刻气体和辅助气体,蚀刻气体体积流量为100sccm,辅助气体体积流量为10sccm,偏压设定为-300V,蚀刻时间为2min,蚀刻完毕后将蓝宝石电子屏半成品取出,依次进行浸泡清洗和烘干。
所述步骤(5)中,所述倒角的方法为:将蓝宝石毛坯片置于CNC机台的夹具上,选取1000目,45°金刚石倒角磨头,设定转速为650r/min,进给速度为0.05mm/min,磨头移动速度为65mm/min,倒角量0.1mm,倒角时间为8min,制成蓝宝石电子屏半成品。
所述步骤(2)、步骤(3)、步骤(4)和步骤(5)完成后,需要对电子屏半成品进行清洗。
所述清洗步骤为,采用去离子水,用超声波清洗机对研磨后的电子屏清洗,清洗时间为10min,去除研磨后电子屏表面的研磨颗粒。
所述步骤(3)完成后,需要对电子屏半成品进行退火处理。
所述步骤(6)中,镀膜处理的方法为:采用真空镀膜机对所述电子屏半成品进行镀膜,真空中进行增透膜涂覆,电子屏温度500℃。
实施例2
一种电子屏的加工工艺,包括以下步骤:
(1)蓝宝石毛坯成型:根据电子屏幕的形状尺寸成型;
(2)研磨:采用双面研磨设备对蓝宝石毛坯进行双面研磨;
(3)等离子蚀刻:将研磨后的蓝宝石电子屏半成品平放于等离子蚀刻机的蚀刻腔内,关闭腔盖,去除蓝宝石电子屏半成品表面的损伤,去除表面应力;
(4)双面抛光:采用双面抛光设备对清洗后的电子屏半成品进行化学机械抛光;
(5)倒角:采用倒角机对双面抛光后的电子屏半成品进行边缘倒角;
(6)镀膜:采用真空镀膜机对倒角后的电子屏半成品进行镀膜,得到所述电子屏成品。
所述步骤(1)中,在蓝宝石毛坯成型前,需要选择蓝宝石晶体耐磨性较好的蓝宝石A面,进行定向,保证切出的电子屏是A 向面。
所述步骤(1)中,所述蓝宝石毛坯厚度比电子屏幕厚75um,长度、宽度尺寸与电子屏幕一致。
所述步骤(3)中,所述等离子蚀刻的方法为:将蚀刻腔抽真空至0.001Torr后,充入蚀刻气体和辅助气体,蚀刻气体体积流量为80sccm,辅助气体体积流量为20sccm,偏压设定为-400V,蚀刻时间为5min,蚀刻完毕后将蓝宝石电子屏半成品取出,依次进行浸泡清洗和烘干。
所述步骤(5)中,所述倒角的方法为:将蓝宝石毛坯片置于CNC机台的夹具上,选取800目,45°金刚石倒角磨头,设定转速为750r/min,进给速度为0.03mm/min,磨头移动速度为75mm/min,倒角量0.1mm,倒角时间为6min,制成蓝宝石电子屏半成品。
所述步骤(2)、步骤(3)、步骤(4)和步骤(5)完成后,需要对电子屏半成品进行清洗。
所述清洗步骤为,采用去离子水,用超声波清洗机对研磨后的电子屏清洗,清洗时间为20min,去除研磨后电子屏表面的研磨颗粒。
所述步骤(3)完成后,需要对电子屏半成品进行退火处理。
所述步骤(6)中,镀膜处理的方法为:采用真空镀膜机对所述电子屏半成品进行镀膜,真空中进行增透膜涂覆,电子屏温度300℃。
实施例3
一种电子屏的加工工艺,包括以下步骤:
(1)蓝宝石毛坯成型:根据电子屏幕的形状尺寸成型;
(2)研磨:采用双面研磨设备对蓝宝石毛坯进行双面研磨;
(3)等离子蚀刻:将研磨后的蓝宝石电子屏半成品平放于等离子蚀刻机的蚀刻腔内,关闭腔盖,去除蓝宝石电子屏半成品表面的损伤,去除表面应力;
(4)双面抛光:采用双面抛光设备对清洗后的电子屏半成品进行化学机械抛光;
(5)倒角:采用倒角机对双面抛光后的电子屏半成品进行边缘倒角;
(6)镀膜:采用真空镀膜机对倒角后的电子屏半成品进行镀膜,得到所述电子屏成品。
所述步骤(1)中,在蓝宝石毛坯成型前,需要选择蓝宝石晶体耐磨性较好的蓝宝石A面,进行定向,保证切出的电子屏是A 向面。
所述步骤(1)中,所述蓝宝石毛坯厚度比电子屏幕厚68um,长度、宽度尺寸与电子屏幕一致。
所述步骤(3)中,所述等离子蚀刻的方法为:将蚀刻腔抽真空至0.001Torr后,充入蚀刻气体和辅助气体,蚀刻气体体积流量为90sccm,辅助气体体积流量为15sccm,偏压设定为-350V,蚀刻时间为4min,蚀刻完毕后将蓝宝石电子屏半成品取出,依次进行浸泡清洗和烘干。
所述步骤(5)中,所述倒角的方法为:将蓝宝石毛坯片置于CNC机台的夹具上,选取900目,45°金刚石倒角磨头,设定转速为700r/min,进给速度为0.04mm/min,磨头移动速度为70mm/min,倒角量0.1mm,倒角时间为7min,制成蓝宝石电子屏半成品。
所述步骤(2)、步骤(3)、步骤(4)和步骤(5)完成后,需要对电子屏半成品进行清洗。
所述清洗步骤为,采用去离子水,用超声波清洗机对研磨后的电子屏清洗,清洗时间为15min,去除研磨后电子屏表面的研磨颗粒。
所述步骤(3)完成后,需要对电子屏半成品进行退火处理。
所述步骤(6)中,镀膜处理的方法为:采用真空镀膜机对所述电子屏半成品进行镀膜,真空中进行增透膜涂覆,电子屏温度400℃。
经检测,本发明加工得到的蓝宝石电子屏,电子屏表面晶格完整、平整度<2微米、抛光面粗糙度(RMS)<0.09纳米,具有超光滑表面,质感优越。对电子屏进行弯曲强度测试,测试10片产品的平均弯曲强度结果为:1190Mpa。
本发明通过大量实验筛选,优选出最佳的研磨、等离子蚀刻和镀膜等工艺步骤以及最佳的工艺参数。首先采用双面研磨方法提高平面度、减少表面划痕、降低粗糙度,可达到精密加工要求;然后对研磨后的电子屏半成品进行清洗和退火加工处理;退火后采用化学机械抛光双面抛光进一步提高平面度、去除表面划痕、降低粗糙度,可达到精密的加工要求;最后对电子屏进行清洗和镀膜加工处理。可大大提高蓝宝石电子屏质量,节省加工时间,降低蓝宝石电子屏加工成本。
本发明采用上述工艺后,可消除研磨后蓝宝石电子屏的表面损伤应力层和边缘的砂口,从而均匀地去除蓝宝石衬底片在机械研磨过程中累积的应力和表面损伤层,同时也可以将表面层沉积的化学切割液残留彻底清除。最终大幅度提高电子屏的强度,满足电子屏对强度的要求。
以上仅为本发明的优选实施例而已,并不用于限制本发明,尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明,对于本领域的技术人员来说,其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种电子屏的加工工艺,其特征在于,包括以下步骤:
(1)蓝宝石毛坯成型:根据电子屏幕的形状尺寸成型;
(2)研磨:采用双面研磨设备对蓝宝石毛坯进行双面研磨;
(3)等离子蚀刻:将研磨后的蓝宝石电子屏半成品平放于等离子蚀刻机的蚀刻腔内,关闭腔盖,去除蓝宝石电子屏半成品表面的损伤,去除表面应力;
(4)双面抛光:采用双面抛光设备对清洗后的电子屏半成品进行化学机械抛光;
(5)倒角:采用倒角机对双面抛光后的电子屏半成品进行边缘倒角;
(6)镀膜:采用真空镀膜机对倒角后的电子屏半成品进行镀膜,得到所述电子屏成品。
2.根据权利要求1所述的一种电子屏的加工工艺,其特征在于,所述步骤(1)中,在蓝宝石毛坯成型前,需要选择蓝宝石晶体耐磨性较好的蓝宝石A面,进行定向,保证切出的电子屏是A 向面。
3.根据权利要求1所述的一种电子屏的加工工艺,其特征在于,所述步骤(1)中,所述蓝宝石毛坯厚度比电子屏幕厚60~75um,长度、宽度尺寸与电子屏幕一致。
4.根据权利要求1所述的一种电子屏的加工工艺,其特征在于,所述步骤(3)中,所述等离子蚀刻的方法为:将蚀刻腔抽真空至0.001Torr后,充入蚀刻气体和辅助气体,蚀刻气体体积流量为80~100sccm,辅助气体体积流量为10~20sccm,偏压设定为-400~-300V,蚀刻时间为2~5min,蚀刻完毕后将蓝宝石电子屏半成品取出,依次进行浸泡清洗和烘干。
5.根据权利要求1所述的一种电子屏的加工工艺,其特征在于,所述步骤(5)中,所述倒角的方法为:将蓝宝石毛坯片置于CNC机台的夹具上,选取800~1000目,45°金刚石倒角磨头,设定转速为650~750r/min,进给速度为0.03~0.05mm/min,磨头移动速度为65~75mm/min,倒角量0.1mm,倒角时间为6~8min,制成蓝宝石电子屏半成品。
6.根据权利要求1所述的一种电子屏的加工工艺,其特征在于,所述步骤(2)、步骤(3)、步骤(4)和步骤(5)完成后,需要对电子屏半成品进行清洗。
7.根据权利要求6所述的一种电子屏的加工工艺,其特征在于,所述清洗步骤为,采用去离子水,用超声波清洗机对研磨后的电子屏清洗,清洗时间为10~20min,去除研磨后电子屏表面的研磨颗粒。
8.根据权利要求1所述的一种电子屏的加工工艺,其特征在于,所述步骤(3)完成后,需要对电子屏半成品进行退火处理。
9.根据权利要求1所述的一种电子屏的加工工艺,其特征在于,所述步骤(6)中,镀膜处理的方法为:采用真空镀膜机对所述电子屏半成品进行镀膜,真空中进行增透膜涂覆,电子屏温度300~500℃。
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