CN108214260A - 一种超薄蓝宝石晶片的抛光工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种超薄蓝宝石晶片的抛光工艺，包括如下步骤：1)对切割获得的蓝宝石晶片按厚度分组；2)提供一个吸附垫，吸附垫上设置有多个用于放置蓝宝石晶片的多个型腔孔，用清水湿润腔孔，将蓝宝石晶片装入型腔孔中并使二者相对固定；3)将吸附垫的型腔孔开口朝下放置在抛光机的铜盘上对蓝宝石晶片进行粗抛光；4)将粗抛光后的蓝宝石晶片放置在双面抛光机的下抛光盘上进行精抛光。采用本发明的超薄蓝宝石晶片抛光工艺大大缩短抛光时间，提高了抛光效率，降低了生产成本，抛光后蓝宝石晶片的厚度比较薄，可以达到0.1～0.2mm，抛光质量稳定可靠，符合现有蓝宝石产品往更轻薄方向发展的趋势。

Description

一种超薄蓝宝石晶片的抛光工艺
技术领域
本发明涉及蓝宝石晶片加工技术领域，特别地，涉及一种超薄蓝宝石晶片的抛光工艺。
背景技术
蓝宝石是一种集优良光学性能、物理性能和化学性能于一体的多功能氧化物晶体，其硬度仅次于金刚石达到莫氏9级，具有耐磨、耐高温、抗腐蚀、熔点高等特性，上述特性十分适用手机、手表、相机等产品的视窗屏。为了满足上述蓝宝石光学器件发展的要求，获得高平整、高亮度的表面，须对蓝宝石产品进行化学机械抛光，以减少或消除在对产品切割、研磨等工序中对产品的划伤，获得高平整度、高亮度的产品。
现有的蓝宝石产品厚度都比较厚，相对强度也比较大，抛光时用传统的双面抛光设备将产品放入比其自身薄的游星轮中进行抛光。但是随着科技发展，对产品的重量和厚度要求越来越苛刻，蓝宝石的厚度也越减越薄，比如目前手机发展的方向为大屏幕、超薄和低重量，蓝宝石密度较大，其尺寸越大，相对的重量也就越重，为了实现手机大轻薄的要求，只能降低蓝宝石的厚度。
中国专利CN201310557319.X公开了一种A-面蓝宝石晶片的表面抛光方法，首先配置抛光液，抛光液配置完成后，需保持循环搅拌的状态，以使抛光液中的固体成分悬浮均匀；然后在铜抛光机上将晶片贴于陶瓷盘上对晶片表面进行粗抛光，最后在单面抛光机上进行精抛光。采用该抛光方法抛光蓝宝石晶片抛光时间长，且该方法抛光的蓝宝石晶片的厚度在0.25mm以上，不能满足厚度小于0.25mm的蓝宝石晶片的抛光需求。
发明内容
为了克服现有技术不足，本发明提供一种超薄蓝宝石晶片的抛光工艺，以满足抛光0.1～0.2mm超薄蓝宝石晶片的需求，该工艺简单，生产效率高，生产成本低。
为实现上述目的，本发明提供了一种超薄蓝宝石晶片的抛光工艺，所述超薄蓝宝石晶片抛光后产品的厚度为0.1～0.2mm，所述抛光工艺包括如下步骤：
1)、对切割获得的蓝宝石晶片按厚度分组，使得同一组中多片蓝宝石晶片的厚度差在0.015mm以内；
2)、粗抛准备阶段：提供一个吸附垫，所述吸附垫上设置有多个用于放置蓝宝石晶片的型腔孔，所述型腔孔的深度低于蓝宝石晶片完成粗抛步骤之后的厚度，用清水湿润所述型腔孔，再将蓝宝石晶片装入所述型腔孔中，使二者相对固定；
3)、粗抛阶段：将上述吸附垫的型腔孔开口朝下放置在抛光机的铜盘上，铜盘上表面设有螺旋状或同心圆状的磨液槽，控制上压盘压紧所述吸附垫并带动所述吸附垫与上压盘同步转动，且上压盘与所述铜盘同向转动，注入粒径为3～5μm的钻石研磨液，所述铜盘对所述蓝宝石晶片进行粗抛光，整体压力为100～250g/cm2，所述铜盘的最高转速为15～45rpm，所述上压盘的最高转速为10～40rpm，且上压盘的转速与铜盘的转速不一致，抛光温度为25-38℃，单面抛光25～35min；
4)、精抛阶段：将粗抛光后的蓝宝石晶片通过薄片状固定装置放置在双面抛光机的下抛光盘上，所述薄片状固定装置的厚度为小于精抛后蓝宝石晶片产品的厚度，上抛光盘和下抛光盘的抛光面上均设置有抛光磨皮，控制所述上抛光盘、下抛光盘方向相反转动，注入粒径为25～35nm的三氧化二铝抛光液，所述上抛光盘和下抛光盘对蓝宝石晶片的上表面和下表面同时进行精抛光，整体压力为100～250g/cm2，所述上抛光盘的最高转速为12～20rpm，所述下抛光盘的最高转速为25～35rpm，抛光温度为38～45℃，抛光100～150min。
优选的，所述步骤2)中吸附垫包括陶瓷底盘和设置于所述陶瓷底盘上的纤维板，所述型腔孔设置于所述纤维板上；同一组中的多片蓝宝石晶片装入同一吸附垫的多个型腔孔中，且装入同一吸附垫上的多片蓝宝石晶片的厚度差≤0.01mm。
优选的，所述步骤3)中铜盘的凹度为0.05～0.1mm；所述磨液槽宽1～2mm，槽深为0.15～0.25mm。
优选的，所述步骤4)中的薄片状固定装置为游星轮，蓝宝石晶片放置在所述游星轮的定位孔内，所述游星轮的轮齿在径向外侧和内侧分别与所述双面抛光机的外齿圈和太阳轮啮合，通过两端啮合实现游星轮的自转和公转。
优选的，所述游星轮的分度圆直径为130～160mm，所述游星轮的厚度比精抛光后的蓝宝石晶片薄0.025～0.035mm。
优选的，所述步骤4)之前还包括：41)、对粗抛光后的蓝宝石晶片按厚度分组，同一组中的多片蓝宝石晶片的厚度差≤0.01mm。
优选的，所述步骤1)切割获得的蓝宝石晶片的厚度为0.15～0.27mm。
优选的，所述步骤3)粗抛光后的蓝宝石晶片的厚度为0.11～0.215mm。
相比于现有技术，本发明具有以下有益效果：
本发明提供的一种超薄蓝宝石晶片的抛光工艺：(1)粗抛光阶段采用先将蓝宝石晶片装入吸附垫的型腔孔中，再将吸附垫放置在铜抛光机上对蓝宝石晶片进行粗抛光，采用吸附垫装夹蓝宝石晶片进行粗抛光，上下料方便，减少人力物力投入；(2)精抛光阶段采用三氧化二铝抛光液，大大缩短抛光时间，提高了抛光效率，降低了生产成本；(3)本发明的超薄蓝宝石晶片抛光工艺，抛光后蓝宝石晶片的厚度比较薄，可以达到0.1～0.2mm，抛光质量稳定可靠，符合现有蓝宝石产品往更轻薄方向发展的趋势。
除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本发明还有其它的目的、特征和优点。下面对本发明作进一步详细的说明。
具体实施方式
以下通过具体实施例对本发明进行详细说明，但是本发明可以根据权利要求限定和覆盖多种不同的方式实施。
本发明的一种超薄蓝宝石晶片的抛光工艺，超薄蓝宝石晶片抛光后产品的厚度为0.1～0.2mm，其特征在于，抛光工艺包括如下步骤：1)、对切割获得的蓝宝石晶片按厚度分组，使得同一组中多片蓝宝石晶片的厚度差在0.015mm以内；2)、粗抛准备阶段：提供一个吸附垫，吸附垫上设置有多个用于放置蓝宝石晶片的型腔孔，型腔孔的深度低于蓝宝石晶片完成粗抛步骤之后的厚度，用清水湿润型腔孔，再将蓝宝石晶片装入型腔孔中，使二者相对固定；3)、粗抛阶段：将上述吸附垫的型腔孔开口朝下放置在抛光机的铜盘上，铜盘上表面设有螺旋状或同心圆状的磨液槽，控制上压盘压紧吸附垫并带动吸附垫与上压盘同步转动，且上压盘与铜盘同向转动，注入粒径为3～5μm的钻石研磨液，铜盘对蓝宝石晶片进行粗抛光，整体压力为100～250g/cm2，铜盘的最高转速为15～45rpm，上压盘的最高转速为10～40rpm，且上压盘的转速与铜盘的转速不一致，单面抛光25～35min，其中，通过控制钻石研磨液的流量保持抛光温度在25-35℃之间；4)、精抛阶段：将粗抛光后的蓝宝石晶片通过薄片状固定装置放置在双面抛光机的下抛光盘上，薄片状固定装置的厚度为小于精抛后蓝宝石晶片产品的厚度，上抛光盘和下抛光盘的抛光面上均设置有硬度为45～55度的抛光磨皮，控制上抛光盘、下抛光盘方向相反转动，注入粒径为25～35nm的三氧化二铝抛光液，上抛光盘和下抛光盘对蓝宝石晶片的上表面和下表面同时进行精抛光，整体压力为100～250g/cm2，上抛光盘的最高转速为12～20rpm，下抛光盘的最高转速为25～35rpm，抛光100～150min，其中，通过控制三氧化二铝抛光液的流量保持抛光温度在25-35℃之间。
在一种具体的实施例中，步骤2)中吸附垫包括陶瓷底盘和设置于陶瓷底盘上的纤维板，型腔孔设置于纤维板上；同一组蓝宝石晶片装入同一吸附垫的多个型腔孔中，且装入同一吸附垫上的多片蓝宝石晶片的厚度差≤0.01mm。吸附垫采用陶瓷盘、底板纤维板和型腔孔纤维板粘合而成，其中底板纤维板和型腔孔纤维板的背面均粘贴有背胶。首先将底板纤维板粘到陶瓷盘上，再将型腔孔纤维板粘到底板纤维板上。在该结构设置中，将型腔孔设置于纤维板上有利于蓝宝石晶片与型腔孔可靠固定。同时，在该步骤中采用吸附垫装夹蓝宝石晶片进行粗抛光，上料和下料方便、人力投入少，有效提高生产效率。
在一种具体的实施例中，步骤3)中铜盘的凹度为0.05～0.1mm；磨液槽宽1～2mm，槽深为0.15～0.25mm。在该结构设置中，因抛光过程中蓝宝石与铜盘摩擦而使铜盘受热膨胀，铜盘设置有凹度，有效保证了抛光过程中铜盘的平整度，提升抛光质量。
在一种具体的实施例中，步骤4)中的薄片状固定装置为游星轮，蓝宝石晶片放置在游星轮的定位孔内，游星轮的轮齿在径向外侧和内侧分别与双面抛光机的外齿圈和太阳轮啮合，通过两端啮合实现游星轮的自转和公转。
在一种具体的实施例中，游星轮的分度圆直径为130～160mm，游星轮的厚度比精抛光后的蓝宝石晶片薄0.025～0.035mm。该结构设置可有效减少抛光过程中蓝宝石晶片炒机的几率。
在一种具体的实施例中，步骤4)之前还包括：41)、对粗抛光后的蓝宝石晶片按厚度分组，同一组中的多片蓝宝石晶片的厚度差≤0.01mm，以进一步保证抛光质量。步骤1)切割获得的蓝宝石晶片的厚度为0.15～0.27mm。步骤3)粗抛光后的蓝宝石晶片的厚度为0.11～0.215mm。
本实施例分别采用本发明加工工艺和现有抛光工艺对来料产品进行加工，对比结果如下：
(1)采用粗抛光工艺：
(2)采用精抛光工艺：
由对比可知：
1、本发明工艺可以抛光厚度为0.1～0.2mm的超薄蓝宝石晶片，采用本发明工艺可以更好的满足超薄产品的抛光需求。
2、本发明在明显少于现有抛光工艺的加工时间内，能够达到产品抛光工艺的工艺要求。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。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 (8)

1.一种超薄蓝宝石晶片的抛光工艺，所述超薄蓝宝石晶片抛光后产品的厚度为0.1～0.2mm，其特征在于，所述抛光工艺包括如下步骤：
1)、对切割获得的蓝宝石晶片按厚度分组，使得同一组中多片蓝宝石晶片的厚度差在0.015mm以内；
2)、粗抛准备阶段：提供一个吸附垫，所述吸附垫上设置有多个用于放置蓝宝石晶片的型腔孔，所述型腔孔的深度低于蓝宝石晶片完成粗抛步骤之后的厚度，用清水湿润所述型腔孔，再将蓝宝石晶片装入所述型腔孔中，使二者相对固定；
3)、粗抛阶段：将上述吸附垫的型腔孔开口朝下放置在抛光机的铜盘上，铜盘上表面设有螺旋状或同心圆状的磨液槽，控制上压盘压紧所述吸附垫并带动所述吸附垫与上压盘同步转动，且上压盘与所述铜盘同向转动，注入粒径为3～5μm的钻石研磨液，所述铜盘对所述蓝宝石晶片进行粗抛光，整体压力为100～250g/cm2，所述铜盘的最高转速为15～45rpm，所述上压盘的最高转速为10～40rpm，且上压盘的转速与铜盘的转速不一致，抛光温度为25-38℃，单面抛光25～35min；
4)、精抛阶段：将粗抛光后的蓝宝石晶片通过薄片状固定装置放置在双面抛光机的下抛光盘上，所述薄片状固定装置的厚度为小于精抛后蓝宝石晶片产品的厚度，上抛光盘和下抛光盘的抛光面上均设置有抛光磨皮，控制所述上抛光盘、下抛光盘方向相反转动，注入粒径为25～35nm的三氧化二铝抛光液，所述上抛光盘和下抛光盘对蓝宝石晶片的上表面和下表面同时进行精抛光，整体压力为100～250g/cm2，所述上抛光盘的最高转速为12～20rpm，所述下抛光盘的最高转速为25～35rpm，抛光温度为38～45℃，抛光100～150min。
2.根据权利要求1所述的抛光工艺，其特征在于，所述步骤2)中吸附垫包括陶瓷底盘和设置于所述陶瓷底盘上的纤维板，所述型腔孔设置于所述纤维板上；同一组中的多片蓝宝石晶片装入同一吸附垫的多个型腔孔中，且装入同一吸附垫上的多片蓝宝石晶片的厚度差≤0.01mm。
3.根据权利要求1所述的抛光工艺，其特征在于，所述步骤3)中铜盘的凹度为0.05～0.1mm；所述磨液槽宽1～2mm，槽深为0.15～0.25mm。
4.根据权利要求1所述的抛光工艺，其特征在于，所述步骤4)中的薄片状固定装置为游星轮，蓝宝石晶片放置在所述游星轮的定位孔内，所述游星轮的轮齿在径向外侧和内侧分别与所述双面抛光机的外齿圈和太阳轮啮合，通过两端啮合实现游星轮的自转和公转。
5.根据权利要求4所述的抛光工艺，其特征在于，所述游星轮的分度圆直径为130～160mm，所述游星轮的厚度比精抛光后的蓝宝石晶片薄0.025～0.035mm。
6.根据权利要求1所述的抛光工艺，其特征在于，所述步骤4)之前还包括：
41)、对粗抛光后的蓝宝石晶片按厚度分组，同一组中的多片蓝宝石晶片的厚度差≤0.01mm。
7.根据权利要求1所述的抛光工艺，其特征在于，所述步骤1)切割获得的蓝宝石晶片的厚度为0.15～0.27mm。
8.根据权利要求1所述的抛光工艺，其特征在于，所述步骤3)粗抛光后的蓝宝石晶片的厚度为0.11～0.215mm。
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