CN108237442A - 一种超薄陶瓷指纹识别片的加工工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种超薄陶瓷指纹识别片的加工工艺，该工艺包括如下步骤：1)按照厚度要求用多线金刚石线锯对陶瓷晶棒进行切割，形成陶瓷片；2)将切割获得的陶瓷片放置在双面粗磨机的游星轮定位型腔内对陶瓷片的上下表面同时进行粗磨；3)将粗磨后的陶瓷片放置在抛光机的游星轮定位型腔内对陶瓷片表面进行粗抛光，4)将粗抛光后的陶瓷片放置在双面抛光机的游星轮定位型腔内对陶瓷片的上下表面同时进行精抛光，形成陶瓷片成品；5)用激光将抛光好的陶瓷片成品切割成所需尺寸的陶瓷指纹识别片。本发明能快速且高质量地完成陶瓷指纹识别片的加工作业，不易造成崩裂，划伤等不良，实现陶瓷超薄指纹识别产品高质量，高效率的加工。

Description

一种超薄陶瓷指纹识别片的加工工艺
技术领域
本发明涉及超薄陶瓷产品加工技术领域，特别地，涉及一种超薄陶瓷指纹识别片的加工工艺。
背景技术
目前主流指纹识别片材料为蓝宝石，而蓝宝石指纹识别片存在成本较高，抗摔能力不强的弱点。陶瓷具有很好的耐磨性，硬度仅次于金刚石达到莫氏9级，同时陶瓷致密性使其具有比钢化玻璃更强的强度，加之其种类多，颜色丰富，介电常数为10-15，抛光后光洁度好，上述特性使得陶瓷指纹识别片十分适用于高端手表、手机及其他电子产品，但陶瓷材质硬脆，难以加工，易造成崩裂破坏。
中国专利申请CN201510405475.3公开了一种超薄型蓝宝石片状体的加工方法，包括以下步骤：1)对蓝宝石晶体进行切割，形成蓝宝石片状体毛坯；2)对蓝宝石片状体毛坯进行双面粗磨，形成初级蓝宝石片状体半成品；3)对初级蓝宝石片状体半成品进行研磨和化学机械抛光，形成次级蓝宝石片状体半成品；4)对次级蓝宝石片状体半成品进行兆声波清洗，形成蓝宝石片状体成品；步骤3)包括：在垫块的正面和反面上蜡，再分别粘上初级蓝宝石片状体半成品，初级蓝宝石片状体半成品的第一个面与垫块粘接，将垫块放入研磨设备中进行研磨。该加工方法中增加了垫块，加工过程中需要采用贴蜡式固定蓝宝石片状体，加工复杂，人力与物力需求大。
发明内容
为了克服现有技术不足，本发明提供一种陶瓷超薄指纹识别片的加工工艺，能快速且高质量地完成陶瓷指纹识别片的加工作业，不易造成崩裂、划伤等不良。
为实现上述目的，本发明提供了一种超薄陶瓷指纹识别片的加工工艺，所述超薄陶瓷指纹识别片的厚度为0.08～0.2mm，所述加工工艺包括如下步骤：
1)、线切割：按照厚度要求用多线金刚石线锯对陶瓷晶棒进行切割，形成陶瓷片；
2)、粗磨：将切割获得的陶瓷片放置在双面粗磨机的游星轮定位型腔内对陶瓷片的上下表面同时进行粗磨，使用颗粒度为20～60μm的磨液，控制压力在60～150g/cm2之间变化， 上磨盘转速在5～20rpm之间变化，下磨盘转速在15～30rpm之间变化，游星轮的公转速度为3～7rpm，粗磨时间5～30min；
3)、粗抛光：将经过步骤2)粗磨后的陶瓷片放置在抛光机的游星轮定位型腔内对陶瓷片表面进行单面粗抛光，控制抛光机的上粗抛光盘与下粗抛光盘反向转动，使用颗粒度为2～5μm的钻石磨液，控制压力在100～200g/cm2之间变化，下粗抛光盘转速在5～35rpm之间变化，上粗抛光盘与下粗抛光盘的速比为0.4～0.8，太阳轮与下粗抛光盘的速比为0.15～0.20，对陶瓷片的单面粗抛光15～30min至表面粗糙度5≤Ra≤10nm；
4)、精抛光：将经过步骤3)粗抛光后的陶瓷片放置在双面抛光机的游星轮定位型腔内对陶瓷片的上下表面同时进行精抛光，控制抛光机的上精抛光盘与下精抛光盘反向转动，使用颗粒度为60～80nm的二氧化硅研磨液，控制压力在200～260g/cm2之间变化，控制压力在200～300g/cm2之间变化，下精抛光盘转速在5～35rpm之间变化，上精抛光盘与下精抛光盘的速比为0.4～0.8，太阳轮与下精抛光盘的速比为0.15～0.20，对陶瓷片的双面精抛光180～300min至表面粗糙度0.3≤Ra≤0.7nm，形成陶瓷片成品；
5)、激光切割：用激光将抛光好的所述陶瓷片成品切割成所需尺寸的陶瓷指纹识别片。
优选的，所述步骤1)中将陶瓷晶棒固定于旋转装夹装置上，利用多线金刚石线锯进行切割，所述多线金刚石线锯的直径为0.2～0.25mm，线锯运行速度0.1～0.3mm/min，线锯切割速度9～15mm/s，线锯摇摆角度4～8°。
优选的，所述步骤1)中磨液为25～35μm的碳化硼或颗粒度25～55um的碳化硅。
优选的，所述步骤2)中双面粗磨机的上磨盘和下磨盘为铸铁盘，所述上磨盘和下磨盘的研磨面上均设置有宽度为1～2mm、深度为6～10mm的井字型磨液槽。
优选的，所述步骤3)中抛光机的上粗抛光盘和下粗抛光盘均为树脂铜盘，所述上粗抛光盘和下粗抛光盘的抛光面上均设置有螺旋状或同心圆状的磨液槽。
优选的，所述步骤4)中双面抛光机的上精抛光盘和下精抛光盘的抛光面上均设置有磨皮，所述磨皮上开设有宽度为1～2mm、深度为1～3mm的井字型磨液槽。
优选的，所述步骤2)和步骤3)之间还包括用砂轮棒或者砂轮对粗磨后的陶瓷片边缘进行倒角，倒角量即陶瓷片径向去除量的宽度为0.3～0.5mm。
相比于现有技术，本发明具有以下有益效果：
本发明提供的一种陶瓷超薄指纹识别片的加工工艺，采用线切割、粗磨、粗抛、精抛、激光切割5道工序完成产品的加工，每道工序的良率均大于90％；本发明能快速且高质量 地完成陶瓷指纹识别片的加工作业，不易造成崩裂，划伤等不良，实现陶瓷超薄指纹识别产品高质量，高效率的加工。
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。
本发明的一种厚度为0.08～0.2mm的超薄陶瓷指纹识别片的加工工艺包括如下步骤：
(1)线切割：将陶瓷晶棒固定于旋转装夹装置上，利用多线金刚石线锯进行切割对陶瓷晶棒进行切割，形成陶瓷片；其中，多线金刚石线锯的直径为0.2～0.25mm，线锯运行速度10～13m/s，线锯切割速度0.1～0.3mm/min，线锯摇摆角度4～8°。
(2)粗磨：将切割获得的陶瓷片放置在双面粗磨机的游星轮定位型腔内对陶瓷片的上下表面同时进行粗磨，使用颗粒度为25～35μm的碳化硼或颗粒度25～55um的碳化硅磨液，控制压力在60～150g/cm2之间变化，上磨盘转速在5～20rpm之间变化，下磨盘转速在15～30rpm之间变化，游星轮的公转速度为3～7rpm，粗磨时间5～30min；其中，双面磨机的上磨盘和下磨盘为铸铁盘，上磨盘和下磨盘的研磨面上均设置有宽度为1～2mm、深度为6～10mm的井字型磨液槽。在本发明的描述中，需要理解的是，双面粗磨机的上磨盘转速在5～20rpm之间变化也包括上磨盘转速在10～20rpm之间变化的情况。
(3)倒角：用砂轮棒或者砂轮对粗磨后的陶瓷片的上下两个面的边缘进行倒角，倒角量即陶瓷片径向去除量的宽度为0.3～0.5mm，防止下工序造成崩边和划伤不良。
(4)粗抛光：将经过粗磨后且倒角的陶瓷片放置在抛光机的游星轮定位型腔内对陶瓷片表面进行单面粗抛光，控制抛光机的上粗抛光盘与下粗抛光盘反向转动，使用颗粒度为2～5μm的钻石磨液，控制压力在100～200g/cm2之间变化，下粗抛光盘转速在5～35rpm之间变化，上粗抛光盘与下粗抛光盘的速比为0.4～0.8，太阳轮与下粗抛光盘的速比为0.15～0.20，对陶瓷片的单面粗抛光15～30min至表面粗糙度5≤Ra≤10nm；其中，抛光机的上粗抛光盘和下粗抛光盘均为树脂铜盘，所述上粗抛光盘和下粗抛光盘的抛光面上均设置有螺旋状或同心圆状的磨液槽，磨液槽的槽距为1～2mm、槽深为0.1～0.25mm。
(5)精抛光：将经过粗抛光后的陶瓷片放置在双面抛光机的游星轮定位型腔内对陶瓷片的上下表面同时进行精抛光，控制抛光机的上精抛光盘与下精抛光盘反向转动，使用 颗粒度为60～80nm的二氧化硅研磨液，控制压力在200～260g/cm2之间变化，控制压力在200～300g/cm2之间变化，下精抛光盘转速在5～35rpm之间变化，上精抛光盘与下精抛光盘的速比为0.4～0.8，太阳轮与下精抛光盘的速比为0.15～0.20，对陶瓷片的双面精抛光180～300min至表面粗糙度0.3≤Ra≤0.7nm，形成陶瓷片成品；其中，双面抛光机的上粗抛光盘和下粗抛光盘的抛光面上均设置有磨皮，磨皮上开设有宽度为1～2mm、深度为1～3mm的井字型磨液槽。
(6)激光切割：用激光将抛光好的陶瓷片成品切割成所需尺寸的陶瓷指纹识别片。
实施例
(1)选用直径为51.7的陶瓷精棒，采用金刚石线锯对来料进行切割获得厚度为0.26mm、直径为51.7mm的陶瓷片。在该步骤中，具体的线切割工艺参数为：
(2)采用双面粗磨机对切割获得的陶瓷片用颗粒度为30μm的碳化硼研磨液进行粗磨加工，获得厚度为0.21±0.01mm的陶瓷片。在该步骤中，粗磨过程包括5个阶段，具体的粗磨工艺参数为：
(3)采用CNC或仿形设备的砂轮棒或者砂轮对粗磨后的陶瓷片的上下两个面的边缘进行倒角，倒边大小0.35mm。
(4)采用抛光机对经过倒边加工的陶瓷片进行单面粗抛加工，粗抛加工后陶瓷片的厚度为0.15mm，直径为51mm，在该步骤中，粗抛光过程包括6个阶段，具体的粗抛光工艺参数为：
(5)采用双面抛光机对上述经过粗抛光的陶瓷片进行精抛加工至产品厚度为0.14mm，直径为51mm.在该步骤中，精抛光过程包括7个阶段，具体的精抛光工艺参数为：
(6)用激光将精抛光后的陶瓷片成品割成多片直径为10mm的超薄陶瓷指纹识别片。
以上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 (7)

1.一种超薄陶瓷指纹识别片的加工工艺，所述超薄陶瓷指纹识别片的厚度为0.08～0.2mm，其特征在于，所述加工工艺包括如下步骤：
1)、线切割：按照厚度要求用多线金刚石线锯对陶瓷晶棒进行切割，形成陶瓷片；
2)、粗磨：将切割获得的陶瓷片放置在双面粗磨机的游星轮定位型腔内对陶瓷片的上下表面同时进行粗磨，使用颗粒度为20～60μm的磨液，控制压力在60～150g/cm2之间变化，上磨盘转速在5～20rpm之间变化，下磨盘转速在15～30rpm之间变化，游星轮的公转速度为3～7rpm，粗磨时间5～30min；
3)、粗抛光：将经过步骤2)粗磨后的陶瓷片放置在抛光机的游星轮定位型腔内对陶瓷片表面进行单面粗抛光，控制抛光机的上粗抛光盘与下粗抛光盘反向转动，使用颗粒度为2～5μm的钻石磨液，控制压力在100～200g/cm2之间变化，下粗抛光盘转速在5～35rpm之间变化，上粗抛光盘与下粗抛光盘的速比为0.4～0.8，太阳轮与下粗抛光盘的速比为0.15～0.20，对陶瓷片的单面粗抛光15～30min至表面粗糙度5≤Ra≤10nm；
4)、精抛光：将经过步骤3)粗抛光后的陶瓷片放置在双面抛光机的游星轮定位型腔内对陶瓷片的上下表面同时进行精抛光，控制抛光机的上精抛光盘与下精抛光盘反向转动，使用颗粒度为60～80nm的二氧化硅研磨液，控制压力在200～300g/cm2之间变化，下精抛光盘转速在5～35rpm之间变化，上精抛光盘与下精抛光盘的速比为0.4～0.8，太阳轮与下精抛光盘的速比为0.15～0.20，对陶瓷片的双面精抛光180～300min至表面粗糙度0.3≤Ra≤0.7nm，形成陶瓷片成品；
5)、激光切割：用激光将抛光好的所述陶瓷片成品切割成所需尺寸的陶瓷指纹识别片。
2.根据权利要求1所述的加工工艺，其特征在于，所述步骤1)中将陶瓷晶棒固定于旋转装夹装置上，利用多线金刚石线锯进行切割，所述多线金刚石线锯的直径为0.2～0.25mm，线锯运行速度10～13m/s，线锯切割速度0.1～0.3mm/min，线锯摇摆角度4～8°。
3.根据权利要求1所述的加工工艺，其特征在于，所述步骤1)中磨液为25～35μm的碳化硼或颗粒度25～55um的碳化硅。
4.根据权利要求1所述的加工工艺，其特征在于，所述步骤2)中双面粗磨机的上磨盘和下磨盘为铸铁盘，所述上磨盘和下磨盘的研磨面上均设置有宽度为1～2mm、深度为6～10mm的井字型磨液槽。
5.根据权利要求1所述的加工工艺，其特征在于，所述步骤3)中抛光机的上粗抛光盘和下粗抛光盘均为树脂铜盘，所述上粗抛光盘和下粗抛光盘的抛光面上均设置有螺旋状或同心圆状的磨液槽。
6.根据权利要求1所述的加工工艺，其特征在于，所述步骤4)中双面抛光机的上精抛光盘和下精抛光盘的抛光面上均设置有磨皮，所述磨皮上开设有宽度为1～2mm、深度为1～3mm的井字型磨液槽。
7.根据权利要求1所述的加工工艺，其特征在于，所述步骤2)和步骤3)之间还包括用砂轮棒或者砂轮对粗磨后的陶瓷片边缘进行倒角，倒角量即陶瓷片径向去除量的宽度为0.3～0.5mm。
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