[發(fā)明專利]光學(xué)電子行業(yè)專用鋯鋁復(fù)合研磨微粉及其制作方法

有效

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• 申請日: 2013-07-19
• 公開（公告）號: CN103342987A
• 公開（公告）日: 2013-10-09
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 丁建平;丁捷
• 申請（專利權(quán)）人: 淄博金紀(jì)元研磨材有限公司
• 主分類號: C09K3/14
• 分類號: C09K3/14
• 代理公司: 常德市長城專利事務(wù)所 43204
• 代理人: 張啟炎

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及研磨材料，即一種光學(xué)電子行業(yè)專用鋯鋁復(fù)合研磨微粉及其制作方法。

背景技術(shù)

研磨材料是工業(yè)領(lǐng)域應(yīng)用較廣泛的一類新材料，主要有氧化鋁、碳化硅、金剛石等，據(jù)全國磨料磨具協(xié)會專家統(tǒng)計，近年來，隨著工業(yè)領(lǐng)域的快速發(fā)展，磨料的需求不斷增長。美國2012年市場銷售?1.4億美元，平均每年的增長率達20%；歐盟市場2012年的銷售額達到了1.8億歐元，增?長率也在15%以上；亞洲市場以中國、日本、韓國為主，2012年銷售額折合人民幣達15億，全球市場折合人民幣可達50億。隨著高科技領(lǐng)域的發(fā)展，對高性能的研磨材料的需求將不斷增加，據(jù)不完全統(tǒng)計2012年僅精密研磨拋光微粉需求可達到10億人民幣，預(yù)計2013年增長10%以上，達到11億元。

我國是研磨材料生產(chǎn)大國，一方面每年出口大量的中低檔次的磨料微粉，另一方面，芯片所需的高性能磨料微粉需要進口。據(jù)海關(guān)統(tǒng)計，我國去年進口高性能磨料微粉約?6000噸左右，價值2億元人民幣。而出口中低檔次磨料近5億元，高端產(chǎn)品僅幾千萬人民幣。國內(nèi)生產(chǎn)廠家生產(chǎn)的產(chǎn)品大多以中低檔的顆粒狀剛玉材料為主。

隨著光學(xué)電子行業(yè)的飛速發(fā)展，計算機芯片等的微觀尺寸不斷微細(xì)化，對拋光精度要求越來越高，芯片上極其微小的高度差異都可能使IC布線圖案發(fā)生變形、扭曲，導(dǎo)致絕緣層絕緣能力降低，所以要求其具有光滑平整的表面形狀，因此對研磨微粉的品質(zhì)提出了更高的要求。以致高性能的研磨微粉的市場需求不斷增加，在研磨材料中所占的比例不斷擴大，特別是在硅片中后期的研磨拋光過程中，對表面質(zhì)量要求非常高，不得有絲毫劃痕，這就要求微粉粒度分布要均勻，顆粒形狀要圓滑，不得有棱角尖狀物。這些都對研磨微粉的技術(shù)指標(biāo)提出了更高的要求。高級研磨微粉主要用于光學(xué)電子材料的研磨拋光，如：半導(dǎo)體材料、壓電晶體材料、單晶硅、多晶硅、光學(xué)玻璃的精密研磨和拋光。電子材料在研磨拋光中對研磨微粉質(zhì)量要求非常高，不得有絲毫劃痕，同時還要保持一定的研磨效率，這就要求微粉顆粒分布要集中，均勻，顆粒形狀要圓滑，潤滑性要好，從而保證光學(xué)或電子元件的研磨拋光效果達到優(yōu)良的表面質(zhì)量。

目前此類高級研磨微粉產(chǎn)品的進口價格為3萬元/噸，價格昂貴，市場無法接受，因此，如何制備磨削速度快、被拋表面精度高、生產(chǎn)成本較低的新型研磨拋光材料是當(dāng)前半導(dǎo)體和微電子領(lǐng)域的重點研究內(nèi)容之一。

鋯鋁復(fù)合研磨微粉主要應(yīng)用于半導(dǎo)體、單晶硅、多晶硅、壓電晶體、光學(xué)器件等的研?磨、拋光，具有拋光精度高、適應(yīng)性強，研磨性能穩(wěn)定等優(yōu)點，使得研磨拋光過程中不易損傷工件、表面無明顯劃痕。其特殊的復(fù)混工藝使得該產(chǎn)品在國內(nèi)一直是空白。

發(fā)明內(nèi)容

????本發(fā)明的目的是提出一種光學(xué)電子行業(yè)專用鋯鋁復(fù)合研磨微粉及其制作方法。

本發(fā)明制作方法的步驟如下：

一、對電熔氧化鋁、硅酸鋯兩種主要原材料，分別經(jīng)進行精選，確保原料結(jié)晶好、顏色白、無雜質(zhì)，電熔氧化鋁原料中氧化鋁的含量要大于99%，粒徑小于300目，硅酸鋯原料中硅酸鋯的含量要大于98%，粒徑小于350目；

二、球磨、圓化和水洗：A：氧化鋁球磨：用不銹鋼磨球；料球重量比為3:1，通過PLC控制，研磨-時間轉(zhuǎn)速曲線為正弦曲線，球磨機最高轉(zhuǎn)速為3-5轉(zhuǎn)/每分鐘，一個研磨周期為一小時；

圓化，圓化罐為上下都尖的雙錐筒體，筒體內(nèi)壁有彈性，彈性層上均勻分布有許多的凸起，筒體中裝有許多小橡膠球，球磨好的微粉再放入圓化罐中研磨0.5小時，形成國標(biāo)1200號以下的研磨微粉圓片狀結(jié)構(gòu)；最大可能的減少顆粒的棱角和尖角，形成比較圓潤規(guī)整的結(jié)構(gòu)，保證顆粒均勻，無異形，無大粒；圓化后放入酸洗池內(nèi)加鹽酸酸洗；

B:?硅酸鋯球磨：采用氧化鋯研磨球，料球重量比為3:1，通過PLC控制，研磨時間轉(zhuǎn)速曲線為正弦曲線，球磨機最高轉(zhuǎn)速為3-5轉(zhuǎn)/每分鐘，一個研磨周期為一小時，形成國標(biāo)1200號以下的研磨微粉圓片狀結(jié)構(gòu)；最大可能的減少顆粒的棱角和尖角，形成比較圓潤規(guī)整的結(jié)構(gòu)，保證顆粒均勻，無異形，無大粒；磨完后放入酸洗池內(nèi)加硫酸酸洗；

三、溢流分級，在分級溢流罐中進行，同時采取如下兩項措施：