[發明專利]一種藍寶石襯底拋光液的制備方法

有效

• 申請號: 201410293579.5
• 申請日: 2014-06-26
• 公開（公告）號: CN104109481A
• 公開（公告）日: 2014-10-22
• 發明（設計）人: 杜志偉
• 申請（專利權）人: 河北宇天昊遠納米材料有限公司
• 主分類號: C09G1/02
• 分類號: C09G1/02
• 代理公司: 北京聯瑞聯豐知識產權代理事務所(普通合伙) 11411
• 代理人: 鄭自群

技術領域

本發明涉及拋光液制備技術領域，特別是指一種藍寶石襯底拋光液的制備方法。

背景技術

拋光液是一種不含任何硫、磷、氯添加劑的水溶性拋光劑，拋光液具有良好的去油污、防銹、清洗和增光性能，能使金屬制品超出原有光澤。藍寶石襯底拋光液是一種以高純度硅粉為原料，經特殊工藝生產出的一種高純度低金屬離子型拋光產品，主要用于藍寶石襯底的拋光，還可廣泛用于多種材料納米級的高平坦化拋光。

對于制作LED芯片來說，襯底材料的選用是首要考慮的問題。第三代半導體GaN基材料和器件的外延層主要生長在藍寶石襯底上。藍寶石襯底有許多的優點：首先，藍寶石襯底的生產技術成熟、器件質量較好；其次，藍寶石的穩定性很好，能夠運用在高溫生長過程中；最后，藍寶石的機械強度高，易于處理和清洗。因此，大多數工藝一般都采用藍寶石作為襯底。藍寶石襯底表面需要滿足超光滑的要求，器件的生長質量很大程度上依賴于藍寶石襯底表面的加工。

隨著光電技術的飛速發展，光電產品對藍寶石襯底材料的需求量日益增加，為了滿足藍寶石光學器件發展的需要，藍寶石化學機械拋光機理及技術成為亟待解決的重要問題。

藍寶石襯底拋光液主要用于藍寶石襯底的拋光。目前國內藍寶石批量生產中所使用的拋光液大部分靠進口，原因之一就是國內傳統拋光液制備方法帶來的環境污染等負面影響太嚴重，傳統復配和機械攪拌等制備方法容易導致有機物、金屬離子、大顆粒等有害物質對環境的污染；另外，拋光液再利用率低、成本高、且易劃傷拋光片、不易回收。

發明內容

本發明提出一種藍寶石襯底拋光液的制備方法，解決了現有技術中拋光液雜質多、易劃傷拋光片、再利用率低的問題。

本發明的技術方案是這樣實現的：

一種藍寶石襯底拋光液的制備方法，其方法步驟如下：

(1)采用膜過濾設備去除硅溶膠原料中的金屬離子和其他雜質；

(2)在真空負壓狀態下將上述過濾后的濃度為48％～50％的硅溶膠加入密閉反應罐中；

(3)在真空負壓狀態下將穩定劑加入密閉反應罐中；

(4)在真空負壓狀態下將PH值為8.0～8.5的增效劑加入密閉反應罐中；

(5)將密閉反應罐中的液體在負壓翻滾狀態下充分攪拌60分鐘，混合均勻后進行灌裝。

作為優選，所述密閉反應罐在使用前采用超純水在真空負壓翻滾狀態下清洗六遍；所述密閉反應罐采用無污染的亞克力材料制成。

作為優選，所述步驟(1)中的膜過濾設備采用100納米級陶瓷膜過濾系統。

作為優選，所述步驟(3)中加入的穩定劑重量占拋光液總重量的0.5％～0.8％。

作為優選，所述步驟(4)中加入的增效劑重量占拋光液總重量的0.2％～0.6％。

作為優選，所述穩定劑為碳酸胍。

作為優選，所述增效劑采用脂肪醇聚氧乙烯醚、乳化劑OP-10和超純水按質量比1:1:1的比例混合制備而成。

作為優選，所述步驟(2)中的硅溶膠是粒徑為80nm～90nm、膠粒形狀為球形、分散度小于0.001、莫氏硬度為6的二氧化硅溶膠。

本發明所述藍寶石襯底拋光液的制備方法全程均在萬級潔凈間內進行，保證了產品的生產環境安全，避免外界灰塵、懸浮顆粒進入生產線。

本發明的有益效果為：

采用陶瓷膜過濾設備對硅溶膠原材料中的金屬離子和其他雜質進行過濾，能避免有機物、金屬離子、大顆粒等有害污染物混入反應罐內；

采用非金屬80～90納米折疊濾芯對硅溶膠進行過濾，避免了大于100納米的硅溶膠進入最終拋光液產品中，從而避免了大粒徑硅溶膠對拋光片的劃傷；

通過加入穩定劑能夠改善拋光液的穩定性，穩定劑可以包裹硅溶膠，加大硅溶膠之間的空位電阻，使膠體研磨料在適當提高PH值的情況下能長期穩定存在，避免了硅溶膠在PH值大于11時產生分解的情況；

通過加入增效劑，能夠使生產出的拋光液產品流動性增大，使得拋光過程中拋光機與拋光墊之間充分接觸，提高拋光片的良率；

選用亞克力材料生產密閉反應罐，能有效杜絕拋光液接觸金屬離子等有害污染物。

本發明所述方法制備的堿性藍寶石襯底拋光液，對拋光設備無腐蝕作用，拋光液使用完畢經處理過后，還可用作建筑涂料添加劑使用，解決了傳統酸性拋光液易凝膠、不易回收等諸多問題。