[發明專利]藍寶石粗磨液

有效

• 申請號: 201510334985.6
• 申請日: 2015-06-16
• 公開（公告）號: CN105038605B
• 公開（公告）日: 2017-08-25
• 發明（設計）人: 朱聯烽;田多勝
• 申請（專利權）人: 東莞市中微納米科技有限公司
• 主分類號: C09G1/02
• 分類號: C09G1/02
• 代理公司: 廣州天河恒華智信專利代理事務所(普通合伙)44299
• 代理人: 姜宗華

技術領域

本發明涉及藍寶石研磨拋光技術領域，特別是一種藍寶石粗磨液。

背景技術

藍寶石是一種成分為a-Al₂O₃的單晶，其惰性強、具有良好的透光性和導熱性，莫氏硬度高達9，僅次于莫氏硬度為10.0的金剛石，是一種優良的耐磨材料。由于這些技術特性，它被廣泛應用于發光二極管LED的首選襯底材料。除此之外，其還應用于軍工領域，用于導彈、潛艇、衛星、高能探測儀器、高功率激光儀器中的紅外軍用裝置。在民用領域，藍寶石還被用作于高檔手表的屏面，使表盤清晰度更高、耐刮傷程度、耐碎屏能力更高。近年來，知名手機制造商蘋果公司提出以藍寶石單晶做為手機屏的方案，盡管由于藍寶石屏生產技術未成熟而無法大量使用，但這一概念引領了智能手機制造商蜂擁追趕。

由于藍寶石硬度高、化學特性穩定，其加工難，拋光效率低，加工成本高昂。為了實現對藍寶石的拋光，初人們通過高硬度材料如金剛石粉、Al₂O₃粉等來去除材料表面的物質。專利CN 1289261 C中公布了一種光學藍寶石晶體基片的研磨工藝。采用金剛石磨料對藍寶石進行粗磨、精磨和拋光，但用金剛石磨料在拋光過程中很容易損傷藍寶石的表面層，造成較深的劃傷。

化學機械拋光(CMP)技術是目前實現藍寶石晶片亞納米級加工的最有效方法。專利CN 101544871 B公開一種微堿性藍寶石拋光液，以硅溶膠作為藍寶石拋光摩擦劑。在堿性料件下，硅溶膠的水和氧化硅與藍寶石表面形成硅酸鋁，在機械力的幫助下將堅硬的藍寶石進行切削、拋光。專利CN 102358825 B中公開了一種藍寶石晶片拋光組合物，以氧化硅、氧化鋁、氧化鈰或氧化鋯中的一種或多種為磨料，配合拋光促進劑、合劑和拋光穩定劑。實現藍寶石的高效無劃痕拋光。專利CN 101544871 B公開了一種高效無劃傷玻璃拋光液，以稀土氧化物、無定型硅酸鹽作為磨料，配合高分子分散劑、多官能團加速劑，實現玻璃的高效無劃傷拋光。

化學機械研磨利用極強的化學反應和高速質量傳遞實現藍寶石研磨的高去除率，但處理的藍寶石襯底材料表面去除率無法控制，過強的化學反應會在表面形成腐蝕坑。另外，拋光液中的強腐蝕劑會對設備、操作人員造成一定傷害。再者，強腐蝕拋光液的回收和后處理難度大，直接排放則污染環境。

發明內容

本發明為了解決目前藍寶石在拋光研磨時，損傷藍寶石的表面層，或者由于采用化學腐蝕劑造成寶石表面形成腐蝕坑，同時對操作人員的身體健康造成傷害的問題而提供的運用于機械研磨方案的一種藍寶石粗磨液。

為達到上述功能，本發明提供的技術方案是：

一種藍寶石粗磨液，所述粗磨液包括以下組分：

阻聚劑：0.3～1wt％；

分散劑：1～3wt％；

磨料：5～15wt％；

粉末潤滑劑：1～2wt％；

余量為去離子水；

所述粉末潤滑劑為石墨或六方氮化硼；所述磨料為高硬度粉末材料。

優選地，所述高硬度粉末材料為金剛石、立方氮化硼、碳化硼、碳化硅、氧化鋁中的一種或幾種。

優選地，所述阻聚劑為羧甲基纖維素鈉、聚馬來酸、聚環氧琥珀酸、聚氨基酸、馬來酸酐-丙烯酸、聚丙烯酸鈉、膦酸基羧酸、丙三醇、丙二醇中的一種或幾種。

優選地，所述分散劑為十二烷基苯磺酸鈉、十四烷基苯磺酸鈉、十六烷基苯磺酸鈉、十二烷基萘磺酸鈉、十四烷基萘磺酸鈉、三乙醇胺、硼酸酯中的一種或幾種。

優選地，所述高硬度粉末材料的中位粒徑D50為26～36μm。

優選地，所述粉末潤滑劑的中位粒徑D50為3～5μm。

優選地，所述高硬度粉末材料的含量為15wt％。

優選地，所述粉末潤滑劑的含量為1.5wt％。

優選地，所述阻聚劑的含量為1wt％。

優選地，所述分散劑的含量為1wt％。