一种蓝宝石晶砖抛光方法

摘要

一种蓝宝石晶砖抛光方法，首先通过第一抛光步骤用小压力，低转速，大流量的方式进行抛光，有效的将晶砖表面的尖锐部分去除，减少晶砖崩边和抛光盘的划伤。然后通过第二抛光步骤用高压力，中转速，适当减低流量的方式进行去除量抛光，减少了抛光未透，使经第一抛光步骤的蓝宝石晶砖表面更为平整；最后通过第三抛光步骤用低压力，高转速，确保晶砖抛光表面光洁度。本发明可使使蓝宝石晶砖的表面通透并达到镜面效果，为晶砖缺陷检验提供平台，节约后工段加工成本；有效的截止缺陷料流通到后工序，减少机台、人力、辅材浪费。且抛光过程中抛光盘无划伤、无崩边、无裂纹，本发明的抛光方法也适用于氧化铝、氧化锆陶瓷等非金属砖块的抛光。

权利要求

1.一种蓝宝石晶砖抛光方法，其特征在于，用治具将蓝宝石晶砖装夹固定在双面抛光机的上抛光盘与下抛光盘之间，上抛光盘与下抛光盘均采用树脂铜盘，抛光液使用钻石抛光液，钻石抛光液中钻石微粉粒径90wt％以上颗粒分布在2～7μm范围内，抛光液的pH＝8～

11，抛光盘温度控制在22～33℃之间，抛光过程包括先后执行的以下三个步骤：

第一抛光步骤：抛光头压力控制在0.35～0.6N/cm2，上抛光盘转速控制在10～20转/分，下抛盘转速控制在8～15转/分，抛光液流量控制在15～20mL/min；

第二抛光步骤：抛光头压力控制在0.50～0.85N/cm2，上抛光盘转速控制在25～30转/分，下抛光盘转速控制在15～20转/分，抛光液流量控制在12～16mL/min；

第三抛光步骤：抛光头压力控制在0.25～0.55N/cm2，上抛光盘转速控制在34～38转/分，下抛光盘转速控制在20～25转/分，抛光液流量控制在12～16mL/min。

2.根据权利要求1所述的一种蓝宝石晶砖抛光方法，其特征在于，所述第一抛光步骤的抛光时间为7～15min，所述第二抛光步骤的抛光时间为15～25min，所述第三抛光步骤的抛光时间为5～12min。

3.根据权利要求1所述的一种蓝宝石晶砖抛光方法，其特征在于，所述第一抛光步骤、第二抛光步骤及第三抛光步骤中，上抛光盘与下抛光盘的转向均相反，且从第一抛光步骤到第三抛光步骤，上抛光盘及下抛光盘的转速均递增。

4.根据权利要求1所述的一种蓝宝石晶砖抛光方法，其特征在于，所述第一抛光步骤、第二抛光步骤及第三抛光步骤中，上抛光盘的转速均大于下抛光盘的转速。

5.根据权利要求1所述的一种蓝宝石晶砖抛光方法，其特征在于，所述第二抛光步骤的抛光液流量比第一抛光步骤的抛光液流量小，第三抛光步骤与第二抛光步骤的抛光液流量相同。

6.根据权利要求1～5中任意一项所述的一种蓝宝石晶砖抛光方法，其特征在于，所述蓝宝石晶砖抛光方法所抛光的蓝宝石晶砖厚度大于5mm且小于100mm，长宽方向的尺寸均位于35mm～220mm之间，单片晶砖的重量为50g～5000g。

说明书

一种蓝宝石晶砖抛光方法

技术领域

[0001] 本发明涉及蓝宝石抛光加工技术领域，特别的，涉及一种蓝宝石晶砖抛光方法。

背景技术

[0002] 蓝宝石的组成为氧化铝(Al2O3)，是由三个氧原子和两个铝原子以共价键型式结合而成，其晶体结构为六方晶格结构，它常被应用的切面有A-Plane,C-Plane，M-Plane及R-Plane.由于蓝宝石的光学穿透带很宽，从近紫外光(190nm)到中红外线都具有很好的透光性，因此被大量用在光学元件、红外装置、高强度镭射镜片材料及光罩材料上，它具有高声速、耐高温、抗腐蚀、高硬度、高透光性、熔点高(2045℃)等特点，它是一种相当难加工的材料。

[0003] 人工生长的蓝宝石具有很好的耐磨性，硬度仅次于金刚石达到莫氏9级，同时蓝宝石致密性使其具有较大的表面张力，上述两个特性十分适用于手机等电子触摸面板以及钟表镜面。但是人工生长的蓝宝石晶锭存在较多的气泡、杂质，晶界等不良缺陷，所加工出蓝宝石晶砖经磨床成型后表面呈磨砂面，直接用肉眼很难看清内部缺陷，其缺陷部分一般要到晶砖被切成晶片，再对晶片抛光后才能筛选，由于蓝宝石加工辅材成本昂贵，缺陷部分加工造成很大的成本浪费。

[0004] 现有技术中，对蓝宝石晶砖的抛光方案涉及较少，中国专利201310605267.9公开了一种蓝宝石触摸面板的两面抛光方法，该方案主要是对蓝宝石面板进行抛光，其抛光步骤主要分为两步，首先用大压力，大转速，大粒径，大流量的方式进行抛光，然后采用低压力，低转速，小粒径，小流量的方式进行精细抛光，该方案中第一步使用大转速，大粒径，大流量进行抛光，在大转速及大粒径情况下，蓝宝石触摸面板坯料表面的尖锐部分很容易划伤抛光盘，且蓝宝石触摸面板又比较薄(厚度在5mm以内，质量在50g以内)，很容易发生崩边和裂纹而报废。且该方案的两个抛光步骤中，抛光液中的磨粒粒径不同，抛光过程中，需要更换一次抛光液，抛光过程不连续，抛光效率较难保证。

发明内容

[0005] 本发明目的在于提供一种光学级蓝宝石晶砖抛光工艺，以解决背景技术中提出的问题。

[0006] 为实现上述目的，本发明提供了一种蓝宝石晶砖抛光方法，用治具将蓝宝石晶砖装夹固定在双面抛光机的上抛光盘与下抛光盘之间，上抛光盘与下抛光盘均采用树脂铜盘，抛光液使用钻石抛光液，钻石抛光液中钻石微粉粒径90wt％以上颗粒分布在2～7μm范围内，抛光液的pH＝8～11，抛光盘温度控制在22～33℃之间，抛光过程包括先后执行的以下三个步骤：

[0007] 第一抛光步骤：抛光头压力控制在0.35～0.6N/cm2，上抛光盘转速控制在10～20转/分，下抛盘转速控制在8～15转/分，抛光液流量控制在15～20mL/min；

[0008] 第二抛光步骤：抛光头压力控制在0.50～0.85N/cm2，上抛光盘转速控制在25～30转/分，下抛光盘转速控制在15～20转/分，抛光液流量控制在12～16mL/min；

[0009] 第三抛光步骤：抛光头压力控制在0.25～0.55N/cm2，上抛光盘转速控制在34～38转/分，下抛光盘转速控制在20～25转/分，抛光液流量控制在12～16mL/min。

[0010] 进一步的，所述第一抛光步骤的抛光时间为7～15min，所述第二抛光步骤的抛光时间为15～25min，所述第三抛光步骤的抛光时间为5～12min。

[0011] 进一步的，所述第一抛光步骤、第二抛光步骤及第三抛光步骤中，上抛光盘与下抛光盘的转向均相反，且从第一抛光步骤到第三抛光步骤，上抛光盘及下抛光盘的转速均递增。

[0012] 进一步的，所述第一抛光步骤、第二抛光步骤及第三抛光步骤中，上抛光盘的转速大于下抛光盘的转速。

[0013] 进一步的，所述第二抛光步骤的抛光液流量比第一抛光步骤的抛光液流量小，第三抛光步骤与第二抛光步骤的抛光液流量相同。

[0014] 进一步的，所述蓝宝石晶砖抛光方法所抛光的蓝宝石晶砖厚度(即两抛光面之间的距离)大于5mm且小于100mm，长宽方向的尺寸均位于35mm～220mm之间，单片晶砖的重量为50g～5000g。

[0015] 有益效果：本发明在切片前对蓝宝石晶砖进行抛光，然后检验，可以有效的截止缺陷料流通到后工序，减少机台、人力、辅材浪费，节约了加工成本。

[0016] 作为一种改进，为了保证蓝宝石晶砖抛光良率，减少晶砖棱角崩边，本发明提出一种变速抛光方法，首先通过第一抛光步骤用小压力，低转速，大流量的方式进行抛光，有效的将晶砖表面的尖锐部分去除，减少晶砖崩边和抛光盘的划伤。然后通过第二抛光步骤用高压力，中转速，适当减低流量的方式进行去除量抛光，减少了抛光未透，使经第一抛光步骤的蓝宝石晶砖表面更为平整；最后通过第三抛光步骤用低压力，高转速，确保晶砖抛光表面光洁度。

[0017] 本发明的蓝宝石晶砖抛光方法利用双面抛光机和钻石抛光液对蓝宝石晶砖表面进行双面抛光，使蓝宝石晶砖的表面通透并且无划伤、无崩边、无裂纹，按照本发明的抛光方法可获得的双面通透的蓝宝石晶砖一次性合格率大于80％，面板的表面粗糙度小于10nm，平面度小于30μm，加工后产品厚度公差小于20μm，晶砖两个加工面通透，非常适合晶砖内部缺陷检验。

[0018] 经实际生产验证，本发明可以有效的去除晶砖表面磨砂痕，达到镜面效果，为晶砖缺陷检验提供平台，节约后工段加工成本；同时本发明的抛光方法也适用于氧化铝、氧化锆陶瓷等非金属砖块的抛光。

[0019] 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。下面将对本发明作进一步详细的说明。

具体实施方式

[0020] 以下对本发明的实施例进行详细说明，但是本发明可以根据权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。

[0021] 实施例一

[0022] 用治具将蓝宝石晶砖装夹固定在双面抛光机的上抛光盘与下抛光盘之间，上抛光盘与下抛光盘均采用树脂铜盘，抛光液使用钻石抛光液，钻石抛光液中钻石微粉粒径主要分布在3～5μm范围内，抛光液pH＝9.6，抛光过程包括表1中所述的先后执行的三个步骤：

[0023] 表1

[0024]步骤 上盘转速 下盘转速 抛光液流量 抛光盘温度 抛光头压力 加工时间第一步 15转/分 10转/分 18mL/min 28～33℃ 0.5N/cm2 10min
第二步 27转/分 17转/分 15mL/min 28～33℃ 0.75N/cm2 20min
第三步 34转/分 24转/分 15mL/min 28～33℃ 0.35N/cm2 10min

[0025] 实施例一的第一抛光步骤、第二抛光步骤及第三抛光步骤中，上抛光盘与下抛光盘的转向均相反。

[0026] 实施例一中的蓝宝石晶砖抛光方法所抛光的坯料为若干片厚度均为40.35mm的蓝宝石晶砖，各蓝宝石晶砖长宽方向的尺寸均为36.75mm，单片晶砖的重量位于50g～1500g范围内。

[0027] 实施例二

[0028] 用治具将蓝宝石晶砖装夹固定在双面抛光机的上抛光盘与下抛光盘之间，上抛光盘与下抛光盘均采用树脂铜盘，抛光液使用钻石抛光液，钻石抛光液中钻石微粉粒径主要分布在5～7μm范围内，抛光液pH＝9.2，抛光过程包括表2中所述的先后执行的三个步骤：

[0029] 表2

[0030]

[0031]

[0032] 实施例二的第一抛光步骤、第二抛光步骤及第三抛光步骤中，上抛光盘与下抛光盘的转向均相反。

[0033] 实施例二中的蓝宝石晶砖抛光方法所抛光的坯料为若干片厚度均为64.5mm的蓝宝石晶砖，各蓝宝石晶砖宽为135.5mm，长度方向的尺寸均位于80～160mm之间，单块晶砖的重量位于1000g～3000g范围内。

[0034] 实施例三

[0035] 用治具将蓝宝石晶砖装夹固定在双面抛光机的上抛光盘与下抛光盘之间，上抛光盘与下抛光盘均采用树脂铜盘，抛光液使用钻石抛光液，钻石抛光液中钻石微粉粒径主要分布在2～5μm范围内，抛光液pH＝10，抛光过程包括表3中所述的先后执行的三个步骤：

[0036] 表3

[0037]步骤 上盘转速 下盘转速 抛光液流量 抛光盘温度 抛光头压力 加工时间第一步 18转/分 13转/分 20ml/min 24～26℃ 0.55N/cm2 8min
第二步 28转/分 18转/分 12ml/min 24～26℃ 0.85N/cm2 15min
第三步 38转/分 24转/分 12ml/min 24～26℃ 0.45N/cm2 10min

[0038] 实施例三的第一抛光步骤、第二抛光步骤及第三抛光步骤中，上抛光盘与下抛光盘的转向均相反。

[0039] 实施例三中的蓝宝石晶砖抛光方法所抛光的坯料为若干片厚度均为30.5mm的蓝宝石晶砖，蓝宝石晶砖宽为35.5mm，各蓝宝石晶砖长度方向的尺寸均位于80mm～220mm之间，单块晶砖的重量位于50g～1000g范围内。

[0040] 按照实施例一、实施例二及实施例的抛光方法获得的拥有两个镜面的蓝宝石晶砖，表面粗糙度均小于10nm，平面度均小于30μm，加工后产品厚度公差均小于20μm，产品加工良率均达95％，晶砖两个加工面通透，非常适合晶砖缺陷检验。

[0041] 对比例一

[0042] 对比例一中，不设置第一抛光步骤，其余参数和条件与实施例三相同，具体参见表4。

[0043] 表4

[0044]步骤 上盘转速 下盘转速 抛光液流量 抛光盘温度 压力 加工时间
第一步 / / / / / 0min
第二步 28转/分 18转/分 12ml/min 24～26℃ 0.85N/cm2 15min
第三步 38转/分 24转/分 12ml/min 24～26℃ 0.45N/cm2 10min

[0045] 对比例一验证结果：晶砖棱角有出现的崩边；投料35块料；划伤31块；良率11.4％[0046] 对比例二

[0047] 对比例二中，上抛光盘及下抛光盘均使用软质抛光垫，而不使用硬质树脂铜盘，其余参数和条件与实施例一相同，具体参见表5。

[0048] 表5

[0049]步骤 上盘转速 下盘转速 抛光液流量 抛光盘温度 压力 加工时间
第一步 15转/分 10转/分 18ml/min 28～33℃ 0.5N/cm2 10min
第二步 27转/分 17转/分 15ml/min 28～33℃ 0.75N/cm2 20min
第三步 34转/分 24转/分 15ml/min 28～33℃ 0.35N/cm2 10min

[0050] 验证结果：上机5min抛光盘损坏；实验中断无法进行。

[0051] 对比例三

[0052] 对比例三中，上抛光盘与下抛光盘转速交换(即下抛光盘转速大于上抛光盘转速)，其余参数和条件与实施例三基本相同，具体见表6。

[0053] 表6

[0054]步骤 下盘转速 上盘转速 抛光液流量 抛光盘温度 压力 加工时间
第一步 18转/分 13转/分 20ml/min 24～26℃ 0.55N/cm2 10min
第二步 28转/分 18转/分 12ml/min 24～26℃ 0.85N/cm2 15min
第三步 38转/分 24转/分 12ml/min 24～26℃ 0.45N/cm2 10min

[0055] 验证结果：晶砖棱角有出现的崩边；投料37块；面未透17块；良率54％。

[0056] 对比例四

[0057] 对比例四中，抛光液使用SiO2抛光液，SiO2抛光液中SiO2磨粒直径为0.5nm，其余条件与参数与实施例三基本相同，具体见表7。

[0058] 表7

[0059]步骤 上盘转速 下盘转速 抛光液流量 抛光盘温度 压力 加工时间
第一步 18转/分 13转/分 20ml/min 24～26℃ 0.55N/cm2 10min
第二步 28转/分 18转/分 12ml/min 24～26℃ 0.85N/cm2 15min
第三步 38转/分 24转/分 12ml/min 24～26℃ 0.45N/cm2 10min

[0060] 验证结果：无去除量；晶砖均未抛透，良率0％。

[0061] 各实施例和对比例的对比效果如表8：

[0062] 表8

[0063]

[0064]

[0065] 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。