本發明涉及一種大尺寸藍寶石超薄雙面拋光窗口片加工方法，屬于藍寶石窗口片雙面研磨以及雙面拋光加工技術領域。

背景技術：

藍寶石（Sapphire）晶體具有優良的光學性能、物理性能和穩定的化學性能，廣泛應用于高亮度LED襯底材料、各種光學元器件、窗口材料，因為其具有良好的抗輻射性能，常被用于航空航天中暴露在輻射環境中的光學元件材料以及智能手機顯示屏、Home鍵、攝像頭保護蓋等消費電子產品領域；然而現有技術中的雙面研磨以及雙面拋光只能加工2英寸～6英寸且厚度≥0.30mm藍寶石雙面拋光窗口片，對于低厚度大尺寸藍寶石雙面拋光窗口片，存在拋光一次成品合格率低，研磨過程中易破片等缺陷。

技術實現要素：

本發明的目的是針對現有技術的缺陷，提供一種大尺寸藍寶石超薄雙面拋光窗口片加工方法，具有操作方便，一次成品合格率高，研磨過程中無破片等特點，適用于加工直徑4英寸、6英寸厚度0.20～0.25mm的藍寶石雙面拋光窗口片。

本發明是通過如下的技術方案予以實現的：

一種大尺寸藍寶石超薄雙面拋光窗口片加工方法，其方法如下：

（1）將藍寶石晶棒用金剛線多線切片機切割成厚度為0.42±0.03mm的藍寶石窗口片；

（2）將切割后的藍寶石窗口片進行倒圓角處理保護邊緣，倒圓角尺寸R=0.20±0.05mm；

（3）將倒圓角處理后的藍寶石窗口片進行退火加工，在退火溫度1450°C保溫6h；

（4）將退火加工后的藍寶石窗口片進行雙面研磨的粗磨加工，研磨移除量為0.12mm～0.15mm；

（5）將粗磨后的藍寶石窗口片進行二次退火，在退火溫度1600°C保溫12h；

（6）將二次退火后的藍寶石窗口片進行雙面研磨的精磨加工，研磨移除量為0.05mm～0.07mm；

（7）將精磨后的藍寶石窗口片放入RO純水內，用超聲波清洗15min；

（8）將超聲波清洗后的藍寶石窗口片放入雙面拋光機內，用二氧化硅藍寶石拋光液，在0.10～0.15 kg/cm²壓力下拋光2.5h；

（9）將拋光后的藍寶石窗口片放入RO純水內，用超聲波清洗30min，得到藍寶石雙面拋光窗口片。

上述一種大尺寸藍寶石超薄雙面拋光窗口片加工方法，其中，步驟（4）中采用研磨碳化硼粒徑度號為W40。

上述一種大尺寸藍寶石超薄雙面拋光窗口片加工方法，其中，步驟（5）中采用研磨碳化硼粒徑度號為W5。

上述一種大尺寸藍寶石超薄雙面拋光窗口片加工方法，其中，步驟（7）和步驟（9）中超聲波強度為50W/cm²。

上述一種大尺寸藍寶石超薄雙面拋光窗口片加工方法，其中，所述寶石雙面拋光窗口片的厚度為0.20～0.25mm。

本發明的有益效果為：

本發明克服了現有雙面研磨以及雙面拋光只能加工2英寸～6英寸且厚度≥0.30mm藍寶石雙面拋光窗口片的缺點，可供直徑4英寸、6英寸、厚度為0.20～0.25mm的藍寶石雙面拋光窗口片加工，同時本發明具有操作方便，一次成品合格率高，研磨過程中無破片等特點，成品的各項參數如平整度TTV、表面總平整度LTV、彎曲度Warp、翹曲度Bow可以達到如下水平：TTV < 2 um，LTV < 1 um，Warp < 20 um，Bow < 8 um。

附圖說明

圖1為本發明步驟（3）退火溫度曲線圖。

圖2為本發明步驟（5）二次退火溫度曲線圖。

具體實施方式

下面結合附圖和實施例對本發明的具體實施方式作進一步說明。

實施例1

一種大尺寸藍寶石超薄雙面拋光窗口片加工方法，其方法如下：

（1）將藍寶石晶棒用金剛線多線切片機切割成厚度為0.42mm的藍寶石窗口片；

（2）將切割后的藍寶石窗口片進行倒圓角處理保護邊緣，倒圓角尺寸R=0.20mm；

（3）將倒圓角處理后的藍寶石窗口片進行退火加工，按圖1退火曲線先升溫至退火溫度1450℃后保溫6h，先按80℃/h的降溫速率降溫至1130℃，再按100℃/h的降溫速率降溫至630℃，隨后按120℃/h的降溫速率降溫至270℃,最后自然冷卻至室溫即可；

（4）將退火加工后的藍寶石窗口片進行雙面研磨的粗磨加工，研磨碳化硼粒徑度號為W40，研磨移除量為0.12mm；

（5）將粗磨后的藍寶石窗口片進行二次退火，按圖2退火曲線先升溫至退火溫度1600℃保溫12h，先按80℃/h的降溫速率降溫至1120℃，再按100℃/h的降溫速率降溫至620℃，隨后按120℃/h的降溫速率降溫至260℃,最后自然冷卻至室溫即可；

（6）將二次退火后的藍寶石窗口片進行雙面研磨的精磨加工，研磨碳化硼徑度號為W5，研磨移除量為0.05mm；

（7）將精磨后的藍寶石窗口片放入RO純水內，用強度為50W/cm²的超聲波清洗15min；

（8）將超聲波清洗后的藍寶石窗口片放入雙面拋光機內，將二氧化硅藍寶石拋光液與RO純水按體積比1:1加入雙面拋光機內，在0.12kg/cm²壓力下拋光2.5h；

（9）將拋光后的藍寶石窗口片放入RO純水內，用強度為50W/cm²的超聲波清洗30min，得到厚度為0.23mm藍寶石雙面拋光窗口片。

實施例2

一種大尺寸藍寶石超薄雙面拋光窗口片加工方法，其方法如下：

（1）將藍寶石晶棒用金剛線多線切片機切割成厚度為0.45mm的藍寶石窗口片；

（2）將切割后的藍寶石窗口片進行倒圓角處理保護邊緣，倒圓角尺寸R=0.23mm；

（3）將倒圓角處理后的藍寶石窗口片進行退火加工，按圖1退火曲線先升溫至退火溫度1450℃后保溫6h，先按80℃/h的降溫速率降溫至1130℃，再按100℃/h的降溫速率降溫至630℃，隨后按120℃/h的降溫速率降溫至270℃,最后自然冷卻至室溫即可；

（4）將退火加工后的藍寶石窗口片進行雙面研磨的粗磨加工，研磨碳化硼粒徑度號為W40，研磨移除量為0.14mm；

（5）將粗磨后的藍寶石窗口片進行二次退火，按圖2退火曲線先升溫至退火溫度1600℃保溫12h，先按80℃/h的降溫速率降溫至1120℃，再按100℃/h的降溫速率降溫至620℃，隨后按120℃/h的降溫速率降溫至260℃,最后自然冷卻至室溫即可；

（6）將二次退火后的藍寶石窗口片進行雙面研磨的精磨加工，研磨碳化硼徑度號為W5，研磨移除量為0.06mm；

（7）將精磨后的藍寶石窗口片放入RO純水內，用強度為50W/cm²的超聲波清洗15min；

（8）將超聲波清洗后的藍寶石窗口片放入雙面拋光機內，將二氧化硅藍寶石拋光液與RO純水按體積比1:1加入雙面拋光機內，在0.15 kg/cm²壓力下拋光2.5h；

（9）將拋光后的藍寶石窗口片放入RO純水內，用強度為50W/cm²的超聲波清洗30min，得到厚度為0.24mm藍寶石雙面拋光窗口片。

實施例3

一種大尺寸藍寶石超薄雙面拋光窗口片加工方法，其方法如下：

（1）將藍寶石晶棒用金剛線多線切片機切割成厚度為0.40mm的藍寶石窗口片；

（2）將切割后的藍寶石窗口片進行倒圓角處理保護邊緣，倒圓角尺寸R=0.18mm；

（3）將倒圓角處理后的藍寶石窗口片進行退火加工，按圖1退火曲線先升溫至退火溫度1450℃后保溫6h，先按80℃/h的降溫速率降溫至1130℃，再按100℃/h的降溫速率降溫至630℃，隨后按120℃/h的降溫速率降溫至270℃,最后自然冷卻至室溫即可；

（4）將退火加工后的藍寶石窗口片進行雙面研磨的粗磨加工，研磨碳化硼粒徑度號為W40，研磨移除量（厚度）為0.13mm；

（5）將粗磨后的藍寶石窗口片進行二次退火，按圖2退火曲線先升溫至退火溫度1600℃保溫12h，先按80℃/h的降溫速率降溫至1120℃，再按100℃/h的降溫速率降溫至620℃，隨后按120℃/h的降溫速率降溫至260℃,最后自然冷卻至室溫即可；

（6）將二次退火后的藍寶石窗口片進行雙面研磨的精磨加工，研磨碳化硼徑度號為W5，研磨移除量為0.07mm；

（7）將精磨后的藍寶石窗口片放入RO純水內，用強度為50W/cm²的超聲波清洗15min；

（8）將超聲波清洗后的藍寶石窗口片放入雙面拋光機內，將二氧化硅藍寶石拋光液與RO純水按體積比1:1加入雙面拋光機內，在0.15 kg/cm²壓力下拋光2.5h；

（9）將拋光后的藍寶石窗口片放入RO純水內，用強度為50W/cm²的超聲波清洗30min，得到厚度為0.21mm藍寶石雙面拋光窗口片。

本發明具有操作方便，一次成品合格率高，研磨過程中無破片等特點，成品的各項參數如平整度TTV、表面總平整度LTV、彎曲度Warp、翹曲度Bow可以達到如下水平：TTV < 2 um，LTV < 1 um，Warp < 20 um，Bow < 8 um。

以上所述，僅為本發明較佳的具體實施方式，但本發明的保護范圍并不局限于此，任何熟悉本技術領域的技術人員在本發明揭露的技術范圍內，可輕易想到的變化或替換，都應涵蓋在本發明的保護范圍內。因此，本發明的保護范圍應該以權利要求書的保護范圍為準。