本發明涉及藍寶石拋光技術領域，具體涉及一種藍寶石拋光工藝。

背景技術：

藍寶石晶體硬度很高，為莫氏硬度9級，僅次于金剛石,它具有很好的透光性，熱傳導性和電氣絕緣性，力學機械性能好，并且具有耐磨和抗風蝕的特點，藍寶石晶體的熔點為2050℃，沸點3500℃，最高工作溫度可達1900℃，藍寶石晶體在高溫下仍具有較好的穩定性，在可見與紅外光范圍內，有很好的透過率，因此在LED，手機等光電子、通訊、國防領域都具有廣泛的應用，且均要求藍寶石有很好的表面加工精度和表面完整性,由于藍寶石晶體的高硬度，高化學穩定性，導致藍寶石的高效低損傷加工技術成為阻礙藍寶石廣泛應用的主要障礙,目前，單體在100kg以上大小的藍寶石晶體的生長技術趨于成熟，為了獲得可以作為藍光LED芯片的襯底片，或作為其他應用的藍寶石窗口片，藍寶石晶體在經過掏棒，切割，研磨過程后，需要進行精密拋光以降低表面的粗糙度,目前只有化學機械拋光技術可以在較低成本下獲得較低的表面粗糙度以及較高的材料去除速率，然而，由于藍寶石晶體的高硬度，高化學穩定性，整個過程非常耗時冗長，耗人力，加工效率低下，嚴重影響了藍寶石晶體片的大規模工業應用。

技術實現要素：

為克服現有技術的不足，本發明公開了一種藍寶石拋光工藝。

為實現上述目的本發明采用如下技術方案：

本發明提出了一種藍寶石拋光工藝，包括如下步驟：

S1、原料預處理，將藍寶石原料放入研磨機中，加入磨料，其中磨料選取直徑為18-28um的聚晶金剛石微粉含量為15-30％、純水65-75％，復合活性劑0.2-0.5％和調節劑5-10％，研磨時間為6-10h，獲得藍寶石粗料；

S2、精磨，將S1中獲得的藍寶石磨料，經過直徑為0.5-2um的聚晶金剛石微粉含量為15-30％、純水65-75％，復合活性劑0.2-0.5％和調節劑5-10％，研磨時間為4-6h，獲得藍寶石細磨料；

S3、拋光，S2中獲得的藍寶石細磨料放置在拋光機上，拋光機轉數為60-180rpm，壓力值為4-8同psi時，將粒徑150-400nm范圍內的三氧化二鋁粉體，與純水之比為1:3比例溶合制成的三氧化二鋁磨料拋光液注入拋光機內，對藍寶石細磨料進行拋光；

S4、沖洗，將S3中拋光后的藍寶石放置在超聲波清洗器上，加純水清洗10-15min；

S5、檢測，將清洗完畢的藍寶石通過測厚儀進行測厚，再通過原子力顯微鏡測試表面粗糙度。

優選的，所述的三氧化二鋁納粉體是由粒徑為100-300nm三氧化二鋁納米晶體與水溶性鋁化合物的水溶液混合獲得溶劑，在通過干燥獲得。

優選的，所述復合活性劑為FA/O復合活性劑或聚乙二醇活性劑。

優選的，所述三氧化二鋁磨料拋光液的pH值設定在9<pH<11。

優選的，所述S3中拋光機操作溫度范圍在30-50℃，拋光時間為3.5-4h。

優選的，所述調節劑為羧甲基纖維素鈉、羥甲基纖維素鈉或羥乙基纖維素鈉一種或兩種。

與現有技術相比，本發明的有益效果是：該藍寶石拋光工藝，通過原料預處理和精磨工藝將原料表面經行研磨，降低拋光時的難度，節約拋光時間，通過使用由三氧化二鋁制成拋光液硬度高，且在與藍寶石摩擦過程中產生化學反應從而使CMP有效進行，穩定性高，成本低，通過FA/O復合活性劑增加拋光液的穩定性，提高拋光表面的平整性和工作效率，通過實驗，在壓力為4psi、轉速為60rpm/min和pH值為10時，拋去的去除速率為6um/hr，當壓力值為5psi、轉速為60rpm/min和pH值為10時，拋去的去除速率為8um/hr，本發明的工藝流程簡單，且同時節約成本，值得以后推廣。

具體實施方式

為了使本發明的目的、技術方案及優點更加清楚明白，以下結合具體實施例，對本發明進行進一步詳細說明。此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發明，并不用于限定本發明。

實施例1

一種藍寶石拋光工藝，具體包括以下步驟：

S1、原料預處理，將藍寶石原料放入研磨機中，加入磨料，其中磨料選取直徑為20um的聚晶金剛石微粉含量為25％、純水68％，復合活性劑0.5％和調節劑6.5％，研磨時間為6h，獲得藍寶石粗料；

S2、精磨，將S1中獲得的藍寶石磨料，經過直徑為1um的聚晶金剛石微粉含量為25％、純水68％，復合活性劑0.5％和調節劑6.5％，研磨時間為4h，獲得藍寶石細磨料；

S3、拋光，S2中獲得的藍寶石細磨料放置在拋光機上，拋光機轉數為80rpm，壓力值為4psi時，將粒徑150nm范圍內的三氧化二鋁粉體，與純水之比為1:3比例溶合制成的三氧化二鋁磨料拋光液注入拋光機內，對藍寶石細磨料進行拋光，拋光時間為3.5h，拋光溫度為35℃，拋光液pH值為10；

S4、沖洗，將S3中拋光后的藍寶石放置在超聲波清洗器上，加純水清洗10min；

S5、檢測，將清洗完畢的藍寶石通過測厚儀進行測厚，再通過原子力顯微鏡測試表面粗糙度。

實施例2

一種藍寶石拋光工藝，具體包括以下步驟：

S1、原料預處理，將藍寶石原料放入研磨機中，加入磨料，其中磨料選取直徑為25um的聚晶金剛石微粉含量為28％、純水66％，復合活性劑0.4％和調節劑5.6％，研磨時間為7h，獲得藍寶石粗料；

S2、精磨，將S1中獲得的藍寶石磨料，經過直徑為0.5的聚晶金剛石微粉含量為26％、純水66％，復合活性劑0.5％和調節劑7.5％，研磨時間為4h，獲得藍寶石細磨料；

S3、拋光，S2中獲得的藍寶石細磨料放置在拋光機上，拋光機轉數為130rpm，壓力值為5psi時，將粒徑200nm范圍內的三氧化二鋁粉體，與純水之比為1:3比例溶合制成的三氧化二鋁磨料拋光液注入拋光機內，對藍寶石細磨料進行拋光，拋光時間為4h，拋光溫度為32℃，拋光液pH值為11；

S4、沖洗，將S3中拋光后的藍寶石放置在超聲波清洗器上，加純水清洗12min；

S5、檢測，將清洗完畢的藍寶石通過測厚儀進行測厚，再通過原子力顯微鏡測試表面粗糙度。

實施例3

一種藍寶石拋光工藝，具體包括以下步驟：

S1、原料預處理，將藍寶石原料放入研磨機中，加入磨料，其中磨料選取直徑為25um的聚晶金剛石微粉含量為23％、純水70％，復合活性劑0.5％和調節劑6.5％，研磨時間為8h，獲得藍寶石粗料；

S2、精磨，將S1中獲得的藍寶石磨料，經過直徑為0.5的聚晶金剛石微粉含量為23％、純水70％，復合活性劑0.5％和調節劑6.5％，研磨時間為5h，獲得藍寶石細磨料；

S3、拋光，S2中獲得的藍寶石細磨料放置在拋光機上，拋光機轉數為150rpm，壓力值為7psi時，將粒徑300nm范圍內的三氧化二鋁粉體，與純水之比為1:3比例溶合制成的三氧化二鋁磨料拋光液注入拋光機內，對藍寶石細磨料進行拋光，拋光時間為3.5h，拋光溫度為40℃，拋光液pH值為10；

S4、沖洗，將S3中拋光后的藍寶石放置在超聲波清洗器上，加純水清洗13min；

S5、檢測，將清洗完畢的藍寶石通過測厚儀進行測厚，再通過原子力顯微鏡測試表面粗糙度。

盡管已經示出和描述了本發明的實施例，對于本領域的普通技術人員而言，可以理解在不脫離本發明的原理和精神的情況下可以對這些實施例進行多種變化、修改、替換和變型，本發明的范圍由所附權利要求及其等同物限定。