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專利:藍寶石襯底的超精密加工方法

關鍵詞 藍寶石 , 襯底|2013-08-31 09:46:41|行業專利|來源 中國超硬材料網
摘要 申請號:201310204706申請人:南京航空航天大學摘要:本發明公開了一種基于固結磨料拋光墊的藍寶石襯底的超精密加工方法,它主要包括粗磨、精磨、拋光三步驟:首先,采用W
  申請號:201310204706

       申請人:南京航空航天大學

       摘要:本發明公開了一種基于固結磨料拋光墊的藍寶石襯底的超精密加工方法,它主要包括粗磨、精磨、拋光三步驟:首先,采用W75的鍍鎳金剛石固結磨料研磨拋光墊(FAP)對切割后的藍寶石毛坯進行粗磨,其次,采用W28的鍍鎳金剛石FAP對粗磨后的工件進行精磨,最后,采用W5的金剛石FAP對精磨后的工件進行拋光,即完成研磨和拋光過程。本發明加工藍寶石襯底,整個工藝過程縮短到2小時以內,大大縮短藍寶石的加工時間,最終可以得到工件表面粗糙度Ra小于3nm的藍寶石襯底,并可有效去除坑蝕、劃痕等表面缺陷,且亞表面損傷低,表面質量優。本發明提高了藍寶石襯底的加工效率和表面質量,并且成本低,無污染。

       獨立權利要求:1.一種基于固結磨料拋光墊的藍寶石襯底的超精密加工方法,其特征是包括以下步驟:  (1)采用W75的鍍鎳金剛石固結磨料研磨拋光墊FAP對切割后的藍寶石毛坯進行粗磨,控制環境溫度為10~30℃,研磨壓力在0.1~0.3Mpa,拋光液流量為100~300ml/min,工作臺轉速為75~150r/min,粗磨時間控制在5~10min;  (2)采用W28的鍍鎳金剛石固結磨料研磨拋光墊FAP對粗磨后的工件進行精磨,控制環境溫度為10~30℃,研磨壓力在0.05~0.2Mpa,拋光液流量為100~300ml/min,工作臺轉速為75~150r/min,精磨時間控制在15~30min;  (3)采用W5的金剛石FAP對精磨后的藍寶石進行拋光,控制拋光溫度在10~30℃,拋光壓力控制在0.025~0.1Mpa,拋光液流量為100~200ml/min,拋光轉速為100~200r/min,拋光液pH值控制在8~11,拋光時間控制在40~90min,即完成研磨和拋光過程。  2.根據權利要求1所述的方法,其特征在于所述的固結磨料研磨拋光墊為樹脂和金剛石磨料均勻混合固化制備而成。  3.根據權利要求1所述的方法,其特征在于所述步驟(1)和(2)使用的固結磨料研磨拋光墊中采用鍍鎳金剛石磨料,鍍鎳金剛石為金剛石粉末顆粒表面電鍍一層氧化鎳,鍍覆后金剛石質量增加到原來的110%~200%。  4.根據權利要求1所述的方法,其特征在于所述步驟(3)使用的固結磨料研磨拋光墊中采用沒有鍍鎳的普通金剛石。  5.根據權利要求1所述的方法,其特征在于所有拋光液均為由去離子水和多種化學添加劑組成,并滿足下述公式:W=Aα+Bβ+Cγ+Dμ+Eη,式中W為拋光液體積總量1,A為去離子水在拋光液中所占的最高體積分數,B為三乙醇胺在拋光液中的最高體積分數,C為烷基酚聚氧乙烯醚在拋光液中的最高體積分數,D為乙二胺在拋光液中的最高體積分數,E為丙三醇在拋光液中的最高體積分數,α、β、γ、μ、η分別為A、B、C、D、E實際添加量的系數。  6.根據權利要求4所述的方法,其特征在于A的值為90%,B的值為20%,C的值為10%,D的值為10%,E的值為20%。  7.根據權利要求4所述的方法,其特征在于,α、β、γ、μ、η的取值范圍如下  0.8≤α≤1  0≤β≤1  0.3≤γ≤1           0≤μ≤1  0≤η≤1。  8.根據權利要求1所述的方法,其特征在于,所述每一步驟完成后,都要將所述工件和拋光 設備清洗干凈,并且隨后執行下一步驟研磨或拋光。  
 

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