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蓝宝石抛光工艺简介

文章出处:http://www.jundro.cn/industry/176.html人气:221时间:2020-06-09

随着多个产业的齐头并进,给蓝宝石晶体生产和加工企业带来了巨大利好。钧杰陶瓷正是一家致力于打造国内一流的蓝宝石精密加工企业,我们可以加工超高精度的蓝宝石工业产品。蓝宝石加工洽谈热线:13412856568。蓝宝石的应用领域很多对产品表面粗糙度要求较高,因此往往在前端成型工序完成后,还要进行抛光的操作。而蓝宝石晶体的硬度达到莫氏9,因此给其表面抛光也带来了不小的难度。今天我们要讲的就是关于抛光的问题。
为什么要对蓝宝石进行抛光(CMP)
蓝宝石一般坯料表面都比较粗糙,通过抛光能使其表面粗糙度大大提升,从而呈现出晶莹剔透的质感。有时我们也可以用抛光的方式来消除表面光泽。总之,抛光是为了使蓝宝石表面达到自己想要的粗糙度及效果。
蓝宝石抛光的方法
蓝宝石主要的抛光工艺主要有:磨料水射流抛光、机械研磨抛光、热化学抛光、纯化学抛光、激光束抛光、离子束抛光、电火花抛光等。抛光方法不少,但是每种方法都有他的优缺点,不太容易做到全局平面化。要想达到全局平面化,则需发展新的技术,其中化学机械抛光可以真正使蓝宝石衬底实现全局平面化,是目前机械加工中唯一可以实现表面全局平坦化的技术。下面我们就来看看这种技术的特点。
化学机械抛光
化学机械抛光技术是利用机械和化学双重作用来完成的抛光工艺,这个过程比较复杂,影响抛光效果的因素也很多。首先被抛光材料表面于抛光液中的催化剂、氧化剂等发生化学反应时,会产生一层较为容易去除的软质层,而后利用抛光液中的磨料和抛光垫将这层软质层去除。这样就使得被抛光物体表面重新显现出来。这一步完成后,再进行化学反应。这种在机械和化学双重作用交替进行,从而达到对材料表面进行抛光的目的。

图2 化学机械抛光示意图

 

蓝宝石利用CMP这种抛光方式加工,通常会在磨削液中加入碳化硼、碳化硅、金刚石、氧化铝和二氧化硅等粉体(如表1)


表1为各种研磨材料对蓝宝石晶体的研磨性能对比

研磨抛光方法
采用研磨抛光这种方法来对蓝宝石表面抛光时,其机理分为三个过程:

(1)水化层的形成。抛光过程中,在蓝宝石基底上持续形成水化层,它比基底层软,该水化层的形成有利于材料的去除,并产生高质量表面。
(2)水化层的去除。磨料经历了与基底蓝宝石一样的表面水化,但磨料水化层硬度一般都大于蓝宝石水化层,在基底宝石与磨料水化层之间的化学机械作用加速了材料去除,当磨料和基底蓝宝石的表面在抛光压力下紧密接触在一起并剪切时,就相互粘附,进一步的剪切就会使粒子撕开键合的水化层,通过粒子的前边沿促进材料去除。
(3)去除速率增加,在剪切力的作用下磨料将蓝宝石的水化层逐渐去除,表面粗糙度能小于0.2nm。在蓝宝石水化层去除后,表面活性得到提高,表面会进一步的水化,当增加抛光速率时,蓝宝石表面去除的速率就会更快。


图4 研磨抛光机理示意图


以上介绍的两种蓝宝石抛光方法,供大家参考。更多有关蓝宝石加工的信息,请持续关注“钧杰陶瓷”官方网站。我们将为您提供权威、实用的加工案例分析。
 

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