超薄型蓝宝石片状体的加工方法技术领域
本发明涉及一种加工方法，尤其涉及一种超薄型蓝宝石片状体的加工方法。
背景技术
蓝宝石是一种氧化铝的单晶，又称为刚玉，由于具有优良的机械、光学、化学以及抗辐射性能，因此近年来受到工业界广泛的应用。由于蓝宝石具有非常高的硬度和耐磨性能，因此也常作为精密机械的轴承材料。又因具有的良好之抗辐射性能，也使得蓝宝石常被应用于航空航天的机具或暴露于辐射环境中的光学元件材料。此外，目前在制作蓝白光LED时所使用的基板材料，也是以蓝宝石为主。此外，蓝宝石还将广泛应用于智能手机显示屏、Home键及摄像头保护盖等领域。
由于蓝宝石材料的硬度大、熔点高、化学活泼性差，因而加工难度大，尤其是大尺度和低薄度的晶片，如4英寸和6英寸的蓝宝石材料。现有的蓝宝石片状体一般是整体直接置于研磨游星轮中进行研磨，若蓝宝石片状体磨得过薄，容易造成研磨游星轮被磨损，因此前传统的蓝宝石加工工艺制作出的蓝宝石片状体比较厚，一般为300um左右，而现有产品的趋势均往轻薄方向发展，不能满足市场的需求。
因此，有必要提供一种新的加工方法来解决上述问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种能够加工出薄度为150-180um左右的超薄型蓝宝石片状体的加工方法。
为了实现上述目的，本发明所采用的技术方案如下：
一种超薄型蓝宝石片状体的加工方法，包括以下步骤：
1)对蓝宝石晶体进行切割，形成蓝宝石片状体毛坯；
2）对所述蓝宝石片状体毛坯进行双面粗磨，形成初级蓝宝石片状体半成品；
3）对所述初级蓝宝石片状体半成品进行研磨和化学机械抛光，形成次级蓝宝石片状体半成品；
4）对所述次级蓝宝石片状体半成品进行兆声波清洗，形成蓝宝石片状体成品；
所述步骤3）包括：在垫块的正面和反面分别上蜡，再分别粘上所述初级蓝宝石片状体半成品，所述初级蓝宝石片状体半成品的第一个面与所述垫块粘接，第二个面背对所述垫块，将粘有所述初级蓝宝石片状体半成品的垫块放入研磨游星轮上，将研磨游星轮置于研磨设备中进行研磨。
优选的，所述蓝宝石片状体包括光学窗口片、蓝宝石村底片、手机摄像头保护盖、智能手机显示屏和具有指纹识别功能的Home键。
优选的，所述步骤3）中，先对两个所述初级蓝宝石片状体半成品的第二个面进行研磨，然后取下所述初级蓝宝石片状体半成品，清洗所述初级蓝宝石片状体半成品的第一个面，再次将所述垫块的正反面上蜡，将所述初级蓝宝石片状体半成品的第二个面粘在所述垫块上，对所述初级蓝宝石片状体半成品的第一个面进行研磨，最后对所述初级蓝宝石片状体半成品进行化学机械抛光处理，形成所述次级蓝宝石片状体半成品。
优选的，所述步骤3）中，先依次对所述初级蓝宝石片状体半成品的第二个面进行研磨和化学机械抛光处理，再取下所述初级蓝宝石片状体半成品，清洗所述初级蓝宝石片状体半成品的第一个面，再次将垫块正反面上蜡，将所述初级蓝宝石片状体半成品的第二个面粘在所述垫块上，最后依次对所述初级蓝宝石片状体半成品的第一个面进行研磨和化学机械抛光处理，形成所述次级蓝宝石片状体半成品。
优选的，所述步骤1)包括以下步骤：提供多线切割机、切割线和切割液，选用合适晶棒，切去晶颈，将晶棒固定于旋转装夹装置上，利用上下移动的所述多线切割机进行切割，所述多线切割机采用0.8-1.5mm槽距的导轮、直径为250um的金刚石线、0.2mm/min的台速和500m/min的线速，对晶棒进行切片，得到若干尺寸为4-6英寸的所述蓝宝石片状体毛坯。
优选的，所述切割液的各组分的重量百分含量为：聚乙二醇34%，丙三醇嵌段聚醚15%，油酸三乙醇胺14%，甲基苯并三氮唑7%，聚硅氧烷消泡剂0.1%，余量为水。
优选的，所述步骤2)包括以下步骤：采用双面粗磨机，用碳化硼研磨液对所述蓝宝石片状体毛坯进行粗磨。
优选的，所述步骤2）与步骤3）之间还设有倒角工序，所述倒角工序包括：将所述初级蓝宝石片状体半成品置于CNC机台夹具上，选取800-1000目、45°金刚石倒角磨头，设定转速为700r/min，进给量为0.02-0.05mm/min，倒角量为0.1mm，倒角时间为7分钟，制成所述次级蓝宝石片状体半成品。
与现有技术相比，本发明超薄型蓝宝石片状体的加工方法的有益效果在于：本发明设置所述垫块，增加了所述垫块和所述初级蓝宝石片状体半成品的整体厚度，便于研磨出比较薄的大尺寸蓝宝石片状体成品，且不会磨损所述研磨游星轮，成品厚度为150-180um，厚度大大降低。
附图说明
图1为本发明一较佳实施例的步骤流程示意图；
图2为本发明所述研磨游星轮的结构示意图；
图3为本发明所述初级蓝宝石片状体半成品和所述垫块的结构示意图。
图中各标记如下：1、初级蓝宝石片状体半成品；2、垫块；3、研磨游星轮；4、放置粘有半成品垫块的孔。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进一步进行描述。
请参阅图1至图3所示，本发明超薄型蓝宝石片状体的加工方法包括以下步骤：
1)对蓝宝石晶体进行切割，形成蓝宝石片状体毛坯；具体包括以下步骤：提供多线切割机、切割线和切割液，选用合适晶棒，切去晶颈，将晶棒固定于旋转装夹装置上，利用上下移动的所述多线切割机进行切割，所述多线切割机采用0.8-1.5mm槽距的导轮、直径为250um的金刚石线、0.2mm/min的台速和500m/min的线速，对晶棒进行切片，得到若干尺寸为4-6英寸的所述蓝宝石片状体毛坯；所述切割液的各组分的重量百分含量为：聚乙二醇34%，丙三醇嵌段聚醚15%，油酸三乙醇胺14%，甲基苯并三氮唑7%，聚硅氧烷消泡剂0.1%，余量为水。
2）对所述蓝宝石片状体毛坯进行双面粗磨，形成初级蓝宝石片状体半成品1；具体包括以下步骤：采用双面粗磨机，用碳化硼研磨液对所述蓝宝石片状体毛坯进行粗磨。
3）倒角工序，具体包括以下步骤：将所述初级蓝宝石片状体半成品1置于CNC机台夹具上，选取800-1000目、45°金刚石倒角磨头，设定转速为700r/min，进给量为0.02-0.05mm/min，倒角量为0.1mm，倒角时间为7分钟。
4）对所述初级蓝宝石片状体半成品1进行研磨和化学机械抛光，形成次级蓝宝石片状体半成品，在垫块2的正面和反面分别上蜡，再分别粘上所述初级蓝宝石片状体半成品1，所述初级蓝宝石片状体半成品1的第一个面与所述垫块2粘接，第二个面背对所述垫块2，将粘有所述初级蓝宝石片状体半成品1的垫块2放入研磨游星轮3上，将研磨游星轮3置于研磨设备中进行研磨,研磨步骤包括以下两种实施方式：
方案一:先对两个所述初级蓝宝石片状体半成品1的第二个面进行研磨，然后取下所述初级蓝宝石片状体半成品1，清洗所述初级蓝宝石片状体半成品1的第一个面，再次将所述垫块2的正反面上蜡，将所述初级蓝宝石片状体半成品1的第二个面粘在所述垫块2上，对所述初级蓝宝石片状体半成品1的第一个面进行研磨，最后对所述初级蓝宝石片状体半成品1进行化学机械抛光处理，形成所述次级蓝宝石片状体半成品。
方案二：先依次对所述初级蓝宝石片状体半成品1的第二个面进行研磨和化学机械抛光处理，再取下所述初级蓝宝石片状体半成品1，清洗所述初级蓝宝石片状体半成品1的第一个面，再次将垫块2正反面上蜡，将所述初级蓝宝石片状体半成品1的第二个面粘在所述垫块2上，最后依次对所述初级蓝宝石片状体半成品1的第一个面进行研磨和化学机械抛光处理，形成所述次级蓝宝石片状体半成品。
其中所述化学机械抛光处理包括两种抛光方式：第一种抛光方式采用单面抛光机分别依次对所述初级蓝宝石片状体半成品1的第一个面和第二个面进行抛光。第二种抛光方式采用双面抛光机同时对所述初级蓝宝石片状体半成品1的第一个面和第二个面进行抛光。
5）对所述次级蓝宝石片状体半成品进行兆声波清洗，形成蓝宝石片状体成品，具体包括以下步骤：准备清洗用1号液和2号液，1号液的组分包括：NH4OH、H2O2、H2O，2号液的组分包括：HCl、H2O2、H2O；先将步骤7中的蓝宝石片状体成品在50℃-60℃的三氯乙烷中用兆声波清洗机清洗15分钟，后在20℃-25℃的丙酮中清洗2分钟，后用去离子水流清洗2分钟，后在80℃-90℃的2号液中，兆声波清洗10分钟，后用去离子水流清洗2分钟，后在90℃-95℃的1号液中，兆声波清洗10分钟，最后用去离子水流清洗5分钟并甩干蓝宝石片状体成品；
6）表面检测，对步骤5处理后的蓝宝石片状体成品进行表面检测，确认无残次品；
7）超净封装；
8）最终成品。
本发明在具体实施时，不局限于制作光学窗口片和蓝宝石村底片，还能用于制作其他比较薄的片状产品，包括IPhone中摄像头的coverlens（保护盖），IPad中具有指纹识别功能的home键和智能手机显示屏等。
以上示意性的对本发明及其实施方式进行了描述，该描述没有限制性，附图中所示的也只是本发明的实施方式之一，实际的结构并不局限于此。所以，如果本领域的普通技术人员受其启示，在不脱离本发明创造宗旨的情况下，不经创造性的设计出与该技术方案相似的结构方式及实施例，均应属于本发明的保护范围。