一种蓝宝石面板的双面抛光工艺的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种蓝宝石面板的双面抛光工艺，包括如下步骤：第一步、将蓝宝石面板装夹放置在下抛光盘上，上、下抛光盘的表面粘贴有聚氨酯抛光垫用于对蓝宝石表面进行抛光；第二步、控制上抛光盘下移至与下抛光盘紧贴蓝宝石面板上、下表面；第三步、控制上、下抛光盘反向转动，同时注入抛光液，通过抛光垫对蓝宝石上、下表面同时抛光，同时上抛光盘对蓝宝石面板上表面加压，其中，上、下抛光盘的转速或者上抛光盘的压力，至少其中有一项是变化的。本发明有效增加抛光去除速率，缩短抛光的时间，提高抛光的效率，降低生产成本，还可以将表面研磨造成的划痕去除，并且达到抛亮抛透的效果，表面粗糙度Sa值小于0.40nm。
【专利说明】一种蓝宝石面板的双面抛光工艺
【技术领域】
[0001]本发明属于蓝宝石面板的加工【技术领域】，具体涉及一种蓝宝石面板的双面抛光工艺。
【背景技术】
[0002]蓝宝石是一种集优良光学性能、物理性能和化学性能于一体的多功能氧化物晶体，人工生长的蓝宝石具有很好的耐磨性，硬度仅次于金刚石达到莫氏9级，同时蓝宝石致密性使其具有较大的表面张力，上述特性十分适用于手机、手表、相机等电子触摸面板。
[0003]为了满足蓝宝石光学器件发展的要求，获得高平整、高亮度的表面，须对蓝宝石进行化学机械抛光，以减少或消除在对蓝宝石切割、研磨等工序中对蓝宝石面板的划伤，获得高平整度、高亮度的产品。
[0004]目前对以蓝宝石为材料的触摸面板的抛光处理工艺，均采用常规的单面抛光工艺，先粘贴固定面板的A面，抛光另一面B面，然后开胶反过来粘接B面对A面进行抛光，这种工艺的加工时间长、工艺复杂并且抛光效果不佳。
[0005]中国发明申请CN201310605267.9公开了一种蓝宝石触摸面板两面抛光方法，采用不同于传统工艺的双面同时抛光获得一种简单、成本低、高效的抛光方法。但该方法采用无纺布作为研磨垫，蓝宝石硬度极高，这样的研磨垫不耐磨，研磨垫损耗很严重，而且该方法转速低、压力小、温度低、只能用于C向的抛光，对蓝宝石抛光的效果并不理想。
【发明内容】
[0006]本发明解决的技术问题是:提供一种光学级蓝宝石触摸面板的双面抛光工艺，不仅可以满足蓝宝石触摸面板抛光的表面平整度、粗糙度的加工要求，而且工艺简单，使用双面抛光工艺，提高生产效率，能有效降低加工成本。
[0007]本发明采用如下技术方案实现:一种蓝宝石面板的双面抛光工艺，包括如下步骤:第一步、将蓝宝石面板装夹放置在下抛光盘上，所述上、下抛光盘的表面粘贴有聚氨酯抛光垫用于对蓝宝石表面进行抛光；第二步、控制上抛光盘下移至与下抛光盘紧贴蓝宝石面板上、下表面；第三步、控制上、下抛光盘反向转动，同时注入抛光液，通过抛光垫对蓝宝石上、下表面同时抛光，同时上抛光盘对蓝宝石面板上表面加压，其中，上、下抛光盘的转速或者上抛光盘的压力，至少其中有一项是变化的。
[0008]进一步的，所述蓝宝石面板放置在双面抛光机的游星轮型腔内，游星轮上的轮齿分别与双面抛光机的齿圈和太阳轮啮合，通过行星齿轮啮合实现游星轮的自转和公转。
[0009]作为本发明的另一种优选方案，所述第三步中的上、下抛光盘的转速及上抛光盘的压力均采用逐步递增的变化方式将上、下抛光盘的转速及上抛光盘的压力提升至最大并保持进行正常抛光加工，在抛光的后期，再采用逐步递减的变化方式降低转速和压力，其中，上抛光盘对蓝宝石面板的压力在0.28-0.35g/cm2之间变化,所述上抛光盘的转速随着上抛光盘压力的变化在5-30rpm之间变化，所述下抛光盘的转速随着上抛光盘压力的变化在8_40rpm之间变化。
[0010]具体的，所述上抛光盘对蓝宝石面板的压力按照0-0.09g/cm2的幅度进行递增和递减，所述上、下抛光盘的转速首先按照O-1Orpm的幅度进行递增，在上抛光盘对蓝宝石面板的压力达到最大值后按照0-15rpm的幅度进行递减。
[0011]进一步的，所述第三步中的上抛光盘与蓝宝石面板之间通入流量为10-12L/min的抛光液，下抛光盘与蓝宝石面板之间通入流量为9-10L/min的抛光液。
[0012]在本发明中，所述抛光液为SiO2抛光液。
[0013]进一步的，所述抛光液中的SiO2的粒径为95nm。
[0014]进一步的，所述第三步中的抛光过程中，抛光温度控制在35_50°C之间。
[0015]由于蓝宝石面板抛光前表面平整度较差，突然施加较大压力会使面板破裂，因此本发明采用先采用小压力使面板平整度提高，逐渐增大压力，再用恒定压力进行抛光作业，保障抛光加工的稳定性。本发明对粗糙的蓝宝石片采用抛光盘结合聚氨酯抛光垫变压力、变转速的方式进行抛光，并结合大粒径、大流量的抛光液的辅助进行抛光，一次性抛光蓝宝石片的两个面，可有效增加抛光去除速率，缩短抛光的时间，提高抛光的效率，可在保护抛光质量的前提下，有效的提高抛光效率和良率。按照本发明的抛光工艺获得的蓝宝石面板，一次性合格率大于90%，面板的表面粗糙度小于0.5nm，平整度小于5um，厚薄尺寸公差小于±0.03um。通过调整上、下抛光盘的转速变化，可以得到蓝宝石面板两面不同的抛光粗糙度，有利于后续的触控面板的覆层工艺。并且结合蓝宝石的晶向特性，可以制备大尺寸蓝宝石触摸面板，消除面板表面的机械加工损伤层，获得完整的表面晶格，可达到表面平整度< 5um、抛光面粗糙度< 0.5nm的抛光工艺要求。
[0016]以下结合【具体实施方式】对本发明做进一步说明。
【具体实施方式】
[0017]实施例1
[0018]一种蓝宝石面板的双面抛光工艺，包括如下步骤:第一步、将蓝宝石面板装夹放置在上、下抛光盘之间，所述蓝宝石面板放置在双面抛光机的游星轮型腔内，游星轮上的轮齿分别与双面抛光机的齿圈和太阳轮啮合，通过行星齿轮啮合实现游星轮的自转和公转，在所述蓝宝石面板表面涂抹抛光液，所述上、下抛光盘的表面粘贴有聚氨酯抛光垫用于对蓝宝石表面进行抛光；第二步、控制上抛光盘下移至与下抛光盘紧贴蓝宝石面板上、下表面；第三步、控制上、下抛光盘反向转动，通过抛光垫对蓝宝石上、下表面同时进行抛光，同时上抛光盘对蓝宝石面板上表面加压，其中，所述第三步中的上、下抛光盘的转速及上抛光盘的压力均采用先递增后递减的变化方式，其中，上抛光盘对蓝宝石面板的压力在0.05-0.3g/cm2之间变化,所述上抛光盘的转速随着上抛光盘压力的变化在5-30rpm之间变化，所述下抛光盘的转速随着上抛光盘压力的变化在8-40rpm之间变化。其中，抛光液采用粒径为95nm的SiO2抛光液，通过控制抛光液的量控制抛光温度在35_50°C之间。
[0019]具体的操作如下:将蓝宝石片置于上、下抛光盘之间，初步控制上抛光盘转速低于下抛光盘转速。
[0020]进一步地，控制蓝宝石面板上表面与上抛光盘之间的抛光液供给速度大于下表面与下抛光盘之间的抛光液供给速度。[0021]上述第三步中的抛光过程分为以下10个阶段进行抛光:
[0022]第一阶段:上抛光盘的压力控制在0.05-0.07g/cm2,上抛光盘转速控制在5_8rpm，上抛光盘与蓝宝石面板之间的抛光液流量控制在10-12L/min，下抛光盘转速控制在8-10rpm,下抛光盘与蓝宝石面板之前的抛光液流量控制在9_10L/min ；
[0023]第二阶段:上抛光盘的压力控制在0.07-0.09g/cm2，上抛光盘转速控制在8-12rpm,上抛光盘与蓝宝石面板之间的抛光液流量控制在10_12L/min，下抛光盘转速控制在10-15rpm，下抛光盘与蓝宝石面板之前的抛光液流量控制在9_10L/min ；
[0024]第三阶段:上抛光盘的压力控制在0.09-0.12g/cm2，上抛光盘转速控制在12-16rpm，上抛光盘与蓝宝石面板之间的抛光液流量控制在10_12L/min，下抛光盘转速控制在15-20rpm，下抛光盘与蓝宝石面板之前的抛光液流量控制在9_10L/min ；
[0025]第四阶段:上抛光盘的压力控制在0.12-0.16g/cm2，上抛光盘转速控制在16-20rpm,上抛光盘与蓝宝石面板之间的抛光液流量控制在10_12L/min，下抛光盘转速控制在20-25rpm，下抛光盘与蓝宝石面板之前的抛光液流量控制在9_10L/min ；
[0026]第五阶段:上抛光盘的压力控制在0.16-0.2g/cm2，上抛光盘转速控制在18-22rpm,上抛光盘与蓝宝石面板之间的抛光液流量控制在10_12L/min，下抛光盘转速控制在25-30rpm，下抛光盘与蓝宝石面板之前的抛光液流量控制在9_10L/min ；
[0027]第六阶段:上抛光盘的压力控制在0.2-0.26g/cm2，上抛光盘转速控制在20-25rpm,上抛光盘与蓝宝石面板之间的抛光液流量控制在10_12L/min，下抛光盘转速控制在30-35rpm，下抛光盘与蓝宝石面板之前的抛光液流量控制在9_10L/min ；
[0028]第七阶段:上抛光盘的压力控制在0.26-0.3g/cm2，上抛光盘转速控制在25-30rpm,上抛光盘与蓝宝石面板之间的抛光液流量控制在10_12L/min，下抛光盘转速控制在35-40rpm，下抛光盘与蓝宝石面板之前的抛光液流量控制在9_10L/min ；
[0029]第八阶段:上抛光盘的压力控制在0.2-0.26g/cm2，上抛光盘转速控制在15-25rpm,上抛光盘与蓝宝石面板之间的抛光液流量控制在10_12L/min，下抛光盘转速控制在30-35rpm，下抛光盘与蓝宝石面板之前的抛光液流量控制在9_10L/min ；
[0030]第九阶段:上抛光盘的压力控制在0.16-0.2g/cm2，上抛光盘转速控制在10-20rpm,上抛光盘与蓝宝石面板之间的抛光液流量控制在10_12L/min，下抛光盘转速控制在20-30rpm，下抛光盘与蓝宝石面板之前的抛光液流量控制在9_10L/min ；
[0031]第十阶段:上抛光盘的压力控制在0.09-0.16g/cm2，上抛光盘转速控制在8-16rpm,上抛光盘与蓝宝石面板之间的抛光液流量控制在10_12L/min,下抛光盘转速控制在10-20rpm，下抛光盘与蓝宝石面板之前的抛光液流量控制在9_10L/min。
[0032]其中第一阶段至第六阶段为抛光的初始阶段，逐步对抛光盘的转速和压力进行递增，达到第七阶段的最大值后保持，保证蓝宝石面板抛光的质量；抛光的后期为第八阶段到第十阶段。
[0033]按照本实施例中的抛光工艺获得的蓝宝石触摸面板，一次合格率为95%以上，并且蓝宝石面板的表面粗糙度为0.4nm，平整度为5um，厚薄尺寸公差为0.03mm。
【权利要求】
1.一种蓝宝石面板的双面抛光工艺，其特征在于包括如下步骤:第一步、将蓝宝石面板装夹放置在下抛光盘上，所述上、下抛光盘的表面粘贴有聚氨酯抛光垫用于对蓝宝石表面进行抛光；第二步、控制上抛光盘下移至与下抛光盘紧贴蓝宝石面板上、下表面；第三步、控制上、下抛光盘反向转动，同时注入抛光液，通过抛光垫对蓝宝石上、下表面同时抛光，同时上抛光盘对蓝宝石面板上表面加压，其中，上、下抛光盘的转速或者上抛光盘的压力，至少其中有一项是变化的。
2.根据权利要求1所述的一种蓝宝石面板的双面抛光工艺，其特征在于:所述蓝宝石面板放置在双面抛光机的游星轮型腔内，游星轮上的轮齿分别与双面抛光机的齿圈和太阳轮啮合，通过行星齿轮啮合实现游星轮的自转和公转。
3.根据权利要求2所述的一种蓝宝石面板的双面抛光工艺，其特征在于:所述第三步中的上、下抛光盘的转速及上抛光盘的压力均采用先递增后递减的变化方式，其中，上抛光盘对蓝宝石面板的压力在0.05-0.3g/cm2之间变化，所述上抛光盘的转速随着上抛光盘压力的变化在5-30rpm之间变化,所述下抛光盘的转速随着上抛光盘压力的变化在8_40rpm之间变化。
4.根据权利要求3所述的一种蓝宝石面板的双面抛光工艺，其特征在于:所述上抛光盘对蓝宝石面板的压力按照0-0.09g/cm2的幅度进行递增和递减，所述上、下抛光盘的转速首先按照O-1Orpm的幅度进行递增，在上抛光盘对蓝宝石面板的压力达到最大值后按照0-15rpm的幅度进行递减。
5.根据权利要求4所述的一种蓝宝石面板的双面抛光工艺，其特征在于:所述第三步中的上抛光盘与蓝宝石面板之间通入流量为10-12L/min的抛光液，下抛光盘与蓝宝石面板之间通入流量为9-10L/min的抛光液。
6.根据权利要求1-5中任一项所述的一种蓝宝石面板的双面抛光工艺，其特征在于:所述抛光液为SiO2抛光液。
7.根据权利要求6所述的一种蓝宝石面板的双面抛光工艺，其特征在于:所述抛光液中的SiO2的粒径为95nm。
8.根据权利要求7所述的一种蓝宝石面板的双面抛光工艺，其特征在于:所述第三步中的抛光过程中，抛光温度控制在35-50°C之间。
【文档编号】B24B39/06GK104015123SQ201410272924
【公开日】2014年9月3日 申请日期:2014年6月18日 优先权日:2014年6月18日
【发明者】周群飞, 饶桥兵, 傅亮 申请人:蓝思科技股份有限公司