单面抛光机用蓝宝石衬底抛光液的制作方法
【专利摘要】本发明涉及一种单面抛光机用蓝宝石衬底抛光液，其特征在于：所述单面抛光机用蓝宝石衬底抛光液是专门针对单面抛光机使用，涉及单面抛光机用蓝宝石衬底抛光液制备方法。该抛光液是一种含有几种不同粒径大小二氧化硅的抛光液，含有二氧化硅、碱性组合物、阴离子型表面活性剂及水。二氧化硅是胶体二氧化硅、气相二氧化硅或者沉淀法二氧化硅。碱性化合物是氢氧化锂、氢氧化钾、氢氧化钠、氨水、乙二胺、三乙醇胺、氢氧化四甲基铵等有机碱类。阴离子表面活性剂是磺酸型表面活性剂、羧酸型表面活性剂及硫酸脂型表面活性剂中的至少一种。本发明根据单面抛光机的抛光特点，将含有几种粒径规格二氧化硅作为磨料，可以降低抛光中的摩擦阻力并取得更佳的润滑作用，在提高抛光效率的同时有更佳抛光效果，并且可以降低生产成本。
【专利说明】单面抛光机用蓝宝石衬底抛光液
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种单面抛光机用蓝宝石衬底抛光液，专门针对单面抛光机使用。
【背景技术】
[0002] 蓝宝石单晶(Sapphire)，与天然宝石具有相同的光学特性和力学性能，有着很好的热特性，极好的电气特性和介电特性，并且防化学腐蚀，对红外线透过率高，有很好的耐磨性，硬度仅次于金刚石，达莫氏9级，在高温下仍具有较好的稳定性，熔点为2030°C，蓝宝石晶片衬底是目前LED照明行业最为通用的衬底材料，但由于蓝宝石硬度高且脆性大，机械加工困难，在生产蓝宝石衬底片的过程中普遍遇到抛光效率低，晶片表面粗糙度高的问题，解决的办法主要是开发一种高抛光效率和低粗糙度的抛光液。
[0003]专利CN102585705A公布了高抛光效率蓝宝石衬底抛光液的制备方法；专利CN102775916A公布了依靠改变蓝宝石表面质量的办法来提高抛光效率。以上专利都未涉及抛光液磨料粒径分布和不同粒径匹配问题，
【发明内容】
[0004]本发明的目的在于:提供一种专门针对单面抛光机使用的蓝宝石衬底抛光液，以便降低抛光中的摩擦阻力，提高抛光效率，降低生产成本。
[0005]为了达到上述目的，本发明提供一种单面抛光机用蓝宝石衬底抛光液；该抛光液含有二氧化硅、碱性化合物、阴离子型表面活性剂及水。
[0006]本发明的抛光液中含有两种或多种不同粒径二氧化硅，一般是指含有不同含量的60-100nm的大粒径和20_40nm的小粒径二氧化硅，粒径为60_100nm的大粒径二氧化硅含量一般为20-80%左右，粒径为20-40nm的小粒径二氧化硅含量一般为80-20%左右。本发明的含有两种或多种不同粒径二氧化硅的抛光液与单一组分的抛光液相比，有较低的摩擦阻力和更佳的润滑作用，可以在抛光过程中提高抛光效率和降低成本。
【专利附图】
【附图说明】
[0007]图1是本发明一种单面抛光机用蓝宝石衬底抛光液的第一实施例粒径图；
【具体实施方式】
[0008]为能进一步了解本发明的内容、特点及功效，兹例举以下实施例，详细说明如下:
[0009]本实施状态的抛光液中含有二氧化硅、碱性化合物、阴离子型表面活性剂及水，并且二氧化硅粒径大小不同。
[0010]抛光液中的二氧化硅，承担着抛光蓝宝石的作用。抛光液中所含的二氧化硅，可以是胶体二氧化硅、气相二氧化硅或沉淀法二氧化硅，也可以是其中的两种以上，本发明选用的是胶体二氧化硅，为了更好的适用于单面抛光机，提高抛光液的抛光效率，抛光液中含有两种或多种不同粒径的二氧化硅，粒径为60-100nm的大粒径二氧化硅含量一般为80%左右,粒径为20-40nm的小粒径二氧化硅含量一般为20%左右。
[0011]抛光液中的碱性化合物，用于腐蚀或者刻蚀对蓝宝石表面进行化学抛光，作为抛光促进剂，辅助二氧化硅进行机械抛光的作用。
[0012]抛光液中的碱性化合物可以是氢氧化锂、氢氧化钾、氢氧化钠、碳酸钾、碳酸氢钾、碳酸钠、碳酸氢钠等无机碱性化合物，也可以是氢氧化铵、氢氧化四甲基铵、碳酸氢铵及碳酸铵、六亚甲基二胺、二亚乙基三胺等，其中为了提高抛光液的抛光效率，抑制蓝宝石因铁、镍、铜、镁、钙及与其氢氧化物及氧化物等的抛光液中的金属杂质而造成污染，理想的选择是氢氧化锂、氢氧化钾、氢氧化钠、氢氧化四甲基铵，其抑制蓝宝石因抛光液中的金属杂质而造成污染的理由是，这些化合物不与金属原子螯合。碱性氧化物可以提高二氧化硅粒径的分散度并使抛光液较易清洗。
[0013]为了抑制抛光后蓝宝石发生表面粗糙和因抛光液的粘度过于增大而导致抛光液凝胶化，碱性化合物的含量一般控制在0.1% -10%。
[0014]抛光液中的阴离子表面活性剂的作用是降低蓝宝石表面粗糙度，为了在抛光过程中提高抛光效率，降低表面粗糙度，一般选择磺酸型表面活性剂、羧酸型表面活性剂及硫酸脂型表面活性剂中的至少一种，理想的表面活性剂是羧酸型表面活性剂或硫酸酯型表面活性剂。磺酸型表面活性剂一般选择烷基磺酸盐、烷基苯、烷基萘磺酸盐、萘磺酸盐、N-戊基磺酸盐等；羧酸型表面活性剂一般选用聚氧乙烯烷基醚羧酸盐、聚氧丙烯烷基醚羧酸盐、戊基化肽等；硫酸脂型表面活性剂一般选用十二烷基醚硫酸钠、聚氧乙烯烷基烯丙基醚硫酸盐、烷基酰胺硫酸盐等。
[0015]下面就以具体 实例来对本发明进行说明。
[0016]根据需要，分别添加从天津西美科技有限公司生产的SOnm粒径的二氧化硅600g，30nm粒径的二氧化硅400g外购表面活性剂5g、碱性化合物100g，配制出抛光液IOkg作为实施例1。
[0017]采用上述同样的方法制备以下单一组分抛光液作为比较例:
[0018]比较例1:二氧化硅粒径为60nm 1000g、表面活性剂5g、碱性化合物100g的抛光液 IOkg ；
[0019]比较例2:二氧化硅粒径为80nm 1000g、、表面活性剂5g、碱性化合物100g的抛光液 IOkg ；
[0020]比较例3:二氧化硅粒径为IOOnm 1000g、表面活性剂5g、碱性化合物100g的抛光液 IOkg0
[0021]采用上述实施例抛光液和比较例抛光液对蓝宝石衬底在单面抛光机上进行相同条件的化学机械抛光，使用相同的国产抛光布抛光lh，抛光条件如表1、表2。
[0022]
【权利要求】
1.一种单面抛光机用蓝宝石衬底抛光液，其特征在于:该抛光液专门针对单面抛光机使用，是一种含两种或多种不同粒径二氧化硅的抛光液，含有二氧化硅、碱性化合物、阴离子型表面活性剂及水。二氧化硅是胶体二氧化硅、气相二氧化硅或者沉淀法二氧化硅。碱性化合物例如是氢氧化锂、氢氧化钾、氢氧化钠、氨水、乙二胺、三乙醇胺、氢氧化四甲基铵等有机碱类。阴离子表面活性剂是磺酸型表面活性剂、羧酸型表面活性剂及硫酸脂型表面活性剂中的至少一种。
2.按照权利要求1所述的单面抛光机用蓝宝石衬底抛光液，其特征在于:专门针对单面抛光机使用，是一种含不同大小二氧化娃粒径的抛光液。
3.按照权利要求1所述的单面抛光机用蓝宝石衬底抛光液，其特征在于:所述二氧化硅是胶体二氧化硅、气相二氧化硅或者沉淀法二氧化硅。
4.如权利要求3所述的单面抛光机用蓝宝石衬底抛光液，其特征在于:所述二氧化硅是胶体二氧化硅。
5.按照权利要求1所述的单面抛光机用蓝宝石衬底抛光液，其特征在于:抛光液中的二氧化硅的含量是10% -45%，含有两种或多种不同粒径。
6.按照权利要求5所述的单面抛光机用蓝宝石衬底抛光液，其特征在于:抛光液中所含两种或多种不同粒径二氧化娃，一般是指含有不同含量的60_100nm的大粒径和20_40nm的小粒径。
7.按照权利要求1所述的单面抛光机用蓝宝石衬底抛光液，其特征在于:碱性化合物例如是氢氧化锂、氢氧化钾、氢氧化钠、氨水、乙二胺、三乙醇胺、氢氧化四甲基铵等有机碱类。
8.按照权利要求1所述的单面抛 光机用蓝宝石衬底抛光液，其特征在于:阴离子表面活性剂是磺酸型表面活性剂、羧酸型表面活性剂及硫酸脂型表面活性剂中的至少一种。
9.按照权利要求8所述的单面抛光机用蓝宝石衬底抛光液，其特征在于:抛光液中的阴离子型表面活性剂的含量是0.00008-1.6%。
【文档编号】C09G1/02GK103897605SQ201210590477
【公开日】2014年7月2日 申请日期:2012年12月27日 优先权日:2012年12月27日
【发明者】高如山 申请人:天津西美半导体材料有限公司