一种蓝宝石触摸面板两面抛光方法
【专利摘要】本发明属于触摸面板的加工【技术领域】，一种蓝宝石触摸面板的两面抛光方法，其特征在于，将蓝宝石触摸面板置于上下抛光盘之间进行，选用2种SiO2抛光液，采用无纺布抛光垫粘于上下抛光盘上，下盘转速控制在20-30转/分之间，压力控制在200-300kg之间，温度控制在28-33℃之间。按照本发明的CMP工艺获得的蓝宝石触摸面板，一次性合格率大于80%，面板的表面粗糙度小于5nm，平面度小于5μm，厚薄尺寸公差小于±10μm。
【专利说明】一种蓝宝石触摸面板两面抛光方法
[0001]
【技术领域】
[0002]本发明属于触摸面板的加工【技术领域】，涉及一种蓝宝石触摸面板的两面抛光技术。
【背景技术】
[0003]蓝宝石(C1-Al2O3)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，已被广泛应用于工业、国防、科研等领域，越来越多地用作固体激光、红外窗口、半导体芯片的衬底片、精密耐磨轴承等高【技术领域】中零件的制造材料。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，上述两个特性十分适用于手机等电子触摸面板。
[0004]为了满足蓝宝石光学器件发展的要求，获得高平整的表面，须对蓝宝石进行化学机械抛光(CMP) ;CMP是目前唯一能获得全局平面化效果的平整化技术，对蓝宝石晶体表面达到超光滑起到至关重要的作用。
[0005]CMP技术是机械磨削和化学腐蚀的组合技术，它借助超微粒子的抛光作用以及浆料的化学腐蚀作用，实现全局平面化超光滑纳米级无损伤精密抛光；CMP的基本方法是将晶片在抛光液中，相对于抛光垫旋转，并施加一定的压力，借助机械摩擦及化学腐蚀作用来完成抛光。
[0006]用于触摸面板的蓝宝石，表面质量要求相对更高，目前对以蓝宝石为材料的触摸面板的抛光处理，均采用常规则的抛光方法，效果不佳。
[0007]触摸面板的几个趋势是OGS、in-cell或on-cell,他们的特点之一是蓝宝石片之下直接复合一层ITO导电层，因此蓝宝石片上下两个平面的抛光度要求可能不一致，现有技术中没有记载如何获得上下不一致抛光度的蓝宝石触摸面板。
【发明内容】
[0008]本发明的目的是基于上述技术现状，提供一种光学级蓝宝石触摸面板的CMP工艺，该工艺不仅可以/嚴足蓝宝石触摸面板的加工要求，而且工艺简单，能有效降低加工成本。
[0009]为实现上述目的，本发明提供一种蓝宝石触摸面板的两面抛光方法，该方法将蓝宝石触摸面板置于上下抛光盘之间进行，用SiO2抛光液，抛光盘采用无纺布抛光垫粘于上下抛光盘上，Tr:澄转速控制在20-30转/分之间，压力控制在200-300kg之间，温應M制在28-33°C之间；在双面抛光机上完成抛光过程。
[0010]按照本发明的CMP工艺获得的蓝宝石触摸面板，一次性合格率大于80%，面板的表面粗糙度小于5nm，平面度小于5 u m,厚薄尺寸公差小于± 10 y m。
[0011]作为一种改进，为了提高抛光效率，并保证蓝宝石片的低破损率，提出一种变速抛光方法，该方法在上述抛光方法基础上，包括先后执行的第一抛光步骤和第二抛光步骤，其中，
第一抛光步骤:压力控制在280-300KG，下盘转速控制在忽-如rpm/min，遞;攻径中SiO2I 75.0纳米，抛光液流量控制在:4-6L/min。
[0012]第二抛光步骤:压力控制在200-220KG，上、下抛光盘等速旋转，转速控制在勿-忽
抛光液中SiQ2粒径为35.6纳米，抛光液流量控制在:2_4L/min。
[0013]上述改进方案，首先对表面粗糙蓝宝石片采用大压力，文转速，文授径，大流量的方式进行抛光，可有效增加抛光去腐速率，提高抛光效率。然后对经第一步抛光表面更光滑的蓝宝石片采用低压力，淑转速，4/1径，小流量的方式进行精细抛光，保证抛光的质量。该改进方法可在保护抛光质量的前運下，有效提高抛光效率。
[0014]由于蓝宝石的晶向特性，将蓝宝石用于触摸面板时，做出更进一步改进，提出如下抛光方法，
方法一:针对晶面取向的蓝宝石片,其中，上表面为C面，下表面为C面(或上表面为J面，下表面为A面)，将蓝宝石片的_朝下置于上、下抛光盘之间，控制上抛光盘转速低于下抛光盘转速。
[0015]进一步地，将上下表面隔开，控制上表面与上抛光盘之间的抛光液供给速度文f下表面与下抛光盘之间的抛光液供给速度。
[0016]再进一步地，将抛光过程按先后分为第一抛光步骤和第二抛光步骤
第一抛光步骤:压力控制在280-300KG，上抛光盘转速控制在激-忽rpm/min,上层抛光液流量控制在:5"-6L/min,下抛光盘转速控制在忽-如rpm/min,下层抛光液流量控制在4-5UVAixu抛光液粒径为75.0纳米；
第二抛光步骤:压力控制在200-220KG，上抛光盘转速控制在勿-忽rpm/min,上层抛光液流量控制在:J-￥L/min，下抛光盘转速控制在M-匆rpm/min，下层抛光液流量控制在抛光液粒径为35.6纳米。
[0017]方法二:针对蓝宝石面板为蓝宝石片拳层，将蓝宝石爲置于上、下抛光盘之间，控制上抛光盘转速低于下抛光盘转速。
[0018]进一步地，将蓝宝石片上下表面隔开控制上表面与上抛光盘之间的抛光液供给速度Ttf下表面与下抛光盘之间的抛光液供给速度。
[0019]再进一步地，将抛光过程按先后分为第一抛光步骤和第二抛光步骤；
第一抛光步骤:压力控制在280-300KG，上抛光盘转速控制在激-忽rpm/min,上层抛光液流量控制在:5"-6L/min,下抛光盘转速控制在忽-如rpm/min,下层抛光液流量控制在4-5\Jnin，抛光液中SiQ2粒径为75.0纳米；
第二抛光步骤:压力控制在200-220KG，上抛光盘转速控制在勿-忽rpm/min,上层抛光液流量控制在:J-￥L/min，下抛光盘转速控制在M-匆rpm/min，下层抛光液流量控制在光液中SiQ2粒径为35.6纳米。
[0020]进一步地,所述抛光液中包含大豆软磷脂和聚氨酯，SiO2粒径大小为如-勿廣沿-卻纳米。发明人研究结果证明，包含大豆软磷脂和聚氨酯、以及粒径大小为如-勿廣沿-卻纳米SiO2的抛光液，具有更佳的蓝宝石抛光效果，可能是大豆软磷脂和聚氨酯的组合物中含有供30-40和(70-80纳米SiO2中微孔。[0021]总体来说，本发明的有益效果是:可以制备大尺寸蓝宝石触摸面板，消除机械加工损伤层，获得表面晶格完整、平整度< 5微米、抛光面粗糙度< 5纳米的超光滑表面，该工艺缩短蓝宝石基片的加工时间，降低生产成本。
【具体实施方式】
[0022]实施例1
在压力为250kg，温度为28-33°C的条件下，利用双面抛光机和纳米抛光液对蓝宝石触摸面板进行抛光，使蓝宝石触摸面板的表面粗糙度达到5nm以下、无应力、无翘曲变形。
[0023]工艺参数为:
抛光液中SiO2微粒直径为:35.6nm 抛光盘转速:25转/分 抛光时间t=300min 抛光压力p=250kg 抛光液的pH=9.6 抛光温度:28-33 °C 抛光液流量:4L/min
按照本实施例的CMP工艺获得的蓝宝石触摸面板，一次合格率为86.5%，面板的表面粗糙度为0.5nm,平面度为4 ii m,厚薄尺寸公差为8 y m。
[0024]实施例2
选择磨料粒径为35.6nm和75.0nm的SiO2抛光液，对蓝宝石触摸面板进行双面抛光加工，抛光液的pH=9.6 (10.1)，抛光温度:28-33 °C，具体包括，
第一抛光步骤，加工参数:
压力:280KG，
转速 rpm/min,
抛光液中 SiO2**:75.0nm,
流量:4L/min,
时间:160min ；
第二抛光步骤，加工参数:
压力:240KG，
转速:J?Jrpm/min，
抛光液中 SiO2**:35.6nm’
流量:4L/min,
时间:80min ；
按照本实施例的工艺加工蓝宝石触摸面板，一次合格率为88.7%，面板的表面粗糙度为
0.5nm,平面度为4 ii m,厚薄尺寸公差为8 y m。
[0025]实施例3
选择磨料粒径为75.0nm的SiO2抛光液，对蓝宝石触摸面板进行双面抛光加工，抛光液的pH=10.1，抛光温度:28-33°C，所述蓝宝石面板上表面为C面，下表面为C面(或上表面为A面，下表面为A面)。将蓝宝石触摸面板置于上、下抛光盘之间，蓝宝石片上下表面隔开，具体参数如下:
压力:280KG，
上抛光盘转速:24rpm/min,
下抛光盘转速:28rpm/min,
上表面抛光液流量5L/min，
下表面抛光液流量:JL/min，
时间:260min ；
按照本实施例的工艺加工蓝宝石触摸面板，一次合格率为85.8%，面板的表面粗糙度为
0.5nm,平面度为4 μ m,厚薄尺寸公差为8 μ m。
[0026]实施例4
选择磨料粒径为35.6nm(75.0nm)的SiO2抛光液，对蓝宝石触摸面板进行双面抛光加工，抛光液的pH=9.6々tt 2入抛光温度:28-33°C，所述蓝宝石面板上表面为C面，下表面为C面(或上表面为J面，下表面为A面)。将蓝宝石触摸面板置于上、下抛光盘之间，蓝宝石片上下表面隔开，
具体抛光步骤包括，
第一抛光步骤，加工参数:
压力:280KG，
上抛光盘转速d/rpm/min,
下抛光盘转速:1^rpm/min,
抛光液中SiO2授径:80.0nm,
上表面抛光液流量5L/min，
下表面抛光液流量:JL/min，
时间:160min ；
第二抛光步骤，加工参数:
压力:240KG，
上抛光盘转速dJrpm/min,
下抛光盘转速:1^rpm/min,
抛光液中SiO2授径:306nm,
上表面抛光液流量5L/min，
下表面抛光液流量:JL/min，
时间:80min ；
按照本实施例的工艺加工蓝宝石触摸面板，一次合格率为89.1%，面板的表面粗糙度为
0.5nm,平面度为4 μ m,厚薄尺寸公差为8 μ m。
[0027]实施例5
与实施例4不同的是，本方案的两步抛光作业在上下两个独立的密闭空间内进行，上表面抛光液与下表面抛光液互不连通。
[0028]实施例6
与实施例1不同的是，本方案的抛光液中的大豆软磷脂、聚氨酯和SiO2的摩尔比为1:1: 1.5。发明人研究发现，在此比例下抛光液的抛光效果最佳。[0029]实施例1
与实施例2不同的是，本方案的抛光液中的大豆软磷和SiO2的摩尔比为1:1.5。
[0030]实施例8
与实施例3不同的是，本方案中抛光液中的聚氨酯和SiO2的摩尔比为1:1.5。
[0031]实施例9
与实施例4不同的是，本方案中抛光液中的大豆软磷脂、聚氨酯和SiO2的摩尔比为1:2:1.5。
[0032]实施例10
与实施例2不同的是,本方案上表面抛光液与下表面抛光液单向连通，上表面抛光液可流向蓝宝石下表面，而下表面抛光液不能倒流进上表面。
【权利要求】
1.一种蓝宝石触摸面板的两面抛光方法，其特征在于，将蓝宝石触摸面板置于上下抛光盘之间进行抛光作业，选用SiO2抛光液，采用无纺布抛光垫粘于上下抛光盘上，转速控制在20-30转/分，澄转速控制在20-30转/分之间，压力控制在200-300kg之间，媳應M制在28-33°C之间。
2.根据权利要求1所述的蓝宝石触摸面板的两面抛光方法，其特征在于所述的抛光作业包括先后执行的第一抛光步骤和第二抛光步骤，其中， 第一抛光步骤:压力控制在280-300KG，71转速控制在忽-如rpm/min，激龙液沪SiO2的粒径为75.0 /片求，抛光液流量控制在:4-6L/min ； 第二抛光步骤:压力控制在200-220KG，71转速控制在勿-忽rpm/min，激龙液沪SiO2的粒径为35.6激米，抛光液流量控制在:2-4L/min。
3.根据权利要求1所述的蓝宝石触摸面板的两面抛光方法，其特征在于，所述蓝宝石触摸面板为虑琢欲应的蓝宝石片，其中，上、下表面为C面或A面，将蓝宝石片的置于上、下抛光盘之间，控制上抛光盘转速低于下抛光盘转速。
4.根据权利要求3所述的蓝宝石触摸面板的两面抛光方法，其特征在于，将上下表面隔开，控制上表面与上抛光盘之间的抛光液供给速度文f下表面与下抛光盘之间的抛光液供给速度。
5.根据权利要求4所述的蓝宝石触摸面板的两面抛光方法，其特征在于所述抛光作业按先后分为第一抛光步骤和第二抛光步骤； 第一抛光步骤:压力控制在280-300KG，上抛光盘转速控制在激-忽rpm/min，上层抛光液流量控制在A-SL/min,下抛光盘转速控制在忽-如rpm/min,下层抛光液流量控制在4-5\Jnin，抛光液中SiO2的粒径为75.0纳米； 第二抛光步骤:压力控制在200-220KG，上抛光盘转速控制在勿-忽rpm/min,上层抛光液流量控制在:J-￥L/min，下抛光盘转速控制在M-匆rpm/min，下层抛光液流量控制在光液中SiO2的粒径为35.6纳米。
6.根据权利要求1所述的蓝宝石触摸面板的两面抛光方法，其特征在于，所述蓝宝石触摸面板为直定石片拳层##，将產定石拳层##置于上、下抛光盘之间，控制上抛光盘转速低于下抛光盘转速。
7.根据权利要求6所述的蓝宝石触摸面板的两面抛光方法，其特征在于，将蓝宝石面板上下表面隔开，控制上表面与上抛光盘之间的抛光液供给速度Ttf下表面与下抛光盘之间的抛光液供给速度。
8.根据权利要求7所述的蓝宝石触摸面板的两面抛光方法，其特征在于，抛光过程按先后分为第一抛光步骤和第二抛光步骤； 第一抛光步骤:压力控制在280-300KG，上抛光盘转速控制在激-忽rpm/min，上层抛光液流量控制在A-SL/min,下抛光盘转速控制在忽-如rpm/min,下层抛光液流量控制在4-5UVAixu抛光液粒径为75.0纳米； 第二抛光步骤:压力控制在200-220KG，上抛光盘转速控制在勿-忽rpm/min,上层抛光液流量控制在:J-￥L/min，下抛光盘转速控制在M-匆rpm/min，下层抛光液流量控制在抛光液粒径为35.6纳米。
9.根据权利要求1所述的蓝宝石触摸面板的两面抛光方法，其特征在于，在压力为`250kg，温度为28-33°C的条件下，利用双面抛光机和纳米抛光液对蓝宝石触摸面板进行抛光，工艺参数为:抛光液中SiO2微粒直径为35.&xm(75.0nm);抛光盘转速25转/分；抛光时间t=300min ;抛光压力p=250kg ;抛光液的pH=9.1);抛光温度为28_33°C ;抛光液流量:4L/min。
10.根据权利要求1所述的蓝宝石触摸面板的两面抛光方法，其特征在于，选择磨料粒径为35.&xm(75.0nm)的SiO2抛光液，对蓝宝石触摸面板进行双面抛光加工，抛光液的`9.6 (10.2入抛光温度:28-33°C;所述蓝宝石面板上表面为C面，下表面为C面(或上表面为A面，下表面为A面)，将蓝宝石触摸面板置于上、下抛光盘之间，蓝宝石片上下表面隔开；具体抛光步骤包括， 第一抛光步骤，加工参数:压力:280KG，上抛光盘转速:J?7rpm/min，下抛光盘转速:`29τψ?/抛光液粒径为75.0纳米，上表面抛光液流量:<^/min，下表面抛光液流量:3L/min,时间:160min ； 第二抛光步骤，加工参数:压力:240KG，上抛光盘转速:Wrpm/min，下抛光盘转速:`25Yxm/min，抛光液粒径为35.6纳米，上表面抛光液流量:<^/min，下表面抛光液流量:JL/min,时间:80min。`
【文档编号】B24B29/02GK103624665SQ201310605267
【公开日】2014年3月12日 申请日期:2013年11月26日 优先权日:2013年11月26日
【发明者】吴云才 申请人:浙江上城科技有限公司