本发明涉及金刚石加工领域，公开了一种金刚石表面磨抛工艺。
背景技术：
1、近年来，以硅、锗为代表的第一代半导体材料逐渐达到其理论极限，化合物半导体材料(砷化镓、磷化铟、氮化镓、碳化硅等)已经被广泛应用在5g通讯、射频器件、航天航空等高频、高功率领域。
2、随着终端应用环境的进一步严苛，金刚石作为一种绝佳的半导体材料逐渐被人们广泛重视，金刚石的禁带宽度、载流子迁移率以及击穿场强远高于碳化硅、氮化镓等第三代半导体材料，因此，采用金刚石材料所制作的场效应晶体管可以用于更加高频、高功率、超高温以及强辐射等极端工况条件；同时，金刚石具有超强的散热性能(热导率约为碳化硅的4.5倍)，且键合其它材料时晶格失配较低，使得其成为其它宽禁带半导体材料绝佳的散热衬底。
3、然而，金刚石硬度超高(莫式硬度为10)、脆性极大且具有极强的化学稳定性使，这得大尺寸金刚石的超精密加工变得极为困难，阻碍了其规模化应用。大尺寸金刚石应用的前提是其具有超光滑的表面和较高的平整度，而原始生长面的金刚石表面粗糙度通常在几百纳米至数微米，无法直接用于半导体衬底或者器件领域。因此高效磨削、抛光技术成为大尺寸金刚石产业化应用的前提。
4、因此，为了解决金刚石难磨又难抛的问题，需提供一种金刚石表面磨抛工艺。
技术实现思路
1、本发明的目的在于提供一种金刚石表面磨抛工艺，以解决上述背景技术中提出的问题。
2、为了解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：
3、一种金刚石表面磨抛工艺：包括以下步骤：取金刚石晶片，依次进行粗研磨、细研磨、抛光，得磨抛金刚石；粗研磨、细研磨过程中添加研磨液。
4、较为优化地，所述粗研磨包括以下步骤：将金刚石晶片用石蜡粘接在陶瓷载盘上，真空吸附在研磨机研磨头上，使用120#树脂结合剂金刚石磨盘上进行粗研磨磨削，设置转速1200～1400rpm，设置压力28～33kg，连续加工时间28～33h，得最终磨削粗糙度为2nm的粗磨金刚石晶片。
5、较为优化地，所述细研磨包括以下步骤：取粗磨金刚石晶片，在240#树脂结合剂金刚石磨盘上进行细研磨磨削，设置转速1400～1600rpm，设置压力17～23kg，设置加工时间18～24h，得最终粗糙度为1nm的细磨金刚石晶片。
6、较为优化地，所述抛光包括以下步骤：取细磨金刚石晶片，在2000#树脂结合剂金刚石磨盘上进行抛光，设置转速1900～2100rpm，设置压力8～12kg，设置加工时间8～12h，得最终粗糙度为0.5nm的磨抛金刚石。
7、较为优化地，所述研磨液的制备包括以下步骤：取改性金刚石粉末、甲苯、引发剂，混合均匀，超声2～3h，在氮气保护下加入改性剂，80～90℃反应10～12h，过滤干燥得改性磨料；取改性磨料、基体油、表面活性剂，混合均匀，得研磨液。
8、较为优化地，所述改性磨料包括以下原料，按质量份数计：1～2份改性金刚石粉末、150～200份甲苯、0.2～0.4份引发剂、5～10份改性剂；所述研磨液包括以下原料，按质量份数计：10～15份改性磨料、90～110份基体油、1～4份表面活性剂。
9、较为优化地，所述基体油包括白油、合成油、溶剂油，三者质量比1:1:1。
10、较为优化地，所述改性剂的制备包括以下步骤：取苯并咪唑、溴丙烯、氢氧化钠水溶液、四丁基溴化铵，60～70℃反应10～12h，旋蒸除去水分，再加入溴丙烯，70～80℃下冷凝回流10～12h，干燥，加入甲苯、引发剂，室温超声2～3h，通入氮气，加入硬脂酸酯，80～90℃搅拌反应10～12h，得改性剂。
11、所述硬脂酸酯为乙烯基硬脂酸酯。
12、较为优化地，所述改性剂包括以下原料，按质量份数计：10～20份苯并咪唑、20～40份溴丙烯、100～110份氢氧化钠水溶液、1～2份四丁基溴化铵、20～30份甲苯、0.02～0.04份引发剂、15～25份硬脂酸酯。
13、较为优化地，所述改性金刚石粉末的制备包括以下步骤：取纳米金刚石，加入浓硝酸、浓硫酸，混合均匀，超声1～2h，70～80℃下回流反应70～75h，冷却至室温，洗净，在氮气保护下加入二氯亚砜、n,n-二甲基甲酰胺，混合均匀，超声1～2h，70～80℃反应20～24h，冷却，加入乙二醇、三乙胺，混合均匀，超声2～3h，氮气保护下95～100℃反应48～50h，洗涤，干燥，加入二氯甲烷、三乙胺，混合均匀，超声2～3h，氮气保护下滴加丙烯酰氯，40～50℃搅拌20～24h，再加入乙醇，搅拌2～3h，冷却至室温，洗净、过滤、干燥，得改性金刚石粉末。
14、较为优化地，所述改性金刚石粉末包括以下原料，按质量份数计：1～2份纳米金刚石、40～50份浓硝酸、110～120份浓硫酸、60～80份二氯亚砜、1～2份n,n-二甲基甲酰胺、60～80份乙二醇、6～8份三乙胺、60～80份二氯甲烷、10～15份丙烯酰氯、10～15份乙醇。
15、与现有技术相比，本发明所达到的有益效果是：研磨时加入研磨液能有效提高研磨效率、提高加工质量，本发明加入一种油基研磨液，由于金刚石难磨，使用油基研磨液能提高研磨速率高和表面质量；本发明制备了一种改性磨料，纳米金刚石作为一种超高硬度的零维碳材料，是做磨料的好选择，但其分散性不佳；本发明对纳米金刚石进行改性，通过酸化、羟基化、乙烯基官能化，在其表面引入乙烯基，并在引发剂作用下接枝改性剂；本发明制备的改性剂包括溴丙烯、硬脂酸酯、苯并咪唑，苯并咪唑具有良好的抗腐蚀性能，并有抗磨的功效，本发明使用的乙烯基硬脂酸酯为疏水性长链，能够提高磨料在基体油中的分散性，有助于研磨的进行。
1.一种金刚石表面磨抛工艺，其特征在于：包括以下步骤：取金刚石晶片，依次进行粗研磨、细研磨、抛光，得磨抛金刚石；粗研磨、细研磨过程中添加研磨液。
2.根据权利要求1所述的一种金刚石表面磨抛工艺，其特征在于：所述粗研磨包括以下步骤：将金刚石晶片用石蜡粘接在陶瓷载盘上，真空吸附在研磨机研磨头上，使用120#树脂结合剂金刚石磨盘上进行粗研磨磨削，设置转速1200～1400rpm，设置压力28～33kg，连续加工时间28～33h，得最终磨削粗糙度为2nm的粗磨金刚石晶片。
3.根据权利要求2所述的一种金刚石表面磨抛工艺，其特征在于：所述细研磨包括以下步骤：取粗磨金刚石晶片，在240#树脂结合剂金刚石磨盘上进行细研磨磨削，设置转速1400～1600rpm，设置压力17～23kg，设置加工时间18～24h，得最终粗糙度为1nm的细磨金刚石晶片。
4.根据权利要求3所述的一种金刚石表面磨抛工艺，其特征在于：所述抛光包括以下步骤：取细磨金刚石晶片，在2000#树脂结合剂金刚石磨盘上进行抛光，设置转速1900～2100rpm，设置压力8～12kg，设置加工时间8～12h，得最终粗糙度为0.5nm的磨抛金刚石。
5.根据权利要求1所述的一种金刚石表面磨抛工艺，其特征在于：所述研磨液的制备包括以下步骤：取改性金刚石粉末、甲苯、引发剂，混合均匀，超声2～3h，在氮气保护下加入改性剂，80～90℃反应10～12h，过滤干燥得改性磨料；取改性磨料、基体油、表面活性剂，混合均匀，得研磨液。
6.根据权利要求5所述的一种金刚石表面磨抛工艺，其特征在于：所述改性磨料包括以下原料，按质量份数计：1～2份改性金刚石粉末、150～200份甲苯、0.2～0.4份引发剂、5～10份改性剂；所述研磨液包括以下原料，按质量份数计：10～15份改性磨料、90～110份基体油、1～4份表面活性剂。
7.根据权利要求5所述的一种金刚石表面磨抛工艺，其特征在于：所述改性剂的制备包括以下步骤：取苯并咪唑、溴丙烯、氢氧化钠水溶液、四丁基溴化铵，60～70℃反应10～12h，旋蒸除去水分，再加入溴丙烯，70～80℃下冷凝回流10～12h，干燥，加入甲苯、引发剂，室温超声2～3h，通入氮气，加入硬脂酸酯，80～90℃搅拌反应10～12h，得改性剂。
8.根据权利要求7所述的一种金刚石表面磨抛工艺，其特征在于：所述改性剂包括以下原料，按质量份数计：10～20份苯并咪唑、20～40份溴丙烯、100～110份氢氧化钠水溶液、1～2份四丁基溴化铵、20～30份甲苯、0.02～0.04份引发剂、15～25份硬脂酸酯。
9.根据权利要求5所述的一种金刚石表面磨抛工艺，其特征在于：所述改性金刚石粉末的制备包括以下步骤：取纳米金刚石，加入浓硝酸、浓硫酸，混合均匀，超声1～2h，70～80℃下回流反应70～75h，冷却至室温，洗净，在氮气保护下加入二氯亚砜、n,n-二甲基甲酰胺，混合均匀，超声1～2h，70～80℃反应20～24h，冷却，加入乙二醇、三乙胺，混合均匀，超声2～3h，氮气保护下95～100℃反应48～50h，洗涤，干燥，加入二氯甲烷、三乙胺，混合均匀，超声2～3h，氮气保护下滴加丙烯酰氯，40～50℃搅拌20～24h，再加入乙醇，搅拌2～3h，冷却至室温，洗净、过滤、干燥，得改性金刚石粉末。
10.根据权利要求9所述的一种金刚石表面磨抛工艺，其特征在于：所述改性金刚石粉末包括以下原料，按质量份数计：1～2份纳米金刚石、40～50份浓硝酸、110～120份浓硫酸、60～80份二氯亚砜、1～2份n,n-二甲基甲酰胺、60～80份乙二醇、6～8份三乙胺、60～80份二氯甲烷、10～15份丙烯酰氯、10～15份乙醇。