[发明专利]一种蓝宝石材料表面精密加工专用耐磨纳米浆料

说明书

本发明提供一种蓝宝石材料表面精密加工专用耐磨纳米浆料，其包括下述原料：硅溶胶、助磨剂、加速剂、分散剂、pH值调节剂；所述抗磨剂为：四硼酸钠和/或硼酸钾50％，去离子水50％；所述加速剂为：四甲基溴化铵和/或溴化铵40～80％，去离子水20～60％；所述分散剂为：三异丙醇胺和/或三乙醇胺40％，去离子水60％；所述pH值调节剂为碱性pH调节剂。这几种物质按照配比配合使用，在抛光蓝宝石的过程中使抛光速率保持在比较稳定的状态，抛光后的蓝宝石表面没有结晶，从而克服了蓝宝石抛光液性能不稳定，循环寿命短的技术问题，也可以降低蓝宝石抛光的成本。

技术领域

本发明涉及抛光材料制备技术领域，具体涉及一种用于C向蓝宝石材料表面精密加工专用耐磨纳米浆料。

背景技术

蓝宝石单晶(ɑ-Al₂O₃)具有很好的热特性、极好的电气特性和介电特性，并且惰性强，光透性能好，有很好的耐磨性，是一种集优良光学性能、物理性能、机械性能和化学性能于一体的多功能氧化物晶体。因此，作为重要的技术晶体材料，它具有广泛的用途。它是制造氮化镓(GaN)发光二极管(LED)的首选衬底片材料以及性能优越的激光介质材料；还可制作Y系、La系等高温超导薄膜以及用来生长新型实用MgB高温超导薄膜；在国防领域，蓝宝石晶体是红外军用装置、导弹、潜艇、卫星空间技术、高能探测和高功率强激光的重要窗口材料。

随着光电技术的飞速发展，光电产品对蓝宝石衬底材料需求量的日益增加，同时随着LED元件的不断拓展，蓝宝石已经成为最重要的衬底材料之一，具有极大的国内外市场需求。无论是在光电子领域还是光通讯领域都对蓝宝石晶片的加工质量有着非常高的质量要求，蓝宝石作为衬底材料，其晶体表面要求超光滑。蓝宝石的质量很大程度依赖于蓝宝石衬底的表面加工，化学机械抛光(Chemical-Mechanical Polishing，简称CMP)是目前最普遍的表面加工技术。CMP工艺中最关键耗材之一是抛光液，其性能直接影响加工后产品的表面质量。工业界中蓝宝石CMP均采用氧化硅抛光液，但氧化硅抛光液存在抛光速率低以及抛光后的蓝宝石表面质量不佳的问题，目前虽然有一些研究改善了这些技术问题，但是其抛光液的性能并不稳定，循环寿命短，例如：中国专利CN104119802B公开了一种蓝宝石材料表面超精密加工专用纳米浆料，虽然蓝宝石表面性能和抛光速率得到了一定的提升，但是循环使用几次之后抛光后的蓝宝石不良率显著增加，若需要保证蓝宝石有比较高的良品率，就需要更换抛光液，从而导致抛光蓝宝石的成本增加。

发明内容

本发明的目的在于克服上述技术不足，提出一种蓝宝石材料表面精密加工专用耐磨纳米浆料，解决现有蓝宝石抛光液的抛光性能不稳定、循环寿命短和抛光成本高的技术问题。

为达到上述技术目的，本发明的技术方案提供一种蓝宝石材料表面精密加工专用耐磨纳米浆料，其包括下述原料：硅溶胶、助磨剂、加速剂、分散剂、pH值调节剂；所述抗磨剂由下述重量百分比的原料组成：四硼酸钠和/或硼酸钾50％，去离子水50％；所述加速剂由下述重量百分比的原料组成：四甲基溴化铵和/或溴化铵40～80％，去离子水20～60％；所述分散剂由下述重量百分比的原料组成：三异丙醇胺和/或三乙醇胺40％，去离子水60％；所述pH值调节剂为碱性pH调节剂。

与现有技术相比，本发明的有益效果包括：本发明提供的蓝宝石材料抛光浆料选用四硼酸钠和/或硼酸钾50％，去离子水50％作为抗磨剂，选用四甲基溴化铵和/或溴化铵40～80％，去离子水20～60％作为加速剂，选用三异丙醇胺和/或三乙醇胺40％，去离子水60％作为分散剂，并选用碱性pH调节剂调节pH值，这几种物质在碱性环境中按照配比配合使用，可以在抛光蓝宝石的过程中使抛光速率保持在比较稳定的状态，且抛光后的蓝宝石表面没有结晶，从而克服了蓝宝石抛光液性能不稳定，循环寿命短的技术问题，也更容易控制工件的表面质量。本发明制备的蓝宝石抛光液循环寿命长，多次使用之后，抛光后的蓝宝石的表面质量依然比较好，可以降低蓝宝石抛光的成本。

具体实施方式