[发明专利]一种提高氮化铝陶瓷磨削表面平面度的方法

说明书

本发明公开了一种提高氮化铝陶瓷磨削表面平面度的方法，在经过机床磨削前，先将氮化铝陶瓷部件在碱性溶液中浸泡，在浸泡过程中，碱性溶液与氮化铝发生化学反应，即氮化铝在碱性溶液中发生腐蚀现象，该腐蚀方式为晶粒腐蚀，如图2所示。经过控制合适的碱性溶液浓度、浸泡时间和温度，进而通过增加超声波的超声过程，使得经过浸泡腐蚀后的氮化铝陶瓷在经过清洗后，经过限定磨削的条件，可以实现氮化铝陶瓷部件小于10μm的平面度，进而，本发明的方法，在经过一系列浸泡腐蚀和磨削的条件后达到不使用高精度抛光机的情况下，提高了经过磨削过程的氮化铝陶瓷部件的平面度，降低了生产加工成本。

技术领域

本发明涉及氮化铝陶瓷处理技术领域，具体涉及一种提高氮化铝陶瓷磨削表面平面度的方法。

背景技术

氮化铝陶瓷因其具有优秀的热学、力学、电学和耐腐蚀性等性能，因此其引起了国内外学者的广泛关注，在众多领域得到了广泛的应用，如氮化铝陶瓷具有的高热导率、与硅相匹配的线性参数、优良的电气绝缘性被广泛应用在半导体制造设备中。在氮化铝陶瓷的各种应用中，为了实现氮化铝陶瓷的各种特性，需要将氮化铝陶瓷部件处理成平面度较高的结构。为了达到上述目的，在氮化铝大尺寸部件(如：大于300mm)的加工过程中，成型后的氮化铝部件首先要经过机床或者磨床的磨削过程，然后经过高精度抛光机的抛光才能实现。

从结构上看，氮化铝为六方晶系，且氮化铝陶瓷的平均晶粒尺寸在6μm左右，最大尺寸在15μm，同时，氮化铝陶瓷具有沿晶断裂的特性，由此而导致在磨削过程中氮化铝陶瓷晶粒的去除方式主要以拔除为主，在“拔除”过程中，由于整个晶粒被去除，将导致材料表面晶粒的位差大于10μm，从而影响材料表面的平面度，具体如图1所示。所以，氮化铝陶瓷为了实现高平面度(如小于10μm的精度)，就必须使用高精度抛光机进行抛光，但是，高精度抛光机的价格和使用材料昂贵，致使氮化铝陶瓷的生产成本大大上升，因此，如何在不使用或者减少使用高精度抛光机的情况下实现高平面度(如小于10μm)的氮化铝陶瓷，减少氮化铝陶瓷的生产加工成本。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供了一种提高氮化铝陶瓷磨削表面平面度的方法，其包括以下步骤：

(1)配置碱性溶液，且将氮化铝陶瓷部件放入所述碱性溶液中浸泡；

(2)将经过浸泡的氮化铝陶瓷部件进行清洗；

(3)将清洗后的氮化铝陶瓷部件的表面进行磨削。

进一步，步骤(1)中，所述碱性溶液为NaOH溶液和KOH溶液中的一种或者两种溶液的混合溶液，其浓度为5wt％-30wt％。

进一步，步骤(1)中，所述碱性溶液的温度为40-60℃；所述氮化铝陶瓷部件在所述碱性溶液中浸泡的时间为5-120min。

进一步，步骤(1)中，所述氮化铝陶瓷部件在碱性溶液中浸泡时，打开超声波，其中，超声波的功率为40-60W/inch2。

进一步，步骤(3)中，磨削过程通过机床实现，其中，采用600-800目的砂轮，以30-40m/s的线速度对表面进行磨削，进刀量控制在2-5μm；机床纵向进给速度20-30mm/s，横向进给速度1-3mm/s。

进一步，轮为金刚石砂轮。

进一步，骤(2)中使用去离子水对经过浸泡的氮化铝陶瓷部件进行清洗。

进一步，骤(2)中，清洗过程中打开超声波，其中，超声波的功率为40-60W/inch2。

进一步，包括步骤(4)，经过磨削后的氮化铝陶瓷部件进行超声波清洗，其中，超声波的功率为40-60W/inch2，清洗时间为5-10min。

本发明的上述技术方案相比现有技术具有以下优点：