一種藍(lán)寶石觸摸面板兩面拋光方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明屬于觸摸面板的加工【技術(shù)領(lǐng)域】，一種藍(lán)寶石觸摸面板的兩面拋光方法，其特征在于，將藍(lán)寶石觸摸面板置于上下拋光盤(pán)之間進(jìn)行，選用2種SiO2拋光液，采用無(wú)紡布拋光墊粘于上下拋光盤(pán)上，下盤(pán)轉(zhuǎn)速控制在20-30轉(zhuǎn)/分之間，壓力控制在200-300kg之間，溫度控制在28-33℃之間。按照本發(fā)明的CMP工藝獲得的藍(lán)寶石觸摸面板，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。
【專(zhuān)利說(shuō)明】一種藍(lán)寶石觸摸面板兩面拋光方法
[0001]
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0002]本發(fā)明屬于觸摸面板的加工【技術(shù)領(lǐng)域】，涉及一種藍(lán)寶石觸摸面板的兩面拋光技術(shù)。
【背景技術(shù)】
[0003]藍(lán)寶石(C1-Al2O3)是一種集優(yōu)良光學(xué)性能、物理性能和化學(xué)性能于一體的多功能氧化物晶體，已被廣泛應(yīng)用于工業(yè)、國(guó)防、科研等領(lǐng)域，越來(lái)越多地用作固體激光、紅外窗口、半導(dǎo)體芯片的襯底片、精密耐磨軸承等高【技術(shù)領(lǐng)域】中零件的制造材料。人工生長(zhǎng)的藍(lán)寶石具有很好的耐磨性，硬度僅次于金剛石達(dá)到莫氏9級(jí)，同時(shí)藍(lán)寶石致密性使其具有較大的表面張力，上述兩個(gè)特性十分適用于手機(jī)等電子觸摸面板。
[0004]為了滿足藍(lán)寶石光學(xué)器件發(fā)展的要求，獲得高平整的表面，須對(duì)藍(lán)寶石進(jìn)行化學(xué)機(jī)械拋光(CMP) ;CMP是目前唯一能獲得全局平面化效果的平整化技術(shù)，對(duì)藍(lán)寶石晶體表面達(dá)到超光滑起到至關(guān)重要的作用。
[0005]CMP技術(shù)是機(jī)械磨削和化學(xué)腐蝕的組合技術(shù)，它借助超微粒子的拋光作用以及漿料的化學(xué)腐蝕作用，實(shí)現(xiàn)全局平面化超光滑納米級(jí)無(wú)損傷精密拋光；CMP的基本方法是將晶片在拋光液中，相對(duì)于拋光墊旋轉(zhuǎn)，并施加一定的壓力，借助機(jī)械摩擦及化學(xué)腐蝕作用來(lái)完成拋光。
[0006]用于觸摸面板的藍(lán)寶石，表面質(zhì)量要求相對(duì)更高，目前對(duì)以藍(lán)寶石為材料的觸摸面板的拋光處理，均采用常規(guī)則的拋光方法，效果不佳。
[0007]觸摸面板的幾個(gè)趨勢(shì)是OGS、in-cell或on-cell,他們的特點(diǎn)之一是藍(lán)寶石片之下直接復(fù)合一層ITO導(dǎo)電層，因此藍(lán)寶石片上下兩個(gè)平面的拋光度要求可能不一致，現(xiàn)有技術(shù)中沒(méi)有記載如何獲得上下不一致拋光度的藍(lán)寶石觸摸面板。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]本發(fā)明的目的是基于上述技術(shù)現(xiàn)狀，提供一種光學(xué)級(jí)藍(lán)寶石觸摸面板的CMP工藝，該工藝不僅可以/嚴(yán)足藍(lán)寶石觸摸面板的加工要求，而且工藝簡(jiǎn)單，能有效降低加工成本。
[0009]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種藍(lán)寶石觸摸面板的兩面拋光方法，該方法將藍(lán)寶石觸摸面板置于上下拋光盤(pán)之間進(jìn)行，用SiO2拋光液，拋光盤(pán)采用無(wú)紡布拋光墊粘于上下拋光盤(pán)上，Tr:澄轉(zhuǎn)速控制在20-30轉(zhuǎn)/分之間，壓力控制在200-300kg之間，溫應(yīng)M制在28-33°C之間；在雙面拋光機(jī)上完成拋光過(guò)程。
[0010]按照本發(fā)明的CMP工藝獲得的藍(lán)寶石觸摸面板，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]作為一種改進(jìn)，為了提高拋光效率，并保證藍(lán)寶石片的低破損率，提出一種變速拋光方法，該方法在上述拋光方法基礎(chǔ)上，包括先后執(zhí)行的第一拋光步驟和第二拋光步驟，其中，
第一拋光步驟:壓力控制在280-300KG，下盤(pán)轉(zhuǎn)速控制在忽-如rpm/min，遞;攻徑中SiO2I 75.0納米，拋光液流量控制在:4-6L/min。
[0012]第二拋光步驟:壓力控制在200-220KG，上、下拋光盤(pán)等速旋轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)速控制在勿-忽
拋光液中SiQ2粒徑為35.6納米，拋光液流量控制在:2_4L/min。
[0013]上述改進(jìn)方案，首先對(duì)表面粗糙藍(lán)寶石片采用大壓力，文轉(zhuǎn)速，文授徑，大流量的方式進(jìn)行拋光，可有效增加拋光去腐速率，提高拋光效率。然后對(duì)經(jīng)第一步拋光表面更光滑的藍(lán)寶石片采用低壓力，淑轉(zhuǎn)速，4/1徑，小流量的方式進(jìn)行精細(xì)拋光，保證拋光的質(zhì)量。該改進(jìn)方法可在保護(hù)拋光質(zhì)量的前運(yùn)下，有效提高拋光效率。
[0014]由于藍(lán)寶石的晶向特性，將藍(lán)寶石用于觸摸面板時(shí)，做出更進(jìn)一步改進(jìn)，提出如下拋光方法，
方法一:針對(duì)晶面取向的藍(lán)寶石片,其中，上表面為C面，下表面為C面(或上表面為J面，下表面為A面)，將藍(lán)寶石片的_朝下置于上、下拋光盤(pán)之間，控制上拋光盤(pán)轉(zhuǎn)速低于下拋光盤(pán)轉(zhuǎn)速。
[0015]進(jìn)一步地，將上下表面隔開(kāi)，控制上表面與上拋光盤(pán)之間的拋光液供給速度文f下表面與下拋光盤(pán)之間的拋光液供給速度。
[0016]再進(jìn)一步地，將拋光過(guò)程按先后分為第一拋光步驟和第二拋光步驟
第一拋光步驟:壓力控制在280-300KG，上拋光盤(pán)轉(zhuǎn)速控制在激-忽rpm/min,上層拋光液流量控制在:5"-6L/min,下拋光盤(pán)轉(zhuǎn)速控制在忽-如rpm/min,下層拋光液流量控制在4-5UVAixu拋光液粒徑為75.0納米；
第二拋光步驟:壓力控制在200-220KG，上拋光盤(pán)轉(zhuǎn)速控制在勿-忽rpm/min,上層拋光液流量控制在:J-￥L/min，下拋光盤(pán)轉(zhuǎn)速控制在M-匆rpm/min，下層拋光液流量控制在拋光液粒徑為35.6納米。
[0017]方法二:針對(duì)藍(lán)寶石面板為藍(lán)寶石片拳層，將藍(lán)寶石爲(wèi)置于上、下拋光盤(pán)之間，控制上拋光盤(pán)轉(zhuǎn)速低于下拋光盤(pán)轉(zhuǎn)速。
[0018]進(jìn)一步地，將藍(lán)寶石片上下表面隔開(kāi)控制上表面與上拋光盤(pán)之間的拋光液供給速度Ttf下表面與下拋光盤(pán)之間的拋光液供給速度。
[0019]再進(jìn)一步地，將拋光過(guò)程按先后分為第一拋光步驟和第二拋光步驟；
第一拋光步驟:壓力控制在280-300KG，上拋光盤(pán)轉(zhuǎn)速控制在激-忽rpm/min,上層拋光液流量控制在:5"-6L/min,下拋光盤(pán)轉(zhuǎn)速控制在忽-如rpm/min,下層拋光液流量控制在4-5\Jnin，拋光液中SiQ2粒徑為75.0納米；
第二拋光步驟:壓力控制在200-220KG，上拋光盤(pán)轉(zhuǎn)速控制在勿-忽rpm/min,上層拋光液流量控制在:J-￥L/min，下拋光盤(pán)轉(zhuǎn)速控制在M-匆rpm/min，下層拋光液流量控制在光液中SiQ2粒徑為35.6納米。
[0020]進(jìn)一步地,所述拋光液中包含大豆軟磷脂和聚氨酯，SiO2粒徑大小為如-勿廣沿-卻納米。發(fā)明人研究結(jié)果證明，包含大豆軟磷脂和聚氨酯、以及粒徑大小為如-勿廣沿-卻納米SiO2的拋光液，具有更佳的藍(lán)寶石拋光效果，可能是大豆軟磷脂和聚氨酯的組合物中含有供30-40和(70-80納米SiO2中微孔。[0021]總體來(lái)說(shuō)，本發(fā)明的有益效果是:可以制備大尺寸藍(lán)寶石觸摸面板，消除機(jī)械加工損傷層，獲得表面晶格完整、平整度< 5微米、拋光面粗糙度< 5納米的超光滑表面，該工藝縮短藍(lán)寶石基片的加工時(shí)間，降低生產(chǎn)成本。
【具體實(shí)施方式】
[0022]實(shí)施例1
在壓力為250kg，溫度為28-33°C的條件下，利用雙面拋光機(jī)和納米拋光液對(duì)藍(lán)寶石觸摸面板進(jìn)行拋光，使藍(lán)寶石觸摸面板的表面粗糙度達(dá)到5nm以下、無(wú)應(yīng)力、無(wú)翹曲變形。
[0023]工藝參數(shù)為:
拋光液中SiO2微粒直徑為:35.6nm 拋光盤(pán)轉(zhuǎn)速:25轉(zhuǎn)/分 拋光時(shí)間t=300min 拋光壓力p=250kg 拋光液的pH=9.6 拋光溫度:28-33 °C 拋光液流量:4L/min
按照本實(shí)施例的CMP工藝獲得的藍(lán)寶石觸摸面板，一次合格率為86.5%，面板的表面粗糙度為0.5nm,平面度為4 ii m,厚薄尺寸公差為8 y m。
[0024]實(shí)施例2
選擇磨料粒徑為35.6nm和75.0nm的SiO2拋光液，對(duì)藍(lán)寶石觸摸面板進(jìn)行雙面拋光加工，拋光液的pH=9.6 (10.1)，拋光溫度:28-33 °C，具體包括，
第一拋光步驟，加工參數(shù):
壓力:280KG，
轉(zhuǎn)速 rpm/min,
拋光液中 SiO2**:75.0nm,
流量:4L/min,
時(shí)間:160min ；
第二拋光步驟，加工參數(shù):
壓力:240KG，
轉(zhuǎn)速:J?Jrpm/min，
拋光液中 SiO2**:35.6nm’
流量:4L/min,
時(shí)間:80min ；
按照本實(shí)施例的工藝加工藍(lán)寶石觸摸面板，一次合格率為88.7%，面板的表面粗糙度為
0.5nm,平面度為4 ii m,厚薄尺寸公差為8 y m。
[0025]實(shí)施例3
選擇磨料粒徑為75.0nm的SiO2拋光液，對(duì)藍(lán)寶石觸摸面板進(jìn)行雙面拋光加工，拋光液的pH=10.1，拋光溫度:28-33°C，所述藍(lán)寶石面板上表面為C面，下表面為C面(或上表面為A面，下表面為A面)。將藍(lán)寶石觸摸面板置于上、下拋光盤(pán)之間，藍(lán)寶石片上下表面隔開(kāi)，具體參數(shù)如下:
壓力:280KG，
上拋光盤(pán)轉(zhuǎn)速:24rpm/min,
下拋光盤(pán)轉(zhuǎn)速:28rpm/min,
上表面拋光液流量5L/min，
下表面拋光液流量:JL/min，
時(shí)間:260min ；
按照本實(shí)施例的工藝加工藍(lán)寶石觸摸面板，一次合格率為85.8%，面板的表面粗糙度為
0.5nm,平面度為4 μ m,厚薄尺寸公差為8 μ m。
[0026]實(shí)施例4
選擇磨料粒徑為35.6nm(75.0nm)的SiO2拋光液，對(duì)藍(lán)寶石觸摸面板進(jìn)行雙面拋光加工，拋光液的pH=9.6々tt 2入拋光溫度:28-33°C，所述藍(lán)寶石面板上表面為C面，下表面為C面(或上表面為J面，下表面為A面)。將藍(lán)寶石觸摸面板置于上、下拋光盤(pán)之間，藍(lán)寶石片上下表面隔開(kāi)，
具體拋光步驟包括，
第一拋光步驟，加工參數(shù):
壓力:280KG，
上拋光盤(pán)轉(zhuǎn)速d/rpm/min,
下拋光盤(pán)轉(zhuǎn)速:1^rpm/min,
拋光液中SiO2授徑:80.0nm,
上表面拋光液流量5L/min，
下表面拋光液流量:JL/min，
時(shí)間:160min ；
第二拋光步驟，加工參數(shù):
壓力:240KG，
上拋光盤(pán)轉(zhuǎn)速dJrpm/min,
下拋光盤(pán)轉(zhuǎn)速:1^rpm/min,
拋光液中SiO2授徑:306nm,
上表面拋光液流量5L/min，
下表面拋光液流量:JL/min，
時(shí)間:80min ；
按照本實(shí)施例的工藝加工藍(lán)寶石觸摸面板，一次合格率為89.1%，面板的表面粗糙度為
0.5nm,平面度為4 μ m,厚薄尺寸公差為8 μ m。
[0027]實(shí)施例5
與實(shí)施例4不同的是，本方案的兩步拋光作業(yè)在上下兩個(gè)獨(dú)立的密閉空間內(nèi)進(jìn)行，上表面拋光液與下表面拋光液互不連通。
[0028]實(shí)施例6
與實(shí)施例1不同的是，本方案的拋光液中的大豆軟磷脂、聚氨酯和SiO2的摩爾比為1:1: 1.5。發(fā)明人研究發(fā)現(xiàn)，在此比例下拋光液的拋光效果最佳。[0029]實(shí)施例1
與實(shí)施例2不同的是，本方案的拋光液中的大豆軟磷和SiO2的摩爾比為1:1.5。
[0030]實(shí)施例8
與實(shí)施例3不同的是，本方案中拋光液中的聚氨酯和SiO2的摩爾比為1:1.5。
[0031]實(shí)施例9
與實(shí)施例4不同的是，本方案中拋光液中的大豆軟磷脂、聚氨酯和SiO2的摩爾比為1:2:1.5。
[0032]實(shí)施例10
與實(shí)施例2不同的是,本方案上表面拋光液與下表面拋光液?jiǎn)蜗蜻B通，上表面拋光液可流向藍(lán)寶石下表面，而下表面拋光液不能倒流進(jìn)上表面。
【權(quán)利要求】
1.一種藍(lán)寶石觸摸面板的兩面拋光方法，其特征在于，將藍(lán)寶石觸摸面板置于上下拋光盤(pán)之間進(jìn)行拋光作業(yè)，選用SiO2拋光液，采用無(wú)紡布拋光墊粘于上下拋光盤(pán)上，轉(zhuǎn)速控制在20-30轉(zhuǎn)/分，澄轉(zhuǎn)速控制在20-30轉(zhuǎn)/分之間，壓力控制在200-300kg之間，媳應(yīng)M制在28-33°C之間。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的藍(lán)寶石觸摸面板的兩面拋光方法，其特征在于所述的拋光作業(yè)包括先后執(zhí)行的第一拋光步驟和第二拋光步驟，其中， 第一拋光步驟:壓力控制在280-300KG，71轉(zhuǎn)速控制在忽-如rpm/min，激龍液滬SiO2的粒徑為75.0 /片求，拋光液流量控制在:4-6L/min ； 第二拋光步驟:壓力控制在200-220KG，71轉(zhuǎn)速控制在勿-忽rpm/min，激龍液滬SiO2的粒徑為35.6激米，拋光液流量控制在:2-4L/min。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的藍(lán)寶石觸摸面板的兩面拋光方法，其特征在于，所述藍(lán)寶石觸摸面板為慮琢欲應(yīng)的藍(lán)寶石片，其中，上、下表面為C面或A面，將藍(lán)寶石片的置于上、下拋光盤(pán)之間，控制上拋光盤(pán)轉(zhuǎn)速低于下拋光盤(pán)轉(zhuǎn)速。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的藍(lán)寶石觸摸面板的兩面拋光方法，其特征在于，將上下表面隔開(kāi)，控制上表面與上拋光盤(pán)之間的拋光液供給速度文f下表面與下拋光盤(pán)之間的拋光液供給速度。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的藍(lán)寶石觸摸面板的兩面拋光方法，其特征在于所述拋光作業(yè)按先后分為第一拋光步驟和第二拋光步驟； 第一拋光步驟:壓力控制在280-300KG，上拋光盤(pán)轉(zhuǎn)速控制在激-忽rpm/min，上層拋光液流量控制在A-SL/min,下拋光盤(pán)轉(zhuǎn)速控制在忽-如rpm/min,下層拋光液流量控制在4-5\Jnin，拋光液中SiO2的粒徑為75.0納米； 第二拋光步驟:壓力控制在200-220KG，上拋光盤(pán)轉(zhuǎn)速控制在勿-忽rpm/min,上層拋光液流量控制在:J-￥L/min，下拋光盤(pán)轉(zhuǎn)速控制在M-匆rpm/min，下層拋光液流量控制在光液中SiO2的粒徑為35.6納米。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的藍(lán)寶石觸摸面板的兩面拋光方法，其特征在于，所述藍(lán)寶石觸摸面板為直定石片拳層##，將產(chǎn)定石拳層##置于上、下拋光盤(pán)之間，控制上拋光盤(pán)轉(zhuǎn)速低于下拋光盤(pán)轉(zhuǎn)速。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的藍(lán)寶石觸摸面板的兩面拋光方法，其特征在于，將藍(lán)寶石面板上下表面隔開(kāi)，控制上表面與上拋光盤(pán)之間的拋光液供給速度Ttf下表面與下拋光盤(pán)之間的拋光液供給速度。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的藍(lán)寶石觸摸面板的兩面拋光方法，其特征在于，拋光過(guò)程按先后分為第一拋光步驟和第二拋光步驟； 第一拋光步驟:壓力控制在280-300KG，上拋光盤(pán)轉(zhuǎn)速控制在激-忽rpm/min，上層拋光液流量控制在A-SL/min,下拋光盤(pán)轉(zhuǎn)速控制在忽-如rpm/min,下層拋光液流量控制在4-5UVAixu拋光液粒徑為75.0納米； 第二拋光步驟:壓力控制在200-220KG，上拋光盤(pán)轉(zhuǎn)速控制在勿-忽rpm/min,上層拋光液流量控制在:J-￥L/min，下拋光盤(pán)轉(zhuǎn)速控制在M-匆rpm/min，下層拋光液流量控制在拋光液粒徑為35.6納米。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的藍(lán)寶石觸摸面板的兩面拋光方法，其特征在于，在壓力為`250kg，溫度為28-33°C的條件下，利用雙面拋光機(jī)和納米拋光液對(duì)藍(lán)寶石觸摸面板進(jìn)行拋光，工藝參數(shù)為:拋光液中SiO2微粒直徑為35.&xm(75.0nm);拋光盤(pán)轉(zhuǎn)速25轉(zhuǎn)/分；拋光時(shí)間t=300min ;拋光壓力p=250kg ;拋光液的pH=9.1);拋光溫度為28_33°C ;拋光液流量:4L/min。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的藍(lán)寶石觸摸面板的兩面拋光方法，其特征在于，選擇磨料粒徑為35.&xm(75.0nm)的SiO2拋光液，對(duì)藍(lán)寶石觸摸面板進(jìn)行雙面拋光加工，拋光液的`9.6 (10.2入拋光溫度:28-33°C;所述藍(lán)寶石面板上表面為C面，下表面為C面(或上表面為A面，下表面為A面)，將藍(lán)寶石觸摸面板置于上、下拋光盤(pán)之間，藍(lán)寶石片上下表面隔開(kāi)；具體拋光步驟包括， 第一拋光步驟，加工參數(shù):壓力:280KG，上拋光盤(pán)轉(zhuǎn)速:J?7rpm/min，下拋光盤(pán)轉(zhuǎn)速:`29τψ?/拋光液粒徑為75.0納米，上表面拋光液流量:<^/min，下表面拋光液流量:3L/min,時(shí)間:160min ； 第二拋光步驟，加工參數(shù):壓力:240KG，上拋光盤(pán)轉(zhuǎn)速:Wrpm/min，下拋光盤(pán)轉(zhuǎn)速:`25Yxm/min，拋光液粒徑為35.6納米，上表面拋光液流量:<^/min，下表面拋光液流量:JL/min,時(shí)間:80min。`
【文檔編號(hào)】B24B29/02GK103624665SQ201310605267
【公開(kāi)日】2014年3月12日 申請(qǐng)日期:2013年11月26日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月26日
【發(fā)明者】吳云才 申請(qǐng)人:浙江上城科技有限公司