一種藍(lán)寶石襯底拋光液的制備方法
【專利摘要】本發(fā)明提出了一種藍(lán)寶石襯底拋光液的制備方法，其方法步驟如下：采用膜過濾設(shè)備去除硅溶膠原料中的金屬離子和其他雜質(zhì)；在真空負(fù)壓狀態(tài)下將上述過濾后的濃度為48％～50％的硅溶膠再經(jīng)過100納米級(jí)折疊濾芯加入密閉反應(yīng)罐中；在真空負(fù)壓狀態(tài)下將穩(wěn)定劑加入密閉反應(yīng)罐中；在真空負(fù)壓狀態(tài)下將PH值為8.0～8.5的增效劑加入密閉反應(yīng)罐中；將密閉反應(yīng)罐中的液體在負(fù)壓翻滾狀態(tài)下充分?jǐn)嚢?0分鐘，混合均勻后進(jìn)行灌裝。本發(fā)明的有益效果如下：本發(fā)明所述方法制備的堿性藍(lán)寶石襯底拋光液，對(duì)拋光設(shè)備無腐蝕作用，拋光液使用完畢經(jīng)處理過后，還可用作建筑涂料添加劑使用，解決了傳統(tǒng)酸性拋光液易凝膠、不易回收等諸多問題。
【專利說明】一種藍(lán)寶石襯底拋光液的制備方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及拋光液制備【技術(shù)領(lǐng)域】，特別是指一種藍(lán)寶石襯底拋光液的制備方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 拋光液是一種不含任何硫、磷、氯添加劑的水溶性拋光劑，拋光液具有良好的去油 污、防銹、清洗和增光性能，能使金屬制品超出原有光澤。藍(lán)寶石襯底拋光液是一種以高純 度硅粉為原料，經(jīng)特殊工藝生產(chǎn)出的一種高純度低金屬離子型拋光產(chǎn)品，主要用于藍(lán)寶石 襯底的拋光，還可廣泛用于多種材料納米級(jí)的高平坦化拋光。
[0003] 對(duì)于制作LED芯片來說，襯底材料的選用是首要考慮的問題。第三代半導(dǎo)體GaN 基材料和器件的外延層主要生長(zhǎng)在藍(lán)寶石襯底上。藍(lán)寶石襯底有許多的優(yōu)點(diǎn)：首先，藍(lán)寶石 襯底的生產(chǎn)技術(shù)成熟、器件質(zhì)量較好；其次，藍(lán)寶石的穩(wěn)定性很好，能夠運(yùn)用在高溫生長(zhǎng)過 程中；最后，藍(lán)寶石的機(jī)械強(qiáng)度高，易于處理和清洗。因此，大多數(shù)工藝一般都采用藍(lán)寶石作 為襯底。藍(lán)寶石襯底表面需要滿足超光滑的要求，器件的生長(zhǎng)質(zhì)量很大程度上依賴于藍(lán)寶 石襯底表面的加工。
[0004] 隨著光電技術(shù)的飛速發(fā)展，光電產(chǎn)品對(duì)藍(lán)寶石襯底材料的需求量日益增加，為了 滿足藍(lán)寶石光學(xué)器件發(fā)展的需要，藍(lán)寶石化學(xué)機(jī)械拋光機(jī)理及技術(shù)成為亟待解決的重要問 題。
[0005] 藍(lán)寶石襯底拋光液主要用于藍(lán)寶石襯底的拋光。目前國(guó)內(nèi)藍(lán)寶石批量生產(chǎn)中所使 用的拋光液大部分靠進(jìn)口，原因之一就是國(guó)內(nèi)傳統(tǒng)拋光液制備方法帶來的環(huán)境污染等負(fù)面 影響太嚴(yán)重，傳統(tǒng)復(fù)配和機(jī)械攪拌等制備方法容易導(dǎo)致有機(jī)物、金屬離子、大顆粒等有害物 質(zhì)對(duì)環(huán)境的污染；另外，拋光液再利用率低、成本高、且易劃傷拋光片、不易回收。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本發(fā)明提出一種藍(lán)寶石襯底拋光液的制備方法，解決了現(xiàn)有技術(shù)中拋光液雜質(zhì) 多、易劃傷拋光片、再利用率低的問題。
[0007] 本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣實(shí)現(xiàn)的：
[0008] -種藍(lán)寶石襯底拋光液的制備方法，其方法步驟如下：
[0009] (1)采用膜過濾設(shè)備去除硅溶膠原料中的金屬離子和其他雜質(zhì)；
[0010] (2)在真空負(fù)壓狀態(tài)下將上述過濾后的濃度為48 %?50%的硅溶膠加入密閉反 應(yīng)罐中；
[0011] (3)在真空負(fù)壓狀態(tài)下將穩(wěn)定劑加入密閉反應(yīng)罐中；
[0012] (4)在真空負(fù)壓狀態(tài)下將PH值為8. 0?8. 5的增效劑加入密閉反應(yīng)罐中；
[0013] (5)將密閉反應(yīng)罐中的液體在負(fù)壓翻滾狀態(tài)下充分?jǐn)嚢?0分鐘，混合均勻后進(jìn)行 灌裝。
[0014] 作為優(yōu)選，所述密閉反應(yīng)罐在使用前采用超純水在真空負(fù)壓翻滾狀態(tài)下清洗六 遍；所述密閉反應(yīng)罐采用無污染的亞克力材料制成。
[0015] 作為優(yōu)選，所述步驟（1)中的膜過濾設(shè)備采用100納米級(jí)陶瓷膜過濾系統(tǒng)。
[0016] 作為優(yōu)選，所述步驟（3)中加入的穩(wěn)定劑重量占拋光液總重量的0. 5%?0. 8%。
[0017] 作為優(yōu)選，所述步驟（4)中加入的增效劑重量占拋光液總重量的0. 2%?0. 6%。
[0018] 作為優(yōu)選，所述穩(wěn)定劑為碳酸胍。
[0019] 作為優(yōu)選，所述增效劑采用脂肪醇聚氧乙烯醚、乳化劑0P-10和超純水按質(zhì)量比 1:1:1的比例混合制備而成。
[0020] 作為優(yōu)選，所述步驟（2)中的硅溶膠是粒徑為80nm?90nm、膠粒形狀為球形、分散 度小于0. 001、莫氏硬度為6的二氧化硅溶膠。
[0021] 本發(fā)明所述藍(lán)寶石襯底拋光液的制備方法全程均在萬級(jí)潔凈間內(nèi)進(jìn)行，保證了產(chǎn) 品的生產(chǎn)環(huán)境安全，避免外界灰塵、懸浮顆粒進(jìn)入生產(chǎn)線。
[0022] 本發(fā)明的有益效果為：
[0023] 采用陶瓷膜過濾設(shè)備對(duì)硅溶膠原材料中的金屬離子和其他雜質(zhì)進(jìn)行過濾，能避免 有機(jī)物、金屬離子、大顆粒等有害污染物混入反應(yīng)罐內(nèi)；
[0024] 采用非金屬80?90納米折疊濾芯對(duì)硅溶膠進(jìn)行過濾，避免了大于100納米的硅 溶膠進(jìn)入最終拋光液產(chǎn)品中，從而避免了大粒徑硅溶膠對(duì)拋光片的劃傷；
[0025] 通過加入穩(wěn)定劑能夠改善拋光液的穩(wěn)定性，穩(wěn)定劑可以包裹娃溶膠，加大娃溶膠 之間的空位電阻，使膠體研磨料在適當(dāng)提高PH值的情況下能長(zhǎng)期穩(wěn)定存在，避免了硅溶膠 在PH值大于11時(shí)產(chǎn)生分解的情況；
[0026] 通過加入增效劑，能夠使生產(chǎn)出的拋光液產(chǎn)品流動(dòng)性增大，使得拋光過程中拋光 機(jī)與拋光墊之間充分接觸，提高拋光片的良率；
[0027] 選用亞克力材料生產(chǎn)密閉反應(yīng)罐，能有效杜絕拋光液接觸金屬離子等有害污染 物。
[0028] 本發(fā)明所述方法制備的堿性藍(lán)寶石襯底拋光液，對(duì)拋光設(shè)備無腐蝕作用，拋光液 使用完畢經(jīng)處理過后，還可用作建筑涂料添加劑使用，解決了傳統(tǒng)酸性拋光液易凝膠、不易 回收等諸多問題。
[0029] 選用粒徑在80?90納米范圍、濃度在48 %?50 %范圍的硅溶膠作為磨料，粒 徑范圍窄、濃度高、硬度適中、分散度好，使得所拋光產(chǎn)品能夠達(dá)到拋光速率快、劃傷率低、 翹曲度低、平整度好、透光度好、污染度低的效果，解決了傳統(tǒng)拋光液中硅溶膠粒徑寬、硬度 大、易劃傷、易沉淀、拋光速率慢、平整度差等諸多問題。

【具體實(shí)施方式】
[0030] 下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述， 顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的 實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都 屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
[0031] 實(shí)施例
[0032] -種藍(lán)寶石襯底拋光液的制備方法，其全程均在萬級(jí)潔凈間內(nèi)進(jìn)行，具體步驟如 下：
[0033] (1)采用無污染的亞克力材料制作密閉反應(yīng)罐，且密閉反應(yīng)罐在使用前采用超純
【權(quán)利要求】
1. 一種藍(lán)寶石襯底拋光液的制備方法，其特征在于，其方法步驟如下： (1) 采用膜過濾設(shè)備去除硅溶膠原料中的金屬離子和其他雜質(zhì)； (2) 在真空負(fù)壓狀態(tài)下將上述過濾后的濃度為48%?50%的硅溶膠加入密閉反應(yīng)罐 中； (3) 在真空負(fù)壓狀態(tài)下將穩(wěn)定劑加入密閉反應(yīng)罐中； (4) 在真空負(fù)壓狀態(tài)下將PH值為8. 0?8. 5的增效劑加入密閉反應(yīng)罐中； (5) 將密閉反應(yīng)罐中的液體在負(fù)壓翻滾狀態(tài)下充分?jǐn)嚢?0分鐘，混合均勻后進(jìn)行灌 裝。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種藍(lán)寶石襯底拋光液的制備方法，其特征在于，所述密閉 反應(yīng)罐在使用前采用超純水在真空負(fù)壓翻滾狀態(tài)下清洗六遍；所述密閉反應(yīng)罐采用無污染 的亞克力材料制成。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種藍(lán)寶石襯底拋光液的制備方法，其特征在于，所述步驟 (1) 中的膜過濾設(shè)備采用100納米級(jí)陶瓷膜過濾系統(tǒng)。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種藍(lán)寶石襯底拋光液的制備方法，其特征在于，所述步驟 (3) 中加入的穩(wěn)定劑重量占拋光液總重量的0. 5%?0. 8%。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種藍(lán)寶石襯底拋光液的制備方法，其特征在于，所述步驟 (4) 中加入的增效劑重量占拋光液總重量的0. 2%?0. 6%。
6. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種藍(lán)寶石襯底拋光液的制備方法，其特征在于，所述穩(wěn)定 劑為碳酸胍。
7. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種藍(lán)寶石襯底拋光液的制備方法，其特征在于，所述增效 劑采用脂肪醇聚氧乙烯醚、乳化劑0P-10和超純水按質(zhì)量比1:1:1的比例混合制備而成。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種藍(lán)寶石襯底拋光液的制備方法，其特征在于，所述步驟 (2) 中的娃溶膠是粒徑為80nm?90nm、膠粒形狀為球形、分散度小于0· 001、莫氏硬度為6 的二氧化硅溶膠。
【文檔編號(hào)】C09G1/02GK104109481SQ201410293579
【公開日】2014年10月22日 申請(qǐng)日期:2014年6月26日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月26日
【發(fā)明者】杜志偉 申請(qǐng)人:河北宇天昊遠(yuǎn)納米材料有限公司