藍(lán)寶石拋光工藝簡(jiǎn)介

隨著多個(gè)產(chǎn)業(yè)的齊頭并進(jìn)，給藍(lán)寶石晶體生產(chǎn)和加工企業(yè)帶來(lái)了巨大利好。鈞杰陶瓷正是一家致力于打造國(guó)內(nèi)一流的藍(lán)寶石精密加工企業(yè)，我們可以加工超高精度的藍(lán)寶石工業(yè)產(chǎn)品。藍(lán)寶石加工洽談熱線：13412856568。藍(lán)寶石的應(yīng)用領(lǐng)域很多對(duì)產(chǎn)品表面粗糙度要求較高，因此往往在前端成型工序完成后，還要進(jìn)行拋光的操作。而藍(lán)寶石晶體的硬度達(dá)到莫氏9，因此給其表面拋光也帶來(lái)了不小的難度。今天我們要講的就是關(guān)于拋光的問(wèn)題。
為什么要對(duì)藍(lán)寶石進(jìn)行拋光（CMP）
藍(lán)寶石一般坯料表面都比較粗糙，通過(guò)拋光能使其表面粗糙度大大提升，從而呈現(xiàn)出晶瑩剔透的質(zhì)感。有時(shí)我們也可以用拋光的方式來(lái)消除表面光澤。總之，拋光是為了使藍(lán)寶石表面達(dá)到自己想要的粗糙度及效果。
藍(lán)寶石拋光的方法
藍(lán)寶石主要的拋光工藝主要有：磨料水射流拋光、機(jī)械研磨拋光、熱化學(xué)拋光、純化學(xué)拋光、激光束拋光、離子束拋光、電火花拋光等。拋光方法不少，但是每種方法都有他的優(yōu)缺點(diǎn)，不太容易做到全局平面化。要想達(dá)到全局平面化，則需發(fā)展新的技術(shù)，其中化學(xué)機(jī)械拋光可以真正使藍(lán)寶石襯底實(shí)現(xiàn)全局平面化，是目前機(jī)械加工中唯一可以實(shí)現(xiàn)表面全局平坦化的技術(shù)。下面我們就來(lái)看看這種技術(shù)的特點(diǎn)。
化學(xué)機(jī)械拋光
化學(xué)機(jī)械拋光技術(shù)是利用機(jī)械和化學(xué)雙重作用來(lái)完成的拋光工藝，這個(gè)過(guò)程比較復(fù)雜，影響拋光效果的因素也很多。首先被拋光材料表面于拋光液中的催化劑、氧化劑等發(fā)生化學(xué)反應(yīng)時(shí)，會(huì)產(chǎn)生一層較為容易去除的軟質(zhì)層，而后利用拋光液中的磨料和拋光墊將這層軟質(zhì)層去除。這樣就使得被拋光物體表面重新顯現(xiàn)出來(lái)。這一步完成后，再進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)。這種在機(jī)械和化學(xué)雙重作用交替進(jìn)行，從而達(dá)到對(duì)材料表面進(jìn)行拋光的目的。

圖2 化學(xué)機(jī)械拋光示意圖

藍(lán)寶石利用CMP這種拋光方式加工，通常會(huì)在磨削液中加入碳化硼、碳化硅、金剛石、氧化鋁和二氧化硅等粉體（如表1）

表1為各種研磨材料對(duì)藍(lán)寶石晶體的研磨性能對(duì)比

研磨拋光方法
采用研磨拋光這種方法來(lái)對(duì)藍(lán)寶石表面拋光時(shí)，其機(jī)理分為三個(gè)過(guò)程：

（1）水化層的形成。拋光過(guò)程中，在藍(lán)寶石基底上持續(xù)形成水化層，它比基底層軟，該水化層的形成有利于材料的去除，并產(chǎn)生高質(zhì)量表面。
（2）水化層的去除。磨料經(jīng)歷了與基底藍(lán)寶石一樣的表面水化，但磨料水化層硬度一般都大于藍(lán)寶石水化層，在基底寶石與磨料水化層之間的化學(xué)機(jī)械作用加速了材料去除，當(dāng)磨料和基底藍(lán)寶石的表面在拋光壓力下緊密接觸在一起并剪切時(shí)，就相互粘附，進(jìn)一步的剪切就會(huì)使粒子撕開(kāi)鍵合的水化層，通過(guò)粒子的前邊沿促進(jìn)材料去除。
（3）去除速率增加，在剪切力的作用下磨料將藍(lán)寶石的水化層逐漸去除，表面粗糙度能小于0.2nm。在藍(lán)寶石水化層去除后，表面活性得到提高，表面會(huì)進(jìn)一步的水化，當(dāng)增加拋光速率時(shí)，藍(lán)寶石表面去除的速率就會(huì)更快。

圖4 研磨拋光機(jī)理示意圖

以上介紹的兩種藍(lán)寶石拋光方法，供大家參考。更多有關(guān)藍(lán)寶石加工的信息，請(qǐng)持續(xù)關(guān)注“鈞杰陶瓷”官方網(wǎng)站。我們將為您提供權(quán)威、實(shí)用的加工案例分析。