申請人:南京航空航天大學(xué)
摘要:本發(fā)明公開了一種基于固結(jié)磨料拋光墊的藍寶石襯底的超精密加工方法,它主要包括粗磨、精磨、拋光三步驟:首先,采用W75的鍍鎳金剛石固結(jié)磨料研磨拋光墊(FAP)對切割后的藍寶石毛坯進行粗磨,其次,采用W28的鍍鎳金剛石FAP對粗磨后的工件進行精磨,最后,采用W5的金剛石FAP對精磨后的工件進行拋光,即完成研磨和拋光過程。本發(fā)明加工藍寶石襯底,整個工藝過程縮短到2小時以內(nèi),大大縮短藍寶石的加工時間,最終可以得到工件表面粗糙度Ra小于3nm的藍寶石襯底,并可有效去除坑蝕、劃痕等表面缺陷,且亞表面損傷低,表面質(zhì)量優(yōu)。本發(fā)明提高了藍寶石襯底的加工效率和表面質(zhì)量,并且成本低,無污染。
獨立權(quán)利要求:1.一種基于固結(jié)磨料拋光墊的藍寶石襯底的超精密加工方法,其特征是包括以下步驟: (1)采用W75的鍍鎳金剛石固結(jié)磨料研磨拋光墊FAP對切割后的藍寶石毛坯進行粗磨,控制環(huán)境溫度為10~30℃,研磨壓力在0.1~0.3Mpa,拋光液流量為100~300ml/min,工作臺轉(zhuǎn)速為75~150r/min,粗磨時間控制在5~10min; (2)采用W28的鍍鎳金剛石固結(jié)磨料研磨拋光墊FAP對粗磨后的工件進行精磨,控制環(huán)境溫度為10~30℃,研磨壓力在0.05~0.2Mpa,拋光液流量為100~300ml/min,工作臺轉(zhuǎn)速為75~150r/min,精磨時間控制在15~30min; (3)采用W5的金剛石FAP對精磨后的藍寶石進行拋光,控制拋光溫度在10~30℃,拋光壓力控制在0.025~0.1Mpa,拋光液流量為100~200ml/min,拋光轉(zhuǎn)速為100~200r/min,拋光液pH值控制在8~11,拋光時間控制在40~90min,即完成研磨和拋光過程。 2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法,其特征在于所述的固結(jié)磨料研磨拋光墊為樹脂和金剛石磨料均勻混合固化制備而成。 3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法,其特征在于所述步驟(1)和(2)使用的固結(jié)磨料研磨拋光墊中采用鍍鎳金剛石磨料,鍍鎳金剛石為金剛石粉末顆粒表面電鍍一層氧化鎳,鍍覆后金剛石質(zhì)量增加到原來的110%~200%。 4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法,其特征在于所述步驟(3)使用的固結(jié)磨料研磨拋光墊中采用沒有鍍鎳的普通金剛石。 5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法,其特征在于所有拋光液均為由去離子水和多種化學(xué)添加劑組成,并滿足下述公式:W=Aα+Bβ+Cγ+Dμ+Eη,式中W為拋光液體積總量1,A為去離子水在拋光液中所占的最高體積分數(shù),B為三乙醇胺在拋光液中的最高體積分數(shù),C為烷基酚聚氧乙烯醚在拋光液中的最高體積分數(shù),D為乙二胺在拋光液中的最高體積分數(shù),E為丙三醇在拋光液中的最高體積分數(shù),α、β、γ、μ、η分別為A、B、C、D、E實際添加量的系數(shù)。 6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法,其特征在于A的值為90%,B的值為20%,C的值為10%,D的值為10%,E的值為20%。 7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法,其特征在于,α、β、γ、μ、η的取值范圍如下 0.8≤α≤1 0≤β≤1 0.3≤γ≤1 0≤μ≤1 0≤η≤1。 8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法,其特征在于,所述每一步驟完成后,都要將所述工件和拋光 設(shè)備清洗干凈,并且隨后執(zhí)行下一步驟研磨或拋光。