一种A向蓝宝石抛光剂及其制备方法技术

本申请提供一种A向蓝宝石抛光剂及其制备方法，包括以下质量份数的原料组分：20~50份的二氧化硅溶液、0.5~5份的纳米氧化铝微粉、0.02~2份的分散剂、0.06~0.08份的金刚石微粉、0.02~2份的表面活性剂、0.02~2份的络合剂和0.01~2份的pH值缓冲剂。本发明专利技术A向蓝宝石抛光剂通过合理配伍各原料组分剂含量值，使最终获取的A向蓝宝石抛光剂具有加工过程中移除速率快，润滑效果优良，加工产品表面质量好的优点，且提供的A向蓝宝石抛光剂的制备方法简单、成本低，是一种高抛光效率和低粗糙度的A向蓝宝石抛光液。

A A sapphire polishing agent and its preparation method

This application provides a A sapphire polishing agent and its preparation method, including the components of the following mass fraction: 20~50 portion silica solution, 0.5~5 nano alumina micro powder, 0.02~2 dispersible agent, 0.06~0.08 phr diamond powder, 0.02~2 phr surfactant, 0.02~2 complexing agent and pH 0.01~2 portion. Value buffer. The A sapphire polishing agent has the advantages of quick removal rate, excellent lubrication effect, good surface quality of the processed product, and a simple preparation method and low cost of the A sapphire polishing agent, which is a kind of sapphire polishing agent, which has the advantages of quick removal rate, good lubrication effect and good surface quality. High polish efficiency and low roughness of A to sapphire polishing fluid.

【技术实现步骤摘要】
一种A向蓝宝石抛光剂及其制备方法
本申请涉及技术蓝宝石抛光领域，尤其涉及一种A向蓝宝石抛光剂及其制备方法。
技术介绍
蓝宝石化学性质稳定，耐高温，耐磨性好，硬度仅次于金刚石，有极好的介电特性和热特性，广泛使用于半导体芯片的衬底、红外窗口、手机面板等领域。蓝宝石硬度高，如果单纯采用机械抛光方法，只能用金刚石粉末对蓝宝石抛光，但是抛光效率低，并且容易在蓝宝石表面留下划痕。化学抛光主要利用化学试剂对材料表面进行腐蚀，去除材料表面的凸起，使材料表面光滑平整，但是化学抛光时需要高温提供化学腐蚀所需能量，在材料表面容易留下雾斑，影响抛光效果。化学机械抛光技术（简称CMP）作为目前唯一可以实现全局平坦化的技术，已应用于很多材料的抛光，并且获得良好的抛光效果，它能获得其他抛光技术不能获得的超光滑表面。而CMP对蓝宝石晶片表面进行加工时，抛光工序速率低，加工常需数小时，因此，在采用CMP对蓝宝石晶片表面进行加工时往往要配合使用抛光剂，以提高抛光效率，获得更优的抛光效果。蓝宝石晶体因为生长方向不同(沿C轴或者A轴)，可分为A向蓝宝石晶体与C向蓝宝石晶体，A向蓝宝石晶体符合晶体生长方向选用原子最密面的原则，A向蓝宝石晶体的平均质量要远远高于C向生长的蓝宝石晶体。但是，由于A向蓝宝石硬度高且脆性大，机械加工困难，在加工A向蓝宝石工件过程中普遍存在抛光效率低、晶片表面粗糙度高、辅材损耗过快的问题，限制了A向蓝宝石行业的发展。而现有技术中针对A向蓝宝石的抛光液较少，且仍然存在移除速率低、润滑效果不足的问题，由此可见，能否基于现有技术中的不足，提供一种原料配方改进的A向蓝宝石抛光液，以解决上述技术问题，成为本领域技术人员亟待解决的技术难题。
技术实现思路
本申请的目的在于提供一种A向蓝宝石抛光剂及其制备方法，通过采用二氧化硅、纳米氧化铝微粉和金刚石微粉相混合作为磨料，并选择合理比例配伍，硬度、粒径分布适中，将其作为抛光剂使用，提高A向蓝宝石的抛光速率，改善A向蓝宝石表面质量。为达到上述目的，本申请提供一种A向蓝宝石抛光剂，包括以下质量份数的原料组分：20~50份的二氧化硅溶液、0.5~5份的纳米氧化铝微粉、0.06~0.08份的金刚石微粉、0.02~2份的分散剂、0.02~2份的表面活性剂、0.02~2份的络合剂和0.01~2份的pH值缓冲剂。如上的，其中，优选包括以下质量份数的原料组分：30~40份的二氧化硅溶液、0.5~2份的纳米氧化铝微粉、0.06份的金刚石微粉、0.05~0.5份的分散剂、0.05~0.5份的表面活性剂、0.05~0.5份的络合剂和0.01~0.5份的pH值缓冲剂。如上的，其中，所述二氧化硅的粒径为20~150nm；所述纳米氧化铝微粉粒径为30~500nm、所述金刚石微粉的粒径为80~500nm。如上的，其中，所述分散剂包括有机膦酸、聚乙二醇和硅酸盐中的一种或几种。如上的，其中，所述表面活性剂为抑菌型表面活性剂，其包括三嗪环阴离子型表面活性剂、季铵盐表面活性剂、咪唑啉表面活性剂和甜菜碱表面活性剂中的一种或几种。如上的，其中，所述络合剂包括甘氨酸、氟化铵、乙二胺四甲叉磷酸钠和酒石酸中的一种或几种。如上的，其中，所述pH值缓冲剂包括二乙醇胺、四甲基氢氧化铵、四乙基氢氧化铵、氢氧化钾、氢氧化钠和碳酸钠中的一种或几种。如上的，其中，所述A向蓝宝石抛光剂的pH值为9~12。本申请还提供一种A向蓝宝石抛光剂的制备方法，包括以下步骤：取二氧化硅制备成二氧化硅溶液，取二氧化硅溶液经过滤后加入高速搅拌机中，向高速搅拌机中依次加入分散剂、纳米氧化铝微粉、金刚石微粉、表面活性剂、络合剂和pH值缓冲剂，调节pH值至9~12，采用超声分散，过滤得到分散均匀的A向蓝宝石抛光液。如上的，其中，所述二氧化硅溶液采用500目滤布过滤；所述pH值缓冲剂为质量比为1:1的氢氧化钾和四甲基氢氧化铵。本申请实现的有益效果如下：（1）本专利技术提供的A向蓝宝石抛光剂中混合磨料采用二氧化硅、纳米氧化铝微粉、金刚石微粉按一定比例进行混合复配，使磨料硬度及粒径大小分布适中，提高了抛光速率；（2）本专利技术A向蓝宝石抛光剂中合理添加的分散剂，并确定其添加成分和含量，使抛光剂的悬浮体系更加稳定；（3）专利技术A向蓝宝石抛光剂中加入抑菌型表面活性剂，能有效防止浆料长菌现象、改善浆料均一流动性，增加质量传输；（4）专利技术A向蓝宝石抛光剂中配合络合剂使用，迅速对抛光下的Al金属离子进行螯合达到提高速率的目的；（5）本专利技术A向蓝宝石抛光剂中添加了pH值缓冲剂能够缓慢释放有效物质，提高了循环能力；（6）本专利技术A向蓝宝石抛光剂通过合理配伍各原料组分剂含量值，使最终获取的A向蓝宝石抛光剂具有加工过程中移除速率快，润滑效果优良，加工产品表面质量好的优点；（7）本专利技术提供的A向蓝宝石抛光剂的制备方法简单、成本低，是一种高抛光效率和低粗糙度的A向蓝宝石抛光液。具体实施方式下面对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。本实施例提供一种A向蓝宝石抛光剂，包括以下质量份数的原料组分：20~50份的二氧化硅溶液、0.5~5份的纳米氧化铝微粉、0.06~0.08份的金刚石微粉、0.02~2份的分散剂、0.02~2份的表面活性剂、0.02~2份的络合剂和0.01~2份的pH值缓冲剂。作为一优选实施例，所述A向蓝宝石抛光剂包括以下质量份数的原料组分：30~40份的二氧化硅溶液、0.5~2份的纳米氧化铝微粉、0.06份的金刚石微粉、0.05~0.5份的分散剂、0.05~0.5份的表面活性剂、0.05~0.5份的络合剂和0.01~0.5份的pH值缓冲剂。作为一可选实施例，所述二氧化硅的粒径为20~150nm；所述纳米氧化铝微粉粒径为30~500nm；所述金刚石微粉的粒径为80~500nm。作为一优选实施例所述二氧化硅的粒径为60~100nm；所述纳米氧化铝微粉粒径为30~100nm；所述金刚石微粉的粒径为90~200nm。作为一可选实施例，所述分散剂包括有机膦酸、聚乙二醇和硅酸盐中的一种或几种。作为一优选实施例，所述分散剂为有机磷酸。作为一可选实施例，所述表面活性剂为抑菌型表面活性剂，其包括三嗪环阴离子型表面活性剂、季铵盐表面活性剂、咪唑啉表面活性剂和甜菜碱表面活性剂中的一种或几种。作为一优选实施例，所述表面活性剂为三嗪环阴离子型表面活性剂或甜菜碱表面活性剂。作为一可选实施例，所述络合剂包括甘氨酸、氟化铵、乙二胺四甲叉磷酸钠和酒石酸中的一种或几种。作为一优选实施例，所述络合剂为甘氨酸或氟化铵。作为一可选实施例，所述pH值缓冲剂包括二乙醇胺、四甲基氢氧化铵、四乙基氢氧化铵、氢氧化钾、氢氧化钠和碳酸钠中的一种或几种。作为一优选实施例，所述pH值缓冲剂为质量比为1:1的氢氧化钾和四甲基氢氧化铵作为一可选实施例，所述A向蓝宝石抛光剂的pH值为9~12。本申请还提供一种A向蓝宝石抛光剂的制备方法，包括以下步骤：取二氧化硅配置成含量为40%的二氧化硅溶液，经过滤后加入高速搅拌机中，向高速搅拌机中依次加入分散剂、纳米氧化铝微粉、金刚石微粉、本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种A向蓝宝石抛光剂，其特征在于，包括以下质量份数的原料组分：20~50份的二氧化硅溶液、0.5~5份的纳米氧化铝微粉、0.06~0.08份的金刚石微粉、0.02~2份的分散剂、0.02~2份的表面活性剂、0.02~2份的络合剂和0.01~2份的pH值缓冲剂。

【技术特征摘要】
1.一种A向蓝宝石抛光剂，其特征在于，包括以下质量份数的原料组分：20~50份的二氧化硅溶液、0.5~5份的纳米氧化铝微粉、0.06~0.08份的金刚石微粉、0.02~2份的分散剂、0.02~2份的表面活性剂、0.02~2份的络合剂和0.01~2份的pH值缓冲剂。2.根据权利要求1所述的A向蓝宝石抛光剂，其特征在于，包括以下质量份数的原料组分：30~40份的二氧化硅溶液、0.5~2份的纳米氧化铝微粉、0.06份的金刚石微粉、0.05~0.5份的分散剂、0.05~0.5份的表面活性剂、0.05~0.5份的络合剂和0.01~0.5份的pH值缓冲剂。3.根据权利要求1或2任一项所述的A向蓝宝石抛光剂，其特征在于，所述二氧化硅的粒径为20~150nm；所述纳米氧化铝微粉粒径为30~500nm、所述金刚石微粉的粒径为80~500nm。4.根据权利要求1或2任一项所述的A向蓝宝石抛光剂，其特征在于，所述分散剂包括有机膦酸、聚乙二醇和硅酸盐中的一种或几种。5.根据权利要求1或2任一项所述的A向蓝宝石抛光剂，其特征在于，所述表面活性剂为抑菌型表面活性剂，其包括三嗪环阴离子型...

【专利技术属性】
技术研发人员：谢可彬，胡元营，曲玲玲，牛怀成，
申请(专利权)人：山东银丰纳米新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：山东,37