藍(lán)寶石指紋識(shí)別面板的制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種藍(lán)寶石片的制備方法，尤其涉及一種藍(lán)寶石指紋識(shí)別面板的制備方法，屬于藍(lán)寶石加工技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]指紋識(shí)別技術(shù)是把一個(gè)人同他的指紋對(duì)應(yīng)起來，通過采集他的指紋和預(yù)先保存的指紋進(jìn)行比較，就可以驗(yàn)證他的真實(shí)身份。獲得良好的指紋圖像是一個(gè)十分復(fù)雜的問題。因?yàn)橛糜跍y量的指紋僅是相當(dāng)小的一片表皮，所以指紋采集設(shè)備應(yīng)有足夠好的分辨率以獲得指紋的細(xì)節(jié)，這就對(duì)指紋識(shí)別機(jī)掃描面板的要求很高。
[0003]隨著科技的進(jìn)步，藍(lán)寶石材質(zhì)的指紋掃描面板應(yīng)用越來越廣泛。藍(lán)寶石具有很好的熱特性，極好的電氣特性和介電特性，可以在高溫下保持高強(qiáng)度、優(yōu)良的熱屬性和透過率，并且防化學(xué)腐蝕。用藍(lán)寶石為原料制成的指紋掃描面板，清晰度高、立體感好、表面耐劃傷，消費(fèi)者滿意度高。
[0004]中國專利文獻(xiàn)ZL201320527794.8公開了一種指紋識(shí)別機(jī)，包括:藍(lán)寶石指紋機(jī)掃描面板、指紋采集設(shè)備、指紋比對(duì)模塊以及信息反饋設(shè)備，其中，所述藍(lán)寶石指紋機(jī)掃描面板覆蓋在指紋采集設(shè)備上，用于保護(hù)指紋機(jī)內(nèi)部元件不暴露在外，所述指紋采集設(shè)備和所述指紋比對(duì)模塊相連接，所述指紋比對(duì)模塊和所述信息反饋設(shè)備相連接。藍(lán)寶石晶體從真空紫外、可見、近紅外一直到中紅外5.5 μπι均具有高的光學(xué)透過率，以此作為面板可大大提尚指紋機(jī)的一次識(shí)別概率，使之應(yīng)用于工廠、辦公室可提尚員工考勤的效率；監(jiān)寶石晶體具有鋼化玻璃所不能比擬的硬度及機(jī)械強(qiáng)度，耐跌落、耐劃傷，特別適用于那些持續(xù)暴露在有損壞隱患的罐頭和其它硬金屬物體的工廠和車間環(huán)境中使用的指紋機(jī)。但該發(fā)明的指紋識(shí)別面板仍存在質(zhì)量差，成品率低的問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明解決的技術(shù)問題是:提出一種成片質(zhì)量高，廢品率低，生產(chǎn)效率高的藍(lán)寶石指紋識(shí)別面板的制備方法。
[0006]為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提出的技術(shù)方案是:一種指紋識(shí)別機(jī)掃描面板的制備方法，其特征在于，包括以下具體步驟:
步驟一、晶體生長；在晶體生長爐的坩禍內(nèi)裝入純凈的Al2O3原料，所述坩禍上方設(shè)有可旋轉(zhuǎn)和升降的提拉桿，提拉桿的下端夾設(shè)有C晶向的籽晶；將晶體生長爐內(nèi)抽真空并通入保護(hù)氣體，升溫至2100?2200°C，使得Al2O3熔融，控制熔體的液面溫度為2055°C，將籽晶置于Al2O3熔體的上表面使其與熔體接觸，持續(xù)0.5?Ih ;待籽晶與熔體充分沾潤后，提拉并轉(zhuǎn)動(dòng)籽晶，從而實(shí)現(xiàn)縮頸一擴(kuò)肩一等徑生長；縮頸階段，控制熔體的液面溫度為2050°C，以3?5mm/h的速度向上提拉籽晶，以45?48r/min的速度轉(zhuǎn)動(dòng)籽晶；擴(kuò)肩階段，控制熔體的液面溫度為2048°C，以8?10mm/h的速度向上提拉籽晶，以50?55r/min的速度轉(zhuǎn)動(dòng)籽晶；等徑階段，控制熔體的液面溫度為2052°C，以5?8mm/h的速度向上提拉籽晶，以48?50r/min的速度轉(zhuǎn)動(dòng)籽晶；待晶體生長結(jié)束后，將晶體生長爐內(nèi)的溫度降至1580?1680°C，再對(duì)晶體進(jìn)行退火處理，控制溫度以80?100°C /h的速度緩慢降溫并持續(xù)18?22h，從而得到晶體；
步驟二、晶體掏棒；對(duì)晶體進(jìn)行定向，然后使用掏棒機(jī)進(jìn)行掏棒，從而得到C向晶棒； 步驟三、晶體切割；采用金剛砂線切割設(shè)備對(duì)晶棒進(jìn)行切割，從而得到晶片；
步驟四、激光取片；將拋光后的晶片放入激光切割機(jī)中并通入保護(hù)氣體，將晶片按需求切割成相應(yīng)大小；
步驟五、研磨；采用研磨機(jī)對(duì)晶片進(jìn)行研磨；研磨時(shí)，加入研磨液，研磨盤對(duì)晶片加壓至0.02?0.022Mpa，研磨盤的轉(zhuǎn)速為1000?1200rpm/min ;研磨完成后用無水乙醇清洗；所述研磨液組分包括:0.5?2%的顆粒大小為10?20 μ m的立方氮化硼粉末，14?16%的烷基酚聚氧乙烯醚，4?6%的甘油，9?11%的聚丙二醇400，其余為去離子水；
步驟六、倒角；采用數(shù)控機(jī)床的金剛石砂輪對(duì)晶片的邊角進(jìn)行倒角處理，；
步驟七、退火；將晶片放入退火爐內(nèi)，以180?220°C /h的速度進(jìn)行升溫將溫度升至1600°C，升溫時(shí)在300°C、800°C、1600°C分別保溫2?6h，然后以200°C的溫度進(jìn)行降溫，降溫時(shí)在1000°C、500°C分別保溫2?3h冷卻至室溫取出；
步驟八、雙面化學(xué)拋光；先用無水乙醇對(duì)晶片進(jìn)行清洗，然后將清洗后的晶片放入雙面拋光機(jī)中固定；拋光時(shí)，加入拋光液，拋光盤對(duì)晶片加壓至0.12?0.15 Mpa，拋光盤的轉(zhuǎn)速為1000?1500rpm/min、將拋光好的晶片用無水乙醇清洗后，在室溫下進(jìn)行自然冷卻；所述拋光液組分包括:0.5?2%的顆粒大小為I?6 μ m的立方氮化硼粉末，14?16%的烷基酚聚氧乙烯醚，4?6%的甘油，9?11%的聚丙二醇400，0.5?2%的納米二氧化硅，使得拋光液PH值為11.0?13.0的堿性溶液，其余為去離子水；拋光過程中不斷補(bǔ)充堿性溶液以保持拋光液的PH值；
步驟九、鍍超硬膜；采用磁控濺射鍍膜機(jī)，將氮?dú)怆婋x成氮離子，再用氮離子轟擊硅靶材，在晶片表面形成氮化硅鍍層；
步驟十、涂油墨；將鍍膜后的晶片蓋上鏤空板，在晶片的邊緣處刷涂油墨且重復(fù)刷涂三層；
步驟十一、熱烘；將涂完油墨的晶片放入熱烘機(jī)中熱烘2?3h后，空冷至室溫。
[0007]對(duì)上述技術(shù)方案的改進(jìn)為:所述步驟一中，將晶體生長爐內(nèi)的溫度降至1600°C，再對(duì)晶體進(jìn)行退火處理，控制溫度以100°C /h的速度緩慢降溫并持續(xù)22h。
[0008]對(duì)上述技術(shù)方案的改進(jìn)為:所述步驟三中，金剛砂線的直徑為0.14?0.16mm，金剛砂線上金剛石的粒徑為30?40 μ m，金剛砂線在切割時(shí)以12?15m/s的速度運(yùn)動(dòng)，晶體相對(duì)于金剛砂線的移動(dòng)速度為0.2?0.3mm/min，切割時(shí)不斷向金剛砂線噴灑切割液，所述切割液中含有粒徑為20?30 μπι的金剛石顆粒和粒徑為50?60 μπι的剛玉顆粒。
[0009]對(duì)上述技術(shù)方案的改進(jìn)為:所述步驟四中，激光束的直徑為0.015?0.02mm，切割速度為3?5mm/s。
[0010]對(duì)上述技術(shù)方案的改進(jìn)為:所述步驟四中，所述保護(hù)氣體為氮?dú)狻?br>[0011]對(duì)上述技術(shù)方案的改進(jìn)為:所述步驟五中，所述研磨液中含有粒徑為3?6 μπι的氧化鋁顆粒。
[0012]對(duì)上述技術(shù)方案的改進(jìn)為:所述步驟七中，升溫時(shí)，在300°C保溫2h，在800°C保溫3h，在 1600°(:保溫411。
[0013]對(duì)上述技術(shù)方案的改進(jìn)為:所述步驟八中，所述堿性溶液為Κ0Η。
[0014]對(duì)上述技術(shù)方案的改進(jìn)為:所述步驟八中，所述拋光液PH值為12.0。
[0015]對(duì)上述技術(shù)方案的改進(jìn)為:所述步驟八中，拋光盤對(duì)晶片加壓至0.135Mpa。
[0016]本發(fā)明具有積極的效果:
(I)本發(fā)明的指紋識(shí)別面板制備方法，先激光取片再研磨、拋光，可以提高研磨、拋光的生產(chǎn)效率，由于藍(lán)寶石硬度大，拋光時(shí)必須施加較大的壓力，在拋光之前退火有利于消除線切割、研磨等機(jī)械加工工序所產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力，使得晶片在拋光時(shí)不宜碎裂，有效提高成品率。
[0017](2)本發(fā)明的指紋識(shí)別面板制備方法，嚴(yán)格控制晶體生長時(shí)的界面溫度、拉升速度、旋轉(zhuǎn)速度和退火參數(shù)，將界面溫度控制在2048?2052°C，拉升速度控制在3?10mm/h，旋轉(zhuǎn)速度控制在45?55r/min，退火溫度控制在1580?1680°C (優(yōu)選1600°C)，以80?100°C /h的速度緩慢降溫并持續(xù)18?22h，從而使得晶體的產(chǎn)能高，缺陷密度低，質(zhì)量好，成品率高，可以大大地降低生產(chǎn)成本。
[0018](3)本發(fā)明的指紋識(shí)別面板制備方法，嚴(yán)格控制研磨和拋光的參數(shù)以及研磨液和拋光液的成分，有利于提高研磨和拋光的效率，提高研磨和拋光的成品率，制備出的晶片結(jié)構(gòu)完整，無物理損傷，表面細(xì)膩，光滑，形變小。研磨液和拋光液中，適量的立方氮化硼粉末充當(dāng)磨料，硬度高，耐磨性好；烷基酚聚氧乙烯醚、甘油、聚丙二醇400和去離子水形成的懸浮液黏度和界面膜性質(zhì)穩(wěn)定，使得磨料懸浮穩(wěn)定，均勻度好，不會(huì)粘并，有利于提高研磨和拋光的質(zhì)量和效率。適量的烷基酚聚氧乙烯醚是一種非離子表面活性劑，其性質(zhì)穩(wěn)定，具有分散、乳化、潤濕等多種性能，是懸浮液獲得優(yōu)異性能