一種藍(lán)寶石觸摸面板的兩面研磨方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于觸摸面板的加工技術(shù)領(lǐng)域，涉及到一種以藍(lán)寶石為材料的觸摸面板的兩面研磨方法。
技術(shù)背景
[0002]剛玉是三氧化二鋁的一種結(jié)晶形式。藍(lán)寶石是剛玉寶石中除紅的紅寶石外，其它顏色剛玉寶石的通稱。藍(lán)寶石具有硬度高、熔點(diǎn)高、透光性好，化學(xué)性能穩(wěn)定，其硬度達(dá)到莫氏9級(jí)，因此被廣泛應(yīng)用于機(jī)械、光學(xué)、信息等高技術(shù)領(lǐng)域。
[0003]近年，用于手機(jī)、平板電腦等智能設(shè)備的觸摸技術(shù)的發(fā)展及廣泛應(yīng)用，對(duì)面板提出了更高的要求。與傳統(tǒng)的手機(jī)等設(shè)備的屏幕面板相比，觸摸面板不可避免地需要直接觸摸操作，因此，選擇硬度更高的藍(lán)寶石材料作為觸摸面板被不斷嘗試中，但至今技術(shù)尚未成熟。以藍(lán)寶石材料作為觸摸面板，其加工步驟大體可分為四步:切片、研磨、拋光、觸摸傳感器的加工等。其中研磨和拋光與其它步驟一樣對(duì)藍(lán)寶石觸摸面板的質(zhì)量有著關(guān)鍵性影響。尤其觸摸面板上用于加工觸摸傳感器的一側(cè)表面，其研磨、拋光質(zhì)量直接影響觸摸傳感器加工的成品率。
[0004]目前，隨著光電子器件產(chǎn)品性能的不斷提高，對(duì)單晶藍(lán)寶石襯底的加工精度和表面質(zhì)量的要求愈來愈高，需對(duì)藍(lán)寶石表面進(jìn)行化學(xué)機(jī)械拋光，而研磨是拋光前的必要工序。
[0005]研磨是用磨粒通過研具對(duì)工件進(jìn)行微量切削的工藝過程，可對(duì)工件進(jìn)行0.01?0.1ym切削。為防止藍(lán)寶石片的碎裂，提高成品率，加工藍(lán)寶石觸摸面板時(shí)，其初始厚度一般相對(duì)于成品設(shè)計(jì)厚度具有一定的余量。該余量則需要通過研磨工序切削去除。
[0006]現(xiàn)有技術(shù)中對(duì)藍(lán)寶石面板的研磨加工采用的是與普通玻璃面板的研磨相同的設(shè)備及研磨方法，主要有干研和濕研兩種，其中濕研居多，通過將磨料(研磨顆粒)混合在研磨液中作為研磨劑，通過勻速可變速供給的方式使之流經(jīng)研磨盤與工作被研磨表面之間，達(dá)到切削的效果。由于藍(lán)寶石相對(duì)于玻璃具有硬度高等自身特點(diǎn)，采用常規(guī)研磨方法加工藍(lán)寶石觸摸面板，效率低、成品率低、表面效果差。
[0007]研磨劑的成份、供給速度、磨盤壓力等是影響研磨效果的一些因素。研磨劑中起切削作用的是磨料，又稱研磨顆粒。常用的磨料有剛玉、碳化硅、碳化硼和人造金剛石等。精研和拋光時(shí)還用軟磨料，如氧化鐵、氧化鉻和氧化鈰等。使用時(shí)磨粒呈自由狀態(tài)。分散劑使磨料均勻分散在研磨劑中，并起稀釋、潤(rùn)滑和冷卻等作用，常用的有煤油、機(jī)油、動(dòng)物油、甘油、酒精和水等。輔助材料主要是混合脂，常由硬脂酸、脂肪酸、環(huán)氧乙烷、三乙醇胺、石蠟、油酸和十六醇等中的幾種材料配成，在研磨過程中起乳化、潤(rùn)滑和吸附作用，并促使工件表面產(chǎn)生化學(xué)變化，生成易脫落的氧化膜或硫化膜，借以提高加工效率。此外，輔助材料中還有著色劑、防腐劑和芳香劑等。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]本發(fā)明的目的是提供一種光學(xué)級(jí)藍(lán)寶石觸摸面板的研磨減薄工藝，該工藝能通過研磨壓力、研磨盤轉(zhuǎn)速、研磨顆粒粒徑、磨料濃度、磨料流量來控制工件的減薄速率、表面損傷層深度。以提高成品率及成品表面質(zhì)量。
[0009]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種藍(lán)寶石觸摸面板的兩面研磨方法:將藍(lán)寶石片置于上、下研磨盤之間進(jìn)行研磨，在上、下研磨盤之間供給碳化硼研磨液，控制壓力在200KG-300KG，控制轉(zhuǎn)速在 20_30rpm/min。
[0010]用碳化硼(摩氏硬度為9.3)研磨液，壓力在200KG-300KG，轉(zhuǎn)速在20-30rpm/min，上下剛玉研磨盤內(nèi)進(jìn)行研磨的過程。
[0011]所述碳化硼(化學(xué)式B4C)為一種陶瓷材料，摩氏硬度為9.3，略大于剛玉硬度，以此為研磨材料，對(duì)藍(lán)寶石片進(jìn)行研磨，可以保持較高的減薄速率，同時(shí)有效防止表面損傷層厚度過大。通過控制研磨壓力及轉(zhuǎn)速，有效降低了藍(lán)寶石片的破損率。根據(jù)本發(fā)明的研磨工藝獲得的藍(lán)寶石觸摸面板，一次性合格率大于95%，表面粗糙度小于6u，TTV小于10u。
[0012]作為一種改進(jìn)，為了提高研磨效率，并保證藍(lán)寶石片的低破損率，提出一種變速研磨方法，該方法在上述研磨方法基礎(chǔ)上，包括先后執(zhí)行的第一研磨步驟和第二研磨步驟，其中，
第一研磨步驟:壓力控制在280-300KG，上、下研磨盤等速旋轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)速控制在20-22rpm/min,研磨液流量控制在:8_10L/min。
[0013]第二研磨步驟:壓力控制在200-220KG，上、下研磨盤等速旋轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)速控制在28_30rpm/min,研磨液流量控制在:6_8L/min。
[0014]上述改進(jìn)方案，首先對(duì)初始藍(lán)寶石片采用大壓力，低轉(zhuǎn)速，大流量的方式進(jìn)行研磨，可有效增加減薄速率，提高研磨效率。然后對(duì)更薄的藍(lán)寶石片采用低壓力，高轉(zhuǎn)速，小流量的方式進(jìn)行研磨，防止更薄的藍(lán)寶片碎裂。
[0015]由于藍(lán)寶石的晶向特性，將藍(lán)寶石用于觸摸面板時(shí)，優(yōu)選雙層復(fù)合不晶面取向的藍(lán)寶石片，或藍(lán)寶石片與其它材料復(fù)合。這導(dǎo)致藍(lán)寶石面板的兩面具有不同的硬度防裂等特性。對(duì)此，本發(fā)明做出更進(jìn)一步改進(jìn)，提出如下研磨方法，
方法一:針對(duì)藍(lán)寶石面板為雙層復(fù)合不晶面取向的藍(lán)寶石片，其中，上表面為A面，下表面為C面，將復(fù)合的藍(lán)寶石片的C面朝下置于上、下研磨盤之間，控制上研磨盤轉(zhuǎn)速低于下研磨盤轉(zhuǎn)速。
[0016]進(jìn)一步地，將上下表面隔開，上下表面研磨液分別供給，控制上表面與上研磨盤之間的研磨液供給速度小于下表面與下研磨盤之間的研磨液供給速度。
[0017]再進(jìn)一步地，將研磨過程按先后分為第一研磨步驟和第二研磨步驟
第一研磨步驟:壓力控制在280-300KG,上研磨盤轉(zhuǎn)速控制在20-22 rpm/min,上層研磨液流量控制在:8-9L/min,下研磨盤轉(zhuǎn)速控制在22-24 rpm/min,下層研磨液流量控制在9_10L/mino
[0018]第二研磨步驟:壓力控制在200-220KG，上研磨盤轉(zhuǎn)速控制在26_28 rpm/min,上層研磨液流量控制在:6-7L/min,下研磨盤轉(zhuǎn)速控制在28-30 rpm/min,下層研磨液流量控制在 7-8L/min。
[0019]方法二:針對(duì)藍(lán)寶石面板為藍(lán)寶石片與玻璃復(fù)合加工而成的雙層材料，其中，上層為藍(lán)寶石層，下層為玻璃層，將藍(lán)寶石層朝下置于上、下研磨盤之間，控制上研磨盤轉(zhuǎn)速低于下研磨盤轉(zhuǎn)速。
[0020]進(jìn)一步地，將藍(lán)寶石片上下表面隔開，針對(duì)上下表面，研磨液分別供給，控制上表面與上研磨盤之間的研磨液供給速度小于下表面與下研磨盤之間的研磨液供給速度。
[0021]再進(jìn)一步地，將研磨過程按先后分為第一研磨步驟和第二研磨步驟；
第一研磨步驟:壓力控制在280-300KG,上研磨盤轉(zhuǎn)速控制在20-22 rpm/min,上層研磨液流量控制在:8-9L/min,下研磨盤轉(zhuǎn)速控制在22-24 rpm/min,下層研磨液流量控制在9_10L/mino
[0022]第二研磨步驟:壓力控制在200-220KG，上研磨盤轉(zhuǎn)速控制在26_28 rpm/min,上層研磨液流量控制在:6-7L/min,下研磨盤轉(zhuǎn)速控制在28-30 rpm/min,下層研磨液流量控制在 7-8L/min。
【具體實(shí)施方式】
[0023]實(shí)施例1
選擇磨料粒徑為12-14U左右，碳化硼研磨液濃度為19%對(duì)單層或雙層藍(lán)寶石觸摸面板進(jìn)行雙面研磨減薄加工，加工參數(shù):
壓力:250KG，
轉(zhuǎn)速:25rpm/min,
流量:8L/min,
時(shí)間:30min,
按照本實(shí)施例的工藝加工藍(lán)寶石觸摸面板，去除率達(dá)到1.3u/min，表面粗糙為3.5u，TTV為6u，合格率為98%。
[0024]本發(fā)明可以有效的加工大尺寸藍(lán)寶石面板，控制產(chǎn)品TTV的，獲得較小的表面粗糙度，較淺的損傷層深度。該工藝可以縮短拋光時(shí)間，降低生產(chǎn)成本。
[0025]實(shí)施例2
選擇磨料粒徑為12-14U左右，碳化硼研磨液濃度為19%對(duì)單層或雙層藍(lán)寶石觸摸面板進(jìn)行雙面等速