一種電子產(chǎn)品用多晶透明陶瓷的制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種制備方法，特別涉及一種電子產(chǎn)品用多晶透明陶瓷的制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]目前市場上電子產(chǎn)品如平板、手機(jī)、手表等的屏幕保護(hù)產(chǎn)品，主要是以化學(xué)聚合物PC、PVC、PET等為原材料制作而成的薄膜，種類繁多，卻都不甚完美。藍(lán)寶石(Sapphire)機(jī)械強(qiáng)度高，導(dǎo)熱性及化學(xué)穩(wěn)定性好，光學(xué)透射率和抗輻射性能高，已被大量應(yīng)用于航天軍工、半導(dǎo)體照明等產(chǎn)業(yè)。
[0003]近年來，堪比鉆石的藍(lán)寶石成功應(yīng)用于頂級(jí)奢侈品牌手機(jī)法拉利、諾基亞Vertu等，還被喻為“永不磨損玻璃”。藍(lán)寶石的硬度達(dá)到了莫氏9級(jí)，僅次于鉆石，其強(qiáng)度及耐摩擦力分別是普通玻璃的20倍和100倍，具有超強(qiáng)的抗沖擊及全面抗刮擦能力，應(yīng)用在手機(jī)上，可以使手機(jī)碎屏的風(fēng)險(xiǎn)大幅降低。相比較PET的耐熱力，導(dǎo)熱性極高的藍(lán)寶石，其最高工作溫度達(dá)到驚人的2000°C，且散熱更快，大大降低了長時(shí)間打電話“燒耳朵”的隱患，還能抵抗強(qiáng)酸、強(qiáng)堿的侵蝕。眾所周知，手機(jī)屏幕本身光照度很低，貼膜容易使屏幕光線折射，增加眼睛疲勞，形成或加重近視。藍(lán)寶石因具有極高的光學(xué)透過率，散射小，加之精湛的鍍膜工藝，藍(lán)寶石使得完美逼真的色彩和清晰光亮的高清炫麗效果成為可能，彌補(bǔ)了普通高透膜不防污漬，影響原機(jī)顯示效果的缺憾，并起到緩解用眼疲勞的效果。而極高的靈敏性，使得其比普通膜的觸控更靈敏精準(zhǔn)，畫面更流暢。尤為值得贊賞的是，藍(lán)寶石高于普通玻璃2倍的抗輻射能力，能全面阻隔紫外到中紅外波段的輻射，有效降低電磁輻射對(duì)人體，尤其是對(duì)腦部的輻射危險(xiǎn)。但是，雖然法拉利以及Vertu等成功應(yīng)用了藍(lán)寶石，但是作為屏幕保護(hù)產(chǎn)品，其整體采用平面結(jié)構(gòu)，使用時(shí)并不符合人體工程學(xué)，其邊緣也僅進(jìn)行了直倒角處理(比如C0.1mm的直倒角)，而直倒角兩側(cè)有明顯棱角，在手機(jī)使用過程中容易造成崩邊、缺口，易割手，使用時(shí)手感不好；而且，藍(lán)寶石的加入，使得手機(jī)的成本大幅度提高，其經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益均不高。
[0004]透明陶瓷是指采用陶瓷工藝制備的具有一定透光性的多晶材料，又稱光學(xué)陶瓷，也稱多晶透明陶瓷，通常認(rèn)為直線透過率在可見光范圍內(nèi)超過10%的陶瓷稱為透明陶瓷。透明陶瓷經(jīng)過幾十年的發(fā)展，到目前已經(jīng)研制出幾十種透明陶瓷，其目前主要應(yīng)用在照明技術(shù)、光學(xué)技術(shù)、特種儀器制造等工業(yè)上，在性能上，多晶透明陶瓷可與晶體和玻璃相媲美，在制備工藝上，具有自己獨(dú)特的優(yōu)勢。與晶體相比:1、多晶透明陶瓷在熱導(dǎo)率、熱膨脹系數(shù)、吸收光譜、發(fā)射光譜、熒光壽命等方面，與晶體基本一致，激光性能與晶體相媲美甚至優(yōu)于晶體，多晶透明陶瓷的部分機(jī)械性能優(yōu)于晶體。2、大尺寸晶體生長一般需要幾周甚至更長時(shí)間，工藝復(fù)雜難控，生長過程需要價(jià)格昂貴的銥坩禍；而多晶透明陶瓷制備工藝簡單、周期短、成本低，實(shí)驗(yàn)設(shè)備要求不高。因多晶透明陶瓷與藍(lán)寶石的諸多性能相似，且價(jià)格較藍(lán)寶石低廉，常常用其來代替藍(lán)寶石在工業(yè)上的使用。然而，多晶透明陶瓷目前用于電子產(chǎn)品的屏幕保護(hù)產(chǎn)品或Home鍵、蓋板、鏡頭等部件上一直是空白，其主要受制備方法過程中得不到有效的提升其強(qiáng)度和光學(xué)質(zhì)量的限制。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]為解決上述【背景技術(shù)】中存在的問題，本發(fā)明的目的在于提供一種電子產(chǎn)品用多晶透明陶瓷的制備方法，以達(dá)到有效的提升多晶透明陶瓷的強(qiáng)度和透光性，使其應(yīng)用于電子產(chǎn)品的屏幕保護(hù)等產(chǎn)品的目的。
[0006]為達(dá)到上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案如下:
[0007]一種電子產(chǎn)品用多晶透明陶瓷的制備方法，包括以下步驟:1、多晶透明陶瓷切割；2、磨邊處理；3、磨平；4、退火；5、拋光；6、清洗；7、鍍膜，在步驟3中還包括下述工序:
[0008]a、等離子蝕刻表面去損傷層去應(yīng)力，將多晶透明陶瓷半成品平放于等離子蝕刻機(jī)的蝕刻腔內(nèi)，關(guān)閉腔蓋，將蝕刻腔抽真空至0.0OlTor后，充入蝕刻氣體和輔助氣體，蝕刻氣體體積流量為40-150sccm，輔助氣體體積流量為4-30sccm，偏壓設(shè)定為-100—600V，蝕刻時(shí)間為1-6分鐘，蝕刻完畢后將多晶透明陶瓷半成品取出，依次進(jìn)行浸泡清洗和烘干；
[0009]b、溶液腐蝕邊緣，將烘干后的多晶透明陶瓷半成品放入裝有濃度為60-80%的KOH溶液的腐蝕槽中，溶液溫度為200-350°C，腐蝕1_3小時(shí)后將多晶透明陶瓷半成品從槽中取出，靜置30分鐘，然后依序進(jìn)行清洗和烘干。
[0010]優(yōu)選的，步驟I中所述的切割方法包括線切割、激光切割、金剛石砂輪切割和金剛石薄片切割，激光切割包括形狀切割和打孔。
[0011]優(yōu)選的，步驟2中所述的磨邊處理具體步驟為:將多晶透明陶瓷毛坯片置于CNC機(jī)臺(tái)的夾具上，選取700-1100目、45°金剛石磨邊磨頭，設(shè)定轉(zhuǎn)速為500-900轉(zhuǎn)/分鐘，進(jìn)給為0.01-0.06mm/min,磨頭移動(dòng)速度為50-90mm/min，磨邊量0.2mm，磨邊時(shí)間為4_9分鐘，制成多晶透明陶瓷半成品。
[0012]優(yōu)選的，步驟3中所述的磨平具體步驟為:將磨邊后的多晶透明陶瓷半成品進(jìn)行清洗，將清洗干凈后的多晶透明陶瓷半成品按順序擺放入游星輪，用粒度為150-300目的碳化硼粉、金剛砂粉、氮化硼粉或碳化硅粉按照重量百分比為30-60%的比例與水混合作為磨液，磨盤為16B銅盤，磨轉(zhuǎn)速控制在800-1200轉(zhuǎn)/分，時(shí)間10-25分鐘，去除量60_110um，磨后的多晶透明陶瓷半成品放超聲波清洗槽進(jìn)行清洗。
[0013]優(yōu)選的，步驟4中所述的退火溫度彡1200°C，以消除加工應(yīng)力。
[0014]優(yōu)選的，步驟5中所述的拋光包括2.5D(倒角或圓倒角)/3D拋光，使用拋光液進(jìn)行拋光處理，使毛片表面達(dá)到nm或埃級(jí)別，拋光完成后得到精片。
[0015]優(yōu)選的，步驟6中所述的清洗使用酸、堿溶液或有機(jī)溶劑去除精片表面顆粒、雜質(zhì)或有機(jī)物，清洗完成并晾干。
[0016]優(yōu)選的，步驟7中所述的鍍膜包括單面鍍膜和雙面鍍膜，以達(dá)到增透、防指紋的目的，未鍍膜的多晶透明陶瓷透光率為84%，單面鍍膜透光率大于90%、雙面鍍膜透光率大于98%，具體步驟為將晾干后的精片放入鍍膜機(jī)，按照設(shè)計(jì)的膜系單面或雙面進(jìn)行增透膜鍍膜，膜的層數(shù)為1-15層。
[0017]優(yōu)選的，步驟a中在將多晶透明陶瓷半成品進(jìn)行等離子蝕刻之前，還包括下述步驟:將超聲清洗后的多晶透明陶瓷半成品放恒溫烘箱進(jìn)行16-28小時(shí)的烘干，烘干后浸泡丙酮溶液去除表面殘留油污，浸泡后用氮?dú)鈽寣⒁r底片吹干。
[0018]優(yōu)選的，步驟a中所述的蝕刻氣體為氯基氣體、溴基或氟基氣體；所述輔助氣體為氬氣或氮?dú)狻?br>[0019]優(yōu)選的，步驟a中所述的等離子蝕刻機(jī)的使用環(huán)境為百級(jí)恒溫恒濕無塵室，室內(nèi)恒溫至22-26 °C，相對(duì)濕度為55% -75%。
[0020]優(yōu)選的，所述多晶透明陶瓷包括鎂鋁尖晶石、釔鋁石榴石、氧化釔或氮氧化鋁。
[0021]通過上述技術(shù)方案，本發(fā)明提供的一種電子產(chǎn)品用多晶透明陶瓷的制備方法，通過在傳統(tǒng)的磨邊、磨平工藝后，增加等離子蝕刻表面去損傷層去應(yīng)力和腐蝕去損傷層去應(yīng)力工藝，可消除磨邊、磨平后多晶透明陶瓷表面損傷的應(yīng)力層和邊緣的砂口，最終大幅度提高多晶透明陶瓷的強(qiáng)度，可使多晶透明陶瓷產(chǎn)品滿足各類電子類產(chǎn)品對(duì)強(qiáng)度的要求。
【附圖說明】
[0022]為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹。
[0023]圖1為本發(fā)明實(shí)施例所公開的一種電子產(chǎn)品用多晶透明陶瓷的制備方法的多晶透明陶瓷鍍膜前透過率曲線圖；
[0024]圖2為本發(fā)明實(shí)施例所公開的一種電子產(chǎn)品用多晶透明陶瓷的制備方法的多晶透明陶瓷鍍膜后透過率曲線圖；
[0025]圖3為本發(fā)明實(shí)施例所公開的一種電子產(chǎn)品用多晶透明陶瓷的制備方法的多晶透明陶瓷鍍膜前后比較曲線圖。
【具體實(shí)施方式】
[0026]下面將對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述。
[0027]實(shí)施例一:
[0028]本發(fā)明提供的一種電子產(chǎn)品用多晶透明陶瓷的制備方法，如圖1-3所示，包括以下步驟:
[0029]1、多晶透明陶瓷切割，切割方法主要包括線切割、激光切割、金剛石砂輪切割和金剛石薄片切割，激光切割包括形狀切割和打孔，切割后成多晶透明陶瓷毛坯片；
[0030]2、磨邊處理，具