[发明专利]一种蓝宝石材质手机屏幕盖板的加工工艺

说明书

技术领域

本发明涉及一种蓝宝石加工工艺，更具体地说，尤其涉及一种蓝宝石材质手机屏幕盖板的加工工艺。

背景技术

蓝宝石材质由于其高硬度（硬度为9仅次于钻石）、耐磨、透过率高，目前已经逐渐应用于手机摄像头保护盖、手机指纹传感器按键和手机触摸屏盖板。蓝宝石材料为单晶体，有晶体取向，不同晶向有不同的物理和化学性能。蓝宝石的晶向包括C向，A向和R向等，与晶向垂直的面对应称之为C面，A面和R面。

目前在手机行业所采用的蓝宝石材质零部件工作面主要取晶体的A面和C面。蓝宝石A面的抗弯理论强度约1500Mpa，光轴各项异性；C面的抗弯理论强度约1050Mpa，光轴各向同性。因此目前手机摄像头保护盖由于对光学性能要求较高，一般采用光轴各项同性的C面晶体。而手机触摸屏盖板对强度要求较高目前主要用A面晶体。虽然蓝宝石的A面理论强度可以满足手机等电子产品对强度的要求，但由于蓝宝石是晶体材料，如果切割时按照工作面是A面，边缘是与之垂直的C面，工作面强度与边缘强度不一致，边缘强度低导致在加工过程中容易产生崩边和砂口及损伤应力层等缺陷。表面损伤层、边缘损伤层及砂口情况与抛光后蓝宝石手机屏盖板成品的强度密切相关，用目前传统的蓝宝石产品加工工艺（例如加工手表表盖及其他窗口片等）加工出的A面蓝宝石手机屏盖板的抗弯强度只有400Mpa左右，远远低于理论值1500Mpa。表面损伤层、边缘损伤层和边缘砂口是蓝宝石产品在外力作用下产生裂纹失效的起始点，砂口比崩边小，可视为一种微米级崩边，目前主流蓝宝石加工工艺进行研磨倒角后未对表面损伤层，边缘损伤层和边缘砂口进行加工处理，因此，用目前传统的蓝宝石加工工艺制作出的手机用蓝宝石屏盖板强度远远低于蓝宝石材质的理论强度，限制了蓝宝石产品在手机等消费类电子产品的大规模普及应用。

发明内容

本发明的目的在于针对上述现有技术的不足，提供一种可大幅度提高蓝宝石强度的蓝宝石材质手机屏幕盖板的加工工艺。

本发明的技术方案是这样实现的：一种蓝宝石材质手机屏幕盖板的加工工艺，包括下述步骤：（1）蓝宝石毛坯成型；（2）倒角；（3）研磨；（4）进行面抛光制得成品，其中在研磨工序和面抛光工序之间，还包括下述工序：（a）等离子蚀刻表面去损伤层去应力，把蓝宝石手机盖板半成品平放于等离子蚀刻机的蚀刻腔内，关闭腔盖，将蚀刻腔抽真空至0.001Tor后，充入蚀刻气体和辅助气体，蚀刻气体体积流量为50～100sccm, 辅助气体体积流量为5～20sccm,偏压设定为-200～-500V，蚀刻时间为2～5分钟，蚀刻完毕后将蓝宝石手机盖板半成品取出，依次进行浸泡清洗和烘干；（b）溶液腐蚀边缘，将烘干后的蓝宝石手机盖板半成品放入装有浓度为70%的KOH溶液的腐蚀槽中，溶液温度为250～300℃，腐蚀2小时后将蓝宝石手机盖板半成品从槽中取出，静置30分钟，然后依序进行清洗和烘干。

上述的一种蓝宝石材质手机屏幕盖板的加工工艺中，步骤（1）所述蓝宝石毛坯成型的具体步骤为：将蓝宝石毛坯片置于CNC机台的夹具上，选取600～800目, 90°金刚石倒角磨头，根据蓝宝石毛坯片形状设置磨头运行轨迹坐标，设定转速为800～1000转/分钟，进给为0.05～0.08/min，磨头移动速度为60～75mm/min，蓝宝石毛坯片每边去除量0.1mm，成型时间为10～20分钟。

上述的一种蓝宝石材质手机屏幕盖板的加工工艺中，步骤（2）所述倒角的具体步骤为：将蓝宝石毛坯片置于CNC机台的夹具上，选取800～1000目, 45°金刚石倒角磨头，设定转速为600～800转/分钟，进给为0.02～0.05mm/min，磨头移动速度为60～80mm/min，倒角量0.1mm，倒角时间为5～8分钟，制成蓝宝石手机盖板半成品。

上述的一种蓝宝石材质手机屏幕盖板的加工工艺中，步骤（3）所述的研磨具体步骤为：将倒角后的蓝宝石手机盖板半成品进行清洗，将清洗干净后的蓝宝石手机盖板半成品按顺序摆放入研磨游星轮，用粒度为200～250目的碳化硼粉按照重量百分比为35～50％的比例与水混合作为研磨液，研磨盘为16B铸铁盘，研磨转速控制在900～1100转/分，研磨时间15～20分钟，去除量70～100um，研磨后的蓝宝石手机盖板半成品放超声波清洗槽进行清洗。 

上述的一种蓝宝石材质手机屏幕盖板的加工工艺中，步骤（a）中，在将蓝宝石手机盖板半成品进行等离子蚀刻之前，还包括下述步骤：将超声清洗后的蓝宝石手机盖板半成品放恒温烘箱进行18～24小时烘干，烘干后浸泡丙酮溶液去除表面残留油污，浸泡后用氮气枪将衬底片吹干。