玻璃拋光的“高光時(shí)刻”

玻璃的出現(xiàn)與使用在人類(lèi)的生活里已有四千多年的歷史，在12世紀(jì)應用前景，玻璃作為工業(yè)材料得到廣泛應(yīng)用。18世紀(jì)，為適應(yīng)制光學(xué)玻璃建設項目。1874年，比利時(shí)首先制出平板玻璃逐步改善。此后臺上與臺下，隨著玻璃生產(chǎn)的工業(yè)化和規(guī)模化凝聚力量，各種用途和各種性能的玻璃相繼問(wèn)世￡P鍵技術，F(xiàn)代，玻璃已成為日常生活、生產(chǎn)和科學(xué)技術(shù)領(lǐng)域的重要材料有所提升。

而玻璃與我們的生活越來(lái)越貼近，手機(jī)參與能力、電腦等電子產(chǎn)品中就有的玻璃材質(zhì)部件法治力量。Steve Jobs 在2007年發(fā)布首代 iPhone，手機(jī)從按鍵時(shí)代進(jìn)入到觸屏?xí)r代新的力量。此后手機(jī)行業(yè)的規(guī)則便已被改變技術研究。得益于手機(jī)等數(shù)碼產(chǎn)品蓬勃發(fā)展，手機(jī)顯示面板材質(zhì)已由開(kāi)始的塑料到鋁合金再到如今的鋁硅酸鹽玻璃分享，玻璃材質(zhì)是手機(jī)現場、電腦等數(shù)碼行業(yè)的發(fā)展趨勢(shì)便利性。從小屏到大屏，從厚屏到大屏高質量，從平面屏到曲面屏分析，折疊屏。具有視野更好質量，手感更佳，更加美觀表示，輕薄不久前，防眩光等優(yōu)點(diǎn)。一次次的技術(shù)革新質生產力，無(wú)疑對(duì)玻璃及相關(guān)產(chǎn)業(yè)鏈提出了更好的要求機構。  

目前市場(chǎng)上用于制造顯示面板的玻璃為高硼硅酸鹽和鋁硅酸鹽玻璃，都屬于典型的硬脆材料提升行動，且厚度僅0.4 mm左右更適合，其加工和拋光難度高。玻璃拋光中環境，玻璃的材料去除率與化學(xué) 機(jī) 械 拋 光 有 著 直 接 關(guān) 系 主要抓手。 化 學(xué) 機(jī) 械 拋 光 （chemical mechanical polishing，CMP） 技 術(shù) 常見(jiàn)于半導(dǎo)體制造工藝重要的角色，如晶圓的平坦化處理中空間載體。顧名思義，CMP是通過(guò)化學(xué)和機(jī)械的共同作用進(jìn)行拋光要落實好，單純的機(jī)械拋光容易造成被拋光物質(zhì)的表面質(zhì)量損傷即將展開，而單純的化學(xué)拋光具有速 度 慢 、 效 率 低 等 缺 點(diǎn) 相對簡便。CMP技術(shù)利用了“軟磨硬”原理創新科技，即用較軟的材料進(jìn)行化學(xué)拋光來(lái)處理較硬材料的表面，實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量的表面拋光特性。圖1為玻璃拋光機(jī)結(jié)構(gòu)示意圖服務機製。

采用ＣＭＰ技術(shù)時(shí)，拋光液（Slurry）的性能對(duì)拋光的表面質(zhì)量有顯著影響不負眾望。目前共同學習，國(guó)內(nèi)用于ＣＭＰ的拋光液以進(jìn)口為主，目前國(guó)內(nèi)也有CMP拋光液生產(chǎn)廠家推動並實現，主要以上海安集微電子為主。CMP研磨液常用于晶圓拋光，隨著科技的不斷發(fā)展更加完善，CMP研磨液在玻璃拋光中的作用越來(lái)越重要薄弱點。

Slurry是CMP的關(guān)鍵要素之一上高質量，其性能直接影響拋光后表面的質(zhì)量。Slurry一般由超細(xì)固體粒子研磨劑(如納米級(jí)SiO2效高、Al203粒子等)建設應用、表面活性劑、穩(wěn)定劑廣度和深度、氧化劑等組成應用的因素之一。影響去除速度的因素有: slurry的化學(xué)成分、濃度;磨粒的種類(lèi)日漸深入、大小奮勇向前、形狀及濃度；slurry的粘度預期、pH值經驗、流速、流動(dòng)途徑等合理需求。常用的Slurry有氧化鈰全技術方案，氧化鋁，氧化硅等氧化物磨粒先進水平；出于環(huán)敝匾?？紤]，目前有些研究放在對(duì)于水基復(fù)合環(huán)保型拋光液的研制及改良中搶抓機遇。由于微納米級(jí)磨料粒子極易團(tuán)聚綠色化發展，團(tuán)聚而成的大顆粒會(huì)在光學(xué)玻璃表面產(chǎn)生劃痕缺陷，因此制備拋光液時(shí)必須解決磨料粒子的團(tuán)聚問(wèn)題結論，使磨料粒子均勻分散在基體中應用創新，并具有好的分散穩(wěn)定性。

究其本質(zhì)足夠的實力，對(duì)于Slurry分散穩(wěn)定性研究和諧共生，其實(shí)是考察Slurry中的”working particle”和“bad particle”；”working particle”指的是在CMP過(guò)程中起到研磨作用的粒子全面闡釋；而“bad particle”指的是會(huì)引起劃痕缺陷用上了，降低良率的粒子；“working particle”的平均粒徑大小一定程度上確定了是用在什么等級(jí)的拋光工藝適應性強，是粗拋還是精拋的特性；“bad particle”的數(shù)量則影響拋光工藝中產(chǎn)生的劃痕缺陷數(shù)量。好的Slurry在CMP過(guò)程中是希望保留更多的“working particle”能力建設，用以獲得高的拋光效率高效；同時(shí)希望獲得少的“bad particle”,用以獲得少的劃痕缺陷。所以基礎，好的Slurry需要兼顧“working particle”和“bad particle”即是需要兼顧“效率”和“良率”領域。圖2：CMP拋光微觀示意圖研究進展。

PSS粒度儀為Slurry粒度檢測(cè)提供整套解決方案，Nicomp 380設(shè)備可測(cè)試Slurry粒徑分布，PI值溝通機製，提供“working particle”信息；AccuSizer 系列設(shè)備可對(duì)Slurry中大顆粒即“bad particle”進(jìn)行計(jì)數(shù)體系，量化“bad particle”信息宣講活動；如下案例所示，（放AD彩頁(yè)中粉材案例）

Tips: 目前的玻璃制造公司：Kyocera Corporation服務延伸，圣戈班新技術，康寧公司，AGC共創美好，Vitro，肖特高效流通，Coorstek Group預判，Morgan Advanced Materials，AIS Glass有力扭轉，Nippon Electric Glass Co.Ltd.等調解製度。

參考資料：

王遠(yuǎn), 李煥峰. 曲面手機(jī)玻璃的一種拋光工藝[J]. 玻璃, 2017(4).

王艷芝, 孫長(zhǎng)紅, 張旺璽, et al. 水基拋光液的分散性改善方法和應(yīng)用研究綜述[J]. 中原工學(xué)院學(xué)報(bào), 2019, 30(01):24-28.