【技術實現步驟摘要】
本專利技術波導器件材料，尤其涉及一種尖晶石鐵氧體拋光方法。
技術介紹
1、目前，尖晶石系列鐵氧體由于具有高硬度、低韌性的特點，其加工技術一直是個難點。高硬度意味著在拋光前需要通過精磨盡可能降低其表面粗糙度，但是低韌性導致在精磨過程中邊緣易碎從而造成細劃痕。而在拋光階段，由于基片硬度大，采用白剛玉配合無紡布、人造革等材質拋光墊進行拋光效果表現不佳，表現出去除速率慢，拋光后表面粗糙度大、一致性差，同批次粗糙度分布為40nm～55nm之間。這導致尖晶石鐵氧體的加工合格率最差僅有50%而且器件性能由于同批次材料表面粗糙度差別大導致不穩定且插損較大。中國專利申請202010630260.2公開了一種大尺寸鐵氧體基片及其拋光方法，該方法是針對石榴石類鐵氧體，石榴石類鐵氧體硬度比尖晶石低很多，拋光難度低，相同的工藝應用在尖晶石上會導致合格率低，且同批次粗糙度分布大。
技術實現思路
1、本專利技術的目的就在于提供一種尖晶石鐵氧體拋光方法，以解決上述問題。
2、為了實現上述目的，本專利技術采用的技術方案是這樣的：一種尖晶石鐵氧體拋光方法，其特征在于，包括以下步驟：
3、（a）配置1.5μm～3μm的白剛玉拋光液；
4、需要說明的是，由于磨料粒度分布中的d50，因此所述的“1.5μm～3μm”是指代磨料的粒徑型號。之所以選擇這樣的粒度范圍，是因為粒度越大，加工速率越快，加工后基片表面粗糙度越大，加工速率與粒度不成線性變化，低于1.5μm，一次拋光需要花費大量時間才能
5、（b）將步驟（a）得到的白剛玉拋光液配合肖氏硬度為70～90的聚氨酯拋光墊對尖晶石鐵氧體基片進行第一輪拋光，得到平面度小于2μm、粗糙度為35～40nm的半成品；
6、需要說明的是，拋光墊硬度越高，加工過程拋光墊形變越小，拋光面平面度越好，一次拋光注重快速去除、保持平面度，所以需要用肖氏硬度為70～90的高硬度拋光墊；
7、關于一次拋光的平面度、粗糙度的控制：一次拋光保證0.02mm以上的去除量，就可以保證粗糙度能降到40nm附近，采用硬質拋光墊，可以減少塌邊造成的平面度差。二次拋光用鉆石液，鉆石液濃度低，去除速率慢，二次拋光通常只會去除不到5μm厚度，一次拋光平面度大于2μm，會導致二次拋光有去除不完全的部位；粗糙度大于40nm，二次拋光要磨平一次拋光的加工痕跡需要花費大量時間，低于35nm，則是一次拋光磨料需要加工很長時間才能達到，甚至3μm磨料加工后粗糙度不會低于40nm；
8、（c）配置1.5μm～2.5μm的鉆石液；所述鉆石液可以是多晶或者單晶鉆石液；
9、（d）用步驟（c）得到的鉆石液配合肖氏硬度為60～70聚氨酯拋光墊對步驟（b）得到的半成品進行第二輪拋光，即得。
10、本專利技術主要創新點在于：純氧化鋁磨料拋光由于氧化鋁硬度低，低粒度加工時間長且加工后粗糙度分布大，高粒度加工后粗糙度無法達到30nm以下，且氧化鋁無法將尖晶石加工至10nm，鉆石能將尖晶石加工至10nm，但是其磨料顆粒濃度低，去除速率慢，價格高，無法回收，基片厚度的去除成本高。本專利技術綜合兩者的優點，用氧化鋁進行一次拋光，快速且低成本得到趨于鏡面的基片，再用鉆石加工從而實現超低粗糙度的鏡面。而且本專利技術也是獨有的將陶瓷和藍寶石加工行業中使用的鉆石液應用于鐵氧體拋光中。
11、作為優選的技術方案，步驟（a）中，所述白剛玉拋光液為采用白剛玉、水、聚乙烯醇作為原料，所述白剛玉、水、聚乙烯醇質量比為15～25:100:1～2。所述白剛玉優選采用純度99wt%的氧化鋁，經燒結后破碎后得到。
12、上述白剛玉拋光液中白剛玉的比例主要影響過濾效果，當其占磨料的比例低于15%，磨料的去除速率會很慢；如果高于25%，磨料容易團聚，在磨料循環過程中會堵塞過濾網，實際使用效果不佳，所以優選15～25%。
13、作為優選的技術方案，步驟（a）中，所述白剛玉拋光液的粒度為1.5μm。不同粒度加工后表面粗糙度不同，1.5μm為30nm～40nm，2μm為35～40nm，3μm為40～45nm，采用1.5μm的白剛玉拋光液加工后可以減少二次拋光所需去除量，因為二次拋光的拋光液不采用循環給料且價格高，因此兩段拋光可以減少二次拋光時間，從而節約成本。
14、作為優選的技術方案，步驟（c）中，所述鉆石液采用鉆石粉、水、碳酸鈣、乙二醇作為原料，所述鉆石粉、水、碳酸鈣、乙二醇的質量比為0.5～1:100:1:30。
15、上述鉆石液的濃度配方是因為鉆石磨料價格非常高，從成本的角度考慮，不宜采用高濃度；但是如果濃度過低，拋光液幾乎沒有去除能力，綜合考慮成本和效果，優選磨料占比為0.5%～1%的比例。
16、作為優選的技術方案，步驟（c）中，所述鉆石液的粒徑為1.5μm。
17、作為優選的技術方案，步驟（b）或者步驟（d）中，對聚氨酯拋光墊進行刻凹槽，格子尺寸為20mm*20mm。凹槽可以作為拋光液的流道，從而控制拋光液的分布，使其分布更均勻。
18、與現有技術相比，本專利技術的優點在于：采用本專利技術的拋光方法，能夠得到表面粗糙度為10nm，整面粗糙度偏差為2nm的尖晶石鐵氧體基片；在達到高表面質量的同時，能夠大幅縮短拋光時間，與傳統一次拋光相比，將加工時長從5～6小時縮短至4.5小時以內，提高拋光效率；本專利技術的拋光方法解決了尖晶石鐵氧體基片拋光后表面粗糙度大，表面質量差有橘皮，拋光后表面粗糙度不均勻等問題，極大提高基片的生產效率、產品一致性，有利于微波器件的穩定性和可靠性。
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1.一種尖晶石鐵氧體拋光方法，其特征在于，包括以下步驟：
2.根據權利要求1所述的尖晶石鐵氧體拋光方法，其特征在于，步驟（A）中，所述白剛玉拋光液為采用白剛玉、水、聚乙烯醇作為原料，所述白剛玉、水、聚乙烯醇質量比為15～25:100:1～2。
3.根據權利要求1所述的尖晶石鐵氧體拋光方法，其特征在于，步驟（A）中，所述白剛玉拋光液的粒度為1.5μm。
4.根據權利要求1所述的尖晶石鐵氧體拋光方法，其特征在于，步驟（C）中，所述鉆石液采用鉆石粉、水、碳酸鈣、乙二醇作為原料，所述鉆石粉、水、碳酸鈣、乙二醇的質量比為0.5～1:100:1:30。
5.根據權利要求1所述的尖晶石鐵氧體拋光方法，其特征在于，步驟（C）中，所述鉆石液的粒徑為1.5μmμm。
6.根據權利要求1所述的尖晶石鐵氧體拋光方法，其特征在于，步驟（B）或者步驟（D）中，對聚氨酯拋光墊進行刻槽，格子尺寸為20mm*20mm。
【技術特征摘要】
1.一種尖晶石鐵氧體拋光方法，其特征在于，包括以下步驟：
2.根據權利要求1所述的尖晶石鐵氧體拋光方法，其特征在于，步驟（a）中，所述白剛玉拋光液為采用白剛玉、水、聚乙烯醇作為原料，所述白剛玉、水、聚乙烯醇質量比為15～25:100:1～2。
3.根據權利要求1所述的尖晶石鐵氧體拋光方法，其特征在于，步驟（a）中，所述白剛玉拋光液的粒度為1.5μm。
4.根據權利要求1所述的尖晶石鐵氧體拋...
【專利技術屬性】
技術研發人員：孔偉，廖佳麗，楊菲，鄧蜀平，陳建杰，胡藝繽，
申請(專利權)人：西南應用磁學研究所中國電子科技集團公司第九研究所，
類型：發明
國別省市：
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