Абразивная полировальная суспензия для материалов электронной техники СВЧ Российский патент 2025 года по МПК C09G1/02 C09G1/14 C01B32/25 C07C31/22 

Изобретение относится к различным технологическим процессам, химии и металлургии, а именно абразивным полировальным суспензиям для материалов электронной техники СВЧ.

Абразивные полировальные суспензии, пасты для материалов электронной техники СВЧ характеризуются повышенными требованиями с точки зрения их физических свойств, а именно:

- размер частиц, мкм;

- твердость частиц;

- однородность;

- чистота в целом, процентах (далее %),

и, соответственно, обеспечением высокого класса чистоты обработки поверхности материала.

Известна полировальная паста для суперфинишной доводки поверхности металлов, сплавов и неметаллических материалов содержащая абразив, органическую основу и поверхностно-активное вещество.

Которая с целью увеличения скорости съема полируемого материала с одновременным обеспечением высокого класса чистоты обработки поверхности материала, в качестве абразива паста содержит ультрадисперсный алмазный порошок с чистотой не менее 99%, дисперсностью 400-500 м²/г, размером первичных частиц 3,5-6,0 нм, в качестве поверхностно-активного вещества - олеиновую кислоту, а в качестве органической основы - глицерин при следующем соотношении компонентов, мас. %:

Ультрадисперсный алмазный порошок 14-15 Олеиновая кислота 2-5 Глицерин Остальное

[Патент №2174138 РФ. Абразивная суспензия для полирования полупроводниковых материалов / В.А. Алексеев // Бюл. - 1998 г.].

Известна алмазная суспензия для суперфинишной обработки поверхности изделий из благородных металлов и мягких сплавов, оптики и зеркал специального назначения, содержащая алмазный порошок в качестве абразива, глицерин в качестве органической основы и моющий состав.

Которая, с целью создания абразивной суспензии для суперфинишной обработки поверхности изделий из благородных металлов и мягких сплавов, оптики и зеркал специального назначения с одновременным моющим и обезжиривающим действием, в качестве поверхностно-активного вещества, в качестве алмазного порошка она содержит ультрадисперсный алмазный порошок с чистотой не менее 99% и удельной поверхностью 400-500 м²/г при следующем соотношении компонентов, мас. %:

Ультрадисперсный алмазный порошок 4-5 Глицерин 24-26 Моющий состав Остальное

[Патент №2196158 РФ. Абразивная суспензия / Е.В. Никитин // Бюл. - 2003 г. - № 1].

Полировальная паста первого и полировальная суспензия второго аналогов на основе алмазного порошка предназначены в основном для финишной доводки обрабатываемой поверхности материала.

Известна абразивная суспензия для полирования полупроводниковых материалов, содержащая алмазный микропорошок и воду дистиллированную воду.

Которая, с целью улучшения качества оптической поверхности, преимущественно при полировании зеркал из поликристаллического кремния для лазерных систем, она дополнительно содержит кислый фторид натрия при следующем соотношении компонентов, мас. %:

Кислый фторид натрия 1-5 Алмазный микропорошок 1-3 Вода дистиллированная Остальное

[Патент №2102543 РФ. Абразивная суспензия для полирования полупроводниковых материалов / В.А. Алексеев // Бюл. - 1998 г.] - прототип.

Данная абразивная суспензия предназначена в основном для шлифования материала, поскольку размер частиц алмазного порошка 1,0 мкм и более, который не позволяет достичь чистоты обработки поверхности материала более 12 класса.

Технический результат - повышение качества - обеспечение заданных физических свойств абразивной полировальной суспензии - размера частиц, твердости частиц, однородности, чистоты в целом, и соответственно повышение качества обработки материалов электронной техники СВЧ.

Указанный технический результат достигается заявленной абразивной полировальной суспензией для материалов электронной техники СВЧ, на основе алмазного микропорошка и воды.

При этом

абразивная полировальная суспензия дополнительно содержит глицерин,

алмазный микропорошок выполнен субмикронного размера, с размером частиц менее 0,5 мкм, вода выполнена деионизованной, с чистотой не менее 99,9% - удельным сопротивлением не менее 18 МОм⋅см, следующего качественного и количественного состава компонентов, мас. %:

алмазный субмикронный порошок 0,1-0,2 глицерин 23,0-25,0 вода деионизованная остальное

Материал электронной техники СВЧ представляет собой ферритовый либо керамический, либо композиционный материал на их основе, либо полупроводниковый материал.

Раскрытие сущности изобретения

Совокупность существенных признаков как ограничительной, так и отличительной частей заявленной формулы изобретения - абразивная полировальная суспензия для материалов электронной техники СВЧ, а именно.

Наличие в абразивной полировальной суспензии дополнительно глицерина и когда,

алмазный микропорошок выполнен субмикронного размера, с размером частиц менее 0,5 мкм,

вода выполнена деионизованной, с чистотой не менее 99,9% - удельным сопротивлением не менее 18 МОм⋅см,

следующего качественного и количественного состава компонентов, мас. %:

алмазный субмикронный порошок 0,1-0,2 глицерин 23,0-25,0 вода деионизованная остальное

Это обеспечивает:

во-первых, повышение качества - физических свойств абразивной полировальной суспензии, а именно обеспечение:

- минимального размер частиц - менее 0,5 мкм;

- достаточно высокую однородность, благодаря наличия глицерина, который и обеспечивает однородное распределение алмазных частиц в объёме полировальной суспензии;

- чистоты в целом - не менее 99,9%, благодаря в том числе деионизованной воды с чистотой не менее 99,9%,

- заданных значений твердости частиц - по шкале Мооса - 10;

во-вторых, и соответственно повышение качества обработки поверхности материалов электронной техники СВЧ примерно до 14 класса чистоты.

Указанный диапазон значений количественного состава каждого из компонентов качественного состава заявленной формулы изобретения - абразивная полировальная суспензия для материалов электронной техники СВЧ являются оптимальными, с точки зрения достижения указанного технического результата - повышение качества - обеспечение заданных физических свойств абразивной полировальной суспензии - размера частиц, твердости частиц, однородности, чистоты в целом, и соответственно повышение качества обработки материалов электронной техники СВЧ и, нарушение их, как слева, так и справа нежелательно, так как приводит к ухудшению последнего, что подтверждено данными, представленными в таблице.

Изобретение иллюстрируется иными материалами.

На Фиг. 1 а, б, в представлены фотографии - образцы, выполненные из материалов электронной техники СВЧ, поверхность каждого из которых обработана заявленной абразивной полировальной суспензией соответственно.

При этом

На фиг. 1 (а, б, в) - образцы из поликристаллического ферритового материала (ТС0.737.016 ТУ, ТС0.734.002 ТУ), при этом они отличаются габаритными размерами (60×48, 48×30, 30×24).

На фиг. 2 - образец из керамического материала (ТС0.734.002 ТУ).

На фиг. 3 - образец из монокристаллического материала с кристаллической структурой типа граната.

При этом изображение получено посредством фотокамеры.

Как видно - образцы, выполненные из материалов электронной техники СВЧ, поверхность каждого из которых обработана заявленной абразивной полировальной суспензией отличаются:

во-первых, достаточно высоким качеством обработки поверхности, примерно 13-14 класса чистоты, что подтверждено данными, представленными в таблице;

во-вторых, однородностью обработки поверхности судя по внешнему их виду;

в-третьих, отсутствие недопустимых дефектов поверхности - царапин - более 2 шт., раковин - более 3 шт.

Примеры конкретного выполнения

Пример 1

1. Приготавливают компоненты абразивной полировальной суспензии согласно качественного и количественного состава заявленной формулы изобретения:

Алмазный субмикронный порошок, с размером частиц менее 0,5 мкм АСМ 0,5/0 или АСМ 0,3/0 ГОСТ 9206-80, в количестве, мас. % - 0,15.

Глицерин ч. д. а. ГОСТ 6259-75, в количестве, мас. % - 24,0.

Вода деионизованная с чистотой не менее 99,9% марка Б ОСТ 11 029.003-80 - удельным сопротивлением не менее 18 МОм⋅см, в количестве, мас. % - 75,85.

2. Осуществляют приготовление самой абразивной полировальной суспензии посредством смешивания и диспергирования в ультразвуковой ванне ODA-LQ60 в течение 1 ч выше приготовленных компонентов абразивной полировальной суспензии.

Примеры 2-6

Аналогично примеру 1 изготовлены образцы абразивной полировальной суспензии, но при других количественных составах указанных в формуле изобретения (примеры 2-3) и за ее пределами (примеры 4-5).

3. Изготовленные образцы абразивной полировальной суспензии были исследованы на предмет физических свойств:

- размер частиц посредством лазерного анализатора гранулометрического состава частиц HORIBA LA-960;

- однородность - визуально по цвету суспензии;

- чистота в целом - исходя из чистоты исходных компонентов.

4. Изготовленные образцы абразивной полировальной суспензии использовали для обработки поверхности образцов, выполненных из следующих материалов электронной техники СВЧ соответственно, а именно:

- образец поликристаллического ферритового материала (фиг. 1 (а, б, в));

- образец керамического материала (фиг. 2);

- образец монокристаллического материала с кристаллической структурой типа граната (фиг. 3).

Данные образцы материалов электронной техники СВЧ исследованы на предмет качества чистоты обработки поверхности, посредством измерения уровня шероховатости (Ra) в соответствии ГОСТ 2789 с помощью профилометра 296.

Данные представлены в таблице.

Как видно из таблицы.

1. Образцы абразивной полировальной суспензии, приготовленные согласно формулы изобретения (примеры 1-3), имеют:

- размер частиц - менее 0,5 мкм;

- высокую однородность.

2. Упомянутые образцы, выполненные из материалов электронной техники СВЧ и обработанные изготовленными образцами абразивной полировальной суспензией, имеют - 13-14 класс чистоты обработки поверхности соответственно (примеры 1-3), в отличие от образцов, изготовленных за пределами формулы изобретения, которые имеют - 12 класс чистоты обработки поверхности (примеры 4-5).

Таким образом, заявленная абразивная полировальная суспензия для материалов электронной техники СВЧ по сравнению с прототипом обеспечит указанный технический результат - повышение качества - физических свойств абразивной полировальной суспензии:

- малый размер частиц - менее 0,5 мкм,

- заданные значения твердости частиц - 10 по шкале Мооса,

- достаточно высокую однородность.

И, соответственно, повышение качества обработки поверхности материалов электронной техники СВЧ.

Изобретение относится к области изготовления абразивных полировальных суспензий для материалов электронной техники СВЧ. Полировальная суспензия состоит из алмазного субмикронного порошка 0,1-0,2 мас. %, глицерина 23,0-25,0 мас. % и деионизованной воды - остальное. Размер частиц алмазного порошка составляет менее 0,5 мкм. Деионизованную воду используют с чистотой не менее 99,9% и удельным сопротивлением не менее 18 МОм⋅см. Изобретение позволяет повысить качество обработки поверхности материалов электронной техники СВЧ. 1 з.п. ф-лы, 3 ил., 1 табл., 6 пр.

1. Абразивная полировальная суспензия для материалов электронной техники СВЧ на основе алмазного микропорошка и воды, отличающаяся тем, что абразивная полировальная суспензия дополнительно содержит глицерин, алмазный микропорошок выполнен субмикронного размера с размером частиц менее 0,5 мкм, вода выполнена деионизованной с чистотой не менее 99,9% и удельным сопротивлением не менее 18 МОм⋅см, следующего качественного и количественного состава компонентов, мас. %:

алмазный субмикронный порошок 0,1-0,2 глицерин 23,0-25,0 вода деионизованная остальное

2. Абразивная полировальная суспензия для материалов электронной техники СВЧ по п. 1, отличающаяся тем, что материал электронной техники СВЧ представляет собой ферритовый, либо керамический, либо композиционный материал на их основе, либо полупроводниковый материал.