專利名稱：釩酸釔單晶片的批量加工工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
背景技術(shù)：
釩酸釔晶體YVO4是用提拉法生長(zhǎng)的正單軸晶體。它比CaCO3和LiNbO3有更高的折射率(ΔN＝0.22，0.63-1.30μm)，它有更寬的透光范圍。YVO4比LiNbO3有更好的機(jī)械性能。它有較好的熱性能和很好的物理、化學(xué)穩(wěn)定性，所以YVO4晶體是制作紫外—可見—紅外光偏振器元件的理想材料。YVO4被廣泛使用，特別是在光纖通訊中，它能使光學(xué)元件更小型化。YVO4在光纖通訊廣泛使用，所以要求加工出的元件要小，才能滿足光學(xué)元件向更小型化發(fā)展的需求，現(xiàn)在要求的加工產(chǎn)品經(jīng)常是2×3×7m的長(zhǎng)方體，甚至更小。
已有的加工方法是先給釩酸釔單晶準(zhǔn)確定向并對(duì)釩酸釔單晶的切割成片，對(duì)釩酸釔單晶片進(jìn)行倒角，再上盤對(duì)釩酸釔單晶片進(jìn)行單面研磨和拋光，翻盤后再上盤對(duì)另一面進(jìn)行單面研磨和拋光。加工方法均采用單片倒角，由于它是小長(zhǎng)方體，太小不容易拿住，長(zhǎng)方體有八個(gè)邊需要倒角，所以費(fèi)時(shí)、費(fèi)力，極不容易做，且加工的數(shù)量有限，不能滿足市場(chǎng)，加工釩酸釔單晶的切割費(fèi)較高。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的就是要解決釩酸釔單晶割成片、研磨和拋光加工時(shí)間較長(zhǎng)，加工效率低，特別是解決了倒角難的問題。提供一種能夠大幅度降低產(chǎn)品成本，大大提高產(chǎn)品的生產(chǎn)效率的釩酸釔單晶片批量加工工藝。
本發(fā)明的釩酸釔單晶片的批量加工工藝第一步給釩酸釔單晶準(zhǔn)確定向。選用釩酸釔單晶材料，求對(duì)釩酸釔進(jìn)行定向。用X射線定向儀定向時(shí)，先用標(biāo)準(zhǔn)塊調(diào)零，然后測(cè)出釩酸釔單晶的晶向。
第二步釩酸釔單晶的切割。用蠟把定好向的釩酸釔固定好，根據(jù)光垂直通過平面時(shí)，反射光會(huì)返回到原發(fā)光點(diǎn)的原理來(lái)調(diào)節(jié)切割機(jī)的切割方向。固定和調(diào)節(jié)好后，用切割機(jī)準(zhǔn)確的切出釩酸釔的晶片外形。
第三步為了能批量整盤倒角，必須有些輔助卡具。用一些窄于釩酸釔單晶片厚度的玻璃條。把所要上盤的釩酸釔晶片和玻璃條均勻涂上蠟，用玻璃條擺成許多小方格，然后把釩酸釔晶片放入小方格中，最后壓緊、擺齊、固定好。這樣上盤得到排列的釩酸釔單晶片，行與豎都非常齊，行與行之間和豎與豎之間又有很多的小溝，用磨棒在小溝滑動(dòng)，對(duì)釩酸釔單晶片進(jìn)行快速的倒角，如可以用一個(gè)相應(yīng)的小圓寶石棒在溝滑動(dòng)而進(jìn)行整盤倒角。整盤倒角不但可以實(shí)現(xiàn)批量生產(chǎn)，而且解決了特小晶塊倒角時(shí)，用手不好拿的問題。因加工結(jié)束時(shí)，客戶要求留有0.1mm左右倒角余量，所以要計(jì)算出加工量，按加工量和留有余量的總量來(lái)倒角。
第四步釩酸釔的研磨。我們采用W20的金剛砂，在二軸機(jī)或四軸上對(duì)釩酸釔進(jìn)行粗磨。當(dāng)外形尺寸接近時(shí)，粗磨結(jié)束。采用W7的金剛砂進(jìn)行精磨。因?yàn)殁C酸釔大多用在光纖通訊上，所以對(duì)平行度要求很高。我們?cè)诰r(shí)平行度也一定要好，否則在拋光后不可能得到非常高的平行度。我們把精磨好的釩酸釔拿來(lái)用千分尺測(cè)量，其整盤偏差一定要小于0.001mm。
第五步釩酸釔晶片的拋光。我們?cè)诙S機(jī)或四軸機(jī)上先用氧化鈰進(jìn)行初拋。因?yàn)殁C酸釔的硬度相對(duì)不高，所以用氧化鈰拋光的速度較快。到砂眼被拋掉，面形等基本達(dá)到要求后，采用T.S.E2040拋光液進(jìn)行最精拋光。T.S.E2040拋光液的主要成份為PH值10.7——11.2SiO2含量14——16％平均粒度(nm)40——70鈉(Na)含量0.3％其它雜質(zhì)0.01％其余量為水我們可以看出T.S.E2040拋光液中所含SiO2的平均粒徑非常小，所以最后用其拋光可以使釩酸釔晶體的表面粗糙度加工到更好。
拋好后，用刀片把用來(lái)固定的蠟刻掉，下盤，然后把釩酸釔長(zhǎng)方體翻過來(lái)上盤，按第三步到第五步做，最后得到加工好的釩酸釔單晶片。
本發(fā)明采用了整體上盤，整體倒角的辦法，解決了倒角難題。該項(xiàng)技術(shù)核心工藝的突破，能夠大幅度降低產(chǎn)品生產(chǎn)成本，大大提高產(chǎn)品生產(chǎn)效率，提高了產(chǎn)品的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力；進(jìn)一步采用的特定的拋光液，更適應(yīng)釩酸釔晶體的表面拋光加工，使得加工效率大大提高，加工效果更好。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例一、一種釩酸釔單晶片的批量加工工藝第一步給釩酸釔單晶準(zhǔn)確定向。先用優(yōu)質(zhì)釩酸釔單晶材料，然后根據(jù)要求對(duì)釩酸釔進(jìn)行定向。用X射線定向儀定向時(shí)，先用標(biāo)準(zhǔn)塊調(diào)零，然后測(cè)出釩酸釔單晶的晶向。
第二步釩酸釔單晶的切割。用蠟把定好向的釩酸釔固定好，根據(jù)光垂直通過平面時(shí)，反射光會(huì)返回到原發(fā)光點(diǎn)的原理來(lái)調(diào)節(jié)切割機(jī)的切割方向。固定和調(diào)節(jié)好后，用切割機(jī)準(zhǔn)確的切出釩酸釔的晶片外形。
第三步釩酸釔的倒角。為了能批量整盤倒角，必須有些輔助卡具，做一些很薄很窄的長(zhǎng)玻璃條。把所要上盤的釩酸釔和玻璃條均勻涂上蠟，用玻璃條擺成許多小方格，然后把釩酸釔小塊放入小方格中，最后壓緊、擺齊、固定好。這樣上盤得到的釩酸釔單晶，行與豎都非常齊，行與行之間和豎與豎之間又有很多的小溝，這樣可以用一個(gè)相應(yīng)的小圓寶石棒進(jìn)行整盤倒角。整盤倒角不但可以實(shí)現(xiàn)批量生產(chǎn)，而且解決了特小晶塊倒角時(shí)，用手不好拿的問題。因加工結(jié)束時(shí)，客戶要求留有0.1mm左右倒角余量，所以要計(jì)算出加工量，按加工量和留有余量的總量來(lái)倒角。
第四步釩酸釔晶片的研磨。我們采用W20的金剛砂，在二軸機(jī)或四軸上對(duì)釩酸釔進(jìn)行粗磨。當(dāng)外形尺寸接近時(shí)，粗磨結(jié)束。采用W7的金剛砂進(jìn)行精磨。因?yàn)殁C酸釔大多用在光纖通訊上，所以對(duì)平行度要求很高。我們?cè)诰r(shí)平行度也一定要好，否則在拋光后不可能得到非常高的平行度。我們把精磨好的釩酸釔晶片拿來(lái)用千分尺測(cè)量，其整盤偏差一定要小于0.001mm。
第五步釩酸釔晶片的拋光。我們?cè)诙S機(jī)或四軸機(jī)上先用氧化鈰進(jìn)行初拋。因?yàn)殁C酸釔的硬度相對(duì)不高，所以用氧化鈰拋光的速度較快。到砂眼被拋掉，面形等基本達(dá)到要求后，采用T.S.E2040拋光液進(jìn)行最后拋光。T.S.E2040拋光液PH值10.8，其的主要成份配比為SiO2含量重量百分比14.5％，平均粒度(nm)45；
鈉(Na)重量含量0.3％；其它雜質(zhì)重量含量0.01％；其余為水。
我們可以看出T.S.E2040拋光液中所含SiO2的平均粒徑非常小，所以最后用其拋光可以使釩酸釔晶體的表面粗糙度加工到更好。
拋好這面后，用刀片把用來(lái)固定的蠟刻掉，下盤，然后把釩酸釔長(zhǎng)方體翻過來(lái)上盤，按第三步到第五步做另一面的研磨和拋光，最后得到加工好的釩酸釔單晶片。
實(shí)施例二、一種釩酸釔單晶片的批量加工工藝第一步給釩酸釔單晶準(zhǔn)確定向。先用優(yōu)質(zhì)釩酸釔單晶材料，然后根據(jù)要求對(duì)釩酸釔進(jìn)行定向。用X射線定向儀定向時(shí)，先用標(biāo)準(zhǔn)塊調(diào)零，然后測(cè)出釩酸釔單晶的晶向。
第二步釩酸釔單晶的切割。用蠟把定好向的釩酸釔固定好，根據(jù)光垂直通過平面時(shí)，反射光會(huì)返回到原發(fā)光點(diǎn)的原理來(lái)調(diào)節(jié)切割機(jī)的切割方向。固定和調(diào)節(jié)好后，用切割機(jī)準(zhǔn)確的切出釩酸釔的外形。
第三步為了能批量整盤倒角，做一些很薄很窄的長(zhǎng)玻璃條。把所要上盤的釩酸釔和玻璃條均勻涂上蠟，用玻璃條擺成許多小方格，然后把高于玻璃條的釩酸釔小塊放入小方格中，最后壓緊、擺齊、固定好。這樣上盤得到的釩酸釔單晶，行與豎都非常齊，行與行之間和豎與豎之間又有很多的小溝，用一個(gè)相應(yīng)的小圓寶石棒在溝內(nèi)滑動(dòng)進(jìn)行整盤倒角。整盤倒角不但可以實(shí)現(xiàn)批量生產(chǎn)，而且解決了特小晶塊倒角時(shí)，用手不好拿的問題。因加工結(jié)束時(shí)，客戶要求留有0.1mm左右倒角余量，所以要計(jì)算出加工量，按加工量和留有余量的總量來(lái)倒角。
第四步采用W20的金剛砂，在二軸機(jī)或四軸上對(duì)釩酸釔進(jìn)行粗磨。當(dāng)外形尺寸接近時(shí)，粗磨結(jié)束。采用W7的金剛砂進(jìn)行精磨。因?yàn)殁C酸釔大多用在光纖通訊上，所以對(duì)平行度要求很高。我們?cè)诰r(shí)平行度也一定要好，否則在拋光后不可能得到非常高的平行度。我們把精磨好的釩酸釔拿來(lái)用千分尺測(cè)量，其整盤偏差一定要小于0.001mm。
第五步在二軸機(jī)或四軸機(jī)上先用氧化鈰進(jìn)行初拋。因?yàn)殁C酸釔的硬度相對(duì)不高，所以用氧化鈰拋光的速度較快。到砂眼被拋掉，面形等基本達(dá)到要求后，采用T.S.E2040拋光液進(jìn)行最后拋光。T.S.E2040拋光液的PH值11；主要成份重量配比為SiO2含量15％，平均粒度(nm)∶50；鈉(Na)含量0.3％；其它雜質(zhì)0.01％；其余為水。
我們可以看出T.S.E2040拋光液中所含SiO2的平均粒徑非常小，所以最后用其拋光可以使釩酸釔晶體的表面粗糙度加工到更好。
拋好正面后，用刀片把用來(lái)固定的蠟刻掉，下盤，然后把釩酸釔長(zhǎng)方體翻過來(lái)上盤，按第三步到第五步做加工背面，最后得到加工好的長(zhǎng)方形釩酸釔單晶片。
實(shí)施例三、一種釩酸釔單晶片的批量加工工藝第一步給釩酸釔單晶準(zhǔn)確定向。先用優(yōu)質(zhì)釩酸釔單晶材料，然后根據(jù)要求對(duì)釩酸釔進(jìn)行定向。用X射線定向儀定向時(shí)，先用標(biāo)準(zhǔn)塊調(diào)零，然后測(cè)出釩酸釔單晶的晶向。
第二步釩酸釔單晶的切割。用蠟把定好向的釩酸釔固定好，根據(jù)光垂直通過平面時(shí)，反射光會(huì)返回到原發(fā)光點(diǎn)的原理來(lái)調(diào)節(jié)切割機(jī)的切割方向。固定和調(diào)節(jié)好后，用切割機(jī)準(zhǔn)確的切出釩酸釔的小塊外形(晶片)。
第三步釩酸釔的倒角。為了能批量整盤倒角，必須有些輔助卡具，我們做一些很薄很窄的長(zhǎng)玻璃條。把所要上盤的釩酸釔和玻璃條均勻涂上蠟，用玻璃條擺成許多小方格，然后把釩酸釔小塊放入小方格中，最后壓緊、擺齊、固定好。這樣上盤得到的釩酸釔單晶，行與豎都非常齊，行與行之間和豎與豎之間又有很多的小溝，這樣可以用一個(gè)相應(yīng)的小圓寶石棒進(jìn)行整盤倒角。整盤倒角不但可以實(shí)現(xiàn)批量生產(chǎn)，而且解決了特小晶塊倒角時(shí)，用手不好拿的問題。因加工結(jié)束時(shí)，要求留有0.1mm左右倒角余量，所以要計(jì)算出加工量，按加工量和留有余量的總量來(lái)倒角。
第四步釩酸釔的研磨。我們采用W20的金剛砂，在二軸機(jī)或四軸上對(duì)釩酸釔進(jìn)行粗磨。當(dāng)外形尺寸接近時(shí)，粗磨結(jié)束。采用W7的金剛砂進(jìn)行精磨。因?yàn)殁C酸釔大多用在光纖通訊上，所以對(duì)平行度要求很高。我們?cè)诰r(shí)平行度也一定要好，否則在拋光后不可能得到非常高的平行度。我們把精磨好的釩酸釔拿來(lái)用千分尺測(cè)量，其整盤偏差一定要小于0.001mm。
第五步釩酸釔的拋光。我們?cè)诙S機(jī)或四軸機(jī)上先用氧化鈰對(duì)釩酸釔進(jìn)行初拋。因?yàn)殁C酸釔的硬度相對(duì)不高，所以用氧化鈰拋光的速度較快。到砂眼被拋掉，面形等基本達(dá)到要求后，采用T.S.E2040拋光液進(jìn)行最后拋光。T.S.E2040拋光液的主要成份為PH值11.1；SiO2含量重量百分比14％，平均粒度(nm)60；鈉(Na)重量含量0.3％；其它雜質(zhì)重量0.01％；其余為水。
我們可以看出T.S.E2040拋光液中所含SiO2的平均粒徑較小，所以最后用其拋光可以使釩酸釔晶體的表面粗糙度加工到更好，更容易達(dá)到質(zhì)量以求。
一面拋好后，用刀片把用來(lái)固定的蠟刻掉，下盤，然后把釩酸釔長(zhǎng)方體翻過來(lái)上盤，按第三步到第五步做加工另一面，最后得到加工好的釩酸釔單晶片小塊。
權(quán)利要求
1.一種釩酸釔單晶片的批量加工工藝，按如下步驟進(jìn)行第一步選用釩酸釔單晶材料，用X射線定向儀定向?qū)︹C酸釔單晶材料進(jìn)行定向，先用標(biāo)準(zhǔn)塊調(diào)零，然后測(cè)出釩酸釔單晶的晶向；第二步用蠟把定好向的釩酸釔單晶材料固定好，根據(jù)光垂直通過平面時(shí)，反射光會(huì)返回到原發(fā)光點(diǎn)的原理來(lái)調(diào)節(jié)切割機(jī)的切割方向，用切割機(jī)切出釩酸釔的晶片外形；第三步輔助卡具選用一些窄于釩酸釔單晶片厚度的玻璃條，把所要上盤的釩酸釔晶片和玻璃條均勻涂上蠟，用玻璃條擺成許多小方格，然后把釩酸釔晶片放入小方格中，最后壓緊、擺齊、固定好；用磨棒在釩酸釔晶片的行與行之間和豎與豎之間的溝滑動(dòng)，對(duì)釩酸釔單晶片進(jìn)行快速的倒角；第四步采用W20的金剛砂在二軸機(jī)或四軸上對(duì)釩酸釔進(jìn)行粗磨，采用W7的金剛砂進(jìn)行精磨。第五步在二軸機(jī)或四軸機(jī)上進(jìn)行拋光。
2.如權(quán)利要求1所說的釩酸釔單晶片的批量加工工藝，其特征在于先用氧化鈰進(jìn)行初拋，面形等基本達(dá)到要求后，采用T.S.E2040拋光液進(jìn)行最后拋光，T.S.E2040拋光液的成份為PH值10.7——11.2；SiO2含量14——16％；平均粒度(nm)40——70；鈉(Na)含量0.3％；其它雜質(zhì)0.01％；其余量為水。
3.如權(quán)利要求1或所說的釩酸釔單晶片的批量加工工藝，其特征在于用一個(gè)小圓寶石棒在溝滑動(dòng)而進(jìn)行整盤倒角。
全文摘要
釩酸釔單晶片的批量加工工藝，用X射線定向儀對(duì)釩酸釔單晶材料定向，用蠟把釩酸釔單晶材料固定好，用切割機(jī)切出釩酸釔晶片；選用窄于釩酸釔單晶片厚度的玻璃條，把所要上盤的晶片和玻璃條均勻涂上蠟，玻璃條擺成許多小方格，把晶片放入小方格中；用磨棒在晶片之間的溝滑動(dòng)；在二軸機(jī)或四軸上用W20的金剛砂進(jìn)行粗磨，用W7的金剛砂進(jìn)行精磨，再進(jìn)行拋光。先用氧化鈰進(jìn)行初拋，再用SiO
文檔編號(hào)B24B7/20GK1480305SQ0213289
公開日2004年3月10日 申請(qǐng)日期2002年9月6日 優(yōu)先權(quán)日2002年9月6日
發(fā)明者鄭琛, 鄭 琛 申請(qǐng)人:大連淡寧實(shí)業(yè)發(fā)展有限公司