CN101623843A - 低通光学滤波器超薄晶片的制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种低通光学滤波器超薄晶片的制作方法，其特征在于：在利用抛光机对晶片进行抛光时，使用氟碳表面活性剂作为稀土抛光粉添加剂。在利用抛光机对晶片进行抛光前，还包括：对毛胚晶片的平行度和光洁度进行检查；切割角、旋转角的判定；晶片的研磨。在利用抛光机对晶片进行抛光后，还包括：清洗晶片；对晶片进行波面检查；对晶片进行脉理检测；对晶片进行超净面精检查。本方法制造的滤波器晶片厚度与口径之比≥1∶15，面积为39.95mm×33mm，厚度为0.165mm～0.215mm，光圈N≈5；加氟添加液抛光工艺，提高了晶片的面精度，增加光透过率，减少光圈(N≤5)，提高晶体片粗糙度≤30A，表面透过条纹≤5本、反射条纹≤8本、透过率增加20％、面精度＝10/5。

Description

低通光学滤波器超薄晶片的制造方法

技术领域

本发明涉及一种低通光学滤波器超薄晶片的制造方法。

背景技术

低通光学滤光器(OLPF)的工作原理是由二块或多块石英晶体薄板胶合而成，一般放在CCD传感器前面。各种不同频率的CZP三维视频测试图案经过红外滤光片后产生低通滤波效果，并截去0.76mm以上的波长光，经过保护玻璃进入微透镜阵列和彩色编码器，最后成像在CCD光敏面上，变成带有目标图像信息的电信号，经过处理电路输出复合视频信号。它的用途非常广泛，一般用于数码成像的产品，都需要用到低通光学滤光器，主要应用于数码相机、数码手机、可视影视电话等等。

近年来，低通光学滤光器随着光电子产业的发展，从低端迈入高端，主要表现为对低通光学滤波器的要求是超大面积口径，超薄厚度，从而能够达到数码成像系统日益追求的高亮度、超清晰度、超精细结构。目前，市场上的滤光器晶片大多口径在8.2mm×8.8mm且厚度在0.3mm以上，超薄光学产品的制造，长期以来一直是精密光学制造业的一道难题，尤其是零件的面积与厚度之比超过10∶1时产品更是难于加工，并到达非常理想的光学特性。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种大口径的低通光学滤波器超薄晶片的生产方法。

为解决上述技术问题本发明的技术方案为：一种低通光学滤波器超薄晶片的制作方法，其特征在于：在利用抛光机对晶片进行抛光时，使用氟碳表面活性剂作为稀土抛光粉添加剂，所述稀土抛光粉为氧化铈抛光粉，氟碳表面活性剂为混杂性表面活性剂，每8升水加6g氟碳表面活性剂，PH值控制在8～9之间。

作为本发明的进一步改进，在利用抛光机对晶片进行抛光前，还包括下列步骤：

(1)、对毛胚晶片的平行度和光洁度进行检查，包括表面透过波面、表面面精度检查；

(2)、对上述步骤(1)中检查合格的毛胚晶片的切割角、旋转角进行判定；

(3)、对上述步骤(2)中角度判定合格的毛胚晶片进行研磨。

作为本实用新型的更一步改进，在利用抛光机对晶片进行抛光后，还包括下列步骤：

(1)、使用超声波机清洗经抛光机进行抛光后的晶片；

(2)、使用激光平面干涉仪对经清洗后的晶片进行波面检查；

(3)、使用脉理检测仪对晶片内在质量的表面欠缺进行脉理检测；

(4)、利用聚光灯对晶片进行超净面精检查。

采用上述的低通光学滤波器超薄晶片的制造方法的优点在于：

1、氟碳表面活性剂在稀释后无毒无害，加氟添加液抛光工艺，提高晶片的面精度，增加光透过率，减少光圈(N≤5)，提高晶体片粗糙度≤30A。

2、制造的滤波器晶片的厚度与口径之比≥1∶15，面积为39.95mm×33mm，厚度在0.165mm～0.215mm间，光圈N≈5的超薄片晶体。

3、生产的滤波器晶片表面透过条纹≤5本、反射条纹≤8本、透过率增加20％、面精度＝10/5。

4、在对晶片研磨、抛光前进行的毛胚片检查、角判定有利于提高晶片的成品率；在对晶片研磨、抛光后进行的各项检查提高了低通光学滤波器超薄晶片的质量。

附图说明

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明。

图1、图2为经本发明的低通光学滤波器超薄晶片的制作方法所制造的晶片的透过波面面形图；

图3为在抛光过程中添加氟碳表面活性剂的晶片的最高透过率和普通晶片最低透过率的比较曲线图。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明做进一步详细的说明。

超薄超大口径的高端数码成像系统用的光学镜片是精密光学制造业工艺上的一大突破，低通光学滤波器超薄晶片的制作方法，其特征在于：在利用抛光机对晶片进行抛光时，使用氟碳表面活性剂作为稀土抛光粉添加剂。

氟碳表面活性剂是一大类，使用的是混杂性表面活性剂，实际使用中，我们除氧化铈抛光粉外，另添加氟碳表面活性剂，添加比例约为每8升水加6g(剂量)，浓度通过PH值来控制，PH值控制在8～9之间。

氟碳表面活性剂，氟碳表面活性剂结构独特、性质优异，首先，氟碳链既疏水又疏油以及氟碳链之间很弱的相互作用使氟碳表面活性剂在很低浓度的水溶液中的表面张力可达15-16mN/m。第二，氟原子独特的几何尺寸和电负性等因素是的氟碳表面活性剂有很高的热稳定性，很高的耐强酸、强碱和强氟化剂等的化学稳定性。氟碳活性剂的加入，利用其润滑、悬浮、分散的特性，提高晶片的面精度，增加光透过率。

在利用抛光机对晶片进行抛光前，还包括下列步骤：

(1)、对毛胚晶片的平行度和光洁度进行检查，包括表面透过波面、表面面精度检查；

(2)、对上述步骤(1)中检查合格的毛胚晶片的切割角、旋转角进行判定，其切割角、旋转角的偏差应保持在±30′的范围内；

(3)、对上述步骤(2)中角度判定合格的毛胚晶片进行研磨。

此时形成研磨片，然后再对研磨片进行抛光处理。研磨和抛光均使用双抛机，双抛机两电机，可三个方向的旋转运动。

在利用抛光机对晶片进行抛光后，还包括下列步骤：

(1)、使用超声波机清洗经抛光机进行抛光后的晶片；超声波发生器发出的高频振荡信号，通过换能器转换成高频机械振荡而传播到介质，清洗溶剂中超声波在清洗液中疏密相间的向前辐射，使液体流动而产生数以万计的微小气泡，存在于液体中的微小气泡(空化核)在声场的作用下振动，当声压达到一定值时，气泡迅速增长，然后突然闭合，在气泡闭合时产生冲击波，在其周围产生上千个大气压力，破坏不溶性污物而使它们分散于清洗液中，当团体粒子被油污裹着而粘附在晶片表面时，油被乳化，固体粒子即脱离，从而达到晶片表面净化的目的。

(2)、使用激光平面干涉仪，运用移相干涉原理，提供高精度的面形，对经清洗后的晶片进行波面检查。

(3)、使用脉理检测仪对晶片内在质量的表面欠缺进行脉理检测。

(4)、利用聚光灯对晶片进行超净面精检查，使用100-150W聚光灯的强光对晶片进行准确的检查。

图1、图2均为经本发明的低通光学滤波器超薄晶片的制作方法所制造的晶片的透过波面形图，其尺寸大小均为39.85mm×27.0mm×0.215t，其透过波面及反射波面均可达N≤5。

图3为在抛光过程中添加氟碳表面活性剂的晶片的最高透过率和普通晶片最低透过率的比较曲线图，其中曲线1表示添加氟碳表面活性剂的晶片最高透过率，曲线2表示普通晶片最低透过率，从图可以看出添加氟碳表面活性剂的晶片优异的光透过率。

上述实施例不以任何方式限制本发明，凡是采用等同替换或等效变换的方式获得的技术方案均落在本发明的保护范围内。

Claims (3)

1、一种低通光学滤波器超薄晶片的制作方法，其特征在于：在利用抛光机对晶片进行抛光时，使用氟碳表面活性剂作为稀土抛光粉添加剂，所述稀土抛光粉为氧化铈抛光粉，氟碳表面活性剂为混杂性表面活性剂，每8升水加6g氟碳表面活性剂，PH值在8～9之间。

2、根据权利要求1所述的低通光学滤波器超薄晶片的制作方法，其特征在于：在利用抛光机对晶片进行抛光前，还包括下列步骤：

(1)、对毛胚晶片的平行度和光洁度进行检查，包括表面透过波面、表面面精度检查；

(2)、对上述步骤(1)中检查合格的毛胚晶片的切割角、旋转角进行判定；

(3)、对上述步骤(2)中角度判定合格的毛胚晶片进行研磨。

3、根据权利要求1或2所述的低通光学滤波器超薄晶片的制作方法，其特征在于：在利用抛光机对晶片进行抛光后，还包括下列步骤：

(1)、使用超声波机清洗经抛光机进行抛光后的晶片；

(2)、使用激光平面干涉仪对经清洗后的晶片进行波面检查；

(3)、使用脉理检测仪对晶片内在质量的表面欠缺进行脉理检测；

(4)、利用聚光灯对晶片进行超净面精检查。

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