CN105522658A - 一种a向蓝宝石窗口片的加工方法 - Google Patents

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左洪波
杨鑫宏
张学军
袁志勇
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Abstract

本发明提供了一种A向蓝宝石窗口片的加工方法。加工方法过程共分为六步：(1)晶体定向；(2)晶体开方；(3)平磨倒角；(4)定向切片；(5)边缘加工；(6)研磨抛光。本发明针对目前常用的A向蓝宝石手机屏加工成品率和加工效率较低的问题，提供一种高效率、高成品率、低成本的A向蓝宝石窗口片的加工方法。

Description

一种A向蓝宝石窗口片的加工方法
技术领域
本发明属于蓝宝石加工技术领域，具体涉及一种A向蓝宝石窗口片的加工工艺。
背景技术
蓝宝石硬度高，且常温下为硬脆材料，加工困难，成品率低。尤其在精密和超精密加工过程中，蓝宝石片材加工时常会出现裂纹、划痕和崩边等缺陷，返修率高，加工效率和成品率较低，进而导致蓝宝石相关产品加工成本高，制约了蓝宝石材料应用范围的进一步扩大。
蓝宝石材料为各向异性材料，在不同的晶向上，原子排列的周期性和密度不同，导致其力学性能、光学性能、电学性能等都有不同程度的差异。人们利用这种方向性差异，在不同的应用方面选用不同晶向的产品，如氮化镓外延一般用C面、SOS中一般选用R面、手机屏目前常选用A面蓝宝石晶片等。在应用方面需要考虑到蓝宝石的晶向，在加工过程中同样也可以利用不同晶向的硬度不同，选择不同的加工方向，以提高加工效率和改善成品率。
蓝宝石窗口片的加工顺序通常是先加工成蓝宝石晶块，切片后再进行边缘加工，即倒边和倒角。该工序在晶块或晶片切割过程中，棱角处容易产生崩边。另外，在晶片边缘加工时，由于边角所需去除量较大，加工时间长。
发明内容
本发明目的在于针对目前常用的A向蓝宝石手机屏加工成品率和加工效率较低的问题，提供一种高效率、高成品率、低成本的A向蓝宝石窗口片的加工方法。
本发明的目的是这样实现的：加工过程共分为六步：(1)晶体定向；(2)晶体开方；(3)平磨倒角；(4)定向切片；(5)边缘加工；(6)研磨抛光；具体方法步骤为：首先用X射线衍射仪，在晶锭表面找到A、C和M面；然后将晶锭切割成蓝宝石六面体；用磨床将蓝宝石晶块表面磨平，与A面相垂直的4条棱边进行预倒角；用多线切割机将蓝宝石晶块切割成A向晶片；用精雕机或倒边机将晶片边缘进行倒边；通过机械研磨和化学机械抛光的方法将晶片加工成最终的产品。
本发明还有这样一些技术特征：
1、所述蓝宝石晶块晶体开方时，除窗口表面要求A面外，其余两个面的晶向分别为由C向沿顺时针偏M向45°（记为CPM45°）和由C向沿逆时针偏M向45°（记为MPC45°）；
2、所述蓝宝石晶体开方过程分两步进行，首先用开方机将晶锭沿CPM45°面和MPC45°面切割成蓝宝石晶块，再用单线切割机将蓝宝石晶块切割出两个A面，形成蓝宝石六面体。
本发明的有益效果在于：
(1)对晶块的四条棱边进行预倒角，相当于将该晶块切割得到所有晶片同时倒角，可显著提高后续边缘加工的加工效率，缩短加工周期；
(2)经四棱倒角处理后的晶块在多线切割过程中崩边现象出现的概率显著降低，同时倒角后的晶片在机械研磨过程中发生崩边和碎片的概率也降低，提高晶片加工成品率，降低蓝宝石窗口片的生产成本；
(3)蓝宝石晶体开方和晶块的多线切割过程中，沿CPM45°面和MPC45°面切割，一方面，由于这两个方向硬度较低，可显著提高切割速率，缩短切割时间，降低成本。另一方面晶片的对称性好，应力小。
附图说明
图1为蓝宝石晶块切割面与晶向位置关系示意图；
图2为A向蓝宝石窗口片加工过程示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明进行进一步详细说明。
图1为蓝宝石晶块切割面与晶向位置关系示意图，以常用A、C和M面为参考面，晶体开方时，除窗口表面要求A面外（与纸面平行），其余两个面的方向分别如图中两条虚线方向所示。一条虚线代表垂直纸面的CPM45°面，其晶向对应C向沿顺时针偏M向45°（即CPM45°）；另外一条虚线代表垂直纸面的MPC45°面，对应晶向为由C向沿逆时针偏M向45（即MPC45°）。
图2为A向蓝宝石窗口片的加工过程示意图。该工艺过程共分为6步，具体包括：
S100，晶体定向：用X射线衍射仪在晶锭表面找到A、C和M面；
S200，晶体开方：用开方机将晶锭沿CPM45°和MPC45°切割成蓝宝石晶块，再用单线切割机将蓝宝石晶块切割出两个A面，形成蓝宝石六面体（如图1）；
S300，平磨倒角：用磨床将蓝宝石晶块表面磨平，与A面相垂直的4条棱边（即CPM45°和MPC45°切面之间的交线）进行预倒角；
S400，定向切片：用多线切割机将蓝宝石晶块切割成A向晶片；
S500，边缘加工：用精雕机或倒边机将晶片边缘进行倒边；
S600，研磨抛光：用机械研磨和化学机械抛光的方法将晶片加工成最终的产品（见图1）。
以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所做的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只限于这些说明。对于具有本发明所属领域基础知识的人员来讲，可以很容易对本发明进行变更和修改，这些变更和修改都应当视为属于本发明所提交的权利要求书确定的专利保护范围。

Claims (3)

1.一种A向蓝宝石窗口片的加工方法，其特征在于加工方法过程共分为六步：(1)晶体定向；(2)晶体开方；(3)平磨倒角；(4)定向切片；(5)边缘加工；(6)研磨抛光；具体方法步骤为：首先用X射线衍射仪，在晶锭表面找到A、C和M面；然后将晶锭切割成蓝宝石六面体；用磨床将蓝宝石晶块表面磨平，与A面相垂直的4条棱边进行预倒角；用多线切割机将蓝宝石晶块切割成A向晶片；用精雕机或倒边机将晶片边缘进行倒边；通过机械研磨和化学机械抛光的方法将晶片加工成最终的产品。
2.根据权利要求1所述的一种A向蓝宝石窗口片的加工方法，其特征在于所述蓝宝石晶块晶体开方时，除窗口表面要求A面外，其余两个面的晶向分别为由C向沿顺时针偏M向45°，记为CPM45°，和由C向沿逆时针偏M向45°，记为MPC45°。
3.根据权利要求1所述的一种A向蓝宝石窗口片的加工方法，其特征在于所述蓝宝石晶体开方过程分两步进行，首先用开方机将晶锭沿CPM45°面和MPC45°面切割成蓝宝石晶块，再用单线切割机将蓝宝石晶块切割出两个A面，形成蓝宝石六面体。
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