CN112171926A - 一种直角梯形体微棱镜的加工方法 - Google Patents

一种直角梯形体微棱镜的加工方法 Download PDF

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CN112171926A CN202011062294.2A CN202011062294A CN112171926A CN 112171926 A CN112171926 A CN 112171926A CN 202011062294 A CN202011062294 A CN 202011062294A CN 112171926 A CN112171926 A CN 112171926A
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Abstract

本发明属于光学元件加工技术领域，尤其涉及一种直角梯形体微棱镜的加工方法，其特征在于，包括如下步骤：S1.将原基板切割成合适大小的预制基板；S2.双面镀膜：在各预制基板正反两面分别镀膜；S3.粘合：将上述预制基板通过强力胶粘合为一体；S4.线切割：通过喷涂有研磨砂浆的钢丝对上述一体的预制基板进行切割，形成若干条状基板；S5.对切割面研磨抛光；S6.将条状基板在70℃～90℃的热水中浸泡脱胶；S7.将步骤S6中的条状基板粘贴在UV膜上进行固定；S8.通过刀轮切割，上述条状基板切割成若干呈直角梯形的小块基板；S9.UV光照解胶并清洗、干燥；S10.质检。此直角梯形微棱镜的加工方法，具有流程简单，材料利用率高，品质稳定，精度高，量产可行性高等优势。

Description

一种直角梯形体微棱镜的加工方法
【技术领域】
本发明属于光学元件加工技术领域，尤其涉及一种直角梯形体微棱镜的加工方法。
【背景技术】
棱镜是实心的光学玻璃，经过研磨、抛光形成光学性质明显的几何形状。光学棱镜已广泛应用于望远镜、放大镜及测量仪器中。随着现在生物识别模组大量应用于手机领域(如：手机及Ipad Tof模组)，棱镜已经朝着微小化这一趋势发展，当然随着AR、VR等可穿戴消费电子市场规模的进一步扩大，微棱镜的需求量将大大增加。
梯形棱镜是由两个或两个以上光学平面及若干个研磨平面组成，且各平面之间具有一定角度要求的光学零件。公开号为CN109648428A的中国专利，公开了一种高精度CVDZnSe梯形棱镜加工方法，CVD ZnSe梯形棱镜的顶面M3和两个侧面M1、M2作为三个定位面，底面H和与底面H成45°夹角的前后两个表面P、Q作为三个光学表面；其特征在于，包括以下步骤：第一步：铣磨毛坯；第二步：圆弧刀具车削梯形棱镜定位面M1、M2、M3和光学表面H；第三步：使用带有回转B轴的CNC超精密金刚石车削机床车削工装定位面，然后装卡梯形棱镜；第四步：使用带有回转B轴的CNC超精密金刚石车削机床和飞刀车削梯形棱镜三个光学表面P、Q和H。
一般情况下，梯形棱镜加工采用石膏上盘或弹性上盘、辅助块研磨抛光等单件手修，但是在传统的这种加工工艺中，存在加工材料利用率低、加工品质不稳定等问题。
【发明内容】
为解决上述技术问题，本发明提供一种直角梯形体微棱镜的加工方法。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种直角梯形体微棱镜的加工方法，包括如下步骤：
S1.原基板加工：对原基板进行切割，制成预制基板，其中切割成的预制基板的长度L满足30mm≤L≤100mm，宽度W满足30mm≤W≤100mm，厚度D满足如下条件:D＝(Z1/tanα+2X1+t)*sinα,其中，Z1为直角梯形体微棱镜的高，X1为直角梯形体微棱镜的顶边长度，t为预留厚度，α为直角梯形体微棱镜m面与水平面的夹角；
S2.双面镀膜：将预制基板的正反两面清洗干净，然后通过溅射镀膜的方式在预制基板的正反两面分别镀膜；
S3.粘合：将若干双面镀膜的预制基板通过水溶性强力胶粘合为一体；
S4.线切割：通过表面喷涂有研磨砂浆的钢丝对步骤S3中粘合为一体的预制基板沿宽度方向从上到下倾斜切割，从上到下的线切割路径与水平面的夹角为α，形成若干粘合为一体的条状基板；
S5.研磨抛光：对步骤S4中的粘合为一体的条状基板的切割面进行研磨、抛光，然后对抛光面进行清洗；
S6.脱胶：将步骤S5中研磨抛光好的条状基板放入到70℃～90℃的热水中浸泡30min～50min，使条状基板各自分开，并清洗干净；
S7.贴膜：将步骤S6中的条状基板粘贴在UV膜上进行固定；
S8.切割：通过刀轮切割，将步骤S7中粘贴在UV膜上的条状基板沿其宽度方向依次切割成若干侧面呈平行四边型的小块基板，切割的小块基板的宽度为Y1，其中Y1为直角梯形微棱镜的宽度；然后在将小块基板切割成直角梯形体；
S9.解胶：通过UV光照射步骤S8中的UV膜，将切割成的直角梯形体上贴附的UV膜除去，并清洗、干燥，即得直角梯形体微棱镜；
S10.质检：对直角梯形体微棱镜进行质量检查。
优选地，步骤S8中切割成的直角梯形体的长度、宽度及厚度均≤1mm。
优选地，步骤S3的具体操作包括：S3.1.将液态强力胶倒在预制基板上表面，将另一预制基板贴附在上一预制基板上表面，压合；S3.2.重复步骤S3.1的操作，使多片预制基板粘合为一体；S3.3.将步骤S3.2中粘合为一体的预制基板静置2h～3h。
优选地，步骤S3.1中压合预制基板的压力为0.2MPa～0.5MPa，每块预制基板的压合时间为12s～18s。
优选地，步骤S3中的强力胶为SK-206AB胶。
优选地，步骤S4中研磨砂浆的目数为800目～1200目。
优选地，步骤S3中粘合为一体的预制基板的片数为2pcs～40pcs。
优选地，步骤S8中，采用厚度为0.12mm～0.18mm的树脂刀轮进行切割，刀轮转速为20000rpm～25000rpm，切割速度为6mm/s～10mm/s。
优选地，步骤S7中，两相邻条状基板在UV膜上的间距
Figure BDA0002712741660000031
其中，R为刀轮半径，D为基板厚度，X为退刀量，且3mm≤X≤6mm。
优选地，步骤S1中的原基板为BF33肖特玻璃或N-BK7光学玻璃。
本发明的有益效果至少包括：
本直角梯形微棱镜的加工方法采用首先选取厚度合适(满足厚度D＝(Z1/tanα+2X1+t)*sinα)的原基板，然后将原基板切割成大小适中的预制基板，然后再经双面镀膜、多个预制基板粘合、线切割、研磨抛光、脱胶、切割等工艺步骤，将原基板加工成直角梯形体的微棱镜。加工过程简单，加工时采用流动性好的水溶性强力胶将若干预制基板粘附为一体，由于强力胶的粘合性能强，在切割过程中，能够防止各预制基片产生位移，确保切割精度，进而提高产品的产率，增加产品稳定性。另外，由于切割后的预制基片变小，各相邻条状基板之间的粘合面积也同样减小，而强力胶较强的粘合性能够防止它们在研磨、抛光时分散开，确保它们的一体性，保证研磨、抛光的顺利进行，而且在条状基板经研抛、抛光后容易浸水脱胶，使各条状基板各自分开。
在切割工序中，采用线切割和刀轮切割，能够防止切割过程中产生崩边现象，而且能够避免因加工基片尺寸小而导致切割过程中的飞片问题，进而提高材料利用率，提高产品品质。
在贴膜工序中，将条状基板按照一定间距
Figure BDA0002712741660000041
进行摆放，可最大限度的提高对UV膜的利用率，减少UV膜的损耗。
综上，此直角梯形微棱镜的加工方法，具有流程简单，材料利用率高，品质稳定，精度高，量产可行性高等优势。
【附图说明】
图1为直角微棱镜的加工工艺流程图；
图2A为基板上低透过率、低反射率膜系的透过率曲线图；
图2B为基板上低透过率、低反射率膜系的反射率曲线图；
图3为基板上高反射率的膜系的反射率曲线示意图；
图4为步骤S4线切割预制基板的结构示意图；
图5为单个条状基板的结构示意图；
图6为将条状基板切割成结构示意图侧面呈平行四边型的小块基板的结构示意图；
图7为切割成的侧面呈平行四边型的小块基板的结构示意图；
图8为图7的正视图；
图9为刀轮切割条状基板的结构示意图；
图10为直角梯形体微棱镜的结构示意图。
标记：1-刀轮，2-条状基板，3-预制基板，4-直角梯形体微棱镜。
【具体实施方式】
下面通过具体实施例并结合附图，对本发明做进一步详细说明，但本发明不仅局限于以下具体实施例。
以下所提供的实施例并非用以限制本发明所涵盖的范围，所描述的步骤也不是用以限制其执行顺序，所描述的方向仅限于附图。本领域技术人员结合现有公知常识对本发明做显而易见的改进，亦落入本发明要求的保护范围之内。
实施例1
一种直角梯形体微棱镜的加工方法，如图1～图10所示，包括如下具体步骤：
S1.原基板加工：通过Laser切割(激光切割)技术，对原基板进行切割，进而切割制成预设大小的预制基板3，其中切割成的预制基板的长度L在30mm之间，宽度W在30mm之间，厚度D满足如下条件:D＝(Z1/tanα+2X1+t)*sinα,其中，Z1为直角梯形体微棱镜的高，X1为直角梯形体微棱镜的顶边长度，t为预留厚度，α为直角梯形体微棱镜m面与水平面的夹角；
S2.双面镀膜：将预制基板3的正反两面清洗干净，然后通过溅射镀膜的方式在预制基板的正反两面分别镀上所需膜层；具体地，既可镀具有遮光功能的低透过率、低反射率的膜系(如图2A、图2B所述)，又可镀如图3所示的高反射率的膜系，此膜的高反射光谱区间为：850nm～1400nm、入射角0°～60°，反射率R％≥95％，图3中所示的是入射角度为35°和55°时的反射率曲线。
S3.粘合：将若干双面镀膜的预制基板通过水溶性强力胶粘合为一体，其中强力胶为SK-206AB胶(广州双科新材料有限公司)，具体粘合的操作步骤包括：
S3.1.将流动性较强的液态强力胶倒在预制基板上表面，将另一预制基板贴附在上一预制基板上表面，压合；
具体地，首先将强力胶倒在首块预制基板的上表面的一侧，然后将第二块预制基板的一侧与首块预制基板放置强力胶的一侧对齐，慢慢将强力胶向相对的另一侧挤压，以此方式确保在两块预制基板粘合过程中粘合面不会产生气泡，进而确保粘合面的各处均有较强粘力，这样当预制基板被切割成小片后，能够确保各相邻小片之间依旧具有较强粘力，防止小片散开；当上述首块预制基板和第二块预制基板贴附在一起后，使用0.2Mpa的压合力对两块预制基板进行压合，大致压合12s；上述从强力胶倒到预制基板表面到对预制基板压合完成的用时，控制在5min之内，以避免强力胶提前凝固。
S3.2.重复上述步骤S3.1的操作，将多片预制基板粘合为一体；
S3.3.将步骤S3.2中粘合为一体的预制基板静置2h，即完成粘合工序。
可以理解地，针对粘合工序，主要由以下两方面决定：1)粘合精度，在此粘合工序中，尺寸精度将直接决定棱镜加工角度精度状况，若粘合后TTV(总厚度变化)精度太差将直接导致棱镜角度超规，故而粘合精度要高；2)粘合强度，因后续存在线切割、研磨、抛光加工工序，线切割后，预制基板被切割成一条条的条状基板，强力胶的粘贴面积变小，而研磨、抛光工序对条状基板表面施加的力较大，若粘性不足，各条状基板很容易散开；又由于条状基板经线切割、研磨、抛光加工后，还需要脱胶彻底，故而在预制基板粘合时，需要粘合性能强且脱胶方便的强力胶作为粘合剂。
SK-206AB胶流动性较好，在叠合后可以通过压合制程控制TTV，然后静置2h后可完全固化，在经过线切割、研磨、抛光工艺后，然后在70℃热水中浸泡30min溶解，此时条状基板可完全分开。
S4.线切割：通过表面喷涂有研磨砂浆的钢丝对步骤S3中粘合为一体的预制基板3沿宽度方向从上到下倾斜切割(如图4所示)，两侧切割的间隔长度L满足L＝Z1/tanα+2X1+t，从上到下的线切割路径与水平面的夹角为α，在本实施例中具体可为45°，形成若干粘合为一体的条状基板2；其中研磨砂浆的目数在800目，此既能确保切割面不会出现外观崩边状况又兼顾了加工速率。采用线切割技术对预制基板3进行具有一定倾斜角度的切割，采用此切割工艺，角度精度控制在粘合制程精度保证的基础上，直接由机台加工精度决定，此种方式产品品质稳定性能比较容易控制。
S5.研磨抛光：对步骤S4中的粘合为一体的条状基板2的切割面进行研磨、抛光，然后对抛光面进行清洗。
S6.脱胶：将步骤S5中研磨抛光好的条状基板2放入到70℃的热水中浸泡30min，使条状基板各自分开，并清洗干净。
S7.贴膜：将步骤S6中的条状基板粘贴在UV膜上进行固定；两相邻条状基板2在UV膜上的间距
Figure BDA0002712741660000071
其中，R为刀轮半径，D为基板厚度，X为退刀量，X＝3mm。
S8.切割：通过刀轮切割，将步骤S7中粘贴在UV膜上的条状基板2沿其宽度方向依次切割成若干侧面呈平行四边型的小块基板(如图6所示)，切割的小块基板的宽度为Y1，其中Y1为直角梯形微棱镜的宽度，然后在将小块基板切割成直角梯形体；切割时，采用厚度为0.12mm的树脂刀轮进行切割，刀轮转速为20000rpm，切割速度为6mm/s。这种切割方式即可确保切割时不会产生崩边现象，同时可避免因加工尺寸太小导致切割过程中飞片问题。
具体地，条状基板粘贴在单环8inch铁环上进行切割，为尽可能降低耗材UV膜使用，提升切割效率，基于切割刀轮尺寸及条状基板尺寸，具体排布方式：在两相邻条状基板之间预留间距应满足
Figure BDA0002712741660000081
(如图4所示)，按照此排布原则，可最大化的将条状基板排布在8inch铁环上进行切割。
S9.解胶：通过UV光照射步骤S8中的UV膜，将切割成的直角梯形体上贴附的UV膜除去，并清洗、干燥，即得直角梯形体微棱镜4。
S10.质检：对直角梯形体微棱镜4进行质量检查。
在本实施例中，步骤S8中切割成的直角梯形体的长度、宽度及厚度均≤1mm。
在本实施例中，步骤S3中粘合为一体的预制基板的片数为3pcs。
在本实施例中，步骤S1中的原基板为BF33肖特玻璃或N-BK7光学玻璃。
实施例2
一种直角梯形体微棱镜的加工方法，如图1～图10所示，包括如下具体步骤：
S1.原基板加工：通过Laser切割(激光切割)技术，对原基板进行切割，进而切割制成预设大小的预制基板3，其中切割成的预制基板的长度L在100mm之间，宽度W在100mm之间，厚度D满足如下条件:D＝(Z1/tanα+2X1+t)*sinα,其中，Z1为直角梯形体微棱镜的高，X1为直角梯形体微棱镜的顶边长度，t为预留厚度，α为直角梯形体微棱镜m面与水平面的夹角；
S2.双面镀膜：将预制基板3的正反两面清洗干净，然后通过溅射镀膜的方式在预制基板的正反两面分别镀上所需膜层；具体地，既可镀具有遮光功能的低透过率、低反射率的膜系(如图2A、图2B所述)，又可镀如图3所示的高反射率的膜系，此膜的高反射光谱区间为：850nm～1400nm、入射角0°～60°，反射率R％≥95％，图3中所示的是入射角度为35°和55°时的反射率曲线。
S3.粘合：将若干双面镀膜的预制基板通过水溶性强力胶粘合为一体，其中强力胶为SK-206AB胶(广州双科新材料有限公司)，具体粘合的操作步骤包括：
S3.1.将流动性较强的液态强力胶倒在预制基板上表面，将另一预制基板贴附在上一预制基板上表面，压合；
具体地，首先将强力胶倒在首块预制基板的上表面的一侧，然后将第二块预制基板的一侧与首块预制基板放置强力胶的一侧对齐，慢慢将强力胶向相对的另一侧挤压，以此方式确保在两块预制基板粘合过程中粘合面不会产生气泡，进而确保粘合面的各处均有较强粘力，这样当预制基板被切割成小片后，能够确保各相邻小片之间依旧具有较强粘力，防止小片散开；当上述首块预制基板和第二块预制基板贴附在一起后，使用0.5Mpa的压合力对两块预制基板进行压合，大致压合18s；上述从强力胶倒到预制基板表面到对预制基板压合完成的用时，控制在5min之内，以避免强力胶提前凝固。
S3.2.重复上述步骤S3.1的操作，将多片预制基板粘合为一体；
S3.3.将步骤S3.2中粘合为一体的预制基板静置3h，即完成粘合工序。
可以理解地，针对粘合工序，主要由以下两方面决定：1)粘合精度，在此粘合工序中，尺寸精度将直接决定棱镜加工角度精度状况，若粘合后TTV(总厚度变化)精度太差将直接导致棱镜角度超规，故而粘合精度要高；2)粘合强度，因后续存在线切割、研磨、抛光加工工序，线切割后，预制基板被切割成一条条的条状基板，强力胶的粘贴面积变小，而研磨、抛光工序对条状基板表面施加的力较大，若粘性不足，各条状基板很容易散开；又由于条状基板经线切割、研磨、抛光加工后，还需要脱胶彻底，故而在预制基板粘合时，需要粘合性能强且脱胶方便的强力胶作为粘合剂。
SK-206AB胶流动性较好，在叠合后可以通过压合制程控制TTV，然后静置2h后可完全固化，在经过线切割、研磨、抛光工艺后，然后在90℃热水中浸泡30min溶解，此时条状基板可完全分开。
S4.线切割：通过表面喷涂有研磨砂浆的钢丝对步骤S3中粘合为一体的预制基板3沿宽度方向从上到下倾斜切割(如图4所示)，两侧切割的间隔长度L满足L＝Z1/tanα+2X1+t，从上到下的线切割路径与水平面的夹角为α，在本实施例中具体可为45°，形成若干粘合为一体的条状基板2；其中研磨砂浆的目数在1200目，此既能确保切割面不会出现外观崩边状况又兼顾了加工速率。采用线切割技术对预制基板3进行具有一定倾斜角度的切割，采用此切割工艺，角度精度控制在粘合制程精度保证的基础上，直接由机台加工精度决定，此种方式产品品质稳定性能比较容易控制。
S5.研磨抛光：对步骤S4中的粘合为一体的条状基板2的切割面进行研磨、抛光，然后对抛光面进行清洗。
S6.脱胶：将步骤S5中研磨抛光好的条状基板2放入到70℃～90℃的热水中浸泡50min，使条状基板各自分开，并清洗干净。
S7.贴膜：将步骤S6中的条状基板粘贴在UV膜上进行固定；两相邻条状基板2在UV膜上的间距
Figure BDA0002712741660000101
其中，R为刀轮半径，D为基板厚度，X为退刀量，且X＝6mm。
S8.切割：通过刀轮切割，将步骤S7中粘贴在UV膜上的条状基板2沿其宽度方向依次切割成若干侧面呈平行四边型的小块基板(如图6所示)，切割的小块基板的宽度为Y1，其中Y1为直角梯形微棱镜的宽度，然后在将小块基板切割成直角梯形体；切割时，采用厚度为0.18mm的树脂刀轮进行切割，刀轮转速为25000rpm，切割速度为10mm/s。这种切割方式即可确保切割时不会产生崩边现象，同时可避免因加工尺寸太小导致切割过程中飞片问题。
具体地，条状基板粘贴在单环8inch铁环上进行切割，为尽可能降低耗材UV膜使用，提升切割效率，基于切割刀轮尺寸及条状基板尺寸，具体排布方式：在两相邻条状基板之间预留间距应满足
Figure BDA0002712741660000111
(如图4所示)，按照此排布原则，可最大化的将条状基板排布在8inch铁环上进行切割。
S9.解胶：通过UV光照射步骤S8中的UV膜，将切割成的直角梯形体上贴附的UV膜除去，并清洗、干燥，即得直角梯形体微棱镜4。
S10.质检：对直角梯形体微棱镜4进行质量检查。
在本实施例中，步骤S8中切割成的直角梯形体的长度、宽度及厚度均≤1mm。
在本实施例中，步骤S3中粘合为一体的预制基板的片数为40pcs。
在本实施例中，步骤S1中的原基板为N-BK7光学玻璃。
实施例3
一种直角梯形体微棱镜的加工方法，如图1～图10所示，包括如下具体步骤：
S1.原基板加工：通过Laser切割(激光切割)技术，对原基板进行切割，进而切割制成预设大小的预制基板3，其中切割成的预制基板的长度L在80mm之间，宽度W在60mm之间，厚度D满足如下条件:D＝(Z1/tanα+2X1+t)*sinα,其中，Z1为直角梯形体微棱镜的高，X1为直角梯形体微棱镜的顶边长度，t为预留厚度，α为直角梯形体微棱镜m面与水平面的夹角；
S2.双面镀膜：将预制基板3的正反两面清洗干净，然后通过溅射镀膜的方式在预制基板的正反两面分别镀上所需膜层；具体地，既可镀具有遮光功能的低透过率、低反射率的膜系(如图2A、图2B所述)，又可镀如图3所示的高反射率的膜系，此膜的高反射光谱区间为：850nm～1400nm、入射角0°～60°，反射率R％≥95％，图3中所示的是入射角度为35°和55°时的反射率曲线。
S3.粘合：将若干双面镀膜的预制基板通过水溶性强力胶粘合为一体，其中强力胶为SK-206AB胶(广州双科新材料有限公司)，具体粘合的操作步骤包括：
S3.1.将流动性较强的液态强力胶倒在预制基板上表面，将另一预制基板贴附在上一预制基板上表面，压合；
具体地，首先将强力胶倒在首块预制基板的上表面的一侧，然后将第二块预制基板的一侧与首块预制基板放置强力胶的一侧对齐，慢慢将强力胶向相对的另一侧挤压，以此方式确保在两块预制基板粘合过程中粘合面不会产生气泡，进而确保粘合面的各处均有较强粘力，这样当预制基板被切割成小片后，能够确保各相邻小片之间依旧具有较强粘力，防止小片散开；当上述首块预制基板和第二块预制基板贴附在一起后，使用0.4Mpa的压合力对两块预制基板进行压合，大致压合15s；上述从强力胶倒到预制基板表面到对预制基板压合完成的用时，控制在5min之内，以避免强力胶提前凝固。
S3.2.重复上述步骤S3.1的操作，将多片预制基板粘合为一体；
S3.3.将步骤S3.2中粘合为一体的预制基板静置2.5h，即完成粘合工序。
可以理解地，针对粘合工序，主要由以下两方面决定：1)粘合精度，在此粘合工序中，尺寸精度将直接决定棱镜加工角度精度状况，若粘合后TTV(总厚度变化)精度太差将直接导致棱镜角度超规，故而粘合精度要高；2)粘合强度，因后续存在线切割、研磨、抛光加工工序，线切割后，预制基板被切割成一条条的条状基板，强力胶的粘贴面积变小，而研磨、抛光工序对条状基板表面施加的力较大，若粘性不足，各条状基板很容易散开；又由于条状基板经线切割、研磨、抛光加工后，还需要脱胶彻底，故而在预制基板粘合时，需要粘合性能强且脱胶方便的强力胶作为粘合剂。
SK-206AB胶流动性较好，在叠合后可以通过压合制程控制TTV，然后静置2h后可完全固化，在经过线切割、研磨、抛光工艺后，然后在80℃热水中浸泡30min，溶解，此时条状基板可完全分开。
S4.线切割：通过表面喷涂有研磨砂浆的钢丝对步骤S3中粘合为一体的预制基板3沿宽度方向从上到下倾斜切割(如图4所示)，两侧切割的间隔长度L满足L＝Z1/tanα+2X1+t，从上到下的线切割路径与水平面的夹角为α，在本实施例中具体可为45°，形成若干粘合为一体的条状基板2；其中研磨砂浆的目数在1000目，此既能确保切割面不会出现外观崩边状况又兼顾了加工速率。采用线切割技术对预制基板3进行具有一定倾斜角度的切割，采用此切割工艺，角度精度控制在粘合制程精度保证的基础上，直接由机台加工精度决定，此种方式产品品质稳定性能比较容易控制。
S5.研磨抛光：对步骤S4中的粘合为一体的条状基板2的切割面进行研磨、抛光，然后对抛光面进行清洗。
S6.脱胶：将步骤S5中研磨抛光好的条状基板2放入到80℃的热水中浸泡40min，使条状基板各自分开，并清洗干净。
S7.贴膜：将步骤S6中的条状基板粘贴在UV膜上进行固定；两相邻条状基板2在UV膜上的间距
Figure BDA0002712741660000131
其中，R为刀轮半径，D为基板厚度，X为退刀量，且X＝4.5mm。
S8.切割：通过刀轮切割，将步骤S7中粘贴在UV膜上的条状基板2沿其宽度方向依次切割成若干侧面呈平行四边型的小块基板(如图6所示)，切割的小块基板的宽度为Y1，其中Y1为直角梯形微棱镜的宽度，然后在将小块基板切割成直角梯形体；切割时，采用厚度为0.15mm的树脂刀轮进行切割，刀轮转速为23000rpm，切割速度为8mm/s。这种切割方式即可确保切割时不会产生崩边现象，同时可避免因加工尺寸太小导致切割过程中飞片问题。
具体地，条状基板粘贴在单环8inch铁环上进行切割，为尽可能降低耗材UV膜使用，提升切割效率，基于切割刀轮尺寸及条状基板尺寸，具体排布方式：在两相邻条状基板之间预留间距应满足
Figure BDA0002712741660000141
(如图4所示)，按照此排布原则，可最大化的将条状基板排布在8inch铁环上进行切割。
S9.解胶：通过UV光照射步骤S8中的UV膜，将切割成的直角梯形体上贴附的UV膜除去，并清洗、干燥，即得直角梯形体微棱镜4。
S10.质检：对直角梯形体微棱镜4进行质量检查。
在本实施例中，步骤S8中切割成的直角梯形体的长度、宽度及厚度均≤1mm。
在本实施例中，步骤S3中粘合为一体的预制基板的片数为20pcs。
在本实施例中，步骤S1中的原基板为BF33肖特玻璃。

Claims (10)

1.一种直角梯形体微棱镜的加工方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1.原基板加工：对原基板进行切割，制成预制基板，其中切割成的预制基板的长度L满足30mm≤L≤100mm，宽度W满足30mm≤W≤100mm，厚度D满足如下条件:D＝(Z1/tanα+2X1+t)*sinα,其中，Z1为直角梯形体微棱镜的高，X1为直角梯形体微棱镜的顶边长度，t为预留厚度，α为直角梯形体微棱镜m面与水平面的夹角；
S2.双面镀膜：将预制基板的正反两面清洗干净，然后通过溅射镀膜的方式在预制基板的正反两面分别镀膜；
S3.粘合：将若干双面镀膜的预制基板通过水溶性强力胶粘合为一体；
S4.线切割：通过表面喷涂有研磨砂浆的钢丝对步骤S3中粘合为一体的预制基板沿宽度方向从上到下倾斜切割，从上到下的线切割路径与水平面的夹角为α，形成若干粘合为一体的条状基板；
S5.研磨抛光：对步骤S4中的粘合为一体的条状基板的切割面进行研磨、抛光，然后对抛光面进行清洗；
S6.脱胶：将步骤S5中研磨抛光好的条状基板放入到70℃～90℃的热水中浸泡30min～50min，使条状基板各自分开，并清洗干净；
S7.贴膜：将步骤S6中的条状基板粘贴在UV膜上进行固定；
S8.切割：通过刀轮切割，将步骤S7中粘贴在UV膜上的条状基板沿其宽度方向依次切割成若干侧面呈平行四边型的小块基板，切割的小块基板的宽度为Y1，其中Y1为直角梯形微棱镜的宽度；然后在将小块基板切割成直角梯形体；
S9.解胶：通过UV光照射步骤S8中的UV膜，将切割成的直角梯形体上贴附的UV膜除去，并清洗、干燥，即得直角梯形体微棱镜；
S10.质检：对直角梯形体微棱镜进行质量检查。
2.根据权利要求1所述的直角梯形体微棱镜的加工方法，其特征在于，步骤S8中切割成的直角梯形体的长度、宽度及厚度均≤1mm。
3.根据权利要求1所述的直角梯形体微棱镜的加工方法，其特征在于，步骤S3的具体操作包括：
S3.1.将液态强力胶倒在预制基板上表面，将另一预制基板贴附在上一预制基板上表面，压合；
S3.2.重复步骤S3.1的操作，使多片预制基板粘合为一体；
S3.3.将步骤S3.2中粘合为一体的预制基板静置2h～3h。
4.根据权利要求3所述的直角梯形体微棱镜的加工方法，其特征在于，步骤S3.1中压合预制基板的压力为0.2MPa～0.5MPa，每块预制基板的压合时间为12s～18s。
5.根据权利要求1所述的直角梯形体微棱镜的加工方法，其特征在于，步骤S3中的强力胶为SK-206AB胶。
6.根据权利要求1所述的直角梯形体微棱镜的加工方法，其特征在于，步骤S4中研磨砂浆的目数为800目～1200目。
7.根据权利要求1所述的直角梯形体微棱镜的加工方法，其特征在于，步骤S3中粘合为一体的预制基板的片数为2pcs～40pcs。
8.根据权利要求1所述的直角梯形体微棱镜的加工方法，其特征在于，步骤S8中，采用厚度为0.12mm～0.18mm的树脂刀轮进行切割，刀轮转速为20000rpm～25000rpm，切割速度为6mm/s～10mm/s。
9.根据权利要求1所述的直角梯形体微棱镜的加工方法，其特征在于，步骤S7中，两相邻条状基板在UV膜上的间距
Figure FDA0002712741650000021
其中，R为刀轮半径，D为基板厚度，X为退刀量，且3mm≤X≤6mm。
10.根据权利要求1所述的直角梯形微棱镜的加工方法，其特征在于，步骤S1中的原基板为BF33肖特玻璃或N-BK7光学玻璃。
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