12031-66-2 / 鉭酸鋰的加工工藝

鉭酸鋰是一種典型的多功能單晶體材料，其熔點為1670℃，硬度為莫氏5．5，密度為7．459g/cm3。其介電常數(shù)ε11/ε0為51．7、ε33/ε0為44．5，壓電應(yīng)變常數(shù)d22為2．4X10-11C／N、d33為0．8×10-11C／N，熱膨脹系數(shù)(a)16．1×10-5／℃、(c)4．1×10-8/℃，典型方向為X，Z，Y36°，Y42°。它具有機(jī)電耦合系數(shù)大、低損耗、高溫穩(wěn)定性和高頻性能好等優(yōu)良的壓電、電光和熱電性能。

應(yīng)用

隨著移動通訊、信息產(chǎn)業(yè)的迅速發(fā)展，鉭酸鋰晶片越來越廣泛地應(yīng)用于制造高頻、中頻帶寬、低插入損耗、高頻率穩(wěn)定和小型化聲表面波和體波器件如聲表面波濾波器、諧振器等。鉭酸鋰(LiTaO3)晶片是一種重要的多功能晶體材料,該晶體具有優(yōu)良的壓電、鐵電、聲光及電光效應(yīng),是聲表面波(SAW)器件、光通訊、激光及光電子領(lǐng)域中的基本功能材料。經(jīng)過拋光的LT晶片廣泛用于諧振器、濾波器、換能器等電子通訊器件的制造。

加工工藝

為了獲得高性能的電子元件，要求鉭酸鋰晶片表面晶格完整，具有極高的平面度和無損傷超平滑表面且無晶向偏差。即使拋光表面存在微小缺陷，都將破壞晶體材料表面性能，甚至導(dǎo)致結(jié)晶構(gòu)造的變化，影響元件的頻率精度和頻率穩(wěn)定性。鉭酸鋰單晶材料屬典型的硬脆材料，并具有解理性和各向異性等機(jī)械力學(xué)性能，研磨拋光加工難以獲得高平面精度無損傷晶片表面，而且，在拋光過程中所用的拋光液為普通的納米級拋光液，不僅使得加工時間較長，而且得到的鉭酸鋰的表面平整度差（一般在50納米以上）、光潔度也不好，達(dá)不到鏡面效果。導(dǎo)致客戶端成品率低，增大了客戶端的生產(chǎn)成本。

一種鉭酸鋰晶體基片加工方法，包括切片、倒角、黑化、研磨、粗拋和精拋步驟，其特征在于，在所述粗拋和精拋步驟中采用了鉆石拋光液，所述鉆石拋光液由鉆石微粉、乙二醇、甘油、乙醇氨以及去離子水構(gòu)成，其PH值在9～11之間，其中鉆石微粉含量為20～25%，乙二醇含量為8～15%，甘油含量為3～5%，乙醇氨含量為0.1～0.3%，去離子水含量為60～65%，具體步驟如下：1) 切片：在鋼線線速為400～1000m/min，溫度為22℃±2℃的條件下，利用切片機(jī)將鉭酸鋰晶棒切成厚度為270微米～280微米左右的晶片；2) 倒角：在砂輪轉(zhuǎn)速為600～800rpm/min，溫度為22℃±2℃的條件下，利用倒角機(jī)將鉭酸鋰晶片直角處倒成R0.1左右的圓角；3) 黑化：在氮氣流量為6～10L/min，溫度為450℃±2℃的條件下，利用退火爐將鉭酸鋰晶片進(jìn)行還原處理；4) 研磨：在壓力為20～60KG，溫度為22℃±2℃的條件下，利用研磨機(jī)將鉭酸鋰晶片的厚度由270微米～280微米減薄至220微米～230微米，粗糙度為0.2微米左右，厚度均勻性在3微米以內(nèi)；5) 粗拋：在壓力為20～60KG，溫度為22℃±2℃的條件下，利用粗拋機(jī)和鉆石拋光液對鉭酸鋰晶片進(jìn)行拋光，使粗糙度達(dá)到0.05微米，厚度均勻性在1微米以內(nèi)；6) 精拋：在壓力為20～60KG，溫度為22℃±2℃的條件下，利用精拋機(jī)和鉆石拋光液對鉭酸鋰晶片進(jìn)行拋光，使粗糙度達(dá)到1納米以下，鏡面效果、無應(yīng)力。