專利名稱：用金剛石線切割水晶的方法
技術領域：
本發(fā)明涉及水晶切割領域，特別地，涉及一種用金剛石線切割水晶的方法。
背景技術：
水晶具有獨特的物理與化學性質，被廣泛應用于國防、電子、通訊、冶金、化學、光學、首飾等領域。隨著壓電材料的發(fā)展，水晶也被廣泛運用于此領域。在制備壓電水晶器件的過程中，切片的工藝和方法直接影響著工件片表面的晶向、厚度、粗糙度、翹曲度。工件片的質量又直接決定著基片的質量，進而決定了終端光電產品的檔次。當工件片被用做壓電材料時，對工件片的晶格完整性，切片表面質量要求更高。目前常用的壓電水晶切片工藝有金剛石內圓切片法和磨料(砂漿)多線鋸切片法。金剛石內圓切片法適用于小批量小尺寸切片，該法的缺點為所得工件片的切割縫較大，當切割即將結束時，易產生崩邊或飛片的現(xiàn)象，良品率低，材料損耗大，加工效率低。磨料(砂漿)多線鋸切片法雖然可以解決上述問題，但磨料與待處理器件的實際接觸面積小，加工時間長。切割過程中，易在被加工材料表面形成尺寸較大的微裂紋、形成殘余應力和較深的損傷層，因而使得所得工件片的面型精度不易控制，生產效率降低。

發(fā)明內容
本發(fā)明目的在于提供一種用金剛石線切割水晶的方法，以解決缺乏高效、高質量水晶切割方法的技術問題。為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種用金剛石線切割水晶的方法，在多線切割機上采用線線徑為0. 1 0. 3mm金剛石線切割水晶，工藝參數為羅拉槽距為0. 25 0. 45mm,新線供給速度為2 IOm/分鐘，工作臺下移速度為0. 3 1. Omm/分鐘。進一步地，工藝參數還包括金剛石線張力為15 38N。進一步地，金剛石線的走線速度為300 700米/分鐘。進一步地，多線切割機為BXQ150A型多線切割機。本發(fā)明具有以下有益效果本發(fā)明提供的方法用于切割壓電水晶時，所得工件片的切縫僅為0. 100-0. 210mm,使得生產中材料耗損少，出片率高，切鋸速度快，成本低。除了上面所描述的目的、特征和優(yōu)點之外，本發(fā)明還有其它的目的、特征和優(yōu)點。下面將參照實施例，對本發(fā)明作進一步詳細的說明。
具體實施例方式以下結合實施例對本發(fā)明的實施例進行詳細說明，但是本發(fā)明可以由權利要求限定和覆蓋的多種不同方式實施。本文中水晶指透明的石英結晶體，主要成分為二氧化硅，顏色可以為紫色、黃色、綠色，其中壓電水晶是指可以用做壓電器件的水晶。由于壓電水晶要用于制備壓電器件，故對其切割要求高于其他水晶。羅拉槽距是指由不同型號的羅拉槽限定的距離。羅拉槽需在切割前根據需要的工件片的厚度安裝在多線切割機上。本發(fā)明提供的方法為在多線切割機上，采用金剛石線切割水晶。采用該法切割水晶切縫窄，能減少切割過程中的材料損耗。由于采用金剛石線，因而磨料易于與水晶接觸，提高了切割效率。在多線切割機上，選用線徑為0. 1 0. 3mm的金剛石線切割效果最優(yōu)。通常認為金剛石線徑粗其切割能力較強，切割效率較高。但本發(fā)明創(chuàng)造性的發(fā)現(xiàn)金剛石線徑小于0. 3mm時，其切割能力要優(yōu)于線徑粗的金剛石線，能獲得較高的切割效率。而且能保證所得水晶的合格率。采用線徑小于0. 3mm的金剛石線，既能節(jié)約成本，又能防止線徑較粗造成的物料的損失。如果金剛石線徑過細則易在切割過程中造成跳線甚至斷線現(xiàn)象，影響出片率和切割效率，不適于切割水晶。經過切割后的水晶為工件片，工件片的厚度為羅拉槽距與所用金剛石線的線徑差值。為了配合前述范圍的金剛石線線徑，相應的羅拉槽距需為0. 25 0. 45mm，所得工件片的厚度才能滿足要求。本發(fā)明提供的方法用于切割此厚度的工件片時，
效率最高。切割時，固定有待切割器件的工件臺的下移動速度設定為0. 3 Imm/分鐘，在切割時如果載有待切割磁性材料的工件臺下移速度過快，金剛石線未能切割磁性材料至預訂位置就被向下壓，而則會增加金剛石線的張力，使其容易斷裂。而如果工件臺下移速度過慢則會使得金剛石線處于空轉的時間增長，而延長工作時間。優(yōu)選的，切割時金剛石線的張力為15 38N、走線速度為300 700m/分鐘。按此設定既能保證金剛石線能切割水晶，又能防止由于拉力過大導致的斷線，造成頻繁的換線。而走線速度也一樣，如果走線速度過快，則金剛石線的摩擦嚴重，容易斷裂，而如果走線速度較慢則又降低了工作效率，增加了產品的損耗。新線供給速度為2 IOm/分鐘，如果新線供給速度過慢，則會由于長時間使用同一段金剛石線切割器件，而增加使金剛石線斷裂的次數，頻繁的換線只會降低工作效率。如果新線供給速度過快，則會造成金剛石線的浪費。按照上述參數在多線切割機上切割水晶能達到提高切割效率的目的，而且所得工件片的合格率可高達99%。根據上述參數設定，采用多線切割機切割以5列X4行X3層的方式粘貼在工件臺上的水晶，切割的水晶尺寸為207*20*7mm。切割時間僅為70 120分鐘。相對常規(guī)的砂漿切割法，的切割時間140 171分鐘，提高明顯。上述工藝參數不是通過有限次實驗就可以得到的，例如金剛石線徑的選擇，都是通過發(fā)明人創(chuàng)造性的解決問題得到的。所用多線切割機可以為市售的各類多線切割機。優(yōu)選為BXQ150A型多線切割機。該設備走線速度快，有利于加快切割速度，提高線割機加工。該多線切割機各種動、靜態(tài)響應措施完善，提高了機器精度。高精度的切割機可以減少切割線徑的無效磨擦。切割線徑的減小一方面會使加工材料損耗減少，加工晶片表面損傷層淺，粗糙度小，從而提高了出片率。實施例以下實施例中所用物料和儀器均為市售。
實施例1采用BXQ150A型多線切割機，將線徑為0. Imm的金剛石線依次從放線軸順序安裝至收線軸，然后將尺寸為207*20*7mm的壓電水晶以5列X 4行X 3層方式粘貼在工件臺上。安裝槽距為0. 25mm的羅拉槽，走線速度為300米/分鐘、張力為15N、新線供給量為10m，采用雙向高速走線方式進行切割。切割后的工件片出片合格率可達98%，切割時間為120分鐘。檢測切割器件后的金剛石線線徑為2 5um。任意兩個工件片間的切縫的損失為0. 01 0. 15mm。實施例2采用BXQ150A型多線切割機，將線徑為0. 3mm的金剛石線依次從放線軸順序安裝至收線軸，然后將尺寸為207*20*7mm的壓電水晶以5列X4行X 3層方式粘貼在工件臺上。安裝羅拉槽距為0. 45mm的羅拉槽，走線速度為700米/分鐘、張力為38N、新線供給量為2m，采用雙向高速走線方式進行切割。切割后的工件片出片合格率可達98%，切割時間為70分鐘。檢測切割器件后的金剛石線線徑為3 10um。任意兩個工件片間的切縫的損失為0. Ol 0. 15mm。實施例3采用BXQ150A型多線切割機，將線徑為0. 2mm的金剛石線依次從放線軸順序安裝至收線軸，然后將尺寸為207*20*7mm的壓電水晶以5列X4行X 3層方式粘貼在工件臺上。安裝羅拉槽距為0. 35mm的羅拉槽，走線速度為500米/分鐘、張力為30N、新線供給量為8m，采用雙向高速走線方式進行切割。切割后的工件片出片合格率可達98%，切割時間為100分鐘。檢測切割器件后的金剛石線線徑為2 Sum。任意兩個工件片間的切縫的損失為0. 1 0. 21mm。對比例對比例1與實施例1的區(qū)別在于采用砂漿切割機進行處理，砂漿切割機的參數安裝常規(guī)方法設定。切割后的工件片出片合格率可達90%，切割時間為171分鐘。任意兩個工件片間的切縫的損失為0. 2 0. 51mm。對比例2與實施例3的區(qū)別在于，所設定參數為金剛石線徑為0. 35mm、羅拉槽距為0. 5mm、金剛石線張力為40N、走線速度為800米/分鐘。切割后的工件片出片合格率為92%，切割時間為130分鐘。檢測切割器件后的金剛石線線徑為14um。任意兩個工件片間的切縫的損失為0. 1 0. 35mm。對比例3與實施例3的區(qū)別在于，設定參數為金剛石線徑為0. 05mm、羅拉槽距為0. 15mm、金剛石線張力為10N、走線速度為200米/分鐘。切割后的工件片出片合格率為93%，切割時間為150min。檢測切割器件后的金剛石線線徑為12um。任意兩個工件片間的切縫的損失為0. 15 0. 35mm。由實施例1 3和對比例1 3的對比可見，按本發(fā)明提供的方法切割金剛石線時出片合格率最高，切割時間最短，切縫損失最小。雖然切割時間相差不大，但工業(yè)生產過程中累計以后，能節(jié)約更多的時間，減少材料的耗損。 以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實施例而已，并不用于限制本發(fā)明，對于本領域的技術人員來說，本發(fā)明可以有各種更改和變化。凡在本發(fā)明的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發(fā)明的保護范圍之內。
權利要求
1.一種用金剛石線切割水晶的方法，其特征在于，在多線切割機上采用線徑為0.1 0. 3mm的金剛石線切割水晶，工藝參數為羅拉槽距為0. 25 0. 45mm,新線供給速度為2 IOm/分鐘，工作臺下移速度為0. 3 1. Omm/分鐘。
2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述工藝參數還包括所述金剛石線張力為15 38N。
3.根據權利要求2所述的方法，其特征在于，所述金剛石線的走線速度為300 700米/分鐘。
4.根據權利要求1 3中任一項所述的方法，其特征在于，所述多線切割機為BXQ150A 型多線切割機。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種用金剛石線切割水晶的方法，在多線切割機上采用線徑為0.1～0.3mm的金剛石線切割水晶，工藝參數為羅拉槽距為0.25～0.45mm，新線供給速度為2～10m/分鐘，工作臺下移速度為0.3～1.0mm/分鐘。本發(fā)明提供的方法用于切割壓電水晶時，所得工件片的切縫僅為0.100-0.210mm，使得生產中材料耗損少，出片率高，切鋸速度快，成本低。
文檔編號B28D5/04GK102555090SQ201210030188
公開日2012年7月11日 申請日期2012年2月10日 優(yōu)先權日2012年2月10日
發(fā)明者王靜 申請人:長沙岱勒新材料科技有限公司