一種藍(lán)寶石薄片金剛線切片方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種藍(lán)寶石薄片金剛線切片方法，藍(lán)寶石晶塊以C軸或M軸中心線為底面粘于工件表面，切面為A面；用金剛線切割藍(lán)寶石晶塊獲得藍(lán)寶石薄片，其中金剛線線徑為0.25mm，金剛石粒徑為30-40μm；線張力為35N，線速度為12m/s，工件進(jìn)給速度為0.25mm/min，切割液流量為350ml/s。本發(fā)明用于手機(jī)面板的一種藍(lán)寶石薄片金剛線切割工藝，該工藝需要使用某種粘合劑將晶棒按特定晶向粘于一種可固定于切片機(jī)的工件夾具。從特定晶格面，用導(dǎo)線輪的高轉(zhuǎn)速帶動(dòng)金剛線高速運(yùn)動(dòng)切割。
【專利說明】一種藍(lán)寶石薄片金剛線切片方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種藍(lán)寶石薄片金剛線切片方法。
【背景技術(shù)】
[0002]藍(lán)寶石的組成為氧化鋁(A1203)，是由三個(gè)氧原子和兩個(gè)鋁原子以共價(jià)鍵型式結(jié)合而成，其晶體結(jié)構(gòu)為六方晶格結(jié)構(gòu).它常被應(yīng)用的切面有A-Plane，C-Plane及R-Plane.由于藍(lán)寶石的光學(xué)穿透帶很寬，從近紫外光(190nm)到中紅外線都具有很好的透光性.因此被大量用在光學(xué)元件、紅外裝置、高強(qiáng)度鐳射鏡片材料及光罩材料上，它具有高聲速、耐高溫、抗腐蝕、高硬度、高透光性、熔點(diǎn)高(2045 V )等特點(diǎn)，它是一種相當(dāng)難加工的材料。
[0003]人工生長的藍(lán)寶石具有很好的耐磨性，硬度僅次于金剛石達(dá)到莫氏9級(jí)，同時(shí)藍(lán)寶石致密性使其具有較大的表面張力，上述兩個(gè)特性十分適用于手機(jī)等電子觸摸面板。但是人工生長的藍(lán)寶石加工成較大直徑的面板需要極大的經(jīng)濟(jì)成本，造成其難以廣泛應(yīng)用和推廣，同時(shí)藍(lán)寶石薄片脆性較高，抗沖擊性較低的缺點(diǎn)也限制了其使用范圍。
[0004]現(xiàn)有技術(shù)中缺乏一種成熟的金剛線切割成藍(lán)寶石薄片的切割方法，現(xiàn)有的金剛線切割方法用于藍(lán)寶石切割存在易斷線，切割面表面平整度不高以及無法一次切割獲得2_以下的藍(lán)寶石薄片。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的是提供用于手機(jī)面板的一種藍(lán)寶石薄片金剛線切割工藝，該工藝需要使用某種粘合劑將晶棒按特定晶向粘于一種可固定于切片機(jī)的工件夾具。從特定晶格面，用導(dǎo)線輪的高轉(zhuǎn)速帶動(dòng)金剛線高速運(yùn)動(dòng)切割。
[0006]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是:
一種藍(lán)寶石薄片金剛線切片方法，其特征在于所述切片方法包括以下步驟:
將藍(lán)寶石晶塊以C軸或M軸中心線為底面粘于工件表面，切面為A面；
用金剛線切割藍(lán)寶石晶塊獲得藍(lán)寶石薄片，其中金剛線線徑為0.25mm，金剛石粒徑為30-40 μ m ;線張力為35N，線速度為12m/s，工件進(jìn)給速度為0.25mm/min,切割液流量為350ml/s。發(fā)明人在實(shí)踐中發(fā)現(xiàn)，金剛線切割時(shí)，工件給進(jìn)速度與線速度的比值為1:2880000時(shí)，金剛線不易發(fā)生斷裂。
[0007]進(jìn)一步地，所述切割液溫度為25°C ±2°C。 申請(qǐng)人:研究發(fā)現(xiàn)切割液溫度與斷線率為非線性關(guān)系。
[0008]進(jìn)一步地，所述工件搖擺角度為2-10°，工件搖擺頻率為15-40cir/min。藍(lán)寶石硬度較高，發(fā)明人研究得出，正常的線切割過程容易在金剛線與工件的接觸線上沉積金剛石顆粒及藍(lán)寶石碎屑，這種沉積現(xiàn)象可能是造成金剛線斷線的主要因素之一，為了解決這種沉積現(xiàn)象，適當(dāng)角度和頻率的工件搖擺可以減少碎屑沉積；過高的搖擺角度和頻率切面容易丟失，不易切出平整的切面；過低的角度難以起到除塵作用。
[0009]更進(jìn)一步的，所述工件搖擺角度為5°，工件搖擺頻率為28cir/min。該條件下為最優(yōu)條件。
[0010]所述金剛線切割藍(lán)寶石晶塊前先將未開刃金剛線切割廢棄晶棒進(jìn)行開刃。發(fā)明人研究得出，未經(jīng)開刃的金剛線直接切割藍(lán)寶石晶塊，容易在造成崩邊和定位不準(zhǔn)。
[0011]進(jìn)一步地，所述其中金剛線線徑為0.25mm，金剛石粒徑為30-40 μ m，切割液中含有粒徑為20 μ m金剛石顆粒和粒徑為50 μ m的剛玉顆粒。
[0012] 申請(qǐng)人:研究得出，在切割液中加入金剛石顆粒和剛玉顆粒的混合物，可以提高金剛線的使用壽命，同時(shí)較大粒徑的剛玉顆?？梢詫⒆枞诮饎偩€與工件的接觸線上沉積的金剛石顆粒及藍(lán)寶石碎屑帶走，減少斷線率。
[0013]進(jìn)一步地,所述切割液組分含量按重量份如下:去尚子水100-200,粒徑為20 μ m金剛石顆粒2-8，粒徑為50 μ m的剛玉顆粒1-8，分子量為200的聚乙二醇32，硼酸酯10-40。
[0014]進(jìn)一步地，所述切割液組分含量按重量份如下:去離子水100，粒徑為20 μ m金剛石顆粒8，粒徑為50 μ m的剛玉顆粒8，分子量為200的聚乙二醇32，硼酸酯40。
[0015]進(jìn)一步地，所述切割液組分含量按重量份如下:去離子水100，粒徑為20 μ m金剛石顆粒2，粒徑為50 μ m的剛玉顆粒1，分子量為200的聚乙二醇32，硼酸酯10。
[0016]進(jìn)一步地，所述切割液組分含量按重量份如下:去離子水100，粒徑為20 μ m金剛石顆粒6，粒徑為50 μ m的剛玉顆粒7，分子量為200的聚乙二醇32，硼酸酯30。
[0017]上述方案的切割液配方，經(jīng)實(shí)踐證明可以減少斷線率，提高切面的表面平整度。
【具體實(shí)施方式】
[0018]實(shí)施例1
將藍(lán)寶石晶塊以C-axis和M-axis中心線為底面粘于工件表面，切面為A-plane。
[0019]金剛線線徑:0.25mm,金剛線金剛石粒徑:30-40μπι。
[0020]將未開刃金剛線切割廢棄晶棒開刃。
[0021]加工參數(shù):張力:35Ν，線速度:12m/s，工件進(jìn)給:0.25mm/min,切割液流量:350ml/s，切割液溫度:25°C，工件搖擺角度:5°，工件搖擺頻率:28cir/min。
[0022]按照本實(shí)施例的藍(lán)寶石金剛線切割工藝獲得的藍(lán)寶石薄片，一次合格率為97%，平面度為ΙΟμπι,翅曲為ΙΟμπι,厚薄尺寸公差為12μηι。
[0023]本發(fā)明的有益效果是:可以制備大尺寸藍(lán)寶石觸摸面板毛坯產(chǎn)品，該工藝縮短藍(lán)寶石切片的加工時(shí)間，提高生產(chǎn)質(zhì)量，降低生產(chǎn)成本。
[0024]實(shí)施例2
與實(shí)施例1不同的是，本實(shí)施例的加工參數(shù):
張力:35Ν，線速度:9.6m/s,工件進(jìn)給:0.2mm/min,切割液流量:350ml/s，切割液溫度:35°C，工件搖擺角度:2°，工件搖擺頻率:15cir/min。
[0025]實(shí)施例3
與實(shí)施例1不同的是，本實(shí)施例的加工參數(shù):
張力:35N，線速度:12m/s，工件進(jìn)給:0.25mm/min，切割液流量:350ml/s，切割液溫度:35°C，工件搖擺角度:10°，工件搖擺頻率:40cir/min。
[0026]實(shí)施例4
與實(shí)施例1不同的是，本實(shí)施例的加工參數(shù): 張力:35N，線速度:9.6m/s,工件進(jìn)給:0.2mm/min,切割液流量:350ml/s，切割液溫度:45°C，工件搖擺角度:5°，工件搖擺頻率:28cir/min。
[0027]實(shí)施例5
與實(shí)施例1不同的是，本實(shí)施例金剛線中金剛石的粒徑為50 μ m，切割液中金剛石的粒徑為30-40μπι。較大粒徑的金剛線與較小粒徑的切割液配合，可以提高藍(lán)寶石晶塊的表面平整度，可以切割出低于2mm厚度的藍(lán)寶石薄片。
[0028]實(shí)施例6
與實(shí)施例1不同的是，切割液組分含量按重量份如下:去離子水100，粒徑為20μπι金剛石顆粒2，粒徑為50 μ m的剛玉顆粒1，分子量為200的聚乙二醇32，硼酸酯10。
[0029]實(shí)施例7
與實(shí)施例1不同的是，所述切割液組分含量按重量份如下:去離子水150，粒徑為20 μ m金剛石顆粒6，粒徑為50 μ m的剛玉顆粒5，分子量為200的聚乙二醇32，硼酸酯20。
[0030]實(shí)施例8
與實(shí)施例1不同的是，所述切割液組分含量按重量份如下:去離子水200，粒徑為20 μ m金剛石顆粒8，粒徑為50 μ m的剛玉顆粒8，分子量為200的聚乙二醇32，硼酸酯40。
[0031]實(shí)施例9
與實(shí)施例1不同的是，所述切割液組分含量按重量份如下:去離子水120，粒徑為20 μ m金剛石顆粒4，粒徑為50 μ m的剛玉顆粒4，分子量為200的聚乙二醇32，硼酸酯15。
[0032]實(shí)施例10
與實(shí)施例1不同的是，所述切割液組分含量按重量份如下:去離子水180，粒徑為20 μ m金剛石顆粒7，粒徑為50 μ m的剛玉顆粒7，分子量為200的聚乙二醇32，硼酸酯40。
【權(quán)利要求】
1.一種藍(lán)寶石薄片金剛線切片方法，其特征在于所述切片方法包括以下步驟: 將藍(lán)寶石晶塊以C軸或M軸中心線為底面粘于工件表面，切面為A面； 用金剛線切割藍(lán)寶石晶塊獲得藍(lán)寶石薄片，其中金剛線線徑為0.25mm，金剛石粒徑為30-40 μ m ;線張力為35N，線速度為12m/s，工件進(jìn)給速度為0.25mm/min,切割液流量為350ml/s。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的藍(lán)寶石薄片金剛線切片方法，其特征在于所述切割液溫度為250C ±2°C。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的藍(lán)寶石薄片金剛線切片方法，其特征在于所述工件搖擺角度為2-10°，工件搖擺頻率為15-40cir/min。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的藍(lán)寶石薄片金剛線切片方法，其特征在于所述工件搖擺角度為5°，工件搖擺頻率為28cir/min。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的藍(lán)寶石薄片金剛線切片方法，其特征在于所述金剛線切割藍(lán)寶石晶塊前先將未開刃金剛線切割廢棄晶棒進(jìn)行開刃。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的藍(lán)寶石薄片金剛線切片方法，其特征在于所述其中金剛線線徑為0.25mm,金剛石粒徑為30-40 μ m,切割液中含有粒徑為20 μ m金剛石顆粒和粒徑為50 μ m的剛玉顆粒。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的藍(lán)寶石薄片金剛線切片方法，其特征在于所述切割液組分含量按重量份如下:去離子水100-200，粒徑為20 μ m金剛石顆粒2-8，粒徑為50 μ m的剛玉顆粒1-8，分子量為200的聚乙二醇32，硼酸酯10-40。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的藍(lán)寶石薄片金剛線切片方法，其特征在于所述切割液組分含量按重量份如下:去離子水100-200，粒徑為20 μ m金剛石顆粒8，粒徑為50 μ m的剛玉顆粒8，分子量為200的聚乙二醇32，硼酸酯40。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的藍(lán)寶石薄片金剛線切片方法，其特征在于所述切割液組分含量按重量份如下:去離子水100-200，粒徑為20 μ m金剛石顆粒2，粒徑為50 μ m的剛玉顆粒I，分子量為200的聚乙二醇32，硼酸酯10。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的藍(lán)寶石薄片金剛線切片方法，其特征在于所述切割液組分含量按重量份如下:去離子水100-200，粒徑為20 μ m金剛石顆粒6，粒徑為50 μ m的剛玉顆粒7，分子量為200的聚乙二醇32，硼酸酯30。
【文檔編號(hào)】C10M173/02GK103640097SQ201310605397
【公開日】2014年3月19日 申請(qǐng)日期:2013年11月26日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月26日
【發(fā)明者】吳云才 申請(qǐng)人:浙江上城科技有限公司