[发明专利]利用8字形切割提高蓝宝石晶锭取棒成材率的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种蓝宝石晶锭切割方法，尤其是一种利用8字形切割蓝宝石晶锭取棒成材率的方法，属于蓝宝石切割的技术领域。

背景技术

蓝宝石的组成为氧化铝，晶体结构为六方晶格结构。由于蓝宝石的光学穿透带很宽，从近紫外光到中红外线都具有很好的透光性，因此被大量应用于光学元件、红外装置、高强度镭射镜片材料及光罩材料上，它具有高声速、耐高温、抗腐蚀、高硬度、高透光性、熔点高等特点。目前，蓝宝石晶体常的生长方法通常采用柴式拉晶法或凯氏长晶法，通过上述两种方法生长得到蓝宝石晶锭结构。生长得到蓝宝石晶锭后，需要在蓝宝石晶锭上取出相应的晶棒；通过对晶棒的相应操作，来加工所需的产品。

如图5所示：为目前蓝宝石晶片7的结构示意图。为了适应MOVCD（金属有机化合物化学气相淀积）工序需要，需要在圆形的蓝宝石晶片7上切割出定向面8，通过定向面8对蓝宝石晶片7内的晶格定向；而圆形的蓝宝石晶片7是通过对蓝宝石晶棒切片等操作工序得到。如图3和图4所示：为在生长后的蓝宝石晶锭1上切割取出蓝宝石晶棒后的结构示意图。蓝宝石晶锭1生长完成后，利用切割设备在蓝宝石晶锭1内取出圆柱体状的蓝宝石晶棒；蓝宝石晶棒取出后在蓝宝石晶锭1内产生若干第二蓝宝石晶棒切孔6，所述第二蓝宝石晶棒切孔6贯通整个蓝宝石晶锭1。

但是，为了满足后续对蓝宝石晶体的MOCVD加工工序要求，现有的圆柱体状蓝宝石晶棒取出后，需要在取出蓝宝石晶棒的表面切割出一个相应的定向面，所述切割得到的定向面沿蓝宝石晶棒的长度分布，切割平面的宽度及长度与相应的加工使用要求相适应。而对取出蓝宝石晶棒的二次平面切割得到定向面的操作，会得到一定量的蓝宝石晶体，而这些蓝宝石晶体材料不能够用于蓝宝石晶片7的后续工序加工工序，因此在蓝宝石晶棒上切割定向面的工序产生大量蓝宝石晶体浪费。当在蓝宝石晶锭1内取出加工的蓝宝石晶棒数量越多时，就会产生更多的二次切割损耗，降低了蓝宝石晶锭取棒的成材率，同时会提高加工和使用成本，整个操作过程加工复杂，多次的加工步骤会影响整个蓝宝石晶体的加工精度。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术中存在的不足，提供一种利用8字形切割提高蓝宝石晶锭取棒成材率的方法，其工艺操作简单，能提高切割效率，降低加工成本，适应范围广，安全可靠。

按照本发明提供的技术方案，所述利用8字形切割提高蓝宝石晶锭取棒成材率的方法，所述蓝宝石晶锭取棒的切割方法包括如下步骤：

a、提供生长完成的蓝宝石晶锭；

b、将蓝宝石晶锭安装放置于加工台面上；

c、利用金刚石线对加工台面上的蓝宝石晶锭进行切割；切割时，蓝宝石晶锭跟随加工台面转动，金刚石线沿垂直于蓝宝石晶锭放置的方向切割，在蓝宝石晶锭内切割出第一蓝宝石晶棒，所述第一蓝宝石晶棒由第一定向面和第一圆弧面构成的柱状体，所述第一定向面沿柱状体的长度分布；

d、取出蓝宝石晶锭内的第一蓝宝石晶棒，在蓝宝石晶锭内形成与第一蓝宝石晶棒的第一定向面相对应的定位平面，所述定位平面贯通蓝宝石晶锭；

e、金刚石线沿蓝宝石晶锭内的定位平面切割，蓝宝石晶锭跟随加工台面转动，金刚石线沿垂直于蓝宝石晶锭放置的方向切割，在蓝宝石晶锭内切割出第二蓝宝石晶棒，所述第二蓝宝石晶棒由第二定向面和第二圆弧面构成的柱状体，所述定位平面沿柱状体的长度分布；

f、取出第二蓝宝石晶棒，在蓝宝石晶锭上进行下一次切割。

所述蓝宝石晶锭内取出第一蓝宝石晶棒与第二蓝宝石晶棒后，在蓝宝石晶锭内形成第一蓝宝石晶锭切孔；所述第一蓝宝石晶锭切孔贯通蓝宝石晶锭，且第一蓝宝石晶锭切孔呈8字形。

所述金刚石线的外径为0.16mm~0.5mm。所述蓝宝石晶锭跟随加工台面转动的速度为每分钟0.1mm~10mm。

所述金刚石线在蓝宝石晶锭内切割出晶棒的速度为2m/s~15m/s。

所述第一蓝宝石晶棒的第一圆弧面外径为2英寸时，第一蓝宝石晶棒上相应第一定向面的宽度为16.5mm；所述第一蓝宝石晶棒的第一圆弧面外径为4英寸时，第一蓝宝石晶棒上相应第一定向面的宽度为33mm；所述第一蓝宝石晶棒的第一圆弧面外径为6英寸时，第一蓝宝石晶棒上相应第一定向面的宽度为66mm；所述第一蓝宝石晶棒的第一圆弧面外径为8英寸时，第一蓝宝石晶棒上相应第一定向面的宽度为132mm。