[发明专利]一种蓝宝石异形孔的加工方法

说明书

技术领域

本发明涉及蓝宝石晶体的开孔加工方法，特别涉及一种蓝宝石异形孔的加工方法，属于晶体加工技术领域。

背景技术

蓝宝石晶体作为一种重要的技术晶体，已被广泛地应用于科学技术、国防、民用工业和电子技术等许多领域。蓝宝石晶体是由三个氧原子和两个铝原子以共价键形式结合而成，其晶体结构为六方晶格结构。蓝宝石晶体的硬度很高，为莫氏硬度9级，仅次于最硬的金刚石。它具有很好的透光性、热传导性和电气绝缘性，力学机械性能好，并且具有耐磨和抗风蚀的特点。蓝宝石晶体的熔点为2050℃，沸点为3500℃，最高工作温度可达1900℃。由于蓝宝石晶体具有硬度高、耐磨损、耐高温和耐酸碱腐蚀等特点，且具有优良的光学性能，因而广泛应用于微电子领域的衬底基片以及各种光学检测仪器和可视仪表窗口界面。目前蓝宝石晶体（片）开孔主要采用激光打孔，其缺陷如下：首先激光打孔可加工厚度范围小，可加工厚度≤0.60mm；另一方面激光打孔的设备通常很昂贵，使得设备投资大；而且激光打孔开孔过程中晶体（片）容易开裂。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中的缺陷，提供一种蓝宝石异形孔的加工方法，所述方法具有开孔效率高，可加工厚度范围大，开孔形状不受限制，可根据实际需要开出各种形状的孔，且开孔表面精高度，开孔加工过程操作简单等优点。

本发明是通过以下技术方案予以实现的。

一种蓝宝石异形孔的加工方法，所述方法步骤如下：（1）用无水乙醇清洗蓝宝石工件坯料表面；（2）用无水乙醇清洗垫板铝片表面；（3）将垫板铝片加热至150－180℃，用高温黏贴蜡将蓝宝石工件坯料固定在垫板铝片上；（4）将垫板铝片与蓝宝石工件坯料自然散热，冷却至室温；（5）将垫板铝片固定在开孔工作台上；（6）室温下将碳化硼与水按1︰1.5的质量比进行混合形成混悬液；（7）将开孔模头固定在开孔机机头上；（8）启动循环泵，将碳化硼混悬液出口对准开孔部位，启动超声波发生器，调节超声波功率至100－200w,频率30－35kHz；（9）开孔模头在开孔机机头重力作用下自动完成开孔过程；（10）取下蓝宝石工件坯料和垫板铝片，将蓝宝石工件坯料和垫板铝片加热至150－180℃，然后将蓝宝石工件坯料与垫板铝片分离，并自然冷却至室温。

上述的一种蓝宝石异形孔的加工方法，其中，所述碳化硼的目数为240目。

上述的一种蓝宝石异形孔的加工方法，其中，所述高温黏贴蜡的型号为WX-02，购买于东莞市崧柏研磨材料有限公司。

本发明一种蓝宝石异形孔的加工方法，所述方法采用将蓝宝石工件坯料固定在垫板铝片上，再将垫板铝片固定在开孔工作台上，然后通过在开孔机上使用不同的开孔模头来开出各种形状的孔，所述方法开孔效率高，可达0.2－0.5mm/min；可加工厚度范围大，可加工厚度≤70mm；且开孔形状不受限制，只需通过更换不同形状的模头即可开出所需形状的孔，开孔过程中晶体不容易开裂，开孔表面精高度，表面粗糙度Ra≤1.2μm，且开孔加工过程操作简单，设备成本低。

具体实施方式

以下通过具体实施例对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明。

实施例1

一种蓝宝石异形孔的加工方法，所述方法步骤如下：首先用无水乙醇清洗蓝宝石工件坯料表面，再用无水乙醇清洗垫板铝片表面，将垫板铝片加热至150℃，用WX-02型高温黏贴蜡将蓝宝石工件坯料固定在垫板铝片上，将垫板铝片与蓝宝石工件坯料自然散热，冷却至室温，将垫板铝片固定在开孔工作台上，室温下将240目的碳化硼与水按1︰1.5的质量比进行混合形成混悬液，将开孔模头固定在开孔机机头上，启动循环泵，将碳化硼混悬液出口对准开孔部位，启动超声波发生器，调节超声波功率至100w,频率30kHz，开孔模头在开孔机机头重力作用下自动完成开孔过程，取下蓝宝石工件坯料和垫板铝片，将蓝宝石工件坯料和垫板铝片加热至150℃，然后将蓝宝石工件坯料与垫板铝片分离，并自然冷却至室温。

实施例2