[发明专利]一种大尺寸钽酸锂晶体的制备方法

说明书

本发明涉及压电晶体技术领域，尤其是一种大尺寸钽酸锂晶体的制备方法，包括以下步骤：a)将配制好的钽酸锂原料通过等静压压机成型为尺寸Φ220*50mm的圆饼；b)将成型好的钽酸锂原料放入坩埚内，升温速率控制在300‑400℃/h，加热至1450～1500℃使钽酸锂原料熔化形成熔融液；c)将籽晶下降到与熔融液接触，转数控制在10‑12rpm/min，籽晶缩颈至2‑3mm，进入自动生长；d)晶体的降温速率控制在50‑60℃/h，在晶体降温至100℃时，通过除静电装置对晶体进行除静电处理。

技术领域

本发明涉及压电晶体领域，具体领域为一种钽酸锂晶体的制备方法。

背景技术

近年来，由于高频段、多频段通信在以手机为代表的无线通信上的广泛使用，对于声表面波滤波器(SAW)的需求大幅增加，其质量要求也更高。随着声表面波技术的不断发展，声表面波器件的应用领域不断扩大，市场前景越来越广阔，仅声表面波滤波器就可以看到其广阔的市场前景。从20世纪90年代开始，声表面波滤波器在手机上的应用增长非常迅速，每部智能手机需要声表面波器件至少6个。

2016年全球手机市场对声表面波滤波器件年需求在84亿只以上，而且还在高速增长。随着互联网的迅猛发展，全球上网的用户愈来愈多，高性能的声表面波滤波器在基于有线电视网的宽带多媒体数据广播系统(如VOD等)方面的应用也迅速发展起来。另外，在汽车电子市场、无线LAN及数字电视的传输系统中，也需要大量的中频声表面波滤波器。而多频段的使用则增加了单个设备中SAW器件的数量，增加了SAW器件的市场需求。同时，通讯器材的小型化，要求各个部件制作更为精密，使SAW同样趋于小型化。

在大尺寸钽酸锂晶体生长过程中，由于钽酸锂原料的松装比，使原料无法一次性填加入坩埚内，需进行两次升降温操作，对原料的纯度和元素的均一性影响较大，而且大尺寸钽酸锂晶体内部电荷活跃性高，容易自发放电，造成晶体开裂。

发明内容

本发明的目的在于提供一种大尺寸钽酸锂晶体的制备方法。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种大尺寸钽酸锂晶体的制备方法，包括以下步骤：

a)将配制好的钽酸锂原料通过等静压压机成型为尺寸Φ220*50mm的圆饼；

b)将成型好的钽酸锂原料放入坩埚内，升温速率控制在300-400℃/h，加热至1450～1500℃使钽酸锂原料熔化形成熔融液；

c)将籽晶下降到与熔融液接触，转数控制在10-12rpm/min，籽晶缩颈至2-3mm，进入自动生长；

d)晶体的降温速率控制在50-60℃/h，在晶体降温至100℃时，通过除静电装置对晶体进行除静电处理。

其中，步骤a)中，按照摩尔比Li₂CO₃∶Ta₂O₅＝48.45∶52.65的比例配成原料后通过等静压机成型原料。等静压力要求300Mpa。成型使用的容器为乳胶材质。

其中，步骤b)中，坩埚采用Ir作为坩埚胚体，Pt镀于坩埚胚体上。Ir胚体坩埚厚度要求2mm，Pt镀膜厚度要求0.2mm。

其中，步骤c)中，晶体生长过程在大气中生长，晶体生长环境温度要求30-35℃，湿度要求50-60％RH，晶体降温环境温度要求35-40℃，湿度要求60-80％RH。

其中，步骤d)中，除静电时，静电消除器产生的气流通过空心籽晶杆作用于晶体表面，风量大小要求1.0～2.0m³/min。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：