[发明专利]一种钽酸锂晶体的退火极化工艺

说明书

本发明涉及晶体极化技术领域的一种钽酸锂晶体的退火极化工艺，通过钽酸锂晶体的两端分别与多晶料块体、电极片相互配合，然后施加电流极化，避免电流导通时产生发散降低极化效果，也避免了钽酸锂晶体与电极片直接接触，可以以较小的电流密度获取优良的极化效果，避免了传统的长时间、大电流密度方式的极化造成钽酸锂晶体开裂、变色等情况的产生，极化过程中通过适宜的温度、时间、电流值相互匹配，并以光轴方向施加电流增加了钽酸锂晶体的极化效率，解决了钽酸锂晶体长期存在极化不完善的技术问题；避免了金属离子侵入造成的晶体光电特性受损；避免了极化过程中晶体产生共融的问题；且退火与极化可一次性完成，进一步提高了生产效率。

技术领域

本发明涉及晶体极化技术领域，具体地，涉及一种钽酸锂晶体的退火极化工艺。

背景技术

随着高频段、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。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。多频段的使用增加了单个设备中SAW器件的数量，增加了SAW器件的市场需求，

随着对于SAW器件需求的与日俱增，对晶体的极化要求也越来越高，现有技术中钽酸锂晶体退火极化过程存在以下不足：1、单畴化不完善，影响钽酸锂晶体的光电性能；2、用金属片直接做电极，对晶体造成金属离子污染；3、退火、极化分两次进行，工艺复杂，成本过高。这些问题严重影响了钽酸锂晶体的压电性能和生产制造成本。因此，急需一种钽酸锂晶体的退火极化工艺解决上述技术问题。

发明内容

针对现有技术存在的上述缺陷，本发明提供了一种钽酸锂晶体的退火极化工艺，包括如下步骤：

步骤一，选取直径和高大于钽酸锂晶棒30mm-40mm的99氧化铝坩埚，放置于退火炉中；

步骤二，将钽酸锂晶棒以Z向垂直放置在坩埚中部，钽酸锂晶棒的上端面及下端面均覆盖有多晶料块体，钽酸锂晶棒与多晶料块体接触良好；

步骤三，所述钽酸锂晶棒下端的多晶料块体的底部覆盖有电极片，钽酸锂晶棒上端的多晶料块体的顶部也覆盖有电极片，两个电极片分别通过铂丝与恒流电源的正负极连接；

步骤四，退火炉炉温升至1450℃并保温8-10个小时，先完成了钽酸锂晶体退火的高温段工作，然后降温至650℃,再保温6-8小时后开始施加电流，沿钽酸锂晶棒光轴方向施加1mA/cm2的电流，加电流2小时后，退火炉继续降温；本步骤中，温度、时间、电流值相互匹配，以光轴方向施加电流增加了钽酸锂晶体的极化效率，钽酸锂晶体与多晶料块体、电极片相互配合，避免电流导通时发散，可以以较小的电流密度获取优良的极化效果，避免了传统的长时间、大电流密度方式的极化造成钽酸锂晶体开裂、变色等情况的产生；

步骤五，开始降温3小时后，炉温降至550℃左右，即可去除电场；

步骤六，炉温降至室温后即完成钽酸锂晶棒的极化。

优选的，步骤一中的退火炉的最高温度达1500-1600℃，退火炉为保温硅碳棒加热炉，包括炉体、99Al₂O₃轻质保温砖围层、硅钼棒、测温热电偶、欧陆 818控温仪、可控硅调节器、恒流电源。

优选的，步骤二中的多晶料块体的厚度为10mm-12mm，所述多晶料块体为预制烧结料，多晶料块体的直径与钽酸锂晶棒直径一致，所述钽酸锂晶棒的上、下端面及多晶料块体与钽酸锂晶棒接触的端面经均经过研磨处理。该处设置确保了钽酸锂晶棒与多晶料块体的有效接触，良好的接触使极化效果效率高、效果好。

优选的，所述钽酸锂晶棒的上、下端面及多晶料块体与钽酸锂晶棒接触的端面均采用1000号的金刚砂进行研磨处理，研磨时间为2小时。

优选的，所述步骤三中的两个电极片与铂丝焊接；所述电极片的直径、多晶料块体的直径及钽酸锂晶棒端面的直径尺寸一致，且相互之间接触良好。