[发明专利]用金刚石线切割水晶的方法

说明书

技术领域

本发明涉及水晶切割领域，特别地，涉及一种用金刚石线切割水晶的方法。 

背景技术

水晶具有独特的物理与化学性质，被广泛应用于国防、电子、通讯、冶金、化学、光学、首饰等领域。随着压电材料的发展，水晶也被广泛运用于此领域。在制备压电水晶器件的过程中，切片的工艺和方法直接影响着工件片表面的晶向、厚度、粗糙度、翘曲度。工件片的质量又直接决定着基片的质量，进而决定了终端光电产品的档次。当工件片被用做压电材料时，对工件片的晶格完整性，切片表面质量要求更高。 

目前常用的压电水晶切片工艺有金刚石内圆切片法和磨料(砂浆)多线锯切片法。 

金刚石内圆切片法适用于小批量小尺寸切片，该法的缺点为所得工件片的切割缝较大，当切割即将结束时，易产生崩边或飞片的现象，良品率低，材料损耗大，加工效率低。 

磨料(砂浆)多线锯切片法虽然可以解决上述问题，但磨料与待处理器件的实际接触面积小，加工时间长。切割过程中，易在被加工材料表面形成尺寸较大的微裂纹、形成残余应力和较深的损伤层，因而使得所得工件片的面型精度不易控制，生产效率降低。 

发明内容

本发明目的在于提供一种用金刚石线切割水晶的方法，以解决缺乏高效、高质量水晶切割方法的技术问题。 

为实现上述目的，本发明提供了一种用金刚石线切割水晶的方法，在多线切割机上采用线线径为0.1～0.3mm金刚石线切割水晶，工艺参数为：罗拉槽距为0.25～0.45mm，新线供给速度为2～10m/分钟，工作台下移速度为0.3～1.0mm/分钟。 

进一步地，工艺参数还包括金刚石线张力为15～38N。 

进一步地，金刚石线的走线速度为300～700米/分钟。 

进一步地，多线切割机为BXQ150A型多线切割机。 

本发明具有以下有益效果： 

本发明提供的方法用于切割压电水晶时，所得工件片的切缝仅为0.100-0.210mm，使得生产中材料耗损少，出片率高，切锯速度快，成本低。 

除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本发明还有其它的目的、特征和优点。下面 将参照实施例，对本发明作进一步详细的说明。 

具体实施方式

以下结合实施例对本发明的实施例进行详细说明，但是本发明可以由权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。 

本文中水晶指透明的石英结晶体，主要成分为二氧化硅，颜色可以为紫色、黄色、绿色，其中压电水晶是指可以用做压电器件的水晶。由于压电水晶要用于制备压电器件，故对其切割要求高于其他水晶。罗拉槽距是指由不同型号的罗拉槽限定的距离。罗拉槽需在切割前根据需要的工件片的厚度安装在多线切割机上。本发明提供的方法为在多线切割机上，采用金刚石线切割水晶。采用该法切割水晶切缝窄，能减少切割过程中的材料损耗。由于采用金刚石线，因而磨料易于与水晶接触，提高了切割效率。 

在多线切割机上，选用线径为0.1～0.3mm的金刚石线切割效果最优。通常认为金刚石线径粗其切割能力较强，切割效率较高。但本发明创造性的发现金刚石线径小于0.3mm时，其切割能力要优于线径粗的金刚石线，能获得较高的切割效率。而且能保证所得水晶的合格率。采用线径小于0.3mm的金刚石线，既能节约成本，又能防止线径较粗造成的物料的损失。 

如果金刚石线径过细则易在切割过程中造成跳线甚至断线现象，影响出片率和切割效率，不适于切割水晶。经过切割后的水晶为工件片，工件片的厚度为罗拉槽距与所用金刚石线的线径差值。为了配合前述范围的金刚石线线径，相应的罗拉槽距需为0.25～0.45mm，所得工件片的厚度才能满足要求。本发明提供的方法用于切割此厚度的工件片时，效率最高。 

切割时，固定有待切割器件的工件台的下移动速度设定为0.3～1mm/分钟，在切割时如果载有待切割磁性材料的工件台下移速度过快，金刚石线未能切割磁性材料至预订位置就被向下压，而则会增加金刚石线的张力，使其容易断裂。而如果工件台下移速度过慢则会使得金刚石线处于空转的时间增长，而延长工作时间。 

优选的，切割时金刚石线的张力为15～38N、走线速度为300～700m/分钟。按此设定既能保证金刚石线能切割水晶，又能防止由于拉力过大导致的断线，造成频繁的换线。而走线速度也一样，如果走线速度过快，则金刚石线的摩擦严重，容易断裂，而如果走线速度较慢则又降低了工作效率，增加了产品的损耗。