[发明专利]一种大尺寸超薄高精度铌酸锂晶片边缘加工方法

说明书

本发明公开了一种大尺寸超薄高精度铌酸锂晶片边缘加工方法。包括：采用边缘倒角对晶片边缘加工成R型角；采用硝酸和氢氟酸的混合溶液对铌酸锂晶片进行化学腐蚀；将腐蚀后的晶片层叠在边缘抛光夹具内，采用水松皮纸间隔晶片；将层叠好的晶片进行边缘粗抛光加工，所采用的抛光液由水，二氧化硅，乙二胺四乙酸盐，氧化半胱氨酸，三聚磷酸钠组成的混合溶液；将边缘粗抛光好的晶片进行边缘精抛光加工，所采用的精抛光液由水，二氧化硅，亚甲基二膦酸，异白氨酸，三乙基己基磷酸组成的混合溶液最终可以得到一种大尺寸超薄铌酸锂晶片，边缘光洁高，真圆度好，良率高。

技术领域

本发明涉及铌酸锂晶体材料，特别是一种大尺寸超薄高精度铌酸锂晶片边缘加工方法。

背景技术

铌酸锂（LiNbO₃，以下简称LN）是一种化学物质，属三方晶系，钛铁矿型(畸变钙钛矿型)结构，相对密度4.30g/cm³，莫氏硬度5，居里点1140℃，是集压电、铁电、热释电、非线性、光电、光弹、光折变等功能于一体的多功能材料。LN因其卓越的物理特性，得到了越来越多的关注，在航空、航天、民用光电产品等领域得到广泛应用。其中，作为压电晶体材料,经过退火、极化、定向、切割、滚圆、做基准面、多线切割、倒角、边缘抛光、研磨、抛光等工序制作的晶片具有优良的压电性能，可作为衬底片制作声表面波（SAW）和体波（BAW）器件。由于目前大尺寸超薄铌酸锂晶片更能满足电子元器件小型化、片式化的需求，因此为了获得高质量的电子元器件，对大尺寸超薄铌酸锂晶片的加工工艺提出了更高的要求。

与硅晶体和蓝宝石晶体相比，铌酸锂的断裂韧性和硬度更低，例如其断裂韧性是硅的三分之一、蓝宝石的十分之一，因此铌酸锂晶体在加工过程中比硅晶体和蓝宝石晶体更易受损，特别是在晶片边缘加工工艺中，更易发生晶片碎裂、边缘缺角、真圆度差等问题，严重影响了研磨、抛光等后续加工工艺。另外，由于晶片尺寸越大，厚度越小，晶片加工难度就越高，这进一步加大了大尺寸超薄铌酸锂晶片在加工过程中的受损概率，从而导致晶片废品率高、加工效率低，大幅度增加了企业的生产成本。

公开号为CN103381568A发明专利公开了一种玻璃片的边缘抛光方法，主要采用刀具转轮对玻璃片进行边缘抛光，但在实际操作中由于刀具转轮一次加工数量有限，导致效率低下，同时由于刀具转轮为金属材质，无法进行纳米级的边缘抛光。

公开号为CN109894962A的发明专利公开了一种边缘抛光方法，主要边缘抛光要使用50℃~80℃的药液对晶片进行清洗，但在实际操作中，铌酸锂晶片在高温清洗时，很容易造成晶片碎裂。

公告号为CN101930908B的发明专利公开了一种抛光半导体晶片边缘的方法，主要将半导体晶片和抛光鼓彼此压在一起，在抛光液的作用下进行边缘抛光，但在实际操作中，此种主要进行单片晶片的边缘抛光加工，加工效率低下。

因此，现有技术中缺乏一种获得高精度的大尺寸超薄铌酸锂晶片的边缘加工方法。

发明内容

针对以上技术问题，本发明所要提供的是一种大尺寸超薄高精度铌酸锂晶片边缘加工方法，该方法加工过程稳定，所获得的晶片边缘光洁高，真圆度好，加工良率高。

本发明解决问题所采用的技术方案是：一种大尺寸超薄高精度铌酸锂晶片边缘加工方法。加工流程图见图1，具体包括下列步骤：

a)将铌酸锂晶片放入边缘倒角机内，使用500#~1000#的R型金属砂轮进行第一次晶片边缘加工，去除量为0.1mm~0.3mm，再使用1500#~3000#的R型金属砂轮进行第二次晶片边缘加工，去除量为0.05mm~0.1mm，获得边缘为R型的铌酸锂晶片；

b)将步骤a获得的铌酸锂晶片置于盛有硝酸和氢氟酸均匀混合溶液的密封容器中进行化学腐蚀，腐蚀温度为15℃~25℃，腐蚀时间为1小时~6小时，获得充分去除边缘应力的铌酸锂晶片；