[发明专利]一种晶体的抛光方法

说明书

技术领域

本发明公开了一种晶体抛光处理的新方法，将热处理引入到抛光处理过程中，特别是应用在要求高品质的光学晶体抛光上。

背景技术

现阶段主要应用的抛光技术有：传统的机械抛光、化学抛光、电解抛光等；最新的化学机械抛光（CMP）、磁控抛光、流体抛光、超声抛光等。抛光不仅增加工件的美观，而且能够改善材料表面的耐腐蚀性、耐磨性及获得特殊性能。在电子设备、精密机械、仪器仪表、光学元件、医疗器械等领域应用广泛，选择合适的抛光方法和抛光工艺是提高产品质量的重要手段。以下简要说明主要方法原理特点。

机械抛光，依靠切削、材料表面塑性变形去掉被抛光面的凸部而得到平滑面。作为最传统的抛光工艺，有着完善的工艺流程，其中机械损伤无法避免，故对于精密的光学晶体面还是很难适用。

化学抛光，材料在化学介质中表面非平整部分将被溶蚀掉，以达到表面光滑。该方法不需要复杂设备，可以抛光形状复杂的工件，而且可同时进行多件，抛光效率高。

CMP，作为当前最主要的抛光方法，利用了磨损中的“软磨硬”原理，即用较软的材料来进行抛光以实现高质量的表面抛光。在一定压力及抛光浆料存在下，被抛光工件相对于抛光垫作相对运动，借助于纳米粒子的研磨作用与氧化剂的腐蚀作用之间的有机结合，在被研磨的工件表面形成光洁表面，从而避免了由单纯机械抛光造成的表面损伤和由单纯化学抛光易造成的抛光速度慢、表面平整度和抛光一致性差等缺点。

磁流变抛光，利用磁流变抛光液在磁场中的变流行进行抛光，当磁流变抛光液处于梯度磁场中时，其粘滞性明显增强，成为具有粘塑体的Bingham体（宾汉体），抛光中当柔性抛光带和工件表面接触并存在相对运动时，就会在工件表面和接触区域产生剪切力，从而去除工件表面材料。

无论是传统机械、化学抛光方法，还是最新的CMP、磁控抛光，尽管已经能将表面处理的很光滑，但是不可避免的引入了很多表面问题，诸如表面缺陷、内部微裂纹等等。而这些缺陷对于光学晶体是致命的难题，有可能影响到晶体的性能，严重时使晶体器件失效。

发明内容

本发明提供一种有效可行的抛光方法，即在晶体完成初步抛光后，将晶体置于低于该材料居里温度以下10℃-20℃的环境中，保温时间具体视每种晶体情况而定，从而将表面缺陷排出而达到修复表面晶体结构的目的，可以克服上述缺陷问题。

本发明提供了一种晶体的抛光方法，包括如下步骤：

步骤一，准备好晶片，对晶片进行常规抛光处理；

步骤二，将抛光好的晶片清洗；

步骤三，将清洗后的晶片置于居里温度以下10℃至20℃的保温箱中，保存0.5h至3h后，晶片随箱空冷至室温取出。

作为本发明的进一步改进，步骤一中对晶片进行化学机械抛光处理。

作为本发明的进一步改进，步骤二中将抛光好的晶片用去离子水清洗。

作为本发明的进一步改进，清洗后的晶片置于居里温度以下12℃至18℃的保温箱中。

作为本发明的进一步改进，保温箱中，保存1h至2h后，晶片随箱空冷至室温取出。

作为本发明的进一步改进，晶片尺寸为20±4mm×20±4mm×4±1mm。

作为本发明的进一步改进，晶片尺寸为20±2mm×20±2mm×4±0.5mm。

作为本发明的进一步改进，晶片尺寸为20mm×20mm×4mm。

本发明的有益效果是：

1、本发明在抛光过程中引入了热处理，主动利用退火处理表面缺陷，克服其他方法没解决的难题，同时传承其他抛光处理的优点，从而得到更理想的晶体表面；

2、在晶体抛光后，只需要将该试样置于居里温度以下10℃-20℃的保温箱中，保存一定时间后，缓慢冷却后取出即可，本方法相对简单、有效；

3、本发明采用热处理不同于以往，重点加热到居里点温度以下，在保证原晶体不改变铁磁性的前提下，尽最大可能的消除抛光表面缺陷；

4、本发明几乎适用于任何铁磁性试样的抛光处理，并可以在不改变原抛光工艺主体步骤前提下，作为最终抛光。

具体实施方式

本发明公开了对铌酸锂（LiNbO3）、胆酸锂（LiTaO3）晶体抛光后热处理方法，通过调节热处理温度（T）、保温时间（t）等可控因素，调整出最佳的晶体表面。本方法同样也可推广到其他种晶体的处理，特别是应用在要求高品质的光学晶体抛光上。

实施例1

步骤一，准备好两片尺寸：20mm×20mm×4mm的LiNbO3单晶片，单晶切片取向为Z向；

步骤二，对LiNbO3晶片进行CMP常规抛光处理；