[发明专利]在由晶体材料制成的物体上产生原子上尖锐的刃口的方法

说明书

相关申请的交叉引用

本申请请求享有2012年9月25日提交的美国临时申请第61/ 705,231号的优先权和权益，其公开内容通过引用以其整体并入本文中。

技术领域

本公开内容涉及一种用于在晶体材料上产生原子上尖锐的刃口的方法，并且更具体地涉及一种用于在由晶体材料制成或包含晶体材料(如，例如，蓝宝石、硅等)的物体上产生原子上尖锐的刃口的方法。

背景技术

制造切削装置(如，例如，刀、解剖刀、刀片或类似装置)典型地涉及用以产生切削装置的刃口的磨削和抛光技术。抛光和磨削可为相对昂贵且/或耗时的过程。在这些切削装置的大量生产中，产生这些装置的任何时间节省或成本节省可提供显著的优点。此外，切削刃口自身的尖锐度的任何改进可提供优于当前生产的切削装置的显著优点。

发明内容

本公开内容提供了一种用以制作原子上尖锐的切削装置的过程。该过程可提供生产由单晶材料(如，例如，蓝宝石、金刚砂、硅等)制成的原子上尖锐的切削装置的成本效益合算且有效的技术。该过程可在大量生产环境中执行。该过程可包括识别和选择晶体材料的优选几何定向，其中可沿单晶材料的优选自然平面促进解理，从而生产原子上尖锐的刃口。单晶材料可在选定的表面位置处由光阻材料覆盖，该光阻材料布置成关于优选平面预定对准，以防止单晶材料的未暴露的表面部分处的蚀刻，同时容许单晶材料的暴露表面部分处的蚀刻。单晶材料可在化学浴或蚀刻浴中蚀刻，以除去晶体材料，直到达到期望的端点。单晶材料可沿由蚀刻形成的产生的槽来物理地解理。物理解理可生产尖锐的原子刃口。过程的步骤可执行成产生一个或更多个切削装置上的单面切削刃口或双面切削刃口。

在一方面，提供了一种用于生产切削装置的过程，其包括以下步骤：确定晶体材料内的优选平面、蚀刻晶体材料的至少一个未受保护部分来沿优选平面生产晶体材料中的至少一个小平面，以及关于至少一个小平面的端部使定向的晶体材料解理来产生切削装置。

在一方面，提供了一种用于生产切削装置的过程，其包括以下步骤：将光阻层施加于单晶材料的至少一个表面、蚀刻单晶材料来生产至少一个小平面，以及沿生产的至少一个小平面的刃口对单晶材料解理来产生尖锐的切削装置。该过程还可包括确定晶体材料内的优选平面的步骤，其中施加步骤关于优选平面的定向来施加光阻层。蚀刻可生产多个小平面。至少一个表面可为多个表面，其包括第一表面和第二表面，并且蚀刻步骤可蚀刻第一表面和第二表面来生产多个小平面。多个小平面可形成晶体材料的第一侧上的至少一个槽，并且形成晶体材料的第二侧上的至少一个槽。顶点可通过多个小平面相对于晶体材料内的确定的优选平面对准来形成在各侧上。

本公开内容的附加特征、优点和实施例可从详细描述和附图的考虑阐明或显而易见。然而，将理解的是，本公开内容的前述概述和以下详细描述是示例性的，并且旨在提供进一步阐释，而不限制如要求权利的本公开内容的范围。

附图说明

所包括的提供本公开内容的进一步理解的附图并入并且构成说明书的一部分，示出了本公开内容的实例，并且连同详细描述用于阐释本公开内容的原理。并未尝试比本公开内容的基本理解所需的更详细地示出本公开内容的结构细节和其可实施的各种方式，在附图中：

图1示出了根据本公开内容的原理的蓝宝石晶片100的实例；

图2示出了根据本公开内容的原理的施加于蓝宝石晶片100的光阻层105的实例；

图3示出了根据本公开内容的原理的具有除去来露出区域110的光阻材料的选定区域的蓝宝石晶片100；

图4示出了根据本公开内容的原理的蓝宝石晶片100上的蚀刻过程的效果的实例；

图5示出了根据本公开内容的原理的晶体定向的选择的实例；

图6示出了根据本公开内容的原理的朝端点发展的蚀刻的效果的实例；

图7示出了根据本公开内容的原理的由化学蚀刻过程产生的构造在生产的单面切削装置上的切削刃口的实例；

图8示出了构造有两侧上的光阻的蓝宝石晶片的实例；

图9示出了根据本公开内容的原理的具有除去来露出选定区域的光阻材料的选定区域的蓝宝石晶片；

图10示出了根据本公开内容的原理的蓝宝石晶片上的蚀刻过程的效果的实例；

图11示出了根据本公开内容的原理的朝端点发展的蚀刻的效果的实例；

图12示出了根据本公开内容的原理的由蚀刻过程产生的构造在生产的双面切削装置上的切削刃口的实例；