[发明专利]一种钽铌酸钾单晶基片元件的加工制作方法

权利要求书

1.一种钽铌酸钾单晶基片元件的加工制作方法，所述钽铌酸钾KTa_1-xNb_xO₃即KTN晶体中Nb组分为0x1，晶相为立方、四方或正交，掺杂离子为Cu、Fe、Sn、Ti、Li、Na、Mn单掺或混合多掺的KTa_1-xNb_xO₃或M:KTa_1-xNb_xO₃晶体，其特征在于：所述方法步骤主要包括：

(1)定向：根据KTN晶体结晶和生长学特性，其定向包括单晶结晶面定向和内部生长解理条纹定向；

(2)切割：以晶体的定向面为基准，采用金刚石切割工具切割出具有设计晶向和尺寸的晶片，切割尺寸误差小于10μm，晶向误差小于0.5；

(3)组方：选取与所加工KTN晶体硬度和弹性模量相近的玻璃或晶体作为夹具材料，根据晶体加工面的几何尺寸设计夹具形状与尺寸，并通过切割整形制作夹具；根据应用需求和晶片的居里温度值，选择石蜡或502粘合剂将晶体与夹具组合成加工方块；

(4)研磨：在20-25℃、湿度为30-70％环境下，根据KTN晶体的硬度特性，使用磨料对方块进行整形，并进行粗磨，细磨和精磨，精磨之后样品粗糙度RMS在150μm以内，厚度均匀性≤2μm；所述的整形，粗磨，细磨和精磨磨料均可使用金刚砂、碳化硼或氧化铝；

(5)抛光：在温度为22±2℃，湿度为30-70％环境下，根据KTN晶体的机械化学性能，使用磨料粒度小于1μm的水基抛光液和抛光垫对精磨之后的晶体进行粗抛和精抛，精抛之后表面可实现无损伤，面型优于λ/8，均方根粗糙度小于1nm，上下表面平行度在5″以内；所述水基抛光液的磨料可为：金刚石或氧化铈或二氧化硅；所述抛光垫可以为：聚氨酯抛光垫、无纺布抛光垫、绒布抛光垫、沥青抛光垫；

(6)涂覆保护膜及卸盘：对精抛之后的加工表面在超净工作台内使用无尘布依次进行丙酮、酒精清洗之后，自流平或旋涂一层虫胶漆片酒精溶液作为保护漆，其虫胶漆片浓度为5wt％-20wt％，放置30min，晾干，再使用烤灯加热至60-70℃熔融石蜡卸盘。

2.根据权利要求1所述的钽铌酸钾单晶基片元件的加工制作方法，其特征在于：步骤(2)中所述切割工具为金刚石内圆或划片或线切割机，切割线的线速度为1000-1500cm/s，切割进刀速度为4-8mm/min。

3.根据权利要求2所述的钽铌酸钾单晶基片元件的加工制作方法，其特征在于：所述步骤(3)夹具材料为KTN晶体材料；所述晶片加工面积:夹具加工面面积＝1:50-1:2；所述步骤(5)中，粗抛采用聚氨酯抛光垫，精抛采用沥青抛光垫。

4.根据权利要求3述的钽铌酸钾单晶基片元件的加工制作方法，其特征在于：所述的晶片加工面积:夹具加工面积＝1:15-1:5。

5.根据权利要求4的钽铌酸钾单晶基片元件的加工制作方法，其特征在于：所述步骤(5)中粗抛用自配的高效分散的酸性水基W0.8氧化铈抛光液，成分包括：0.5wt％-5wt％W0.8氧化铈微粉、55wt％-70wt％去离子水、0.2wt％-15wt％KMnO4、3wt％-10wt％乙二醇、0.1wt％-1wt％硝酸钾、0-1wt％硝酸、0-1wt％氢氧化钾、0.1wt％-2wt％聚丙烯酸。