本发明涉及蓝宝石加工领域，特别是一种大尺寸蓝宝石退火工艺加工方法。
背景技术：
蓝宝石（Sapphire）晶体具有优良的光学性能、物理性能和稳定的化学性能。广泛应用于高亮度LED衬底材料、各种光学元器件、扫描仪窗口材料。蓝宝石窗口片用于光学窗口领域具有以下几个优良特征：1.高光学透射率，蓝宝石晶体有很好的透光性能，其透光范围为0.15～7.5微米，覆盖了紫外、可见、近红外、中红外等波段；2.高耐磨性，膨胀系数仅为5X10-6/度，熔点为2050°C，工作温度可达1900°C，具有优秀的耐热冲击和耐高温性能；3.很好的机械性能，其硬度可达莫氏9级，同时还有很好的抗压强度、压缩强度和弯曲强度，同时具有抗电磁干扰、电磁兼容性能，抗辐射性能、电绝缘性能。
随着蓝宝石应用领域的发展，对大尺寸蓝宝石的市场需要越来越多，其产品要求双折射越来越高。通常小尺寸、厚度薄的蓝宝石在加工过程中应力容易消除，而大尺寸、厚度10mm以上，在退火过程中容易容易开裂、内应力消除不够。
技术实现要素：
针对上述问题，本发明公开了一种大尺寸蓝宝石退火工艺加工方法，主要针对大尺寸（直径φ300mm以上）、厚度在10mm以上的蓝宝石，可有效降低其加工成本，并提升其加工质量。
为解决以上技术问题，本发明提供的技术方案是:
一种大尺寸蓝宝石退火工艺加工方法，其特征在于，包括以下具体步骤：
1、首先将晶片放入退火容器中，然后放入真空退火炉内；
2、对真空退火炉进行抽真空，使真空退火炉内部产生真空状态，使温度分部均匀，温度损失降到最低，实际温差少；
3、启动真空退火炉，采用多级退火工艺，对大尺寸蓝宝石进行退火处理；
所述的多级退火工艺，包括42个阶段，其中，第一阶段：真空退火炉持续升温，由室温升温至300℃，持续2min；第二阶段：真空退火炉持续升温，由300℃升温至600℃，持续2min，升温速率为150℃/min；第三阶段：真空退火炉持续升温，由600℃升温至1000℃，持续2min，升温速率为200℃/min；第四阶段：真空退火炉持续升温，由1000℃升温至1400℃，持续2min，升温速率为200℃/min；第五阶段：真空退火炉在1400℃保温，持续4min；第六阶段：真空退火炉持续升温，由1400℃升温至1500℃，持续2min，升温速率为50℃/min，；第七阶段：真空退火炉在1500℃保温，持续2min；第八阶段：真空退火炉持续升温，由1500℃升温至1680℃，持续2min，升温速率为90℃/min；第九阶段：真空退火炉在1680℃保温，持续22min；第十阶段：真空退火炉开始缓慢降温，由1680℃降温至1630℃，持续2min，降温速率为25℃/min；第十一阶段：真空退火炉缓慢降温，由1630℃降温至1580℃，持续2min，降温速率为35℃/min；第十二阶段：真空退火炉缓慢降温，由1580℃降温至1530℃，持续2min；第十三阶段：真空退火炉缓慢降温，由1530℃降温至1480℃，持续2min；第十四阶段：真空退火炉缓慢降温，由1480℃降温至1430℃，持续2min；第十五阶段：真空退火炉缓慢降温，由1430℃降温至1380℃，持续2min；第十六阶段：真空退火炉缓慢降温，由1380℃降温至1330℃，持续2min；第十七阶段：真空退火炉缓慢降温，由1330℃降温至1280℃，持续2min；第十八阶段：真空退火炉缓慢降温，由1280℃降温至1230℃，持续2min；第十九阶段：真空退火炉缓慢降温，由1230℃降温至1180℃，持续2min；第二十阶段：真空退火炉缓慢降温，由1180℃降温至1110℃，持续2min；第二十一阶段：真空退火炉缓慢降温，由1110℃降温至1040℃，持续2min；第二十二阶段：真空退火炉缓慢降温，由1040℃降温至970℃，持续2min；第二十三阶段：真空退火炉缓慢降温，由970℃降温至900℃，持续2min；第二十四阶段：真空退火炉缓慢降温，由900℃降温至830℃，持续2min；第二十五阶段：真空退火炉缓慢降温，由830℃降温至760℃，持续2min；第二十六阶段：真空退火炉缓慢降温，由760℃降温至690℃，持续2min；第二十七阶段：真空退火炉缓慢降温，由690℃降温至590℃，持续2min；第二十八阶段：真空退火炉缓慢降温，由590℃降温至490℃，持续2min；第二十九阶段：真空退火炉缓慢降温，由490℃降温至390℃，持续2min；第三十阶段：真空退火炉缓慢降温，由390℃降温至290℃，持续2min；
4、待多级退火工艺完成后，取出大尺寸蓝宝石，置于室温中冷却至常温，即可。
上述的一种大尺寸蓝宝石退火工艺加工方法，其中，所述退火容器为氧化铝陶瓷坩埚。
上述的一种大尺寸蓝宝石退火工艺加工方法，其中，步骤2中抽真空后的真空退火炉内的真空度为0.1~0.2Mpa。
上述的一种大尺寸蓝宝石退火工艺加工方法，其中，所述多级退火工艺的第十二阶段~第十九阶段的平均降温速率为35℃/min。
上述的一种大尺寸蓝宝石退火工艺加工方法，其中，所述多级退火工艺的第二十阶段~第二十六阶段的平均降温速率为25℃/min。
上述的一种大尺寸蓝宝石退火工艺加工方法，其中，所述多级退火工艺的第二十七阶段~第三十阶段的平均降温速率为50℃/min。
本发明的有益效果为：
本发明公开的一种大尺寸蓝宝石退火工艺加工方法，采用多级真空退火工艺进行退火处理，较以往的有氧退火相比，晶片在惰性环境中受热分布均匀，热量损失较少，且分为30阶段，逐步进行升、降温，温度逐级控制，蓝宝石内部温差少、应力消除快，综上所述，本发明适用于大尺寸蓝宝石退火处理，可有效消除蓝宝石的残余应力，消除速度快，且不易引起蓝宝石开裂，降低了生产成本，有助于提高大尺寸蓝宝石的加工效率，提升晶片质量。
附图说明
图1 多级退火工艺曲线图。
具体实施方式
一种大尺寸蓝宝石退火工艺加工方法，其特征在于，包括以下具体步骤：
1、首先将晶片放入退火容器中，然后放入真空退火炉内；
2、对真空退火炉进行抽真空，使真空退火炉内部产生真空状态，使温度分部均匀，温度损失降到最低，实际温差少；
3、启动真空退火炉，采用多级退火工艺，对大尺寸蓝宝石进行退火处理；
所述的多级退火工艺，包括42个阶段，其中，第一阶段：真空退火炉持续升温，由室温升温至300℃，持续2min；第二阶段：真空退火炉持续升温，由300℃升温至600℃，持续2min，升温速率为150℃/min；第三阶段：真空退火炉持续升温，由600℃升温至1000℃，持续2min，升温速率为200℃/min；第四阶段：真空退火炉持续升温，由1000℃升温至1400℃，持续2min，升温速率为200℃/min；第五阶段：真空退火炉在1400℃保温，持续4min；第六阶段：真空退火炉持续升温，由1400℃升温至1500℃，持续2min，升温速率为50℃/min，；第七阶段：真空退火炉在1500℃保温，持续2min；第八阶段：真空退火炉持续升温，由1500℃升温至1680℃，持续2min，升温速率为90℃/min；第九阶段：真空退火炉在1680℃保温，持续22min；第十阶段：真空退火炉开始缓慢降温，由1680℃降温至1630℃，持续2min，降温速率为25℃/min；第十一阶段：真空退火炉缓慢降温，由1630℃降温至1580℃，持续2min，降温速率为35℃/min；第十二阶段：真空退火炉缓慢降温，由1580℃降温至1530℃，持续2min；第十三阶段：真空退火炉缓慢降温，由1530℃降温至1480℃，持续2min；第十四阶段：真空退火炉缓慢降温，由1480℃降温至1430℃，持续2min；第十五阶段：真空退火炉缓慢降温，由1430℃降温至1380℃，持续2min；第十六阶段：真空退火炉缓慢降温，由1380℃降温至1330℃，持续2min；第十七阶段：真空退火炉缓慢降温，由1330℃降温至1280℃，持续2min；第十八阶段：真空退火炉缓慢降温，由1280℃降温至1230℃，持续2min；第十九阶段：真空退火炉缓慢降温，由1230℃降温至1180℃，持续2min；第二十阶段：真空退火炉缓慢降温，由1180℃降温至1110℃，持续2min；第二十一阶段：真空退火炉缓慢降温，由1110℃降温至1040℃，持续2min；第二十二阶段：真空退火炉缓慢降温，由1040℃降温至970℃，持续2min；第二十三阶段：真空退火炉缓慢降温，由970℃降温至900℃，持续2min；第二十四阶段：真空退火炉缓慢降温，由900℃降温至830℃，持续2min；第二十五阶段：真空退火炉缓慢降温，由830℃降温至760℃，持续2min；第二十六阶段：真空退火炉缓慢降温，由760℃降温至690℃，持续2min；第二十七阶段：真空退火炉缓慢降温，由690℃降温至590℃，持续2min；第二十八阶段：真空退火炉缓慢降温，由590℃降温至490℃，持续2min；第二十九阶段：真空退火炉缓慢降温，由490℃降温至390℃，持续2min；第三十阶段：真空退火炉缓慢降温，由390℃降温至290℃，持续2min；
4、待多级退火工艺完成后，取出大尺寸蓝宝石，置于室温中冷却至常温，即可。
上述的一种大尺寸蓝宝石退火工艺加工方法，其中，所述退火容器为氧化铝陶瓷坩埚。
上述的一种大尺寸蓝宝石退火工艺加工方法，其中，步骤2中抽真空后的真空退火炉内的真空度为0.1~0.2Mpa。
上述的一种大尺寸蓝宝石退火工艺加工方法，其中，所述多级退火工艺的第十二阶段~第十九阶段的平均降温速率为35℃/min。
上述的一种大尺寸蓝宝石退火工艺加工方法，其中，所述多级退火工艺的第二十阶段~第二十六阶段的平均降温速率为25℃ /min。
上述的一种大尺寸蓝宝石退火工艺加工方法，其中，所述多级退火工艺的第二十七阶段~第三十阶段的平均降温速率为50℃/min。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。