[发明专利]图形化衬底专用蓝宝石衬底片加工工艺

说明书

技术领域

本发明涉及一种晶体材料的加工工艺，尤其是一种蓝宝石衬底片的加工工艺。

背景技术

LED照明是新一轮高科技高科技企业发展的焦点，图形化的蓝宝石衬底可以有效提高LED芯片的亮度，提升光效达30%以上。在高功率LED芯片需求增加的情况下，图形化的蓝宝石衬底需求也大幅增加。因此图形化衬底专用的蓝宝石衬底片的加工是LED全产业链中非常重要的一环，成熟的生产技术显得尤为关键。但目前但技术壁垒的存在加上市场的高度不成熟，形成了信息的蔽塞，导致业内缺乏蓝宝石衬底片的详细标准化工艺流程，导致业内蓝宝石衬底片次品率高，生产效率偏低。目前业内生产出的蓝宝石衬底片各项参数为背面粗糙度范围0.80μm~1.20μm，正面粗糙度≤0.30nm，总厚度偏差TTV≤5.00μm，翘曲度warp≤10.00μm，弯曲度bow≤30.00μm，其中背面粗糙度、翘曲度、弯曲度的精度较低，导致后续使用蓝宝石衬底片进行图形化衬底制造过程中，容易变形翘曲。

此外，目前业内在进行图形化衬底专用蓝宝石衬底片加工过程中，至少需要一台双面研磨机/研抛机和一台单面抛光机/研抛机，不仅设备投资高，也增加维修成本和使用成本。

发明内容

本发明的目的是提供一种标准化的图形化衬底专用蓝宝石衬底片加工工艺，填补了行业空白。采用本工艺制造蓝宝石衬底片，生产效率大幅提高，且各方面参数完全能够满足行业标准，背面粗糙度、翘曲度、弯曲度优于行业标准，且成品率高。而且使用本发明提供的技术方案，可以在一种双面研抛机上进行图形化衬底专用蓝宝石衬底片加工过程中的全部研磨和抛光程序。

为了达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种图形化衬底专用蓝宝石衬底片加工工艺，包括以下步骤：

A倒角：将蓝宝石衬底片边缘修整成圆弧状；

B用规格为W14~W20的碳化硼对蓝宝石衬底片进行双面粗研磨；

C用超声波清洗机对蓝宝石衬底片进行清洗；

D用规格为W5~W7的碳化硼对蓝宝石衬底片进行双面细研磨；

E用超声波清洗机对蓝宝石衬底片进行清洗，并将蓝宝石衬底片烘干；

F对蓝宝石衬底片进行退火，包括以下步骤：

F1将蓝宝石衬底片竖放入电加热炉并加以固定；

F2第一次升温：电加热炉升温至300℃~500℃，恒温10~60分钟；

F3第二次升温：电加热炉升温至700℃~900℃，恒温10~60分钟；

F4第三次升温：电加热炉升温至1200℃~1550℃，恒温60~240分钟；

F5第一次降温：电加热炉降温至700℃~900℃，恒温10~60分钟；

F6第二次降温：电加热炉降温至300℃~500℃，恒温10~60分钟；

F7第三次降温：关闭电加热炉，使其自然冷却；

G对蓝宝石衬底片正面进行单面研磨；

H用超声波清洗机对蓝宝石衬底片进行清洗；

I对蓝宝石衬底片正面进行单面粗抛光；

J对蓝宝石衬底片正面进行单面精抛光；

K用超声波清洗机对蓝宝石衬底片进行清洗。

作为优选，所述步骤G包括：

G1在双面研抛机的下磨盘表面各粘贴一片相同大小、规格为W180的碳化硅片；

G2在双面研抛机的下磨盘上安装相互啮合的内齿圈、外齿太阳轮和一块以上开有一个以上通孔的带有外齿的游星盘，将蓝宝石衬底片放在通孔中；

G3在所述游星盘上设置压块，所述压块向游星盘中的蓝宝石衬底片施加压力值为50~250g/cm²，所述压块与游星盘之间还包括一个以上的缓冲垫，所述缓冲垫与所述压块之间还包括固定层；

G4启动双面研抛机，上磨盘始终保持与下磨盘不接触的状态，研磨过程中加磨料和冷却水，磨料选用规格为W3.5~W5的碳化硼；

作为优选，所述步骤I包括：

I1在双面研抛机的下磨盘表面粘贴厚度为0.5~1毫米的聚氨酯抛光皮，抛光皮的直径与磨盘的相同；

I2在双面研抛机的下磨盘上安装相互啮合的内齿圈、外齿太阳轮和一块以上开有一个以上通孔的带有外齿的游星盘，将蓝宝石衬底片放在通孔中；

I3在所述游星盘上设置压块，所述压块向游星盘中的蓝宝石衬底片施加的压力值为50~250g/cm²，所述压块与游星盘之间还包括一个以上的缓冲垫，所述缓冲垫与所述压块之间还包括固定层；