[发明专利]蓝宝石LED灯丝的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种蓝宝石片的制备方法，尤其涉及一种蓝宝石LED灯丝的制备方法，属于蓝宝石加工技术领域。

背景技术

LED灯丝以其节能、全角度发光等优点而被广泛应用。目前，LED灯丝基板的材质一般为玻璃、硅树脂或碳化硅，但玻璃硬度差，导热性差；硅树脂导热性差；而碳化硅则制作成本大。

随着科技的进步，蓝宝石基板在LED技术中得到广泛应用。蓝宝石具有很好的热特性，极好的电气特性和介电特性，可以在高温下保持高强度、优良的热属性和透过率，并且防化学腐蚀。用蓝宝石为原料制成的LED灯丝，亮度高，硬度高且导热性好，深受消费者满意。

中国专利文献ZL201420699840.7公开了一种全周发光的LED灯丝，包括混有荧光粉的基板，设置于所述基板上的电极，安装在所述基板上的至少一个LED芯片，以及覆盖于所述LED芯片上的封装胶。通过含有荧光粉的硅树脂形成的基板，免除了玻璃或蓝宝石作为基板的成本。混有荧光粉的硅树脂形成的基板代替了玻璃以及蓝宝石基板，使用所述基板制作的灯丝避免了玻璃或蓝宝石对芯片出光的影响，实现了360度出光，出光均匀性和光效大大提高。但该方法工序设计不够合理，会直接影响LED灯丝的质量和成品率。

发明内容

本发明解决的技术问题是：提出一种成片质量高，废品率低，生产效率高的蓝宝石LED灯丝的制备方法。

为了解决上述技术问题，本发明提出的技术方案是：一种蓝宝石LED灯丝的制备方法，包括以下具体步骤：

步骤一、晶体生长；在晶体生长炉的坩埚内装入纯净的Al₂O₃原料，所述坩埚上方设有可旋转和升降的提拉杆，提拉杆的下端夹设有A晶向、M晶向或C晶向的籽晶；将晶体生长炉内抽真空并通入保护气体，升温至2100～2200℃，使得Al₂O₃熔融，控制熔体的液面温度为2055℃，将籽晶置于Al₂O₃熔体的上表面使其与熔体接触，持续0.5～1h；待籽晶与熔体充分沾润后，提拉并转动籽晶，从而实现缩颈—扩肩—等径生长；缩颈阶段，控制熔体的液面温度为2050℃，以3～5mm/h的速度向上提拉籽晶，以45～48r/min的速度转动籽晶；扩肩阶段，控制熔体的液面温度为2048℃，以8～10mm/h的速度向上提拉籽晶，以50～55r/min的速度转动籽晶；等径阶段，控制熔体的液面温度为2052℃，以5～8mm/h的速度向上提拉籽晶，以48～50r/min的速度转动籽晶；待晶体生长结束后，将晶体生长炉内的温度降至1580～1680℃，再对晶体进行退火处理，控制温度以80～100℃/h的速度缓慢降温并持续18～22h，从而得到晶体；

步骤二、晶体掏棒；对晶体进行定向，然后使用掏棒机进行掏棒，从而得到晶棒；

步骤三、晶体切割；采用金刚砂线切割设备对晶棒进行切割，从而得到晶片；

步骤四、研磨；采用研磨机对晶片进行研磨；研磨时，加入研磨液，研磨盘对晶片加压至0.02～0.022Mpa，研磨盘的转速为1000～1200rpm/min；研磨完成后用无水乙醇清洗；所述研磨液组分包括：0.5～2%的颗粒大小为10～20μm的立方氮化硼粉末，14～16%的烷基酚聚氧乙烯醚，4～6%的甘油，9～11%的聚丙二醇400，其余为去离子水；

步骤五、倒角；采用数控机床的金刚石砂轮对晶片的边角进行倒角处理，；

步骤六、退火；将晶片放入退火炉内，以180～220℃/h的速度进行升温将温度升至1600℃，升温时在300℃、800℃、1600℃分别保温2～6h，然后以200℃的温度进行降温，降温时在1000℃、500℃分别保温2～3h冷却至室温取出；

步骤七、双面化学抛光；先用无水乙醇对晶片进行清洗，然后将清洗后的晶片放入双面抛光机中固定；抛光时，加入抛光液，抛光盘对晶片加压至0.12～0.15Mpa，抛光盘的转速为1000～1500rpm/min、将抛光好的晶片用无水乙醇清洗后，在室温下进行自然冷却；所述抛光液组分包括：0.5～2%的颗粒大小为1～6μm的立方氮化硼粉末，14～16%的烷基酚聚氧乙烯醚，4～6%的甘油，9～11%的聚丙二醇400，0.5～2%的纳米二氧化硅，使得抛光液PH值为11.0～13.0的碱性溶液，其余为去离子水；抛光过程中不断补充碱性溶液以保持抛光液的PH值；

步骤八、激光取片；将抛光后的晶片放入激光切割机中并通入保护气体，将晶片按需求切割成相应大小；