一文带你了解蓝宝石如何打磨抛光

蓝宝石又称白宝石,是一种由铝氧化物(Al₂O₃)组成的宝石材料,其具有良好的导热性,优异的电气特性和介电特性,防化学腐蚀,对红外线透过率高,耐磨性好,硬度仅次于金刚石,达莫氏9级,在高温下仍具有较好的稳定性,熔点为2030℃。因此,蓝宝石除了被用于制作高档手表和珠宝首饰等传统应用以外,还被广泛应用于光电、航空航天、激光器和半导体等领域,主要用于制作半导体外延衬底材料,包括氮化镓衬底、发光二极管衬底片,光学窗口以及激光基质材料等。

蓝宝石衬底及光学片加工流程

长晶:利用长晶炉生长尺寸大且高品质的单晶蓝宝石晶体。

定向:确保蓝宝石晶体在掏棒机台上的正确位置,便于掏棒加工;

掏棒:以特定方式从蓝宝石晶体中掏取蓝宝石晶棒(包括去头尾、端面磨);

滚磨:用外圆磨床进行晶棒的外圆磨削,得到精确的外圆尺寸精度(滚圆,磨OF面);

品检:确保晶棒品质以及套取后的晶棒尺寸与方位符合客户规格;

定向:在切片机上准确定位蓝宝石晶棒的位置,以便于精准切片加工;

切片:使用金刚石线锯将蓝宝石晶棒切成薄薄的晶片;

研磨:去除切片时造成的晶片切割损伤层及改善晶片的平坦度;

倒角:将晶片边缘修整成圆弧状,改善薄片边缘的机械强度,避免应力集中造成缺陷,45度倒角0～0.2mm;

抛光:改善晶片粗糙度,使其表面达到外延片磊晶级的精度(先双面抛光,再单面抛光。正面粗糙度小于0.3μm,背面粗糙度0.4～1.0μm);

清洗:清除晶片表面的污染物,如微尘颗粒、金属、有机沾污物等;

品检:以高精密检测器检验晶片(平坦度、表面微尘颗粒等),以合乎客户的要求。

中机新材的蓝宝石研磨抛光产品

蓝宝石具有特别稳定的化学性质和很高的硬度,这就增加了蓝宝石材料的加工难度,尤其是研磨、抛光环节。

作为国内领先的研磨抛光材料解决方案服务商,深圳中机新材料有限公司提供了针对蓝宝石加工的切削研磨抛光材料。以下是中机新材的蓝宝石切削研磨抛光产品介绍:

切割液:具有优异的润滑冷却性能,显著降低加工区温度;稳定工件加工尺寸,保证加工精度,使工件加工后具有低的 WARP和TTV值;降低金刚石线磨损,延长使用寿命;具有优异的粉末沉降能力,提高应用性能;使用过程安全环保。配合金刚石切割线应用于蓝宝石晶体和水晶等硬脆材料的多线切割过程。

金刚石切割线:线径均匀、线丝圆度好、磨料分布均匀、出刃高。切割后线径磨损均匀,稳定的切割数据,可大幅提升切割效率降低生产成本。

团聚金刚石研磨液:在团聚钻石粉的基础上增加了组合刃角的数量,并增加了聚合强度,使其保留多刃角的特性,更适用于对表面要求质量高,且对去除速率要求较高的应用场景,并可以加工成各种结合剂的磨削工具,应用于各种硬质金属及非金属材质的高速研磨。

蜂窝粗磨垫:配合团聚金刚石研磨液使用,表面设计为蜂窝四边形或六边形结构,拓扑式网状结构让研磨介质与工件充分接触,保证了研磨效率的稳定性,并最大化存储研磨液和有效排屑,减少划伤。

单晶金刚石粗磨液:分散性好,不易硬沉淀,粒度均匀,研抛效果稳定润滑性优异,排屑快,酸碱均衡,不损伤工装;具有良好的切削力,加工成本相对较低。

氧化硅抛光液:采用高纯的纳米二氧化硅原料,搭配特殊的抛光配方产品具有良好的分散悬浮性,高速的减薄效率,优质的抛光表面,质量稳定,循环寿命长,易清洗,不易结晶。 阻尼布精抛垫:主要为无纺布和聚氨酯组成的复合材料,通过控制聚氨酯泡孔的孔径大小,使阻尼布表面平坦、绒感细腻、厚度均匀,配合氧化硅精抛液使用,可以达到高切削力、极好平整度及极低的表面损伤。

氧化铝抛光液:采用进口聚晶氧化铝微粉为主要原料,粒径分布均匀,悬浮体系稳定,分散性好,不易板结。该产品的液相添加了高锰酸钾,利用高锰酸钾的强氧化性,对表面进行腐蚀,再通过氧化铝的机械作用来达到高去除率抛光,配合无纺布粗抛垫使用可以达到极低的表面粗糙度及极低的表面损伤。

聚氨酯抛光垫:具有耐磨性好、使用周期长、耐高温等特点。可背胶、开槽、压纹等优势。可配合团聚金刚石研磨液或聚晶金刚石研磨液使用,用于蓝宝石光学、碳化硅晶圆金属和玻璃材料的研磨抛光。

深圳中机新材料有限公司以其专业的技术和优质的产品,为蓝宝石切削研磨抛光提供了可靠的解决方案,助力客户实现高质量的蓝宝石衬底及光学片生产。