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了解生产蓝宝石陶瓷基板中的一些工艺流程

 时间:2022-11-29     浏览:121     分享

     由于目前的LED工艺,蓝宝石陶瓷衬底受到硅衬底和GaN衬底的挑战,但应考虑成本和产量。蓝宝石是氧化铝的单晶体,又称刚玉。蓝宝石作为一种重要的工艺晶体,已广泛应用于科技、国防和民用工业等诸多领域。近年来,国内已有40多家公司投资生产蓝宝石晶体。国蓝宝石公司将继续扩大规模,许多外国公司已经在中国建立了生产基地。未来,LED市场将涌向中国。高纯氧氧化铝需求量不断增加,蓝宝石市场前景广阔。

      今天,随着LED照明的新应用正在推动正确性、寿命和稳定性的极限,蓝宝石陶瓷衬底上的LED蚀刻提出了新的要求。量子效率的提高正在推动需要额外蚀刻要求的新的垂直结构。蚀刻这些结构具有独特的高温要求,实现了比传统方法高10倍的吞吐量。虽然大多数公司使用干法蚀刻工艺来创建图案化表面,但干法蚀刻也有其缺点,包括加工设备成本高、吞吐量低和可扩展性差。


      一、 蓝宝石陶瓷基板的加工技术。

      首先,对于蓝宝石陶瓷基板,要经过切割、粗磨、精磨、抛光等几道工序,才能成为合格的基板。以2英寸的蓝宝石为例。

      1. 粗铸:切割后的蓝宝石表面非常粗糙,需要进行粗铸以修复更深的划痕,提高整体平整度。该步骤主要采用50~80μm的B4C加冷却液进行磨削,磨削后的表面粗糙度约为1μm。


      2. 精细铸造:下一步是更精细的加工,因为它直接关系到最终产品的产量和质量。目前标准化的2英寸蓝宝石衬底的厚度为430μm,因此精细抛光的总去除量约为30μm。考虑到去除率和最终表面粗糙度Ra,该工艺主要采用聚晶金刚石液和树脂锡盘进行磨削。

      3. 切割:切割是将蓝宝石水晶条通过线切割机切割成厚度约500μm的羊毛。这个过程中,金刚石线锯是最主要的消耗品,主要来自日本、韩国和台湾地区。


      4. 抛光:虽然多晶金刚石造成的划痕明显小于单晶金刚石,但仍会在蓝宝石表面留下明显的划痕,因此也会进行CMP抛光,将划痕全部去除,留下完美的表面。CMP工艺最初用于平坦化硅衬底,现在也适用于蓝宝石陶瓷衬底。经过CMP抛光工艺后,蓝宝石陶瓷基板通过逐层测试,合格的产品可移交外延厂进行外延。