藍(lán)寶石襯底加工工藝介紹

       作為IPhone手機(jī)高耐用和防刮傷強(qiáng)化玻璃的唯一供應(yīng)商，康寧對蘋果在未來產(chǎn)品中使用藍(lán)寶石顯示屏的決定感到非常不悅?？祵幐呒壐笨偛猛心?middot;崔潘尼(Tony Tripeny)日前就在摩根士丹利全球科技、媒體和電信大會上，痛批了藍(lán)寶石顯示屏。

　 　玻璃巨頭為什么感到了恐懼，他要是不恐懼，豈會利用自己的行業(yè)影響力在非技術(shù)層面對新生事物予以打擊呢?IPhone6 采用了兩種新的材料，都和磨料磨具行業(yè)息息相關(guān)，它們分別是藍(lán)寶石觸摸屏和不銹鋼高光外殼。根據(jù)筆者的渠道了解到，博恩光學(xué)和藍(lán)思科技都接到了來自蘋果的 藍(lán)寶石觸摸屏訂單，盡管有很多玻璃巨頭雇傭的水軍在網(wǎng)絡(luò)上撰文抹黑藍(lán)寶石觸摸屏，但蘋果的高端機(jī)使用藍(lán)寶石觸摸屏已成定局。國內(nèi)激光巨頭大族激光已拿到蘋 果2000萬美元的訂單，用來制作劃片的激光設(shè)備。

　　藍(lán) 寶石晶體硬度很高，為莫氏硬度9級，僅次于最硬的金剛石。它具有很好的透光性，熱傳導(dǎo)性和電氣絕緣性，力學(xué)機(jī)械性能好，并且具有耐磨和抗風(fēng)蝕的特點。藍(lán)寶 石晶體的熔點為2050℃，沸點3500℃，最高工作溫度可達(dá)1900℃。面對堅強(qiáng)的藍(lán)寶石金剛石磨頭顯得很乏力，以IPhone6 的觸摸屏為例，耳機(jī)孔寬1.0-1.2mm,長10-12mm,寬度死死地限制了磨頭的外徑，只能做到0.8-1.0mm,因為還要留間隙來排粉和讓切削 液通過。以常規(guī)精雕機(jī)為例，RPM40000來計算，刀具最大線速度僅為0.67M/S,加上藍(lán)寶石莫氏硬度9(玻璃6-6.5,金剛石10)相對直徑 12-15mm的按鍵孔，聽筒孔的加工難度就更大了。因為按鍵孔磨頭可以把直徑做到足夠大，這樣就能有足夠多的磨料參與到磨削過程中，同時磨粒也擁有足夠 的線速度來克取物質(zhì)，所以藍(lán)寶石觸摸屏加工的短板在于聽筒孔而非按鍵孔。在加工藍(lán)寶石的過程中作為磨料的金剛石更容易被磨鈍，在加工玻璃的時候，金剛石首 先不容易被磨鈍，另外，被磨鈍之后因為硬度差異很大，金剛石還能強(qiáng)勢的繼續(xù)工作相當(dāng)長一段時間，(金剛石和玻璃的磨耗比大，和藍(lán)寶石的磨耗比小)加工藍(lán)寶 石的過程中金剛石一旦變鈍，因為切削阻力足夠大，所以極易導(dǎo)致磨頭斷刀。

       藍(lán)寶石襯底加工流程

　　長晶:利用長晶爐生長尺寸大且高品質(zhì)的單晶藍(lán)寶石晶體定向:確保藍(lán)寶石晶體在掏棒機(jī)臺上的正確位置,便于掏棒加工

　　掏棒:以特定方式從藍(lán)寶石晶體中掏取出藍(lán)寶石晶棒(包括去頭尾、端面磨)

　　滾磨:用外圓磨床進(jìn)行晶棒的外圓磨削,得到精確的外圓尺寸精度(滾圓、磨OF 面)品檢:確保晶棒品質(zhì)以及以及掏取后的晶棒尺寸與方位是否合客戶規(guī)格

　　定向:在切片機(jī)上準(zhǔn)確定位藍(lán)寶石晶棒的位置,以便于精準(zhǔn)切片加工

　　切片:將藍(lán)寶石晶棒切成薄薄的晶片

　　研磨:去除切片時造成的晶片切割損傷層及改善晶片的平坦度

　　倒角:將晶片邊緣修整成圓弧狀,改善薄片邊緣的機(jī)械強(qiáng)度,避免應(yīng)力集中造成缺 陷,45°倒角0.1-0.2mm。

　　拋光:改善晶片粗糙度,使其表面達(dá)到外延片磊晶級的精度 (先雙面拋光，再單面拋光。正面粗糙度<0.3um，背面粗糙度0.4um-1um)清洗:清除晶片表面的污染物(如:微塵顆粒,金屬,有機(jī)玷污物等) 品檢:以高精密檢測儀器檢驗晶片品質(zhì)(平坦度,表面微塵顆粒等),以合乎客戶要求

　　注：1、研磨包括雙面研磨和單面研磨，先雙面研磨，再倒角，然后再單面研磨。 更確切的是雙面研磨-退火-倒角-上蠟-單面研磨。 2、雙面研磨：磨料：碳化硼B(yǎng)4C，去除量120um。單面研磨：金剛石研磨液， 去除量30um。 3、拋光：磨料SiO2，去除量5um。

       藍(lán)寶石襯底加工設(shè)備：大型雙面研磨拋光機(jī)、藍(lán)寶石研磨機(jī)