高邊緣質(zhì)量藍(lán)寶石晶片的加工裝置的制造方法
【專利摘要】本實用新型提供了一種高邊緣質(zhì)量藍(lán)寶石晶片的加工裝置，它主要包括依次連接的晶片切割單元、晶片研磨單元、激光切邊單元、邊緣倒角單元、邊緣掃光單元和化學(xué)機(jī)械拋光單元。本實用新型主要通過采用激光切割藍(lán)寶石晶片邊緣的方式，可顯著降低加工后晶片邊緣損傷層厚度，減少后續(xù)邊緣加工所需預(yù)留余量。通過邊緣倒角、邊緣掃光、化學(xué)機(jī)械拋光和低溫退火，可有效降低晶片邊緣損傷層厚度，避免晶片因邊緣存在裂紋而導(dǎo)致強度大幅下降。
【專利說明】
高邊緣質(zhì)量藍(lán)寶石晶片的加工裝置
[0001](— )
技術(shù)領(lǐng)域
[0002]本實用新型屬于藍(lán)寶石加工技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種高邊緣質(zhì)量藍(lán)寶石晶片的加工方法。
[0003](二)
【背景技術(shù)】
[0004]藍(lán)寶石具有優(yōu)異的綜合性能，被廣泛應(yīng)用到航空航天、軍事、半導(dǎo)體等諸多方面。近年來，藍(lán)寶石更是引起了人們極大的關(guān)注，除了已經(jīng)大量用作氮化鎵基藍(lán)光LED的襯底夕卜，消費類電子方面也顯示出廣闊的市場前景。
[0005]藍(lán)寶石材料在應(yīng)用時，通常需要經(jīng)過晶塊/晶棒加工、切片、研磨、拋光等一系列工序，最終制成高表面質(zhì)量的拋光晶片。藍(lán)寶石晶片的拋光技術(shù)優(yōu)劣，直接影響終端產(chǎn)品的性能與可靠性，人們也對藍(lán)寶石的表面拋光技術(shù)進(jìn)行了深入研究。然而，僅有高的表面質(zhì)量是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，晶片在切割后，邊緣表面會形成棱角、崩邊，甚至微小裂紋等缺陷，邊緣表面粗糙。藍(lán)寶石是一種典型的脆性材料，在發(fā)生斷裂時，幾乎不發(fā)生塑性變形，這使得藍(lán)寶石晶片表面或邊緣如果存在缺陷(微裂紋和崩邊等)，則更容易導(dǎo)致晶片強度大幅度降低。因此，為了提高藍(lán)寶石晶片的機(jī)械強度，需要對晶片邊緣進(jìn)行特殊處理，使其邊緣表面更加圓滑，減小損傷層厚度。
[0006](三)

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本實用新型的目的在于提供一種能夠改善藍(lán)寶石晶片的邊緣加工質(zhì)量，進(jìn)而提高藍(lán)寶石晶片的機(jī)械強度，具有高效率、高成品率、高穩(wěn)定性、低成本等優(yōu)點的高邊緣質(zhì)量藍(lán)寶石晶片的加工裝置。
[0008]本實用新型的目的是這樣實現(xiàn)的:它包括依次連接的晶片切割單元、晶片研磨單元、激光切邊單元、邊緣倒角單元、邊緣掃光單元和化學(xué)機(jī)械拋光單元，晶片切割單元為將藍(lán)寶石晶塊或晶棒切割成晶片的多線切割機(jī)，晶片研磨單元為將藍(lán)寶石晶塊或晶棒加工成藍(lán)寶石研磨片的研磨機(jī)，激光切邊單元為對藍(lán)寶石晶片進(jìn)行切邊的激光切割機(jī)，激光切割機(jī)上設(shè)置有激光探頭，邊緣倒角單元為將切割得到的藍(lán)寶石晶片邊緣進(jìn)行邊緣倒角的倒角機(jī)，其上設(shè)置有金剛石砂輪，邊緣掃光單元包括掃光機(jī)，掃光機(jī)上設(shè)置有毛刷和載體，載體內(nèi)設(shè)置有鉆石研磨液，鉆石研磨液包括金剛石磨料，化學(xué)機(jī)械拋光單元包括拋光機(jī)。
[0009]本實用新型還有這樣一些技術(shù)特征:
[0010](I)所述的毛刷包括豬毛、羊毛軟質(zhì)毛刷。
[0011 ]本實用新型的有益效果在于:
[0012]本實用新型采用激光切邊配合軟質(zhì)毛刷加鉆石液邊緣掃光的方法可以高效地獲得高邊緣質(zhì)量的藍(lán)寶石晶片。
[0013](I)利用激光切割機(jī)切割藍(lán)寶石晶片，得到的邊緣質(zhì)量好，可減小后續(xù)邊緣加工所需加工余量，顯著提高加工效率；
[0014](2)采用軟質(zhì)毛刷結(jié)合鉆石研磨液對藍(lán)寶石晶片邊緣掃光，可有效去除激光切割后晶片邊緣的損傷層，提高晶片邊緣的加工質(zhì)量，進(jìn)而提高晶片的機(jī)械強度。
[0015](3)拋光后的晶片通過低溫退火，可以有效去除晶片表面的殘余應(yīng)力，改善晶片的力學(xué)性能。
[0016](四)
【附圖說明】
[0017]圖1為本實用新型加工裝置結(jié)構(gòu)示意圖。
[0018](五)
【具體實施方式】
[0019]為了使本實用新型的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下結(jié)合附圖和實施例對本實用新型進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實施例僅用以解釋本實用新型，并不用于限定本實用新型。
[0020]結(jié)合圖1，本實施例包括依次連接的晶片切割單元1、晶片研磨單元2、激光切邊單元3、邊緣倒角單元4、邊緣掃光單元5和化學(xué)機(jī)械拋光單元6，晶片切割單元為將藍(lán)寶石晶塊或晶棒切割成晶片的多線切割機(jī)，晶片研磨單元為將藍(lán)寶石晶塊或晶棒加工成藍(lán)寶石研磨片的研磨機(jī)，激光切邊單元為對藍(lán)寶石晶片進(jìn)行切邊的激光切割機(jī)，激光切割機(jī)上設(shè)置有激光探頭，邊緣倒角單元為將切割得到的藍(lán)寶石晶片邊緣進(jìn)行邊緣倒角的倒角機(jī)，其上設(shè)置有金剛石砂輪，邊緣掃光單元包括掃光機(jī)，掃光機(jī)上設(shè)置有毛刷和載體，載體內(nèi)設(shè)置有鉆石研磨液，鉆石研磨液包括金剛石磨料，化學(xué)機(jī)械拋光單元包括拋光機(jī)。
[0021]本實施例的加工工藝過程:
[0022]SlOO，晶片切割:用多線切割機(jī)將藍(lán)寶石晶塊或晶棒切割成晶片；
[0023]S200，晶片研磨:用研磨機(jī)對藍(lán)寶石切割片進(jìn)行雙面研磨；
[0024]S300，激光切割:將激光切割機(jī)的激光頻率調(diào)整到550Hz，脈寬調(diào)節(jié)至140us，功率選擇40%，探頭移動速度設(shè)定為4mm/s，將藍(lán)寶石晶片切割刀所需尺寸；
[0025]S400，邊緣倒角:將激光切割后的藍(lán)寶石晶片，利用600目金剛石砂輪進(jìn)行邊緣倒角。砂輪的轉(zhuǎn)速為3000rpm，晶片的進(jìn)給速度為0.5mm/min ；
[0026]S500，邊緣掃光:用豬毛刷加3μπι鉆石研磨液對倒角后的晶片邊緣進(jìn)行掃光，正反面各掃光1min;
[0027]S600，化學(xué)機(jī)械拋光:用拋光機(jī)對邊緣掃光后的晶片進(jìn)行化學(xué)機(jī)械拋光，拋光壓力為650g/cm2，拋光溫度為40°C ；
[0028]S700，退火:將拋光后的晶片放到退火爐中進(jìn)行退火處理，退火過程在空氣中進(jìn)行，首先將放置好晶片的退火爐在12h內(nèi)升至900°C，恒溫10h，最后在12h內(nèi)降至室溫。
[0029]以上內(nèi)容是結(jié)合具體的優(yōu)選實施方式對本實用新型所做的進(jìn)一步詳細(xì)說明，不能認(rèn)定本實用新型的具體實施只限于這些說明。對于具有本實用新型所屬領(lǐng)域基礎(chǔ)知識的人員來講，可以很容易對本實用新型進(jìn)行變更和修改，這些變更和修改都應(yīng)當(dāng)視為屬于本實用新型所提交的權(quán)利要求書確定的專利保護(hù)范圍。
【主權(quán)項】
1.一種高邊緣質(zhì)量藍(lán)寶石晶片的加工裝置，其特征在于它包括依次連接的晶片切割單元、晶片研磨單元、激光切邊單元、邊緣倒角單元、邊緣掃光單元和化學(xué)機(jī)械拋光單元，晶片切割單元為將藍(lán)寶石晶塊或晶棒切割成晶片的多線切割機(jī)，晶片研磨單元為將藍(lán)寶石晶塊或晶棒加工成藍(lán)寶石研磨片的研磨機(jī)，激光切邊單元為對藍(lán)寶石晶片進(jìn)行切邊的激光切割機(jī)，激光切割機(jī)上設(shè)置有激光探頭，邊緣倒角單元為將切割得到的藍(lán)寶石晶片邊緣進(jìn)行邊緣倒角的倒角機(jī)，其上設(shè)置有金剛石砂輪，邊緣掃光單元包括掃光機(jī)，掃光機(jī)上設(shè)置有毛刷和載體，載體內(nèi)設(shè)置有鉆石研磨液，鉆石研磨液包括金剛石磨料，化學(xué)機(jī)械拋光單元包括拋光機(jī)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高邊緣質(zhì)量藍(lán)寶石晶片的加工裝置，其特征在于所述的毛刷包括豬毛、羊毛軟質(zhì)毛刷。
【文檔編號】B28D5/00GK205600999SQ201620215043
【公開日】2016年9月28日
【申請日】2016年3月21日
【發(fā)明人】左洪波, 楊鑫宏, 張學(xué)軍, 袁志勇
【申請人】哈爾濱秋冠光電科技有限公司