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LED蓝宝石基板加工工艺

信息来源:LED透明屏厂家赫尔诺    编辑:LED显示屏厂家-赫尔诺

目前在LED制程中,蓝宝石基板虽然受到来自Si与GaN基板的挑战,但是考虑到成本与良率,蓝宝石在近两年内仍然具有优势,可以预见接下来蓝宝石基板的发展方向是大尺寸与图案化(PSS)。由于蓝宝石硬度仅次于钻石,因此对它进行减薄与表面平坦化加工非常困难,在逐渐的摸索中,业界形成了一套大致相同的对于蓝宝石基板进行减薄与平坦化的工艺。下面我们就来介绍下LED蓝宝石基板加工工艺

LED蓝宝石基板加工工艺

  首先对于蓝宝石基板来说,它在成为一片合格的衬底之前大约经历了从切割、粗磨、精磨、以及抛光几道工序。以2英寸蓝宝石为例:

  1.切割:切割是从蓝宝石晶棒通过线切割机切割成厚度在500um左右的毛片。在这项制程中,金刚石线锯是最主要的耗材,目前主要来自日本、韩国与台湾地区。

  2.粗抛:切割之后的蓝宝石表面非常粗糙,需要进行粗抛以修复较深的刮伤,改善整体的平坦度。这一步主要采用50~80um的B4C加Coolant进行研磨,研磨之后表面粗糙度Ra大约在1um左右。

  3.精抛:接下来是较精细的加工,因为直接关系到最后成品的良率与品质。目前标准化的2英寸蓝宝石基板的厚度为430um,因此精抛的总去除量约在30um左右。考虑到移除率与最后的表面粗糙度Ra,这一步主要以多晶钻石液配合树脂锡盘以Lapping的方式进行加工。

  大多数蓝宝石基板厂家为了追求稳定性,多采用日本的研磨机台以及原厂的多晶钻石液。但是随着成本压力的升高以及国内耗材水准的提升,目前国内的耗材产品已经可以替代原厂产品,并且显著降低成本。

  说到多晶钻石液不妨多说两句,对于多晶钻石液的微粉部分,一般要求颗粒度要集中,形貌要规整,这样可以提供持久的切削力且表面刮伤比较均匀。国内可以生产多晶钻石微粉的厂家有北京国瑞升和四川久远,而国瑞升同时可以自己生产钻石液,因此在品质与成本上具有较大优势。美国的Diamond Innovation最近推出了“类多晶钻石” ,实际是对普通单晶钻石的一种改良,虽然比较坚固的结构能提供较高的切削力,但是同时也更容易造成较深的刮伤。

  4.抛光:多晶钻石虽然造成的刮伤明显小于单晶钻石,但是仍然会在蓝宝石表面留下明显的刮伤,因此还会经过一道CMP抛光,去除所有的刮伤,留下完美的表面。CMP工艺原本是针对矽基板进行平坦化加工的一种工艺,现在对蓝宝石基板同样适用。经过CMP抛光工艺的蓝宝石基板在经过层层检测,达到合格准的产品就可以交给外延厂进行磊晶了。

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