蓝宝石衬底加工工艺介绍

       作为IPhone手机高耐用和防刮伤强化玻璃的唯一供应商，康宁对苹果在未来产品中使用蓝宝石显示屏的决定感到非常不悦。康宁高级副总裁托尼·崔潘尼(Tony Tripeny)日前就在摩根士丹利全球科技、媒体和电信大会上，痛批了蓝宝石显示屏。

　 　玻璃巨头为什么感到了恐惧，他要是不恐惧，岂会利用自己的行业影响力在非技术层面对新生事物予以打击呢?IPhone6 采用了两种新的材料，都和磨料磨具行业息息相关，它们分别是蓝宝石触摸屏和不锈钢高光外壳。根据笔者的渠道了解到，博恩光学和蓝思科技都接到了来自苹果的 蓝宝石触摸屏订单，尽管有很多玻璃巨头雇佣的水军在网络上撰文抹黑蓝宝石触摸屏，但苹果的高端机使用蓝宝石触摸屏已成定局。国内激光巨头大族激光已拿到苹 果2000万美元的订单，用来制作划片的激光设备。

　　蓝 宝石晶体硬度很高，为莫氏硬度9级，仅次于最硬的金刚石。它具有很好的透光性，热传导性和电气绝缘性，力学机械性能好，并且具有耐磨和抗风蚀的特点。蓝宝 石晶体的熔点为2050℃，沸点3500℃，最高工作温度可达1900℃。面对坚强的蓝宝石金刚石磨头显得很乏力，以IPhone6 的触摸屏为例，耳机孔宽1.0-1.2mm,长10-12mm,宽度死死地限制了磨头的外径，只能做到0.8-1.0mm,因为还要留间隙来排粉和让切削 液通过。以常规精雕机为例，RPM40000来计算，刀具最大线速度仅为0.67M/S,加上蓝宝石莫氏硬度9(玻璃6-6.5,金刚石10)相对直径 12-15mm的按键孔，听筒孔的加工难度就更大了。因为按键孔磨头可以把直径做到足够大，这样就能有足够多的磨料参与到磨削过程中，同时磨粒也拥有足够 的线速度来克取物质，所以蓝宝石触摸屏加工的短板在于听筒孔而非按键孔。在加工蓝宝石的过程中作为磨料的金刚石更容易被磨钝，在加工玻璃的时候，金刚石首 先不容易被磨钝，另外，被磨钝之后因为硬度差异很大，金刚石还能强势的继续工作相当长一段时间，(金刚石和玻璃的磨耗比大，和蓝宝石的磨耗比小)加工蓝宝 石的过程中金刚石一旦变钝，因为切削阻力足够大，所以极易导致磨头断刀。

       蓝宝石衬底加工流程

　　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出蓝宝石晶棒(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:确保晶棒品质以及以及掏取后的晶棒尺寸与方位是否合客户规格

　　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: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°倒角0.1-0.2mm。

　　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<0.3um，背面粗糙度0.4um-1um)清洗:清除晶片表面的污染物(如:微尘颗粒,金属,有机玷污物等) 品检:以高精密检测仪器检验晶片品质(平坦度,表面微尘颗粒等),以合乎客户要求

　　注：1、研磨包括双面研磨和单面研磨，先双面研磨，再倒角，然后再单面研磨。 更确切的是双面研磨-退火-倒角-上蜡-单面研磨。 2、双面研磨：磨料：碳化硼B4C，去除量120um。单面研磨：金刚石研磨液， 去除量30um。 3、抛光：磨料SiO2，去除量5um。

       蓝宝石衬底加工设备：大型双面研磨抛光机、蓝宝石研磨机