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LED蓝宝石衬底片加工解决方案

1、LED蓝宝石衬底片及LED封装制程:

蓝宝石晶锭→晶棒套料→头尾切断→外径与结晶向研磨→切片→粗研磨→倒角磨边→单面研磨→CMP→衬底片→外延片→单面减薄→研磨抛光→切割→芯片元器件

2、各工序加工用磨具及案例:

2.1晶棒套料

产品特点:

锋利——取料无鱼鳞纹、龟裂等;
精度高——外圆跳动<0.015mm,可有效降低取料余量,降低后道加工余量;
批量稳定性好

产品规格

加工效率

分钟/根

套筒寿命

(mm/根)

工件表面粗糙度Ra≤0.63μm

工件尺寸精度

Φ58*Φ54*320 *8

30

12000

合格

合格


2.2头尾切断


应用产品:金刚石超薄切割砂轮

产品特点:

厚度薄,切缝小——原材料利s用度高,浪费少;
锋利度高,精度高——切割工件表面质量好;
寿命长,稳定——降低加工成本。

应用示例:

 

产品规格

厚度精度/mm

外圆精度/mm

内孔精度

Vmax/m/s

砂轮寿命/ m2 

M 1A1R  200*1.2*31.75*1*5 

0.02

0.05

H6

80

>20


2.3 外径与结晶向研磨


应用产品:树脂金刚石砂轮


产品特点:

锋利度高——对蓝宝石等硬脆材料加工效率高;
弹性好——可起到抛光作用,工件表面质量好;
质量稳定——在使用过程中消耗均一,使用寿命长

应用示例:

工序

磨削方式

加工尺寸

粗磨粒度

Ra/μm

精磨粒度

Ra/μm

外径研磨

外圆磨

2in/4in

80/100

100/120

1.0-1.3

140/170,

200/230

≤1.0

结晶向研磨

平面磨

各种尺寸晶片

80/100

100/120

≤1.2

140/170,170/200

≤0.5


2.4切片



应用产品:金刚石线锯



产品特点:

切缝窄、崩口小、挠曲变形小,表面质量高;
效率高;
节能环保。

应用示例:

序号

线锯直径(mm)

金刚石尺寸(μm)

切缝尺寸(mm)

1

0.127

20

0.140

2

0.203

45

0.229

3

0.254

60

0.279

4

0.305

80

0.330

5

0.381

100

0.419


2.5 粗研磨




应用产品:陶瓷金刚石磨盘

产品特点:

效率高——研磨效率相比铸铁盘效率提高10倍以上;
精度高——磨盘直径范围Ф534-Ф1200mm,平行度≤3u,平面度≤3u,Ra≤0.2u,单盘零件之间误差为1-2um;
研磨质量高——工件表面损伤层低于40μm,可在后续精磨及抛光工序中消除,良品率满足要求,无划伤、碎片等缺陷。

应用示例:

磨削工艺

加工效率μm/min

成品率/%

损伤层厚度μm

平面度/平行度μm

使用寿命

铸铁盘+游离砂

1.5-2

≤90

≥50

±3

需定期换游离砂

陶瓷金刚石磨盘

20-30

≥95

≤40

±2

≥15万件

常用规格 :1A2T 640*33*235/700*50*300/1150*60*410


2.6倒角磨边



应用产品:金刚石倒边轮

产品特点:

精度高,槽型精度保持性好;
锋利度高,使用寿命长;
倒角不易崩边、崩角,加工效果一致性好。

产品示例:
采用金属结合剂金刚石倒边轮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。

常用产品规格:
1FF1V/9 202*20*30*2.5,主要应用设备为东京精密、台湾大途等。

2.7 单面研磨



应用产品:

金刚石研磨液、陶瓷载盘、树脂铜盘、陶瓷修整环

序号

产品型号

速率 μm/min

表面质量Ra/nm

1

水性

3μm

1.0~1.5

20

2

油性

1.4~2.0

20

3

水性

6μm

1.8~2.5

30

4

油性

2.5~3.3

30


陶瓷载盘



外径D范围 /mm

平面度 mm 

平行度 mm 

≤200 

0.001

0.0015

200<D≤305 

0.001

0.003

305<D≤385

0.0015

0.004

385<D≤500

0.002

 0.006


树脂铜盘



树脂铜盘常用规格及精度


外径D范围 /mm

平面度 mm 

平行度 mm 

≤500 

0.01

0.015

500<D≤700

0.01

0.02

700<D≤910

0.015

0.02

910<D≤1200

0.02

 0.03


产品特点:
组织均匀——采用独创均匀成型技术,组织均匀,不良品率极低;
易车削——采用金刚石车刀车削,快速恢复盘面精度;
效率高——匹配金刚石研磨液,可快速去除微米级损伤层;
    成本低——盘体面大、厚度大,使用寿命长,降低研磨成本。

陶瓷修整环



陶瓷修整环常用规格


外径D1 /mm

内径D2 /mm 

厚度T/mm 

178

140

40

273

241

45

350

301

44

525

486

 50

 
2.8 CMP

应用产品:纳米二氧化硅抛光液



产品特点:
效率高;
工件表面质量高;
产品批量一致性和质量稳定性好。

应用示例:

去除速率μm/h

循环加工车数

工件表面粗糙度Ra≤0.2nm

工件面型精度

干燥结晶

抛光摩擦力

3

2

合格

合格

较少

较大


2.9 单面减薄

应用产品:复合结合剂免修整金刚石砂轮



产品特点:
技术领先——砂轮整体性能已达到或超过进口同类产品;
应用广泛——可稳定配套日本、台湾、韩国等主流研磨机,用于加工2in、4in、6in蓝宝石衬底外延片;
免修整——自锐性好,免修整,加工效率高;
工件良品率高——工件表面粗糙度低、无破片、深刮、裂片等问题;
产品质量稳定、使用寿命长、性价比优势突出

产品应用实例


单盘掉砂量/um

单盘加工时间/min

工件表面Ra/um

良品率/%

11

18

0.3μm

99.7


常用的衬底减薄机及配套砂轮

减薄机

配套砂轮规格

备注

GALAXY

6A2T-255×45×95×25×10×3 

2in10片/4in3片

6A2T-255×45×95×25×10×4  

SPEEDFAM

6A2T-254×38×155×28×10×4 

2in10片/4in3片

6A2T-304×38×155×28×10×3.5 

4in5片


陶瓷吸盘



产品特点:
精度高;
精度保持性好;
通透性强、吸附力强。

产品应用示例

陶瓷吸盘材质

陶瓷工作面尺寸/in

平行度/um

配套设备

 

合金底座和微孔陶瓷

4

2

DAD321/322等切割机

6

3

8

5

12

6


2.10 研磨抛光(同上2.7和2.8)
2.11 切割
应用产品:划片刀、金刚石超薄切割砂轮、陶瓷吸盘(同2.9)



划片刀
产品特点:
工艺领先——金刚石出刃高度、浓度,复合镀层硬度精确可控;
锋利、切割质量好——切割后工件无毛刺等缺陷;
产品批量质量稳定、寿命长。

金刚石超薄切割砂轮


产品特点:
批量稳定——产品一致性好,大批量切割效果稳定;
锋利、效率高——刀片锋利度高,适用于高速切割;
切割质量好——切割后工件无毛刺等缺陷。

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