藍(lán)寶石研磨液(又稱為藍(lán)寶石拋光液)是用于在藍(lán)寶石襯底的研磨和減薄的研磨液。藍(lán)寶石研磨液由優(yōu)質(zhì)聚晶金剛石微粉、復(fù)合分散劑和分散介質(zhì)組成。
藍(lán)寶石研磨液利用聚晶金剛石的特性,在研磨拋光過程中保持高切削效率的同時(shí)不易對工件產(chǎn)生劃傷??梢詰?yīng)用在藍(lán)寶石襯底的研磨和減薄、光學(xué)晶體、硬質(zhì)玻璃和晶體、超硬陶瓷和合金、磁頭、硬盤、芯片等領(lǐng)域的研磨和拋光。
藍(lán)寶石研磨液在藍(lán)寶石襯底方面的應(yīng)用:
1. 外延片生產(chǎn)前襯底的雙面研磨:
多用藍(lán)寶石研磨液研磨一道或多道,根據(jù)最終藍(lán)寶石襯底研磨要求用6um、3um、1um不等。
2. LED芯片背面減薄
為解決藍(lán)寶石的散熱問題,需要將藍(lán)寶石襯底的厚度減薄,從450nm左右減至100nm左右。主要有兩步:先在橫向減薄機(jī)上,用50-70um的砂輪研磨磨去300um左右的厚度;再用拋光機(jī)(秀和、NTS、WEC等)針對不同的研磨盤(錫/銅盤),采用合適的藍(lán)寶石研磨液(水/油性)對芯片背面拋光,從150nm減至100nm左右。
不同的研磨液對藍(lán)寶石的研磨效果不應(yīng)相同,而且研磨液對藍(lán)寶石晶體研磨的效率的提升和表面質(zhì)量的改善具有一定的良好反應(yīng)。
因藍(lán)寶石晶體有著優(yōu)越的物理和光學(xué)性能,在LED襯底材料和固態(tài)激光發(fā)光介質(zhì)中也運(yùn)用得非常廣泛,并且也運(yùn)用到了手機(jī)面板上。因此,藍(lán)寶石的廣泛運(yùn)用對它的超光滑無損傷的表面研磨拋光技術(shù)提出了更高的要求,但因藍(lán)寶石的物理和化學(xué)性能比較穩(wěn)定,在加工上也比較的艱難。
在目前的工業(yè)上,對于藍(lán)寶石晶體的加工需要采用切片、倒角、研磨、拋光等等一系列的加工工序才能完成,其中研磨加工便起到了重中之重的作用。因?yàn)檠心ナ枪ぜ@得良好平面度、保證拋光質(zhì)量和效率的關(guān)鍵。單晶藍(lán)寶石的研磨一般利用逐漸減小研磨液中的一種磨料的立徑,來控制研磨的進(jìn)給量,從而來獲得較好的表面粗糙度。由于研磨過程中,硬度較大的磨料在工件和研磨盤之間滾軋,容易造成較大的表面損傷層,增加了拋光的時(shí)間;另外研磨液中,磨料利用率低,耗費(fèi)大,在當(dāng)前,固結(jié)磨料由于可依靠凸起的磨料來實(shí)現(xiàn)材料的微量切除而成為高效、低損傷加工的有效手段。
在固結(jié)研磨加工中,研磨拋光液的化學(xué)作用也不容忽視。在利用固結(jié)磨料拋光硅襯底中,比較了不同拋光液對材料去除率和表面質(zhì)量的影響,發(fā)現(xiàn)拋光液組分和PH值的改變對拋光效果具有較大影響,從而可以推斷拋光液與工件表面具有一定的化學(xué)作用。
拋光液中存在一種化學(xué)物質(zhì)可以軟化水晶玻璃的表面表層,從而有利于材料的拋光速率的提高。但由于藍(lán)寶石的高化學(xué)穩(wěn)定性。不同研磨液對單晶藍(lán)寶石的研磨拋光效果是不一樣的,其中起到的微妙化學(xué)作用在無形中影響著藍(lán)寶石晶片的拋光效率和表面損傷度。