藍(lán)寶石led燈絲基板的生產(chǎn)方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種藍(lán)寶石片的生產(chǎn)方法，尤其涉及一種藍(lán)寶石LED燈絲基板的生產(chǎn)方法，屬于藍(lán)寶石加工技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]LED燈絲以其節(jié)能、全角度發(fā)光等優(yōu)點(diǎn)而被廣泛應(yīng)用。目前，LED燈絲基板的材質(zhì)一般為玻璃、硅樹脂或碳化硅，但玻璃硬度差，導(dǎo)熱性差；硅樹脂導(dǎo)熱性差；而碳化硅則制作成本大。
[0003]隨著科技的進(jìn)步，藍(lán)寶石基板在LED技術(shù)中得到廣泛應(yīng)用。藍(lán)寶石具有很好的熱特性，極好的電氣特性和介電特性，可以在高溫下保持高強(qiáng)度、優(yōu)良的熱屬性和透過率，并且防化學(xué)腐蝕。用藍(lán)寶石為原料制成的LED燈絲，亮度高，硬度高且導(dǎo)熱性好，深受消費(fèi)者滿意。
[0004]中國專利文獻(xiàn)ZL201420699840.7公開了一種全周發(fā)光的LED燈絲，包括混有熒光粉的基板，設(shè)置于所述基板上的電極，安裝在所述基板上的至少一個(gè)LED芯片，以及覆蓋于所述LED芯片上的封裝膠。通過含有熒光粉的硅樹脂形成的基板，免除了玻璃或藍(lán)寶石作為基板的成本。混有熒光粉的硅樹脂形成的基板代替了玻璃以及藍(lán)寶石基板，使用所述基板制作的燈絲避免了玻璃或藍(lán)寶石對(duì)芯片出光的影響，實(shí)現(xiàn)了 360度出光，出光均勻性和光效大大提尚。
[0005]但采用混有熒光粉的硅樹脂做成的LED燈絲基板仍存在導(dǎo)熱性差，影響發(fā)光效率和使用壽命的問題，且其工序設(shè)計(jì)不夠合理，會(huì)直接影響LED燈絲的質(zhì)量和成品率。。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明解決的技術(shù)問題是:提出一種提出一種成片質(zhì)量高，廢品率低，生產(chǎn)效率高的藍(lán)寶石LED燈絲基板的生產(chǎn)方法。
[0007]為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提出的技術(shù)方案是:一種藍(lán)寶石LED燈絲基板的生產(chǎn)方法，包括以下具體步驟:
步驟一、晶體掏棒；取A向、M向或C向的藍(lán)寶石晶體，然后使用掏棒機(jī)進(jìn)行掏棒，從而得到晶棒；
步驟二、晶體切割；采用金剛砂線切割設(shè)備對(duì)晶棒進(jìn)行切割，從而得到晶片；
步驟三、研磨；采用研磨機(jī)對(duì)晶片進(jìn)行研磨；研磨時(shí)，加入研磨液，研磨盤對(duì)晶片加壓至0.02?0.022Mpa，研磨盤的轉(zhuǎn)速為1000?1200rpm/min ;研磨完成后用無水乙醇清洗；所述研磨液組分包括:0.5?2%的顆粒大小為10?20 μ m的立方氮化硼粉末，14?16%的烷基酚聚氧乙烯醚，4?6%的甘油，9?11%的聚丙二醇400，其余為去離子水；
步驟四、倒角；采用數(shù)控機(jī)床的金剛石砂輪對(duì)晶片的邊角進(jìn)行倒角處理，；
步驟五、退火；將晶片放入退火爐內(nèi)，以180?220°C /h的速度進(jìn)行升溫將溫度升至1600°C，升溫時(shí)在300°C、800°C、1600°C分別保溫2?6h，然后以200°C的溫度進(jìn)行降溫，降溫時(shí)在1000°C、500°C分別保溫2?3h冷卻至室溫取出；
步驟六、雙面化學(xué)拋光；先用無水乙醇對(duì)晶片進(jìn)行清洗，然后將清洗后的晶片放入雙面拋光機(jī)中固定；拋光時(shí)，加入拋光液，拋光盤對(duì)晶片加壓至0.12?0.15 Mpa，拋光盤的轉(zhuǎn)速為1000?1500rpm/min、將拋光好的晶片用無水乙醇清洗后，在室溫下進(jìn)行自然冷卻；所述拋光液組分包括:0.5?2%的顆粒大小為I?6 μ m的立方氮化硼粉末，14?16%的烷基酚聚氧乙烯醚，4?6%的甘油，9?11%的聚丙二醇400，0.5?2%的納米二氧化硅，使得拋光液PH值為11.0?13.0的堿性溶液，其余為去離子水；拋光過程中不斷補(bǔ)充堿性溶液以保持拋光液的PH值；
步驟七、激光取片；將拋光后的晶片放入激光切割機(jī)中并通入保護(hù)氣體，將晶片按需求切割成相應(yīng)大小。
[0008]對(duì)上述技術(shù)方案的改進(jìn)為:所述步驟一中，將晶體生長爐內(nèi)的溫度降至1600°C，再對(duì)晶體進(jìn)行退火處理，控制溫度以100°C /h的速度緩慢降溫并持續(xù)22h。
[0009]對(duì)上述技術(shù)方案的改進(jìn)為:所述步驟二中，金剛砂線的直徑為0.14?0.16mm，金剛砂線上金剛石的粒徑為30?40 μ m，金剛砂線在切割時(shí)以12?15m/s的速度運(yùn)動(dòng)，晶體相對(duì)于金剛砂線的移動(dòng)速度為0.2?0.3mm/min，切割時(shí)不斷向金剛砂線噴灑切割液，所述切割液中含有粒徑為20?30 μ m的金剛石顆粒和粒徑為50?60 μ m的剛玉顆粒。
[0010]對(duì)上述技術(shù)方案的改進(jìn)為:所述步驟三中，所述研磨液中含有粒徑為3?6 μπι的氧化鋁顆粒。
[0011]對(duì)上述技術(shù)方案的改進(jìn)為:所述步驟五中，升溫時(shí)，在3000C保溫2h，在800°C保溫3h，在 1600°(:保溫411。
[0012]對(duì)上述技術(shù)方案的改進(jìn)為:所述步驟六中，所述堿性溶液為Κ0Η。
[0013]對(duì)上述技術(shù)方案的改進(jìn)為:所述步驟六中，所述拋光液PH值為12.0。
[0014]對(duì)上述技術(shù)方案的改進(jìn)為:所述步驟六中，拋光盤對(duì)晶片加壓至0.135Mpa。
[0015]對(duì)上述技術(shù)方案的改進(jìn)為:所述步驟七中，激光束的直徑為0.015?0.02mm，切割速度為3?5mm/s。
[0016]對(duì)上述技術(shù)方案的改進(jìn)為:步驟七中所述保護(hù)氣體為氮?dú)狻?br>[0017]本發(fā)明具有積極的效果:
(I)本發(fā)明的LED燈絲基板生產(chǎn)方法，先研磨、拋光再激光取片，可以提高研磨、拋光的生產(chǎn)效率，由于藍(lán)寶石硬度大，拋光時(shí)必須施加較大的壓力，在拋光之前退火有利于消除線切割、研磨等機(jī)械加工工序所產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力，使得晶片在拋光時(shí)不宜碎裂，有效提高成品率。
[0018](2)本發(fā)明的LED燈絲基板生產(chǎn)方法，嚴(yán)格控制研磨和拋光的參數(shù)以及研磨液和拋光液的成分，有利于提高研磨和拋光的效率，提高研磨和拋光的成品率，制備出的晶片結(jié)構(gòu)完整，無物理損傷，表面細(xì)膩，光滑，形變小。研磨液和拋光液中，適量的立方氮化硼粉末充當(dāng)磨料，硬度高，耐磨性好；烷基酚聚氧乙烯醚、甘油、聚丙二醇400和去離子水形成的懸浮液黏度和界面膜性質(zhì)穩(wěn)定，使得磨料懸浮穩(wěn)定，均勻度好，不會(huì)粘并，有利于提高研磨和拋光的質(zhì)量和效率。適量的烷基酚聚氧乙烯醚是一種非離子表面活性劑，其性質(zhì)穩(wěn)定，具有分散、乳化、潤濕等多種性能，是懸浮液獲得優(yōu)異性能最主要的成分；甘油比重合適，與水和有機(jī)溶液都有很好的溶解性，作為輔助分散劑非常適合；聚丙二醇400具有乳化、潤濕的作用，并且可以有效增稠，有效提升懸浮液的黏度和界面膜性質(zhì)。另外，拋光液中含有適量的納米S12,粒度均勻、分散性好、平坦化效率高。堿性溶液KOH使得拋光液為堿性，通過化學(xué)腐蝕輔助拋光，從而拋光效果更好，拋光效率更好。為了保持拋光液的穩(wěn)定性，從而保證拋光的效率和質(zhì)量，必須不斷地補(bǔ)充堿性溶液，維持拋光液PH值基本不變。
[0019](3)本發(fā)明的LED燈絲基板采用藍(lán)寶石為基板制成，由于藍(lán)寶石硬度高，耐磨性好，使得基板不易磨損和劃傷。通過本發(fā)明的LED燈絲生產(chǎn)方法制成的燈絲，發(fā)光效率高，光學(xué)性能達(dá)標(biāo)，且成片質(zhì)量高，廢品率低，生產(chǎn)效率高，應(yīng)用前景廣闊。
【具體實(shí)施方式】
[0020]實(shí)施例1
本實(shí)施例的藍(lán)寶石LED燈絲基板的制備流程包括如下步驟:
步驟一、晶體掏棒；取A向、M向或C向的藍(lán)寶石晶體，然后使用掏棒機(jī)進(jìn)行掏棒，從而得到晶棒；
步驟二、晶體切割；采用金剛砂線切割設(shè)備對(duì)晶棒進(jìn)行切割，從而得到晶片；
步驟三、研磨；采用研磨機(jī)對(duì)晶片進(jìn)行研磨；研磨時(shí)，加入研磨液，研磨盤對(duì)晶片加壓至0.022Mpa，研磨盤的轉(zhuǎn)速為1200rpm/min ;研磨完成后用無水乙醇清洗；所述研磨液組分包括:2%的顆粒大小為20 μm的立方氮化硼粉末，16%的烷基酚聚氧乙烯醚，6%的甘油，11%的聚丙二醇400，其余為去離子水；
步驟四、倒角；采用數(shù)控機(jī)床的金剛石砂輪對(duì)晶片的邊角進(jìn)行倒角處理，；
步驟五、退火；將晶片放入退火爐內(nèi)，以220°C /h的速度進(jìn)行升溫將溫度升至1600°C，升溫時(shí)在300 °C、800 °C、1600 °C分別保溫6h，然后以200 °C的溫度進(jìn)行降溫，降溫時(shí)在1000°C、500°C分別保溫3h冷卻至室溫取出；
步驟六、雙面化學(xué)拋光；先用無水乙醇對(duì)晶片進(jìn)行清洗，然后將清洗后的晶片放入雙面拋光機(jī)中固定；拋光時(shí)，加入拋光液，拋光盤對(duì)晶片加壓至0.15 Mpa，拋光盤的轉(zhuǎn)速為1