一種藍寶石晶片倒角設備制造技術

本實用新型專利技術涉及一種藍寶石晶片倒角設備。包括金剛石砂輪系統，由位置固定的主軸帶動旋轉的金剛石砂輪，用于藍寶石晶片的倒角磨削，真空承片臺，通過吸盤吸附規律排列的藍寶石晶片，并通過電缸滑座帶動移動至金剛石砂輪系統進行倒角磨削。具有經濟實惠耐用，操作簡單，加工時間短的特點，磨削效果，即提高了產品成品率，又降低了產品的生產成本。（*該技術在2022年保護過期，可自由使用*）

【技術實現步驟摘要】

本技術涉及一種藍寶石晶片倒角設備。
技術介紹
藍寶石硬度高、熔點高、透光性好，化學性能穩定，廣泛應用于機械、光學、信息等高
人工生長的藍寶石具有很好的耐磨性，硬度僅次于金剛石達到莫氏9級。由于藍寶石硬度高而且脆性大，故對其進行機械加工非常困難，尤其是GaN生長的藍寶石襯底片，其精密加工技術更是復雜，是當今重點研究的課題之一。藍寶石襯底晶片是LED產業鏈的核心環節，以往這種產品的制造技術都被國外公司壟斷，其關鍵技術和專利多掌握在美、日大廠手中，為迅速切入該領域，國內企業大多只能以“加工模式”與外資合作，購買外資提供的技術和設備后組織生產。·目前國內藍寶石襯底的加工工藝在批量生產中出現這樣的不足之處加工過程中藍寶石片崩邊、缺口比例較高，占總數的5°/Γ8%，這樣就影響整個藍寶石襯底加工流水線的成品率。藍寶石晶片加工工藝中含有倒角工序，倒角的目的是①避免邊緣崩裂防止晶格缺陷的產生增加外延層及光阻層的平坦度。I、避免邊緣崩裂藍寶石晶片在加工和使用過程中會受到片盒或機械等工具的撞擊，藍寶石晶片邊緣會產生應力集中而導致破裂，破裂的顆粒會形成污染。2、防止晶格缺陷的產生藍寶石晶片在進入元器件的制造過程中會有較多的熱周期，這些加熱或冷卻的過程非常迅速，在某些區域會產生熱應力，一旦熱應力超過晶體的彈性強度，會產生差排及位錯，而藍寶石晶片的邊緣正是熱應力易于集中的區域。3、增加外延層及光阻層的平坦度外延生長過程中銳角區域的生長速率會比平面高，因此使用未經倒角的藍寶石晶片容易在邊緣區域產生突起。目前現有技術倒角工序存在以下缺陷a.倒角殘留b.寬幅不均c.倒角崩邊d.裂紋。產生缺陷原因①倒角殘留中心定位裝置故障或中心定位不到位； 寬幅不均藍寶石片厚度不良、晶片翹曲、金剛石砂輪精度不良；@倒角崩邊I、晶片厚度(薄片容易產生崩邊)；2、金剛石研磨砂輪不均勻；3、冷卻水流量不足或位置偏離；④裂紋I、倒角機吸附部件上有異物；2、研削臺上有毛刺。
技術實現思路
本技術根據現在國內藍寶石襯底加工工藝的不足，提供了一臺藍寶石襯底精密磨削設備，具有經濟實惠耐用，操作簡單，加工時間短的特點，磨削效果，即提高了產品成品率，又降低了產品的生產成本。本技術的技術方案是一種藍寶石晶片倒角設備，其特征在于所述倒角設備包括金剛石砂輪系統，由位置固定的主軸帶動旋轉的金剛石砂輪，用于藍寶石晶片的倒角磨削，真空承片臺，通過吸盤吸附規律排列的藍寶石晶片，并通過電缸滑座帶動移動至金剛石砂輪系統進行倒角磨削。進一步地，所述倒角設備還包括冷卻系統，含有自動檢測水箱水位高低的智能感應器，用于冷卻金剛石砂輪系統，安全保護系統，包含一道氣缸帶動的自動門，其控制電磁閥與電缸成互鎖狀態，當工件在切削時，自動門被鎖定，處于保護狀態。進一步地，所述真空承片臺包含一個排片裝置，通過擺動氣缸的旋轉控制吸盤蓋張開和加緊藍寶石晶片，其中，擺動氣缸的控制電磁閥與安全保護系統的自動門氣缸呈互鎖狀態。一種藍寶石晶片倒角方法，其特征在于該倒角方法包括以下步驟排片步驟，通過真空承片臺的吸盤吸取固定藍寶石晶片；對刀步驟，擺動氣缸帶動吸盤向上擺動，通過電缸滑座移動至砂輪上方，再調節擺動氣缸使吸盤向下擺動與砂輪接觸，形成切割角度與砂輪對齊，再通過電缸滑座使吸盤移至原點處；倒角步驟，通過真空承片臺的水平移動，調整真空承片臺與固定金剛石砂輪系統之間的位置關系進行倒角磨削。在藍寶石晶片加工前期工程中，由于切割成型的晶片存在著邊緣崩邊、裂紋、應力集中等物理特性差的現象，需要倒角機對藍寶石襯底晶片進行邊緣磨削加工，以改善晶片的物理性能。倒角是將晶片邊緣修整成圓弧狀，改善晶片邊緣的機械強度，避免應力集中造成的缺陷。本專利技術使用成型電鍍金剛石砂輪，裝砂輪主軸固定不動，砂輪高速旋轉，真空承片臺吸附晶片，真空承片臺移動到砂輪處使晶片與金剛石砂輪進行高速磨削，此方法通過改變真空承片臺前后移動位置來調節施加在晶片上給進力的大小。由于該法磨削阻力小，磨削時進給力均勻，對晶片不會造成破損，這樣就明顯減小了成品的細小缺口和崩邊比例，同時通過更換真空承片臺尺寸可精確加工各種非圓形寶石片。主要技術參數I.磨削范圍工件直徑尺寸為5(Tl50mm，厚度為O. 5mm。2.機床外廓尺寸(長*寬*高)1340mm*1240mm*2150mm(不包括電器懸掛系統尺寸)。3.機床重量總重不超過I. 5噸。4.砂輪架砂輪直徑160mm,分上下兩層砂輪,砂輪主軸轉速5000r/min,最大砂輪處直徑的砂輪線速度6. 7m/s ο5.電缸系統電缸的移動行程650mm,滑座的移動速度65mm/s,倒角一個產品時不超過20s。 6.冷卻系統采用智能感應裝置，自動檢測水箱水位高低。7.安全保護門自動門用控制電磁閥與電缸成互鎖狀態，當工件在切削時，自動門被鎖定，處于保護狀態，安全可靠。8.對刀模式擺動氣缸帶動真空吸盤向上擺動，通過電缸滑座移動至砂輪上方，再調節擺動氣缸使真空吸盤向下擺動與砂輪接觸，成一定角度與砂輪對齊，再通過電缸滑座使真空吸盤移至原點處。通過對刀，能保證吸盤抓取的藍寶石晶片保持正確的角度和姿態去和砂輪接觸。主要運動部件介紹I.主軸旋轉主電機把轉速和扭矩通過多楔帶傳遞給主軸，主軸帶動砂輪一起旋轉，電機的轉速可通過變頻器頻率來調節。2.電缸滑座往復運動，帶動吸盤也做往復運動，真空吸盤吸附工件、再磨削工件。3.吸盤在90度內做上下擺動，主要是受伺服電機控制，分為上工位和下工位，運動的最大位置處相對于水平成45度稱之上工位，運動到最大位置處相對于水平成負45度角稱之下工位。4.旋轉擺動氣缸，通過氣缸軸連接吸盤蓋，擺動吸盤蓋分為張開和夾緊兩個工位，吸盤蓋張開時取、放工件，吸盤蓋夾緊時加工工件，擺動氣缸控制電磁閥與門氣缸成互鎖狀態。附圖說明圖I為本技術藍寶石晶片倒角設備結構示意圖。圖2為本技術倒角設備主機結構示意圖。其中，夕卜罩I，透明視窗2,主機3,懸掛系統4,自動移門5,產品放置盒6,電氣控制柜7，冷卻系統8，主電機30，電缸31，給進電機32，擺動電缸33，吸盤34，多楔帶35。具體實施方式結合附圖對本技術明做進一步的描述。如圖I和圖2所示，本方案使用成型電鍍金剛石砂輪，裝砂輪主軸固定不動，砂輪高速旋轉，真空承片臺吸附晶片，真空承片臺移動到砂輪處使晶片與金剛石砂輪進行高速磨削，此方法通過改變真空承片臺前后移動位置來調節施加在晶片上給進力的大小。由于該法磨削阻力小，磨削時進給力均勻，對晶片不會造成破損，這樣就明顯減小了成品的細小缺口和崩邊比例，同時通過更換真空承片臺尺寸可精確加工各種非圓形寶石片。主要技術參數I.磨削范圍工件直徑尺寸為5(Tl50mm，厚度為O. 5mm。2.機床外廓尺寸(長*寬*高)1340mm*1240mm*2150mm(不包括電器懸掛系統尺寸)。3.機床重量總重不超過I. 5噸。4.砂輪架砂輪直徑160mm,分上下兩層砂輪,砂輪主軸轉速5000r/min,最大砂輪處直徑的砂輪線速度6. 7m/s ο5.電缸系統電缸的移動行程650mm,滑座的移動速度65mm/s,倒角一個產品時不超過20s。6.冷卻系統采用智能感應裝置，自動檢測水箱水位高低。7.安全保護門自動門用控制電磁閥與電缸成互鎖狀態，本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種藍寶石晶片倒角設備，其特征在于所述倒角設備包括金剛石砂輪系統，由位置固定的主軸帶動旋轉的金剛石砂輪，用于藍寶石晶片的倒角磨削，真空承片臺，通過吸盤吸附規律排列的藍寶石晶片，并通過電缸滑座帶動移動至金剛石砂輪系統進行倒角磨削。

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：徐潔，孫勤，吳云才，陳益軍，
申請(專利權)人：浙江上城科技有限公司，
類型：實用新型
國別省市：