藍寶石led燈絲基板的生產方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種藍寶石片的生產方法，尤其涉及一種藍寶石LED燈絲基板的生產方法，屬于藍寶石加工技術領域。
【背景技術】
[0002]LED燈絲以其節能、全角度發光等優點而被廣泛應用。目前，LED燈絲基板的材質一般為玻璃、硅樹脂或碳化硅，但玻璃硬度差，導熱性差；硅樹脂導熱性差；而碳化硅則制作成本大。
[0003]隨著科技的進步，藍寶石基板在LED技術中得到廣泛應用。藍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度、優良的熱屬性和透過率，并且防化學腐蝕。用藍寶石為原料制成的LED燈絲，亮度高，硬度高且導熱性好，深受消費者滿意。
[0004]中國專利文獻ZL201420699840.7公開了一種全周發光的LED燈絲，包括混有熒光粉的基板，設置于所述基板上的電極，安裝在所述基板上的至少一個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寶石基板，使用所述基板制作的燈絲避免了玻璃或藍寶石對芯片出光的影響，實現了 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燈絲基板仍存在導熱性差，影響發光效率和使用壽命的問題，且其工序設計不夠合理，會直接影響LED燈絲的質量和成品率。。

【發明內容】

[0006]本發明解決的技術問題是:提出一種提出一種成片質量高，廢品率低，生產效率高的藍寶石LED燈絲基板的生產方法。
[0007]為了解決上述技術問題，本發明提出的技術方案是:一種藍寶石LED燈絲基板的生產方法，包括以下具體步驟:
步驟一、晶體掏棒；取A向、M向或C向的藍寶石晶體，然后使用掏棒機進行掏棒，從而得到晶棒；
步驟二、晶體切割；采用金剛砂線切割設備對晶棒進行切割，從而得到晶片；
步驟三、研磨；采用研磨機對晶片進行研磨；研磨時，加入研磨液，研磨盤對晶片加壓至0.02?0.022Mpa，研磨盤的轉速為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；采用數控機床的金剛石砂輪對晶片的邊角進行倒角處理，；
步驟五、退火；將晶片放入退火爐內，以180?220°C /h的速度進行升溫將溫度升至1600°C，升溫時在300°C、800°C、1600°C分別保溫2?6h，然后以200°C的溫度進行降溫，降溫時在1000°C、500°C分別保溫2?3h冷卻至室溫取出；
步驟六、雙面化學拋光；先用無水乙醇對晶片進行清洗，然后將清洗后的晶片放入雙面拋光機中固定；拋光時，加入拋光液，拋光盤對晶片加壓至0.12?0.15 Mpa，拋光盤的轉速為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中并通入保護氣體，將晶片按需求切割成相應大小。
[0008]對上述技術方案的改進為:所述步驟一中，將晶體生長爐內的溫度降至1600°C，再對晶體進行退火處理，控制溫度以100°C /h的速度緩慢降溫并持續22h。
[0009]對上述技術方案的改進為: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，金剛砂線在切割時以12?15m/s的速度運動，晶體相對于金剛砂線的移動速度為0.2?0.3mm/min，切割時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]對上述技術方案的改進為: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]對上述技術方案的改進為:所述步驟五中，升溫時，在3000C保溫2h，在800°C保溫3h，在 1600°(:保溫411。
[0012]對上述技術方案的改進為:所述步驟六中，所述堿性溶液為Κ0Η。
[0013]對上述技術方案的改進為:所述步驟六中，所述拋光液PH值為12.0。
[0014]對上述技術方案的改進為:所述步驟六中，拋光盤對晶片加壓至0.135Mpa。
[0015]對上述技術方案的改進為: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]對上述技術方案的改進為:步驟七中所述保護氣體為氮氣。
[0017]本發明具有積極的效果:
(I)本發明的LED燈絲基板生產方法，先研磨、拋光再激光取片，可以提高研磨、拋光的生產效率，由于藍寶石硬度大，拋光時必須施加較大的壓力，在拋光之前退火有利于消除線切割、研磨等機械加工工序所產生的內應力，使得晶片在拋光時不宜碎裂，有效提高成品率。
[0018](2)本發明的LED燈絲基板生產方法，嚴格控制研磨和拋光的參數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，制備出的晶片結構完整，無物理損傷，表面細膩，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穩定，使得磨料懸浮穩定，均勻度好，不會粘并，有利于提高研磨和拋光的質量和效率。適量的烷基酚聚氧乙烯醚是一種非離子表面活性劑，其性質穩定，具有分散、乳化、潤濕等多種性能，是懸浮液獲得優異性能最主要的成分；甘油比重合適，與水和有機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。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定性，從而保證拋光的效率和質量，必須不斷地補充堿性溶液，維持拋光液PH值基本不變。
[0019](3)本發明的LED燈絲基板采用藍寶石為基板制成，由于藍寶石硬度高，耐磨性好，使得基板不易磨損和劃傷。通過本發明的LED燈絲生產方法制成的燈絲，發光效率高，光學性能達標，且成片質量高，廢品率低，生產效率高，應用前景廣闊。
【具體實施方式】
[0020]實施例1
本實施例的藍寶石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向的藍寶石晶體，然后使用掏棒機進行掏棒，從而得到晶棒；
步驟二、晶體切割；采用金剛砂線切割設備對晶棒進行切割，從而得到晶片；
步驟三、研磨；采用研磨機對晶片進行研磨；研磨時，加入研磨液，研磨盤對晶片加壓至0.022Mpa，研磨盤的轉速為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；采用數控機床的金剛石砂輪對晶片的邊角進行倒角處理，；
步驟五、退火；將晶片放入退火爐內，以220°C /h的速度進行升溫將溫度升至1600°C，升溫時在300 °C、800 °C、1600 °C分別保溫6h，然后以200 °C的溫度進行降溫，降溫時在1000°C、500°C分別保溫3h冷卻至室溫取出；
步驟六、雙面化學拋光；先用無水乙醇對晶片進行清洗，然后將清洗后的晶片放入雙面拋光機中固定；拋光時，加入拋光液，拋光盤對晶片加壓至0.15 Mpa，拋光盤的轉速為1