CN102225592B - 提高蓝宝石晶锭取棒成材率的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种提高蓝宝石晶锭取棒成材率的方法，其包括如下步骤：a、提供生长完成的蓝宝石晶锭；b、将蓝宝石晶锭安装放置于加工台面上；c、利用金刚石线对加工台面上的蓝宝石晶锭进行切割；切割时，蓝宝石晶锭跟随加工台面转动，金刚石线对蓝宝石晶锭按照设定的形状及尺寸切割；d、取出切割后得到的晶棒，在蓝宝石晶锭上进行下一次晶棒的切割。本发明金刚石线与蓝宝石晶锭的运动方向对应配合，完成一次蓝宝石晶棒取棒过程；金刚石线的外径小，能够减小蓝宝石晶棒过程中产生的材料浪费，同时能够缩小相邻蓝宝石晶棒切口的距离，能够极大提高蓝宝石晶锭在取棒时的成材率，工艺操作简单，能提高切割效率，降低加工成本，适应范围广，安全可靠。
Description
技术领域
本发明涉及一种蓝宝石切割方法，尤其是一种提高蓝宝石晶锭取棒成材率的方法，属于蓝宝石切割的技术领域。
背景技术
蓝宝石的组成为氧化铝，晶体结构为六方晶格结构。由于蓝宝石的光学穿透带很宽，从近紫外光到中红外线都具有很好的透光性，因此被大量应用于光学元件、红外装置、高强度镭射镜片材料及光罩材料上，它具有高声速、耐高温、抗腐蚀、高硬度、高透光性、熔点高等特点。目前，蓝宝石晶体常的生长方法通常采用柴式拉晶法或凯氏长晶法，通过上述两种方法生长得到蓝宝石晶锭结构。生长得到蓝宝石晶锭后，需要在蓝宝石晶锭上取出相应的晶棒；通过对晶棒的相应操作，来加工所需的产品。
目前，对蓝宝石晶锭的取棒通常采用筒状钻芯机定向后在蓝宝石晶锭上进行取棒，然后得到相应尺寸的蓝宝石晶棒；图3、图4和图5为蓝宝石晶锭利用筒状钻芯机取棒后的结构示意图。如图3~图5所示：为了能够在生长得到的蓝宝石晶锭上利用筒状钻芯机的套筒9进行取棒操作，首先需要在蓝宝石晶锭1上切割出加工平面7，所述加工平面7沿蓝宝石晶锭1的长度方向分布。在蓝宝石晶锭1上切割出加工平面7后，能够通过套筒9在加工平面7上掏出若干蓝宝石晶棒，并在加工平面7上产生相应的第二蓝宝石晶锭切孔6。由上述加工步骤可以看出，为了得到蓝宝石晶棒，首先需要切割得到加工平面7，而切割蓝宝石晶锭1得到加工平面7的操作中，切割出的蓝宝石晶锭材料不能够用于蓝宝石晶锭的后续取棒操作，事必会产生相应蓝宝石晶体材料的浪费，导致蓝宝石晶锭1的成材率较低。
如图6和图7所示：为蓝宝石晶锭1在利用筒状钻芯机的套筒9取棒时产生相应的损耗示意图。在对蓝宝石晶锭1取棒时，套筒9的前端放置在加工平面7上并伸入蓝宝石晶锭1内，直至贯通蓝宝石晶锭1的厚度。由于套筒9的壁厚较大，当套筒9要取出相应尺寸的蓝宝石晶棒时，在蓝宝石晶锭1上切割的尺寸为蓝宝石晶棒的尺寸与套筒9的壁厚之和，因此当取出所需尺寸的蓝宝石晶棒后，会产生与套筒9壁厚尺寸及形状相对应的蓝宝石晶体材料的损耗，即套筒切割损耗8。图7中，e为套筒9的壁厚，E为套筒切割头的宽度；在蓝宝石晶锭1上得到第二蓝宝石晶锭切孔6除去蓝宝石晶棒外径的距离（即套筒9的切口）为2mm，即为产生相应尺寸的套筒切割损耗8。
由图3~图7可知，当采用筒状钻芯机的套筒9对蓝宝石晶锭1进行取棒时，会产生较大量的蓝宝石晶体损耗，蓝宝石晶锭1上取棒后，由套筒9切割后产生的切口距离较大，相同尺度的蓝宝石晶锭1上切割取出蓝宝石晶棒的个数受到限制，降低了蓝宝石晶锭1的取棒成材率。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术中存在的不足，提供一种提高蓝宝石晶锭取棒成材率的方法，其工艺操作简单，能提高切割效率，降低加工成本，适应范围广，安全可靠。
按照本发明提供的技术方案，所述提高蓝宝石晶锭取棒成材率的方法，所述晶锭取棒的方法包括如下步骤：
a、提供生长完成的蓝宝石晶锭；
b、将蓝宝石晶锭安装放置于加工台面上；
c、利用金刚石线对加工台面上的蓝宝石晶锭进行切割；切割时，蓝宝石晶锭跟随加工台面转动，金刚石线对蓝宝石晶锭按照设定的形状及尺寸切割；
d、取出切割后得到的晶棒，在蓝宝石晶锭上进行下一次晶棒的切割。
所述蓝宝石晶锭上相邻的晶棒切口距离为0.2mm~0.6mm。
所述步骤d中，切割后得到的晶棒呈圆柱体状。
所述金刚石线的外径为0.16mm~0.5mm。
所述蓝宝石晶锭跟随加工台面转动的速度为每分钟0.1mm~10mm。
所述金刚石线在蓝宝石晶锭内切割出晶棒的速度为2m/s~15m/s。
本发明的优点：蓝宝石晶锭安装放置于加工台面上，蓝宝石晶锭跟随加工台面做圆周方向转动，同时金刚石线在垂直于蓝宝石晶锭放置方向做切割；金刚石线与蓝宝石晶锭的运动方向对应配合，直至完成一次蓝宝石晶棒取棒过程；金刚石线的外径小，能够减小蓝宝石晶棒过程中产生的材料浪费，同时能够缩小相邻蓝宝石晶棒切口的距离，能够极大的提高蓝宝石晶锭在取棒时的成材率，工艺操作简单，能提高切割效率，降低加工成本，适应范围广，安全可靠。
附图说明
图1为本发明蓝宝石晶锭取棒后的结构示意图。
图2为图1的俯视图。
图3为现有蓝宝石晶锭采用套筒取棒后的结构示意图。
图4为图3的正视图。
图5为图4的俯视图。
图6为现有蓝宝石晶锭采用套筒取棒后产生套筒切割损耗的结构示意图。
图7为现有蓝宝石晶锭采用套筒取棒时套筒切割尺寸的示意图。
图8为本发明的切割取棒时产生线切割损耗的结构示意图。
图9为本发明的金刚石线切割尺寸的示意图。
附图标记说明：1-蓝宝石晶锭、2-第一蓝宝石晶锭切孔、6-第二蓝宝石晶锭切孔、7-加工平面、8-套筒切割损耗、9-套筒、10-金刚石线切割损耗及11-金刚石线。
具体实施方式
下面结合具体附图和实施例对本发明作进一步说明。
由上述分析可知，目前采用套筒9对蓝宝石晶锭1进行取样操作时，首先需要在蓝宝石晶锭1上切割出加工平面7；同时由于套筒9的壁厚较厚，在蓝宝石晶锭1上产生的饿套筒切割损耗8较大；且为了使取出后的蓝宝石晶棒使用后续加工使用要求，需要对蓝宝石晶棒上进行二次切割操作，上述对蓝宝石晶锭1操作切割出大量的蓝宝石晶棒时，会产生大量的蓝宝石晶锭浪费，取棒成材率低，切割精度低，使用成本高。
为了避免现有蓝宝石晶锭取棒时的缺陷，从而，提高蓝宝石晶锭1取棒成材率的方法包括如下步骤：
a、提供生长完成的蓝宝石晶锭1；
所述蓝宝石晶锭1为通过柴式拉晶法或凯氏长晶法生长得到，生长得到蓝宝石晶锭1后，需要通过相应的操作得到晶棒及晶片；
b、将蓝宝石晶锭1安装放置于加工台面上；
所述蓝宝石晶锭1能够跟随加工台面一起旋转，蓝宝石晶锭1在加工台面上具有两种安装放置方式：卧式或立式安装；立式安装时，蓝宝石晶锭1沿长度方向竖直放置于加工台面上，此时，金刚石线沿垂直于蓝宝石晶锭1放置方向进行切割；卧式安装时，蓝宝石晶锭1的长度方向与加工台面平行放置，金刚石线11同样沿垂直放置方向进行切割，金刚石线11的切割方向保证能够将蓝宝石晶锭1切割出较多的蓝宝石晶棒；
c、利用金刚石线对加工台面上的蓝宝石晶锭进行切割；切割时，蓝宝石晶锭跟随加工台面转动，金刚石线对蓝宝石晶锭按照设定的形状及尺寸切割；
本发明采用金刚石线11对蓝宝石晶锭1线切割时，不需要在蓝宝石晶锭1上切割出加工平面7的工艺步骤，从而能节省大量的蓝宝石晶锭1的材料；金刚石线11能够直接对蓝宝石晶锭1的垂直放置方向切割加工，工艺操作简单，同时能够减小蓝宝石晶锭1材料的切割损耗，增加了取出蓝宝石晶棒的长度；
所述金刚石线的外径为0.16mm~0.5mm，金刚石线通过外购获得，金刚石线11的外径要要小于套筒9的壁厚，因此金刚石线11对蓝宝石晶锭1切割时，能够减小相应的线切割损耗10；根据蓝宝石晶锭1切割尺寸及要求的不同，选择相应外径的金刚石线11；切割时，金刚石线11在蓝宝石晶锭1内取出的蓝宝石晶锭呈圆柱体状。因此，金刚石线11切割时，金刚石线11作垂直于蓝宝石晶锭1的放置方向运动，从而能够切割相应的晶棒长度；而蓝宝石晶锭1跟随加工台面做圆周方向运动，蓝宝石晶锭1跟随加工台面的转动速度为每分钟0.1mm~10mm，加工台面转动的距离为相应晶棒的弧长；金刚石线11在沿垂直于蓝宝石晶锭1的放置方向的切割速度为2m/s~15m/s，金刚石线11在切割蓝宝石晶锭1时需要在切割方向前进、后退的反复切割；同时，金刚石线11在切割蓝宝石晶锭1时，需要对金刚石线11的外表面进行喷水，避免金刚石线11的切割温度过高；当蓝宝石晶锭1跟随加工台面转动一个圆周，同时金刚石线11将蓝宝石晶锭1的宽度方向切断后，就完成一次的蓝宝石晶棒的取棒过程；蓝宝石晶棒的外径可以根据需要设置，当蓝宝石晶锭1的外径不同时，蓝宝石晶锭1跟随加工台面旋转的弧度不同，每个蓝宝石晶棒的切割时间也不相同；当蓝宝石晶棒上需要切割2英寸的平面时，需要切割的蓝宝石晶棒外径为51mm；
d、取出切割后得到的晶棒，在蓝宝石晶锭上进行下一次晶棒的切割；
蓝宝石晶棒取出后，在蓝宝石晶锭1内产生第一蓝宝石晶锭切孔2，所述对一蓝宝石晶锭切孔2位于蓝宝石色晶锭1内，且第一蓝宝石晶锭切孔2贯通蓝宝石晶锭1；在蓝宝石晶锭1上可以切割出多个蓝宝石晶棒。在第一蓝宝石晶锭切孔2内包括金刚石线11的切口，所述切口为金刚石线11在蓝宝石晶锭1上切割的路径；蓝宝石晶锭1内第一蓝宝石晶锭切孔2的切口距离为0.2mm~0.6mm，所述距离即为金刚石线切割损耗10，所述切口距离远远小于采用筒状钻芯机时相应切口的距离；图9中D为金刚石线11的外径，d为金刚石线切割头的外径。
实际切割中，采用本发明取棒切割方法的金刚石线线切割损耗10大约为337.5μm，而套筒切割损耗8大约为2510μm；由此，可以看出采用本发明的方法后大大降低切割损耗。
同时，金刚石线11的外径要小于转筒的壁厚，能够降低对蓝宝石晶锭1的切割尺寸要求，在同样尺寸的蓝宝石晶锭下切割出更多的蓝宝石晶棒，提高了蓝宝石晶锭1取棒的成材率；在蓝宝石晶锭1上后续切割取棒的过程与前述操作一致。
蓝宝石晶棒切割后，还需通过打磨工艺将蓝宝石晶棒的外周面打磨，得到所需尺寸的蓝宝石晶棒。
如图1和图2所示：在蓝宝石晶锭1上通过金刚石线取棒，由于金刚石线11的外径远低于筒状钻芯机筒壁的厚度，因此在蓝宝石晶锭1内产生第一蓝宝石晶锭切孔2的切口距离大大缩小，同时能够减小在蓝宝石晶锭1内取棒切割过程中产生的浪费，能够在相同的情况下在蓝宝石晶锭1上取出更多的蓝宝石晶棒，提高取棒成材率，切割步骤简单。
本发明将蓝宝石晶锭安装放置于加工台面上，蓝宝石晶锭跟随加工台面做圆周方向转动，同时金刚石线在垂直于蓝宝石晶锭放置方向做切割；金刚石线与蓝宝石晶锭的运动方向对应配合，直至完成一次蓝宝石晶棒取棒过程；金刚石线的外径小，能够减小蓝宝石晶棒过程中产生的材料浪费，同时能够缩小相邻蓝宝石晶棒切口的距离，能够极大的提高蓝宝石晶锭在取棒时的成材率，工艺操作简单，能提高切割效率，降低加工成本，适应范围广，安全可靠。
Claims (6)
1.一种提高蓝宝石晶锭取棒成材率的方法，其特征是，所述蓝宝石晶锭取棒的方法包括如下步骤：
（a）、提供生长完成的蓝宝石晶锭；
（b）、将蓝宝石晶锭安装放置于加工台面上；
（c）、利用金刚石线对加工台面上的蓝宝石晶锭进行切割；切割时，蓝宝石晶锭跟随加工台面转动，金刚石线对蓝宝石晶锭按照设定的形状及尺寸切割；
（d）、取出切割后得到的晶棒，在蓝宝石晶锭上进行下一次晶棒的切割。
2.根据权利要求1所述的提高蓝宝石晶锭取棒成材率的方法，其特征是：所述蓝宝石晶锭上相邻的晶棒切口距离为0.2mm~0.6mm。
3.根据权利要求1所述的提高蓝宝石晶锭取棒成材率的方法，其特征是：所述步骤（d）中，切割后得到的晶棒呈圆柱体状。
4.根据权利要求1所述的提高蓝宝石晶锭取棒成材率的方法，其特征是：所述金刚石线的外径为0.16mm~0.5mm。
5.根据权利要求1所述的提高蓝宝石晶锭取棒成材率的方法，其特征是：所述蓝宝石晶锭跟随加工台面转动的速度为每分钟0.1mm~10mm。
6.根据权利要求1所述的提高蓝宝石晶锭取棒成材率的方法，其特征是：所述金刚石线在蓝宝石晶锭内切割出晶棒的速度为2m/s~15m/s。
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Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102806609A (zh) * | 2012-08-15 | 2012-12-05 | 四川欣蓝光电科技有限公司 | 一种高效低成本的蓝宝石晶圆棒掏棒方法 |
| CN105150394B (zh) * | 2015-06-18 | 2017-01-04 | 江苏苏创光学器材有限公司 | 蓝宝石触屏面板的生产方法 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN2621893Y (zh) * | 2003-05-20 | 2004-06-30 | 青岛地恩地机电科技股份有限公司 | 曲线锯的割圆附件 |
| CN101138869A (zh) * | 2007-10-12 | 2008-03-12 | 南京航空航天大学 | 单晶硅高效复合切割方法及其切割系统 |
| CN101870084A (zh) * | 2009-04-21 | 2010-10-27 | 铜陵市琨鹏光电科技有限公司 | 一种蓝宝石晶片切割的方法 |
Family Cites Families (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH03239507A (ja) * | 1990-02-16 | 1991-10-25 | Nippon Steel Corp | Ｓｉインゴットのワイヤソーによる切断法 |
| DE19851070A1 (de) * | 1998-11-05 | 2000-05-18 | Wacker Siltronic Halbleitermat | Verfahren und Vorrichtung zum gleichzeitigen Abtrennen einer Vielzahl von Scheiben von einem Werkstück |
| DE19959414A1 (de) * | 1999-12-09 | 2001-06-21 | Wacker Chemie Gmbh | Vorrichtung zum gleichzeitigen Abtrennen einer Vielzahl von Scheiben von einem Werkstück |
| JP2007301687A (ja) * | 2006-05-12 | 2007-11-22 | Naoetsu Electronics Co Ltd | ワーク切断装置 |
| JP2008018478A (ja) * | 2006-07-11 | 2008-01-31 | Osaka Titanium Technologies Co Ltd | 棒状材の切断方法およびそれを用いた切断装置 |
| JP2008161992A (ja) * | 2006-12-28 | 2008-07-17 | Asahi Diamond Industrial Co Ltd | 被加工部材の切断方法およびウェハの製造方法 |
| JP5042112B2 (ja) * | 2008-04-28 | 2012-10-03 | 株式会社アライドマテリアル | 単結晶サファイヤ基板の切断方法および切断装置 |
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Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN2621893Y (zh) * | 2003-05-20 | 2004-06-30 | 青岛地恩地机电科技股份有限公司 | 曲线锯的割圆附件 |
| CN101138869A (zh) * | 2007-10-12 | 2008-03-12 | 南京航空航天大学 | 单晶硅高效复合切割方法及其切割系统 |
| CN101870084A (zh) * | 2009-04-21 | 2010-10-27 | 铜陵市琨鹏光电科技有限公司 | 一种蓝宝石晶片切割的方法 |
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