Saphir-Läpp- und Polierverfahren

Einkristalliner Saphir

Der Einsatz eines einkristallinen Saphirs - als hochwertiges optomechanisches Material im Informationszeitalter - erfreut sich aufgrund seiner hervorragenden mechanischen Eigenschaften wie Stabilität und optische Durchlässigkeit zunehmender Beliebtheit.

Probleme bei der Saphirbearbeitung

  • Saphir besitzt die Eigenschaft extrem hoher Härte, aber sehr geringer Schlagfestigkeit.
  • LED-Chips verfügen über die obige Struktur, aber da das Saphir-Substrat spannungsanfällig ist, besteht das Risiko, dass es leicht beschädigt wird.
  • Aufgrund dieser inhärenten Eigenschaft kann der Wafer nicht mit einer Diamantscheibe in Würfel geschnitten werden. Zu diesem Zweck wendet man die Ritzmethode an.
  • Um eine geeignete Waferdicke für das Ritzen zu fertigen, müssen wir die Rückseite schleifen, und anschließend läppen und polieren.
  • Weil die Endstärke des Wafers etwa 80 µm beträgt, ist sie sehr schwach und es ist extrem wichtig, zu vermeiden, dass sie bricht.
  • Da dieses Schleifen/Läppen/Polieren die Endfertigungsschritte sind, haben sie einen großen Einfluss auf den Ertrag.
  • Diese Endbearbeitungsvorgänge erfordern Maschinen und Verfahren von hoher Genauigkeit, hoher Effizienz und hoher Stabilität in der Herstellungsmethode.

Kemet hat eine Reihe Läppscheiben aus Metallverbundstoffen (Composite) entwickelt, um die Läpp- und Poliervorgänge zu verkürzen und die Anzahl der Ausschussteile zu verringern.

Kemet-Composite-Läppscheibe SP2 Kupfer

Dies ist die beliebteste Scheibe für das Saphirläppen

Die Kemet-Composite-Läppscheibe SP2 Kupfer besteht aus einem Metall/Harzverbundstoff, der Kupferpulver in feiner Körnung enthält. Sie wurde für den Saphirläppmarkt entwickelt, um wiederholbaren Materialabtrag von bis zu 2 µm pro Minute zu erzielen.

  • Entwickelt für das Polieren und Läppen der Rückseite der Saphir-Wafer
  • Metall-Harzverbundstoff enthält Kupferpulver in feiner Körnung
  • Schneller Materialabtrag mit hervorragender Oberflächengüte
  • Verkürzen abschließenden CMP-Prozess
  • Üblicherweise mit polykristallinen Emulsionen 3 µm oder 6 µm für optimale Ergebnisse
  • Verringern Absplittern und Abbrechen der Saphir-Wafers
  • Leicht zu nuten
  • Erhältlich in Größen von 380 mm bis 2140 mm Durchmesser
Saphir-Läpp- und Polierverfahren

Weitere Scheiben für das Saphirläppen:

Kemet- Composite-Läppscheibe SP3 Kupfer

Diese ist ein härteres Modell der Kemet-Composite-Läppscheibe SP2 Kupfer für schnelleren Materialabtrag.

Kemet-Composite-Läppscheibe XJ2

Diese Scheibe leistet den schnellsten Materialabtrag.

Kemet-Composite-Läppscheibe XP

Langsamerer Materialabtrag als die Kemet SP3 Kupfer, aber mit besserem Ra-Wert. Die Polierscheiben werden aus einer homogenen Mischung aus Kunstharzen, Kupferpulver und anderen Materialien gefertigt. Die Kemet XP-Scheibe eignet sich für das Polieren einer großen Palette an Materialien.

  • Schneller Materialabtrag mit hervorragender Oberflächengüte
  • Verkürzen abschließenden CMP-Prozess
  • Üblicherweise mit Emulsionen 3 µm oder 6 µm für optimale Ergebnisse
  • Kann genutet werden
  • Erhältlich in Größen von 380 mm bis 2140 mm Durchmesser
Kemet-Scheibe Merkmale Relativer Abtrag im Vergleich zu reinem Kupfer Typische Oberflächengüte (Ra)
reines Kupfer   1 5.6nm
Kemet Kupfer SP2 guter Abtrag und Ra-Wert, leicht zu nuten 1.25 6.3nm
Kemet Kupfer SP3 Besserer Abtrag, aber schlechterer Ra-Wert. Schwieriger zu nuten 1.6 8.1nm
Kemet XP Besserer Abtrag und guter Ra-Wert. Schwieriger zu nuten 1.5 5.5nm
Kemet XJ2 bester Abtrag, aber schlechterer Ra-Wert, leicht zu nuten 1.7 10.6 nm

Kemet-Composite-Scheibe SP2 Eisen

Diese Scheibe wird als Alternative zu der Kemet-Kupferscheibe SP2 eingesetzt, wo das Kupfer nicht mit dem 'Sapphire Wafer Egg' zur Fertigung von blau/grünen LEDs in Kontakt kommen darf.

Die Kemet-Eisen-Scheibe SP2 besteht aus einem Metall/Harzverbundstoff, der Eisenpulver in feiner Körnung enthält. Sie wurde für den Saphirläppmarkt entwickelt, um wiederholbaren Materialabtrag zu erzielen.

  • Entwickelt für das Polieren und Läppen der Rückseite der Saphir-Wafer und die Vermeidung von Kupferkontaminierung
  • Metall-Harzverbundstoff enthält Eisenpulver in feiner Körnung
  • Schneller Materialabtrag mit hervorragender Oberflächengüte
  • Verkürzen abschließenden CMP-Prozess
  • Üblicherweise mit polykristallinen Emulsionen 3 µm oder 6 µm für optimale Ergebnisse
  • Verringern Absplittern und Abbrechen der Saphir-Wafers
  • Leicht zu nuten
  • Erhältlich in Größen von 380 mm bis 2140 mm Durchmesser

Kemet-Composite-Scheibe XL

Die Polierscheibe, die eine hervorragende Oberflächengute erzeugt, z.B. wenn mit der Diamantemulsion 3 µm gearbeitet wird Ra = 1,4 nm

Kemet-Composite-Polierscheibe XL liefert guten Materialabtrag und eine hochwertige Oberflächengüte und Ebenheit beim Einsatz mit Kemet-Diamantemulsionen.

Composite-Scheibe SP2 Eisen

  • Erzeugen ausgezeichnete Oberflächengüte mit hervorragender Ebenheit
  • Durch eine spezielle Materialkombination ist gewährleistet, dass Ihre Werkstücke scharfkantig und absolut gratfrei bearbeitet werden.

Tests mit Diamantemulsion 3 µm auf Saphir erzeugten Ra besser als 2 nm (siehe nachstehenden Daten).

Tests mit Diamantemulsion 3 µm auf Saphir erzeugten Ra besser als 2 nm

Typische Saphir-Polierverfahren

Saphirsubstrate

  • Doppelseitiges Läppen mit Borcarbid-Schleifmitteln Korn 240 auf Gusseisenscheiben, um die erforderliche Stärke und Oberflächenrauigkeit zu erlangen.
  • Einseitiges Läppen mit der Kemet SP2-Scheibe mit entweder Diamantemulsion 3 oder 6 µm.
  • Einseitiger CMP-Prozess mit Polyurethan oder poromerischen Pads mit kolloidalen Siliziumdioxid-Emulsionen.

MOCVD

  • Einseitiges Diamantscheibenschleifen (auch bekannt als Rückseitenschleifen).
  • Einseitiges Läppen mit der Kemet-Scheibe SP2 mit Diamantemulsionen von 3 oder 6 µm (bei dieser Anwendung brechen die meisten LED-Hersteller nach diesem Verfahrensschritt ab).

Telefondisplayglas, Armbanduhrengläser und Fenster

  • Doppelseitiges Läppen entweder mit Borcarbid-Schleifmittel Korn 400 auf Gusseisenscheiben oder Feinschleifscheiben.
  • Ein- oder doppelseitiges maschinelles Verfahren mit Kemet-Kupferscheiben SP2 mit 3 oder 6 µm Diamantemulsionen.
  • Ein- oder doppelseitiger CMP-Prozess mit Polyurethan oder poromerischen Pads mit kolloidalen Siliziumdioxid-Emulsionen.