蓝宝石玻璃生产过程,蓝宝石面板玻璃产生划痕解密!

伯恩光学蓝宝石玻璃生产流程
一、原料采购:采购纯净水玻璃源料硅酸钠(2)、硼酸(23)等以及颜色成份钛聚合物等。

二、原料熔炼:将玻璃原料根据配方精确称量,放入高温熔炉中熔化,温度控制在1400-1500°,熔炼2-3小时,得到均匀熔液。

三、形成锥:将熔液通过选定口径的锥体形成成形温度1000°左右的圆锥形玻璃锥。

四、拉丝成梭:将玻璃锥拉长成直径1-3毫米的玻璃梭。

五、切割成粒:将玻璃梭切割成规格粒状玻璃。

六、拋光抛光:采用流体拋光和机械轧光等技术,使玻璃粒两面光洁平整。

七、淬火和切割:进行淬火处理,使玻璃结构稳定,然后根据光学元器件规格进行切割和打磨。

八、检测合格:对生产出来的伯恩光学蓝宝石玻璃进行光学性能、结构性能和尺寸公差等检测,符合标准的方可出库。

九、包装和储存:将合格产品精心包装,储存在光学产品专用的仓库内,等待下游深加工或出货。

蓝宝石衬底表面缺陷成因分析与改进措施作者：刘建飞周志豪吴丽琼黄建烽来源：《工业技术创新》2020年第03期摘要：蓝宝石衬底在实际量产中，约10%～15%会产生表面缺陷，导致成品返工或报废，经济损失较大。

分析实际量产作业中设备与工艺过程，探究和比较刮伤、坑洞、气泡、颗粒、崩角、色差共6种表面缺陷的失效模式，提出了技術和工艺改善措施。

在检测方式上，对比了接触式及非接触式检测工具与原理，探讨了各自的分辨率与呈现方式，为得到更有效的改善技术和工艺奠定了基础。

过程改进后，量产作业表面缺陷占比降低至5%～8%。

若要实现更低的表面缺陷占比，需进一步改良工艺过程和机台硬件配置。

关键词：蓝宝石衬底;表面缺陷;量产;失效模式;接触式检测;非接触式检测引言蓝宝石（α-Al2O3）作为发光二极管（LED）中常见的一种衬底材料，具有硬度高、熔点高、光透性好、热稳定性好和化学性质稳定等特性，至今已发展至6寸以上尺寸且具备量产的工艺能力。

衬底表面质量对后续的图形化处理（PSS）与GaN外延层的生长有很大的影响，因此需要优异的衬底加工工艺，以获取高质量衬底基片[1]。

蓝宝石衬底制备过程中，常见的外观缺陷主要有刮伤（Scratch）、坑洞（Pits）、气泡（Bubbles）、颗粒（Particle）、色差（Color defect）以及崩角（Chipping）等。

李强[2]详述了硅衬底表面缺陷的产生原因及改善措施，从而在量产条件下提升了硅衬底制备能力及表面质量。

而目前对于蓝宝石衬底表面缺陷的研究，多处于检测与分析阶段。

实际量产中，约10%～15%会产生蓝宝石衬底表面缺陷，导致成品返工或报废，造成严重经济损失，故需深入讨论缺陷的失效模式，以改善衬底表面质量，提高成品率。

本文使用KLA-Tencor Candela CS20R以及SEM SU8010等检测设备，对蓝宝石衬底量产时常见的表面缺陷进行检测、分类和分析，并结合现有条件提出有效的改善措施，从而提升量产能力，改善成品表面质量。

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固结磨料研磨蓝宝石单晶过程中研磨液的作用王建彬;朱永伟;谢春祥;徐俊;居志兰【摘要】开展了固结磨料研磨单晶蓝宝石面板的实验研究,探索了不同研磨液对材料去除速率和工件表面质量的影响.分析了研磨液对蓝宝石表面的化学作用,探索了固结磨料研磨蓝宝石晶体的材料去除机理.实验显示:使用W14镀镍金刚石固结磨料研磨蓝宝石单晶,研磨液仅为去离子水时,材料去除率(MRR)为149.8 nm/min、表面粗糙度(Ra)为76.2 nm;而研磨液中加入2％的乙二醇后,相应的MRR为224.1 nm/min,Ra为50.7 nm.用光电子能谱仪(XPS)分析了工件表面,结果表明含有乙二醇的研磨液能够增加蓝宝石工件表面的活性.得到的结果显示:在溶液中加入乙二醇有利于表面软化层的生成并增加蓝宝石表面的活性,说明研磨液对蓝宝石单晶研磨效率的提升和表面质量的改善具有促进作用.【期刊名称】《光学精密工程》【年(卷),期】2014(022)011【总页数】8页(P3004-3011)【关键词】固结磨料;研磨液;乙二醇;蓝宝石晶片【作者】王建彬;朱永伟;谢春祥;徐俊;居志兰【作者单位】南京航空航天大学机电学院,江苏南京210016;安徽工程大学机械与汽车工程学院,安徽芜湖241000;南京航空航天大学机电学院,江苏南京210016;上海航天控制技术研究所,上海200233;南京航空航天大学机电学院,江苏南京210016;南京航空航天大学机电学院,江苏南京210016【正文语种】中文【中图分类】O786;TN305.21 引言蓝宝石单晶因其优越的物理、光学性能，被广泛应用于发光二极管（LED）衬底材料和固态激光发光介质，并逐步成为下一代手机面板的首选，目前已在iPhone手机上试产［1－2］。

蓝宝石的普遍应用对它的超光滑无损伤表面加工提出了更高要求，但蓝宝石单晶因硬度高、化学性能稳定，属于典型的难加工材料。

目前，对于单晶蓝宝石的加工需采用切片、倒角、研磨、抛光等多道工序完成，其中研磨加工是工件获得良好平面度、保证抛光质量和效率的关键工序，也是专家学者研究的热点。

蓝宝石玻璃生产流程英文回答：Sapphire glass production process involves several steps to create the final product. First, raw materials such as aluminum oxide and other additives are mixed together in a furnace and melted at high temperatures. This molten mixture is then poured into molds to form the desired shape of the glass. The glass is then cooled slowly to ensure it solidifies properly.Next, the glass is cut and polished to achieve the desired thickness and smoothness. This process requires precision and skill to ensure the glass meets the required specifications. Once the glass is cut and polished, it undergoes a quality control inspection to check for any defects or imperfections.After passing inspection, the glass is coated withanti-reflective and scratch-resistant coatings to enhanceits durability and performance. These coatings are applied using specialized equipment and techniques to ensure aneven and consistent finish.Finally, the glass is packaged and prepared forshipment to customers. The entire production processrequires careful planning and coordination to ensure thefinal product meets the highest standards of quality and performance.中文回答：蓝宝石玻璃的生产流程涉及多个步骤，以制造最终产品。

蓝宝石玻璃生产流程英文回答：Producing sapphire glass involves a complex and precise process that requires careful attention to detail. Thefirst step in the production process is to select high-quality raw materials, such as alumina and other additives, which will be melted down to form the glass. These materials are carefully measured and mixed in the correct proportions to ensure the final product has the desired properties.Once the raw materials are prepared, they are placed in a furnace and heated to extremely high temperatures to melt them into a liquid state. This molten glass is then carefully poured into molds or drawn into sheets, depending on the desired final product. The glass is then cooled slowly to prevent stress and ensure uniformity.After the glass has solidified, it undergoes a seriesof grinding and polishing steps to achieve the desiredfinish and thickness. This process requires precision equipment and skilled technicians to ensure the glass meets the required specifications.Finally, the finished sapphire glass is inspected for quality control before being shipped to customers for usein various applications, such as smartphone screens, camera lenses, and watch faces.中文回答：生产蓝宝石玻璃涉及一个复杂而精密的过程，需要仔细注意细节。

蓝宝石窗口片抛光时间太长的原因及解决办法蓝宝石窗口片抛光时间太长的原因及解决办法蓝宝石窗口片研磨抛光阶段的工艺流程为：粗磨（一致化）--精磨（平坦化）--抛光（镜面化）。

其中，粗磨和精磨阶段都是采取磨料冲击破碎蓝宝石表面的方式进行，为纯物理作用，抛光一般采用碱性二氧化硅溶胶，一边对蓝宝石表面进行轻微腐蚀，一边通过抛光垫扫除的方式达到镜面效果，为CMP抛光，即化学物理抛光法。

由以上流程可知，蓝宝石抛光是一个腐蚀—扫除的过程，其中，腐蚀的厚度仅仅达到埃米级。

蓝宝石抛光完结应该是镜片的所有部分都达到镜面效果。

在日常加工中，经常碰到蓝宝石抛光异常加长的现象，时间太长的表象为以下几点：1、长方形特别是长条形的四个角抛不透；2、表面有坑点；3、橘皮水纹等缺陷；4、表面发蒙，雾化。

以上现象，除第三点外，基本都由前道研磨所产生。

诚如前文所述，抛光是逐渐腐蚀的过程，而腐蚀的深度非常细微，蓝宝石抛光时间长，无非就是腐蚀还没达致全局，要想达致全局，只能延长抛光时间。

那么造成腐蚀难以短时间达致全局的原因是什么呢？毫无疑问是研磨过后的镜片的平坦度问题造成的。

我们来逐步分析以上几种现象。

1、角不透。

双面研磨是通过行星轮固定镜片并随着行星轮的运转方式在研磨机的研磨盘上运动，通过研磨盘对研磨砂的带动来进行冲击破碎表面，达到研磨目的。

但是长方形特别是长条形的镜片在行星轮里是位置相对固定，无法自转，即使产生表面不平整，也无法像圆片一样通过阻力作用产生旋转，以达到一致化的结果。

由于四个角特别是外侧两个角一直都在外圈运行，线速度相对较快，因而研磨去除量相对较大，造成角塌陷现象。

抛光时，为了将塌陷区抛透，只能长时间的腐蚀和扫除，当全局平坦后才能完全抛透。

那么如何处理此现象呢？根据泰兴市合诚光电科技有限公司的加工经验，本人提出几个注意点以供参考。

首先，如果仔细观察行星轮和晶片的放置方式，你会看到外侧晶片间隔相对较远，特别是接近正方形的晶片，也就是外侧部分研磨砂作用的面积较小，当然去除量就会相对较快。