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利用激光进行蓝宝石加工

高亮度LED,除了在移动电话之外,还在液晶电视的背光源、汽车前照灯、照明设备等领域的应用范围开始扩大,预计将出现中长期市场的扩大。对于高亮度LED所采用的蓝宝石,以往的主流加工方法是使用金刚石划片机等进行掰片。但是,随着市场的扩大,对提高生产率、成品合格率提出了更高的要求,加之激光加工的迅速普及,在高亮度LED用蓝宝石加工中激光加工逐渐成为主流工艺。
此次,将为您介绍使用迪思科公司的激光切割机进行的蓝宝石加工。


金刚石划片机所存在的问题
以往用于掰片的金刚石划片机,被指出存在如下问题:
- 加工品质参差不齐 操作主要依赖于操作人员的技能水平,成品合格率不稳定
- 操作成本 操作人员必须时刻关注装置,耗费成本。此外,作为耗材的金刚石刀具价格高昂,且易磨耗,更换频率高
- 装置台数 生产率低下,需要多台装置
利用激光进行蓝宝石加工的优点
激光加工包括烧蚀加工和隐形切割这两种方法。(参考: 激光加工方法介绍
在蓝宝石加工中使用激光切割机具有多项优点,例如,与以往的加工方法相比,可维持同等亮度的条件下,得到生产率、成品合格率的提高,操作成本的降低等
アブレーション加工によるサファイアスクライビング (フルオート加工)
Figure 1. 通过烧蚀加工进行蓝宝石划片(全自动加工)
* 水溶性保护膜HogoMax涂布功能可自由选择
ステルスダイシングによるサファイア加工
Figure 2. 利用隐形切割进行蓝宝石加工
- 生产率提高

利用激光进行加工时,进给速度非常快,通常,激光加工的速度可达到金刚石划片机的数倍,可实现生产率的大幅提升。

- 成品合格率提高

只需输入加工参数,即可维持稳定的加工品质,完全不依赖于操作人员的技能水平。

- 操作人员的负担减轻

全自动机器,只需输入切割参数,并将晶片盒安装到装置上,即可进行全自动运行。可以削减金刚石划片机所必需的工件更换时间,大幅削减操作人员的作业时间及工作量。

利用隐形切割进行蓝宝石加工的优点
对于要求高亮度的高附加价值元件,采用亮度基本不会降低的隐形切割加工是最佳选择。通过内部加工进行割断,可实现切割道的狭小化,所以可增加芯片产量。此外,即便是分割厚基板芯片,也可以抑制亮度的降低。

在蓝宝石加工中使用金刚石划片机或激光切割机时,各加工方法的优点、缺点如下表所示。
各加工方法的优点、缺点
Figure 3. 各加工方法的优点、缺点
蓝宝石加工例
Photo 1. 利用烧蚀工艺进行加工
利用烧蚀工艺进行加工
200倍
激光划片后掰片
Photo 2. 利用隐形切割进行加工
利用隐形切割进行加工
200倍
隐形切割后掰片
适用于蓝宝石加工的装置
【适用于烧蚀加工的装置】
DFL7160
DFL7160
适用于φ300mm晶片
全自动激光切割机
DAL7020
DAL7020
适用于φ6英寸晶片
手动激光切割机
DAL7020
DFL7020
适用于φ6英寸晶片
全自动激光切割机

【适用于隐形切割的装置】
DFL7340
DFL7340(蓝宝石规格)
适用于φ200mm晶片 隐形切割
全自动激光切割机



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