蓝宝石led灯丝基板的生产方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种蓝宝石片的生产方法，尤其涉及一种蓝宝石LED灯丝基板的生产方法，属于蓝宝石加工技术领域。
【背景技术】
[0002]LED灯丝以其节能、全角度发光等优点而被广泛应用。目前，LED灯丝基板的材质一般为玻璃、硅树脂或碳化硅，但玻璃硬度差，导热性差；硅树脂导热性差；而碳化硅则制作成本大。
[0003]随着科技的进步，蓝宝石基板在LED技术中得到广泛应用。蓝宝石具有很好的热特性，极好的电气特性和介电特性，可以在高温下保持高强度、优良的热属性和透过率，并且防化学腐蚀。用蓝宝石为原料制成的LED灯丝，亮度高，硬度高且导热性好，深受消费者满意。
[0004]中国专利文献ZL201420699840.7公开了一种全周发光的LED灯丝，包括混有荧光粉的基板，设置于所述基板上的电极，安装在所述基板上的至少一个LED芯片，以及覆盖于所述LED芯片上的封装胶。通过含有荧光粉的硅树脂形成的基板，免除了玻璃或蓝宝石作为基板的成本。混有荧光粉的硅树脂形成的基板代替了玻璃以及蓝宝石基板，使用所述基板制作的灯丝避免了玻璃或蓝宝石对芯片出光的影响，实现了 360度出光，出光均匀性和光效大大提尚。
[0005]但采用混有荧光粉的硅树脂做成的LED灯丝基板仍存在导热性差，影响发光效率和使用寿命的问题，且其工序设计不够合理，会直接影响LED灯丝的质量和成品率。。
【发明内容】
[0006]本发明解决的技术问题是:提出一种提出一种成片质量高，废品率低，生产效率高的蓝宝石LED灯丝基板的生产方法。
[0007]为了解决上述技术问题，本发明提出的技术方案是:一种蓝宝石LED灯丝基板的生产方法，包括以下具体步骤:
步骤一、晶体掏棒；取A向、M向或C向的蓝宝石晶体，然后使用掏棒机进行掏棒，从而得到晶棒；
步骤二、晶体切割；采用金刚砂线切割设备对晶棒进行切割，从而得到晶片；
步骤三、研磨；采用研磨机对晶片进行研磨；研磨时，加入研磨液，研磨盘对晶片加压至0.02?0.022Mpa，研磨盘的转速为1000?1200rpm/min ;研磨完成后用无水乙醇清洗；所述研磨液组分包括:0.5?2%的颗粒大小为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，其余为去离子水；
步骤四、倒角；采用数控机床的金刚石砂轮对晶片的边角进行倒角处理，；
步骤五、退火；将晶片放入退火炉内，以180?220°C /h的速度进行升温将温度升至1600°C，升温时在300°C、800°C、1600°C分别保温2?6h，然后以200°C的温度进行降温，降温时在1000°C、500°C分别保温2?3h冷却至室温取出；
步骤六、双面化学抛光；先用无水乙醇对晶片进行清洗，然后将清洗后的晶片放入双面抛光机中固定；抛光时，加入抛光液，抛光盘对晶片加压至0.12?0.15 Mpa，抛光盘的转速为1000?1500rpm/min、将抛光好的晶片用无水乙醇清洗后，在室温下进行自然冷却；所述抛光液组分包括:0.5?2%的颗粒大小为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%的纳米二氧化硅，使得抛光液PH值为11.0?13.0的碱性溶液，其余为去离子水；抛光过程中不断补充碱性溶液以保持抛光液的PH值；
步骤七、激光取片；将抛光后的晶片放入激光切割机中并通入保护气体，将晶片按需求切割成相应大小。
[0008]对上述技术方案的改进为:所述步骤一中，将晶体生长炉内的温度降至1600°C，再对晶体进行退火处理，控制温度以100°C /h的速度缓慢降温并持续22h。
[0009]对上述技术方案的改进为:所述步骤二中，金刚砂线的直径为0.14?0.16mm，金刚砂线上金刚石的粒径为30?40 μ m，金刚砂线在切割时以12?15m/s的速度运动，晶体相对于金刚砂线的移动速度为0.2?0.3mm/min，切割时不断向金刚砂线喷洒切割液，所述切割液中含有粒径为20?30 μ m的金刚石颗粒和粒径为50?60 μ m的刚玉颗粒。
[0010]对上述技术方案的改进为:所述步骤三中，所述研磨液中含有粒径为3?6 μπι的氧化铝颗粒。
[0011]对上述技术方案的改进为:所述步骤五中，升温时，在3000C保温2h，在800°C保温3h，在 1600°(:保温411。
[0012]对上述技术方案的改进为:所述步骤六中，所述碱性溶液为Κ0Η。
[0013]对上述技术方案的改进为:所述步骤六中，所述抛光液PH值为12.0。
[0014]对上述技术方案的改进为:所述步骤六中，抛光盘对晶片加压至0.135Mpa。
[0015]对上述技术方案的改进为:所述步骤七中，激光束的直径为0.015?0.02mm，切割速度为3?5mm/s。
[0016]对上述技术方案的改进为:步骤七中所述保护气体为氮气。
[0017]本发明具有积极的效果:
(I)本发明的LED灯丝基板生产方法，先研磨、抛光再激光取片，可以提高研磨、抛光的生产效率，由于蓝宝石硬度大，抛光时必须施加较大的压力，在抛光之前退火有利于消除线切割、研磨等机械加工工序所产生的内应力，使得晶片在抛光时不宜碎裂，有效提高成品率。
[0018](2)本发明的LED灯丝基板生产方法，严格控制研磨和抛光的参数以及研磨液和抛光液的成分，有利于提高研磨和抛光的效率，提高研磨和抛光的成品率，制备出的晶片结构完整，无物理损伤，表面细腻，光滑，形变小。研磨液和抛光液中，适量的立方氮化硼粉末充当磨料，硬度高，耐磨性好；烷基酚聚氧乙烯醚、甘油、聚丙二醇400和去离子水形成的悬浮液黏度和界面膜性质稳定，使得磨料悬浮稳定，均匀度好，不会粘并，有利于提高研磨和抛光的质量和效率。适量的烷基酚聚氧乙烯醚是一种非离子表面活性剂，其性质稳定，具有分散、乳化、润湿等多种性能，是悬浮液获得优异性能最主要的成分；甘油比重合适，与水和有机溶液都有很好的溶解性，作为辅助分散剂非常适合；聚丙二醇400具有乳化、润湿的作用，并且可以有效增稠，有效提升悬浮液的黏度和界面膜性质。另外，抛光液中含有适量的纳米S12,粒度均匀、分散性好、平坦化效率高。碱性溶液KOH使得抛光液为碱性，通过化学腐蚀辅助抛光，从而抛光效果更好，抛光效率更好。为了保持抛光液的稳定性，从而保证抛光的效率和质量，必须不断地补充碱性溶液，维持抛光液PH值基本不变。
[0019](3)本发明的LED灯丝基板采用蓝宝石为基板制成，由于蓝宝石硬度高，耐磨性好，使得基板不易磨损和划伤。通过本发明的LED灯丝生产方法制成的灯丝，发光效率高，光学性能达标，且成片质量高，废品率低，生产效率高，应用前景广阔。
【具体实施方式】
[0020]实施例1
本实施例的蓝宝石LED灯丝基板的制备流程包括如下步骤:
步骤一、晶体掏棒；取A向、M向或C向的蓝宝石晶体，然后使用掏棒机进行掏棒，从而得到晶棒；
步骤二、晶体切割；采用金刚砂线切割设备对晶棒进行切割，从而得到晶片；
步骤三、研磨；采用研磨机对晶片进行研磨；研磨时，加入研磨液，研磨盘对晶片加压至0.022Mpa，研磨盘的转速为1200rpm/min ;研磨完成后用无水乙醇清洗；所述研磨液组分包括:2%的颗粒大小为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，其余为去离子水；
步骤四、倒角；采用数控机床的金刚石砂轮对晶片的边角进行倒角处理，；
步骤五、退火；将晶片放入退火炉内，以220°C /h的速度进行升温将温度升至1600°C，升温时在300 °C、800 °C、1600 °C分别保温6h，然后以200 °C的温度进行降温，降温时在1000°C、500°C分别保温3h冷却至室温取出；
步骤六、双面化学抛光；先用无水乙醇对晶片进行清洗，然后将清洗后的晶片放入双面抛光机中固定；抛光时，加入抛光液，抛光盘对晶片加压至0.15 Mpa，抛光盘的转速为1