基于层叠式夹持超薄蓝宝石晶片双平面加工实验研究

陈芝向，袁巨龙，杭伟，王勤峰，许良，吕冰海

（1.浙江工业大学 超精密加工研究中心，杭州 310023；2.天通控股股份有限公司，浙江 海宁 314412）

蓝宝石单晶由于其优异的材料性能，是LED 衬底的主要材料之一[1-3]。平面度对于降低光的散射损耗和提高发光效率十分重要，因此平面度在LED 衬底制备行业是关键技术指标之一[4]。通常采用双平面研磨及单平面化学机械抛光的方法来获得高表面质量、高尺寸精度以及低亚表面损伤的蓝宝石表面[5-6]。

蓝宝石晶片的平坦化多采用双平面研磨技术，然而随着市场的发展，对蓝宝石晶片的需求量急剧增加，蓝宝石材料的难加工特性使得众多国内外学者更多地关注于如何提升蓝宝石晶片的双平面研磨效率[7-9]，研究更高效的固结磨盘双平面研磨技术[10-13]，及工艺参数优化对蓝宝石晶片双平面抛光的影响[14-15]。然而，蓝宝石晶棒的产能亦是限制蓝宝石产业扩大的重要因素，在有限的晶棒产能下，超薄蓝宝石晶片的超精密加工则显得尤为重要。

双平面抛光是加工超薄蓝宝石晶片的首选加工方法，目前适用于双平面加工技术的夹持方式主要有：游星轮保持架、无蜡垫[16]以及石蜡粘接。2 英寸超薄蓝宝石晶片的厚度在0.2 mm 以下，双平面抛光设备采用的游星轮保持架由于强度及刚度不足，极易发生跑片、碎片，严重制约加工成品率。无蜡垫采用具有微孔结构的聚氨酯材料通过液体膜吸附的作用夹持工件[17]，但其吸附材料易磨损，制作成本较高[18]。……