第一節(jié) 產(chǎn)品技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀

一、新技術(shù)研發(fā)、應(yīng)用情況

1、高品質(zhì)藍寶石晶片核心技術(shù)應(yīng)用于霍尼韋爾朗能LED照明

霍尼韋爾作為全球藍寶石晶體的主要生產(chǎn)商之一，是世界公認的定制藍寶石應(yīng)用產(chǎn)品一流廠商，可生產(chǎn)2英寸、3英寸和4英寸規(guī)格的藍寶石晶片?；裟犴f爾朗能LED照明在沃爾瑪?shù)某晒\用，主要得益于其藍寶石等核心技術(shù)的掌握。

2、思科掌握用于LED的藍寶石底板芯片加工技術(shù)

日本迪思科（Disco）開發(fā)出了用于LED的藍寶石底板芯片加工技術(shù)。該技術(shù)的特點是，在切割藍寶石底板時可同時兼顧LED的質(zhì)量及成品率。該公司稱其為“藍寶石底板的Stealth Dicing Process”。
原來采用金剛石劃片器切割藍寶石底板的方法有賴于操作人員的技術(shù)水平，因此在質(zhì)量穩(wěn)定性及成品率方面存在問題。所以，利用激光成了切割藍寶石底板的主要方法，該公司此前也推出過激光劃片（Laser Scribing）裝置。采用激光劃片，可全自動高速加工，改善成品率。

不過，激光劃片加工與采用金剛石劃片器的方法相比，存在LED亮度低的問題。因此，此次通過采用濱松光子學(xué)（Hamamatsu Photonics）的激光芯片技術(shù)“Stealth Dicing ”，解決了該問題。所以，在不降低成品率的情況下，控制了LED亮度的降低。還可切割厚100μm以上的外延片。

3、Vishay發(fā)布陶瓷封裝的藍寶石InGaN/TAG白光SMD LED

Vishay Intertechnology日前推出采用CLCC-2扁平陶瓷封裝且基于藍寶石InGaN/TAG技術(shù)的高強度白光功率SMD LED系列──VLMW84..，可降低高容量應(yīng)用的成本，它們具有25K/W的低熱阻以及5,600mcd～14,000mcd的高光功率。

該組件厚度僅0.75mm，采CLCC-2扁平陶瓷封裝，可實現(xiàn)能夠達到最大光輸出的額外電流驅(qū)動，同時保持長達50,000小時的高使用壽命，這使它們在熱管理為主要考慮因素的空間受限應(yīng)用中成為理想光源。

這些新型組件專門針對汽車與運輸、消費類及普通應(yīng)用中的顯示屏背光與照明而進行了優(yōu)化。Vishay CLCC-2 LED是CCFL顯示屏背光裝置的環(huán)保替代產(chǎn)品，其在小型封裝(3.3mm x 3.4mm)中具有出色的光效率、較長的使用壽命以及出色的省電特性。典型的終端產(chǎn)品包括照相機的閃光燈；應(yīng)急燈與標(biāo)志；汽車儀表板以及外部照明裝置，例如剎車燈及轉(zhuǎn)向訊號燈。

這些LED可提供27,000mlm的典型光通量以及100mA時40lm/W的光效率。這些組件具有高達5V的正向電壓、60°的半強度角。

VLMW84..LED與IR回流焊制程兼容，符合CECC 00802及J-STD-020C規(guī)范。根據(jù)JEDEC Level 4標(biāo)準(zhǔn)預(yù)處理的CLCC-2扁平封裝無鉛(Pb)，且符合RoHS。這些組件已通過AEC-Q101汽車認證，具有高達1kV的ESD耐壓值，并符合JESD22-A114-B規(guī)范。

二、技術(shù)開發(fā)熱點、難點 分析

超大尺寸藍寶石晶體成為目前人造藍寶石 行業(yè) 企業(yè)研發(fā)的熱點，目前Rubicon公司已成成功研發(fā)生產(chǎn)成功重達200公斤的藍寶石晶體，號稱是世界上最大的藍寶石晶體。

由于大尺寸藍寶石晶圓具有更好的成本效益或經(jīng)濟效益，因此超大尺寸人造藍寶石可使得制造大尺寸晶圓的LED工藝設(shè)備商、LED廠商減少總體投資成本，確保廠商能適應(yīng)快速增長的LED市場。

但目前的難點問題是，超大尺寸藍寶石晶體的生產(chǎn)工藝復(fù)雜，技術(shù)條件要求較高。且由于產(chǎn)品技術(shù)專利的問題，國內(nèi)企業(yè)在這一技術(shù)方面有較大難度。

第二節(jié) 產(chǎn)品工藝特點或流程

目前合成剛玉的方法主要有：

1、水熱法

水熱法是利用高溫高壓的水溶液使那些在大氣條件下不溶或難溶的物質(zhì)溶解，或反應(yīng)生成該物質(zhì)的溶解產(chǎn)物，通過控制高壓釜內(nèi)溶液的溫差使產(chǎn)生對流以形成過飽和狀態(tài)而析出生長晶體的方法。水熱法通過加入不同的致色離子，可得到不同顏色的剛玉晶體。

2、焰熔法

焰熔法是從熔體中生長單晶體的方法。其原料的粉末在通過高溫的氫氧火焰后熔化，熔滴在下落過程中冷卻并在籽晶上固結(jié)逐漸生長形成晶體。

最早是1885年由弗雷米(E．Fremy)等人利用氫氧火焰熔化天然的紅寶石粉末與重鉻酸鉀而制成了當(dāng)時轟動一時的“日內(nèi)瓦紅寶石”。后來于1902年弗雷米的助手法國的化學(xué)家維爾納葉(Vemeuil)改進并發(fā)展；這一技術(shù)，合成了完美的紅寶石，使之能進行商業(yè)化生產(chǎn)，這種方法又被稱為維爾納葉法。焰熔法可生產(chǎn)無色藍寶石和各種彩色藍寶石、紅寶石以及彩色星光紅藍寶石，通過加入微量的鉻呈現(xiàn)紅色，形成紅寶石，加入微量的鈦形成藍寶石。

3、助熔劑法

助熔劑法是將組成寶石的原料在高溫下溶解于低熔點的助熔劑中，使之形成飽和溶液，然后通過緩慢降溫或在恒定溫度下蒸發(fā)熔劑等方法，使熔融液處于過飽和狀態(tài)，從而使寶石晶體析出生長的方法。助熔劑通常為無機鹽類，故也被稱為鹽熔法或熔劑法。

助熔劑法根據(jù)晶體成核及生長的方式不同分為兩大類：自發(fā)成核法和籽晶生長法。

4、區(qū)域熔煉法

區(qū)域熔煉法是上個世紀(jì)50年代初期發(fā)展起來的一項合成技術(shù)，此技術(shù)主要為半導(dǎo)體工業(yè)提供高純度的晶體。在進行區(qū)域熔煉過程中，物質(zhì)的固相和液相在密度差的驅(qū)動下，物質(zhì)會發(fā)生輸運。因此，通過區(qū)域熔煉可以控制或重新分配存在于原料中的可溶性雜質(zhì)或相。利用一個或數(shù)個熔區(qū)在同一方向上重復(fù)通過原料燒結(jié)以除去有害雜質(zhì)；利用區(qū)域熔煉過程有效地消除分凝效應(yīng)，也可將所期望的雜質(zhì)均勻地摻入到晶體中去，并在一定程度上控制和消除位錯、包裹體等結(jié)構(gòu)缺陷。目前主要用于合成紅寶石。

5、其他方法

除此之外還有一些其他的方法：火熔法，熱液作用法，吉羅普羅斯法，直拉法(丘克拉斯基法)等。

第三節(jié) 國內(nèi)外技術(shù)未來發(fā)展趨勢 分析

人造藍寶石性能的優(yōu)越性導(dǎo)致其具備廣泛的使用價值，因此有關(guān)人造藍寶石的制備方法也隨著科技的進步而逐漸發(fā)展的越來越多、越來越好。由傳統(tǒng)的焰熔法到熔劑法，由單一的工藝制備到多渠道綜合工藝的產(chǎn)生，除了 研究 制備人造藍寶石的合成技術(shù)、微結(jié)構(gòu)控制技術(shù)和要掌握微結(jié)構(gòu)與其性能間的關(guān)系外，人們越來越關(guān)注有關(guān)同等制備成果中工藝能耗、反應(yīng)時間、環(huán)境污染等的有關(guān)問題。而人造藍寶石的制備工藝也逐漸向著節(jié)能、高效、綠色工業(yè)化的方向發(fā)展。相信在不久的將來，在化學(xué) 研究 者的努力下，新型合成手段的產(chǎn)生，勢必會為人造藍寶石的應(yīng)用帶來更為寬廣的發(fā)展空間。

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