サファイアウィンドウとは?　何に使用されますか?

サファイアは硬度が高く、常温では硬脆材料であるため、加工しにくく、歩留まりが低い。 特に精密及び超精密加工プロセスにおいて、サファイアシートには割れ、傷、エッジの破損等の欠陥が発生することがよくあります。

サファイア材料は異方性材料であり、原子配列の周期性と密度が結晶方向によって異なるため、機械的特性、光学的特性、電気的特性が異なります。 人はこの向きの違いを利用して、さまざまな用途で異なる結晶方位を持つ製品を選択します。

例えば、窒化ガリウムのエピタキシーでは通常 c 面が使用され、SOS では通常 r 面が使用され、携帯電話スクリーンでは通常 a 面のサファイアウェハが使用されます。 応用の面では、サファイアの結晶方向を考慮する必要があります。 加工プロセスでは、結晶方向の異なりにより、加工方向を選択することもできるため、加工効率が向上し、歩留まりが向上します。

サファイア窓は一種の平行面バージョンで、二重面の丸いサファイアガラスで、通常は電子センサーや検出器の保護窓として使用され、窓部分はシステムの倍率を変えず、航空宇宙、潜水艦等高エネルギー検出や高出力レーザーで広く使用されています。

サファイアウィンドウの特徴:

サファイアは、高温耐性、良好な熱伝導性、高硬度、赤外線透過性、良好な化学的安定性、良好な光透過性、耐食性等の特性を備えています。

サファイアウィンドウの役割:

サファイア保護窓は、耐圧性、耐傷性、耐高温性というサファイアの特性を利用して、使用者や容器の内容物を保護するために使用される製品です。 サファイアは硬度が高いため、他のガラス製品より耐圧縮性と耐傷性がよいです。

サファイアで加工された保護窓は、深海、油田、引火爆発の危険性のある場所、高圧コンテナ、真空コンテナ等の分野でよく使用されます。サファイアは摂氏 2030 度まで耐えることができ、高温コンテナでよく使用されます。

サファイア窓片は、優れた硬度に加えて、良好な電気的及び誘電的特性も備えており、耐化学腐食性、高温耐性、良好な熱伝導性、良好な化学的安定性等の特性を備えています。そのため、光学部品、暗視カメラやその他の機器の製造に使用できます。

サファイアウィンドウの加工順序は通常、最初にサファイア結晶ブロックに加工され、次にスライスされ、次にエッジ加工、つまり面取りが行われます。 加工中、エッジやコーナー部分で刃欠けが発生しやすくなります。 また、ウエハエッジの除去量が多いため、加工時間が長くなってしまう。

具体的な手順は次のとおりです。

*まず、X線回折装置を用いてインゴット表面のA面、C面、M面を見つけます。→

*次に、インゴットはサファイアの六面体に切断されます。→

*サファイア結晶ブロックの表面をAグラインダーで平滑にし、A面に垂直な4つのエッジを事前に面取りしました。→

*マルチラインカッターを使用して、サファイアブロックを A方向のウェーハに切断します。→

*ウェーハのエッジは彫刻機または面取り機で面取りされます。→

*ウェーハは機械研削と化学機械研磨によって最終製品に加工されます。

ダイヤモンドホイールは、サファイアシリコンウェーハ等硬脆性材料の加工に最も広く使用されています。 インゴットの加工、ウェーハの粗加工、精密加工には、さまざまな種類のダイヤモンドホイールが使用されます。 例えば、インゴットローラーホイール、端面研削砥石などがあります。グリットは100#から8000#まであります。 ボンドとしては、メタルボンド、レジンボンド、ビトリファイドボンドなどが挙げられます。

サファイア加工でも多数のダイヤモンドホイールが使用されており、例えば、外径研削用レジンボンドダイヤモンド砥石。粗砥に100#のグリット、仕上げ砥に200#のグリット。レジンボンドはある程度の弾性があり、ポリッシングに良き、加工された加工物の品質は良好です。

面取りエッジ研削砥石はメタルボンドダイヤモンド砥石で、一般的なサイズ：1FF1V/9 202*20*30*2.5、メタルボンディングはより高い靭性と強度、高い溝精度、長寿命、セラミックダイヤモンド研削ディスクを使用したサファイアウィンドウの粗研削を備えています。 鋳鉄ディスク加工と比較して、加工効率が高く、精度が高く、研削品質が良く、寿命が長いなどの特徴があります。

また、裏面シンニング砥石やダイヤモンド研磨液なども幅広く使用されており、市場価値も高いです。