iphone引领智能时代激光掘金消费电子

2012-12-11 10:13

　　实际生产中，LED是在一块直径2英尺厚度通常为100微米的蓝宝石晶圆上进行批量图形化处理。由于最终的LED芯片仅有0.5毫米×0.5毫米，甚至更小，所以每块晶圆能生产成千上万的LED。接着通过单切工艺将LED物理分割。

　　传统上，单切是通过钻石圆锯旋转进行刻划（局部切割），再进行物理压扣。但现在，大部分LED制造商已经转而使用激光刻划，再通过压边进行物理压扣（见图1）。图中一束聚焦的紫外脉冲光束正在局部切割蓝宝石。通常要多程切割晶圆厚度的大约30%（见图2）。接着进行传统的物理压扣。

图1 激光刻划后再通过压边进行物理压扣

图2 激光圆晶切割

　　激光刻划已成为首选方法，原因有几个。首先，通过光束聚焦到只有几微米或更小的光斑大小，激光刻划能够远远窄于锯痕，并且显著减少边缘损伤（开裂和剥落）。这意味着，LED设备可以排列得更密集，相互之间的缝隙（称为芯片间隔）更小。而且，高质量的边缘能够避免后处理，在如此微小的设备上进行后处理是不切实际的。上述的优势可以带来更高的产量和更低的单位成本。另外，紧密聚焦能够以更低的激光功率进行快速刻划，从而减少激光运行的成本。

　　刻划对激光特性有哪些要求？最常见的激光单切方法是使用266纳米调Q半导体泵浦固体激光器进行前端（设备端）刻划。最重要的激光参数之一是光束质量，因为较低的M2值能够确保很好的边缘质量和最小化的LED分割。基本上，M2值用来描述激光束聚焦的紧密程度，完美的高斯光束的聚焦光斑大小理论最小值定义为M2等于1。实际上所有激光器的M2值通常大于1。其它关键激光参数包括可靠性、脉冲波动稳定性和至少2.5瓦的平均功率，以达到预定的处理速度。还有一些制造商使用355纳米激光器从蓝宝石背面进行刻划，这种波长会产生微小的碎片，因此从背面进行切割能够让碎片远离LED。这种方法要求更高的光束质量，因为蓝宝石对于355纳米波长非常透明，利用该波长加工必须使用高强度聚焦光束以促进非线性吸收。