LED隐形切割技术与激光应用

　　LED是发光二极体( Light Emitting Diode, LED)的简称，是一种固态冷光源，利用半导体作为发光材料，在两端加正向电压时，半导体中载流子复合，放出能量，光子发射，产生可见光。LED灯寿命长达10000小时，其发光效率是白炽灯的十倍，是荧光灯的两倍。同时，防振动，安全性好，不易破碎，环保，是继白炽灯、荧光灯、高强度高压钠灯和金卤灯之后第四代新能源，其独特的发光方式，成为一种典型的节能、环保绿色光源。LED体积小、重量轻、价格低、寿命长、绿色环保等特点，在背光照明、道路交通、交通工具和显示屏等领域有着广泛的应用。

　　随着LED 芯片技术的进步以及市场的扩大和人们要求的提高，LED 切割工艺技术在不断的进步。早期由于技术水平的限制，在LED 生产的时候非金属衬底材料(主要是蓝宝石)的切割主要以金刚石划片为主，但是蓝宝石材料过于坚硬，对金刚石的磨损比较大，而且经过划片切割后的材料会导致一定程度的物理形变，产生微细的裂缝，进而影响到了器件的性能。第二代的金刚石砂轮刀片锯切是通过将微小的金刚石颗粒嵌入到一定大小和厚度的镍制轮刀片周围。在进行切割时，砂轮刀片会沿着切割道通过高速旋转来切进，从而实现对LED 晶圆的切割。随着GaN 基蓝宝石衬底LED 顺应时代的蓬勃发展以及激光技术的不断发展创新，第三代切割方式得以兴起，即激光划片技术。

 

       

晶圆切割产品图

　　目前主流的激光划片技术主要是利用了激光的“热切割”，也就是在通过对激光光束的引导和聚焦，将光束的焦点聚焦到切割材料位置处，经过聚焦后的激光光束能够在极短的时间内释放出大量的能量，使作用处的材料融化乃至气化，并同时利用激光设备振镜的移动形成切割痕，从而实现晶圆切割的目的。利用激光的“热切割”技术虽然能够在切割速度以及切割质量上存在巨大的优势，但是随着LED 的应用发展，市场对LED 的生产要求更加严格。激光的“热切割”由于存在着切割面存在着大量的熔渣以及切割时崩边现象，所以人们开始把激光划片技术转向基于超短脉冲激光的“冷切割”上。

 

隐形切割示意图

　　为了解决激光划片“热切割”技术存留的一些问题，科研人员不断的进行技术性探索。日本滨松公司发明的激光隐形切割技术在一定程度上很好的解决了激光划片切割技术的缺陷。激光隐形切割技术的工作原理是利用波长可以透过半导体晶片的超短脉冲激光光束，经过聚焦后透过切割材料的表面，并光束聚焦于材料内部的一个点上，然后光束沿着设定的切割线扫描。相比于之前的激光划片技术，激光隐形切割技术属于全干处理方式，所以不会出现湿法处理过程产生的那种缺陷，并且能够减少生产时所需的工作时间。

 

 

LED隐切机器实物图