【導(dǎo)讀】綠色節(jié)能一直都是公益倡導(dǎo)的主題。現(xiàn)如今，LED市場尋找高效、節(jié)能的光源取代傳統(tǒng)的光源。隨之而來的，就是高亮度LED在LED市場的擴張。由于LED激光晶圓劃片的引入，從而使LED在電手機、觸摸屏等領(lǐng)域被廣泛應(yīng)用。
激光劃片LED的劃片線條比傳統(tǒng)的機械劃片窄得多，所以使得材料利用率顯著提高，因此提高產(chǎn)出效率。另外激光加工是非接觸式工藝，劃片導(dǎo)致晶圓微裂紋以及其他損傷更小，這就使得晶圓顆粒之間更緊密，產(chǎn)出效率高、產(chǎn)能高，同時成品LED器件的可靠性也大大提高。
LED激光劃片的特點
單晶藍寶石（Sapphire）與氮化鎵（GaN）屬于硬脆性材料（抗拉強度接近鋼鐵），因此很難被切割分成單體的LED器件。采用傳統(tǒng)的機械鋸片切割這些材料時容易帶來晶圓崩邊、微裂紋、分層等損傷，所以采用鋸片切割LED晶圓，單體之間必須保留較寬的寬度才能避免切割開裂將傷及LED器件，這樣就很大程度上降低了LED晶圓的產(chǎn)出效率。
激光加工是非接觸式加工，作為傳統(tǒng)機械鋸片切割的替代工藝，激光劃片切口非常小，聚焦后的激光微細(xì)光斑作用在晶圓表面，迅速氣化材料，在LED有源區(qū)之間制造非常細(xì)小的切口，從而能夠在有限面積的晶圓上切割出更多LED單體。激光劃片對砷化鎵（GaAs）以及其他脆性化合物半導(dǎo)體晶圓材料尤為擅長。激光加工LED晶圓，典型的劃片深度為襯底厚度的1/3到1/2，這樣分割就能夠得到干凈的斷裂面，制造窄而深的激光劃片裂縫同時要保證高速的劃片速度，這就要求激光器具備窄脈寬、高光束質(zhì)量、高峰值功率、高重復(fù)頻率等優(yōu)良品質(zhì)。
并不是所有的激光均適合LED劃片，原因在于晶圓材料對于可見光波長激光的透射性。GaN對于波長小于365nm的光是透射的，而藍寶石晶圓對于波長大于177nm的激光是半透射的，因此波長為355nm和266nm的三、四倍頻的調(diào)Q全固態(tài)激光器（DPSSL）是LED晶圓激光劃片的最佳選擇。盡管準(zhǔn)分子激光器也可以實現(xiàn)LED劃片所需的波長，但是倍頻的全固態(tài)調(diào)Q激光器體積更小，比準(zhǔn)分子激光器所需的維護更少，而且在質(zhì)量方面，全固激光器劃片線條非常窄，更適合于激光LED劃片。
激光劃片使得晶圓微裂紋以及微裂紋擴張大大減少，LED單體之間距離更近，這樣既提高了出產(chǎn)效率也提高了產(chǎn)能。一般來講，2英寸的晶圓可以分離出20000個以上的LED單體器件，因而切割的切縫寬度就會顯著影響分粒數(shù)量；減少微裂紋對于分粒后的LED器件的長期可靠性也會有明顯的提高。激光劃片與傳統(tǒng)的刀片切割相比，不但提高了產(chǎn)出效率，同時提高了加工速度，避免了刀片磨損帶來的加工缺陷與成本損耗，總之，激光加工精度高，加工容差大，成本低。
相關(guān)閱讀：
繼半導(dǎo)體之后的又一偉大發(fā)現(xiàn)！激光晶體的百科
基礎(chǔ)知識應(yīng)有盡有，激光切割你還有不懂的？
“光行天下”——全面解密激光加工技術(shù)
