激光劃片在LED照明行業(yè)的應用分析

激光劃片LED的劃片線(xiàn)條比傳統的機械劃片窄得多，所以使得材料利用率顯著(zhù)提高，因此提高產(chǎn)出效率。

近年來(lái)綠色節能成為發(fā)展的主題，當今世界不斷尋求更高效節能的光源作為傳統照明光源的替代品，LED光源是最佳的選擇，隨之而來(lái)的是近年來(lái)高亮度LED在照明領(lǐng)域的應用持續而迅速的擴大。LED制造中激光晶圓劃片工藝的引入，使得LED在手機、電視以及觸摸屏等LCD背光照明大量使用，而最令人興奮地是白光LED在照明方面的應用。

激光劃片LED的劃片線(xiàn)條比傳統的機械劃片窄得多，所以使得材料利用率顯著(zhù)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(shí)成品LED器件的可靠性也大大提高。

LED激光劃片的特點(diǎn)

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。采用傳統的機械鋸片切割這些材料時(shí)容易帶來(lái)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(kāi)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，聚焦后的激光微細光斑作用在晶圓表面，迅速氣化材料，在LED有源區之間制造非常細小的切口，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體晶圓材料尤為擅長(cháng)。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(shí)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(jiàn)光波長(cháng)激光的透射性。GaN對于波長(cháng)小于365nm的光是透射的，而藍寶石晶圓對于波長(cháng)大于177nm的激光是半透射的，因此波長(cháng)為355nm和266nm的三、四倍頻的調Q全固態(tài)激光器(DPSSL)是LED晶圓激光劃片的最佳選擇。盡管準分子激光器也可以實(shí)現LED劃片所需的波長(cháng)，但是倍頻的全固態(tài)調Q激光器體積更小，比準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(xiàn)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(lái)講，2英寸的晶圓可以分離出20000個(gè)以上的LED單體器件，因而切割的切縫寬度就會(huì )顯著(zhù)影響分粒數量;減少微裂紋對于分粒后的LED器件的長(cháng)期可靠性也會(huì )有明顯的提高。激光劃片與傳統的刀片切割相比，不但提高了產(chǎn)出效率，同時(shí)提高了加工速度，避免了刀片磨損帶來(lái)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。

隨著(zhù)照明市場(chǎng)的持續增長(cháng)，LED制造業(yè)對于產(chǎn)能和成品率的要求變得越來(lái)越高。激光劃片技術(shù)將成為L(cháng)ED制造業(yè)普遍使用的技術(shù)，甚者成為了高亮度LED晶圓加工的工業(yè)標準。