一种LED晶圆切割劈裂方法及LED芯片技术

本发明专利技术公开了一种LED晶圆切割劈裂方法，其包括将LED晶圆装载至激光划线机中；采用第一激光在划出多条第一切割线，形成多个第一爆炸面；采用第二激光划出至少两条第二切割线，形成第二爆炸面；采用第一激光沿划出多条第三切割线；然后劈裂，得到LED芯片。本发明专利技术通过多层次的、有序的爆炸面，有效收敛了劈裂纹，防止劈裂纹在LED芯片厚度方向上蔓延；进而消除了固晶过程中的爬胶现象，大幅度提升了打线成功率，大幅度提升了LED芯片的可靠性。

【技术实现步骤摘要】
一种LED晶圆切割劈裂方法及LED芯片
本专利技术涉及发光二极管
，尤其涉及一种LED晶圆切割劈裂方法及LED芯片。
技术介绍
在LED芯片封装过程中，“爬胶”是一种常见的现象，其往往对LED芯片的各项功能造成不良的影响。具体的，封装过程中的爬胶现象具体的可分为两类，一类是封胶过程之中产生的爬胶，即封装胶(一般为环氧树脂)沿着支架方向移动、爬升的现象，其会对LED芯片的散热等功能造成巨大的影响；一般通过对于封胶工艺的改善(如中国专利200310107934.7)和支架结构(如中国专利201720325918.2)的改善，来消除或降低这种爬胶现象发生的概率。另一类爬胶现象产生在固晶过程之中，在采用固晶胶固定芯片的过程之中，固晶胶会爬升到芯片电极表面，污染电极，从而影响后续打线工艺，造成打线不良，形成大量死灯。而打线不良是LED封装工艺过程中最为常见也是最为严重的缺陷。为了改善这种固晶过程中的爬胶现象，本申请人提出了改善LED固晶机用点胶头(201320529477.X)的技术方案，通过对点胶头的改进，精确控制了两点点胶量，降低了爬胶现象发生的概率。然而，仍未有效杜绝固晶过程中的爬胶现象。同时，也有其他申请人通过改善LED芯片的整体封装结构，来改善固晶爬胶现象。如中国专利201520360658.3提出了一种T字型的垂直结构LED晶片，其能有效防止固晶胶爬胶。但是这种结构的制作难度高，工艺成本高。通过对于固晶过程中爬胶现象的研究发现，固晶过程中的爬胶主要是沿着切割、劈裂过程中形成劈裂痕向上爬动，进而到达LED芯片电极表面。因此，减少或者消除劈裂痕迹，是从根本上消除固晶过程中爬胶现象的必由之路。另一方面，现有的切割劈裂技术是：以激光划片机在LED晶圆正面划出一道深度约为晶圆整体厚度1/5～1/3，开口宽度约为10～14μm的切割线，然后将LED晶圆正面粘附在白膜上，通过劈裂机劈刀作用于LED晶圆背面切割线的位置，LED晶圆切割线受到外力作用而使LED晶圆分离成一粒粒LED芯片。这种切割技术很容易形成纵向贯穿LED芯片的劈裂裂痕；从而在后期引发爬胶现象。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题在于，提供一种LED晶圆的切割和劈裂方法，其可有效减少贯穿晶片劈裂痕的数量，防止固晶胶发生爬胶现象，提高晶片可靠度。本专利技术还要解决的技术问题在于，提供一种LED芯片，其可靠性高。为了解决上述技术问题，本专利技术提供了一种LED晶圆切割劈裂方法，其包括：(1)将LED晶圆装载至激光划线机中；(2)采用第一激光在LED晶圆衬底一侧划出多条相互平行的第一切割线，以形成多个第一爆炸面；(3)采用第二激光沿所述第一切割线划出至少两条第二切割线，以形成至少两个用于截止劈裂痕的第二爆炸面；(4)采用第一激光沿与所述第一切割线垂直的方向划出多条相互平行的第三切割线；(5)将LED晶圆装载至劈裂机中，劈裂刀沿所述第一切割线和第三切割线将LED晶圆劈裂，得到LED芯片；其中，所述LED晶圆包括衬底和设于所述衬底上的发光结构；所述第一激光和第二激光的焦点不同。作为上述技术方案的改进，所述衬底的厚度≤150μm。作为上述技术方案的改进，所述第一切割线的深度为所述衬底厚度的1/8～3/8；所述第二切割线的深度为所述衬底厚度的2/9～4/9。作为上述技术方案的改进，所述第一切割线的深度为30～50μm。作为上述技术方案的改进，所述第二切割线的深度为50～70μm，长度为80～100μm，相邻第二切割线之间的间距为40～80μm。作为上述技术方案的改进，所述第一激光和第二激光的波长为850～1400nm。作为上述技术方案的改进，步骤(3)包括：(3.1)采用第二激光沿所述第一切割线划出至少两条第二切割线，以形成用于截止劈裂痕的第二爆炸面；(3.2)采用第四激光沿所述第一切割线划出至少一条第四切割线，以形成用于截止劈裂痕的第四爆炸面；其中，所述衬底的厚度＞150μm。作为上述技术方案的改进，所述第四切割线的深度为所述衬底厚度的1/3～2/3。作为上述技术方案的改进，所述第四切割线的深度为70～90μm，长度为40～80μm；相邻第四切割线的间距为120～200μm。相应的，本专利技术还公开了一种LED芯片，其由上述的切割劈裂方法加工而得。实施本专利技术，具有如下有益效果：1.本专利技术采用不同焦点的激光对待切割处进行多次切割，形成了多层次的、有序的爆炸面，这些爆炸面在后续的劈裂过程中能有效收敛劈裂纹，防止劈裂纹在LED芯片厚度方向上蔓延；进而消除了固晶过程中的爬胶现象，大幅度提升了打线成功率，提升了LED芯片的可靠性。2.本专利技术通过对爆炸面间距、长度、深度的联合控制，使得LED晶圆在后续劈裂过程中易于劈裂，不提升劈裂工艺难度。同时，也有效降低了激光切割的次数，确保了较高的工艺效率和较低的工艺成本。附图说明图1是本专利技术中一种LED晶圆切割劈裂方法的流程图；图2是图1中步骤S4后LED晶圆的结构示意图；图3是图2A-A截面的剖面图。具体实施方式为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本专利技术作进一步地详细描述。仅此声明，本专利技术在文中出现或即将出现的上、下、左、右、前、后、内、外等方位用词，仅以本专利技术的附图为基准，其并不是对本专利技术的具体限定。参见图1，本专利技术公开了一种LED晶圆切割劈裂方法，其包括以下步骤：S1：将LED晶圆装载至激光划线机中；具体的，在LED晶圆完成前道制程后，对LED晶圆进行研磨抛光后，装载至激光划线机中。其中，LED晶圆1包括衬底2和设于衬底上的发光结构3；本专利技术中的LED晶圆可为正装型LED晶圆、倒装型LED晶圆或垂直型LED晶圆，但不限于此。S2：采用第一激光在LED晶圆衬底一侧划出多条相互平行的第一切割线，以形成多个第一爆炸面；具体的，参见图2和图3，采用第一激光在LED晶圆1的衬底2一侧划出多条相互平行的第一切割线4；第一切割线4在晶圆直径方向或平行直径的方向上贯穿LED晶圆；通过第一激光与LED晶圆的作用，在芯片厚度方向上，形成多个第一爆炸面41，为后续劈裂过程提供劈裂位置。其中，第一切割线4的深度为衬底2厚度的1/8～3/8；当第一切割线的深度小于衬底2厚度的1/8时，难以劈裂；当其深度大于衬底2的厚度的3/8时，容易与后续第二切割线发生协同作用，造成斜劈，形成不规则的断面，从而影响LED芯片的侧面出光。优选的，第一切割线的深度为衬底2厚度的1/8～1/4；具体的为30～50μm；进一步优选为1/4。其中，第一激光的波长为850～1400nm；优选的，第一激光的波长为1200～1400nm，此波长范围的激光光斑小、切割缝质量良好。其中，第一激光切割采用正焦距；即第一激光的焦点位于衬底2的上表面以上；其切割得到的相邻第一爆炸面41上部的距离大于下部距离(即切割缝呈现Y型)，便于劈刀定位。S3：采用第二激光沿所述第一切割线划出至少两条第二切割线，以形成至少两个用于截止劈裂痕的第二爆炸面；具体的，沿着第一切割线4形成的切割槽继续切割，在切割过程中，控制激光周期性打开和关闭，以形成多条间断的第二切割线5；进而与第一爆炸面41配合形成多个第二爆炸面51。第二爆炸面51可有效收集劈裂痕，有效防止劈裂痕在LED芯片深度方向上蔓本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种LED晶圆切割劈裂方法，其特征在于，包括：(1)将LED晶圆装载至激光划线机中；(2)采用第一激光在LED晶圆衬底一侧划出多条相互平行的第一切割线，以形成多个第一爆炸面；(3)采用第二激光沿所述第一切割线划出至少两条第二切割线，以形成至少两个用于截止劈裂痕的第二爆炸面；(4)采用第一激光沿与所述第一切割线垂直的方向划出多条相互平行的第三切割线；(5)将LED晶圆装载至劈裂机中，劈裂刀沿所述第一切割线和第三切割线将LED晶圆劈裂，得到LED芯片；其中，所述LED晶圆包括衬底和设于所述衬底上的发光结构；所述第一激光和第二激光的焦点不同。

【技术特征摘要】
1.一种LED晶圆切割劈裂方法，其特征在于，包括：(1)将LED晶圆装载至激光划线机中；(2)采用第一激光在LED晶圆衬底一侧划出多条相互平行的第一切割线，以形成多个第一爆炸面；(3)采用第二激光沿所述第一切割线划出至少两条第二切割线，以形成至少两个用于截止劈裂痕的第二爆炸面；(4)采用第一激光沿与所述第一切割线垂直的方向划出多条相互平行的第三切割线；(5)将LED晶圆装载至劈裂机中，劈裂刀沿所述第一切割线和第三切割线将LED晶圆劈裂，得到LED芯片；其中，所述LED晶圆包括衬底和设于所述衬底上的发光结构；所述第一激光和第二激光的焦点不同。2.如权利要求1所述的LED晶圆切割劈裂方法，其特征在于，所述衬底的厚度≤150μm。3.如权利要求2所述的LED晶圆切割劈裂方法，其特征在于，所述第一切割线的深度为所述衬底厚度的1/8～3/8；所述第二切割线的深度为所述衬底厚度的2/9～4/9。4.如权利要求3所述的LED晶圆切割劈裂方法，其特征在于，所述第一切割线的深度为30～50μm。5.如权利要求3...

【专利技术属性】
技术研发人员：仇美懿，庄家铭，
申请(专利权)人：佛山市国星半导体技术有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44