[发明专利]LED晶圆片的切割方法及切割装置

说明书

本发明涉及一种LED晶圆片的切割方法，包括以下步骤：将激光束分束得到至少两个子光束；将所述至少两个子光束聚焦于待切割的LED晶圆片；利用所述至少两个子光束沿所述LED晶圆片上的横向切割道和纵向切割道扫描，以在所述LED晶圆片内形成炸点轨迹；将所述LED晶圆片沿所述炸点轨迹裂开，以形成多个单独的芯粒。上述LED晶圆片的切割方法适用于较小尺寸芯粒的切割，能够有效提高生产效率。

技术领域

本发明涉及激光加工技术领域，特别是涉及一种LED晶圆片的切割方法及切割装置。

背景技术

LED晶圆片通常采用蓝宝石作为衬底材料，并在蓝宝石衬底上通过化学气相沉积法制备发光区，而后将LED晶圆片切割成为单个小芯粒。

目前市面上常见的LED芯粒大小约500μm～1500μm，在将晶圆片分离成该尺寸范围的芯粒时，单点激光切割依次扫描的加工效率尚能满足要求。但是随着技术的发展，器件的集成化越高，芯片的尺寸也在逐渐降低，mini-LED和micro-LED的需求也日益增加，此类小尺寸的芯粒只有50μm～150μm，在同样的晶圆片上切割出的芯粒数目将成倍增加，加工所需要的时间也会增加数倍，生产效率降低，难以满足工业化生产的需要。

发明内容

基于此，为了解决在生产mini-LED或micro-LED时采用单光束激光切割加工效率低的问题，提供一种LED晶圆片的切割方法及切割装置。

一种LED晶圆片的切割方法，包括以下步骤：

将激光束分束得到至少两个子光束；

将所述至少两个子光束聚焦于待切割的LED晶圆片；

利用所述至少两个子光束沿所述LED晶圆片上的横向切割道和纵向切割道扫描，以在所述LED晶圆片内形成炸点轨迹；

将所述LED晶圆片沿所述炸点轨迹裂开，以形成多个单独的芯粒。

上述LED晶圆片的切割方法，通过对激光束进行分束，可以根据实际应用的需要，灵活调整子光束的数量，尤其是当单个芯粒的尺寸较小时，LED晶圆片上需要切割出的芯粒数量成倍增加，多个子光束同时切割，有效提高LED晶圆片的加工效率；同时，采用在LED晶圆片内部聚焦形成炸点轨迹的加工方式，切割效果良好，崩边量小，波浪纹小，提高芯粒的良率。

在其中一个实施例中，在将激光束分束得到至少两个子光束的步骤中，采用衍射光学元件进行分束，旋转所述衍射光学元件以改变两个相邻所述子光束的间距。

在其中一个实施例中，当子光束的个数为3个或3个以上时，每两个相邻子光束聚焦后形成的聚焦光斑的间距相等，且大于所述芯粒的尺寸。

在其中一个实施例中，所述LED晶圆片的厚度为d，所述子光束聚焦后形成的聚焦光斑与所述LED晶圆片的激光束入射面的距离为h，h/d的范围为1/3～1/2。

在其中一个实施例中，所述利用所述至少两个子光束沿所述LED晶圆片上的横向切割道和纵向切割道扫描的步骤中子光束的扫描速度为200mm/s～600mm/s。

一种LED晶圆片的切割装置，包括：

激光器，用以发射激光束；

扩束元件，设于所述激光器发射出的激光束的传播光路上，并用于对所述激光器发射出的激光束进行准直和扩束；

光束调节系统，用于对经过准直和扩束的激光束进行分束，以得到至少两个子光束；

聚焦镜，用于对所述子光束进行聚焦，以在LED晶圆片内形成聚焦光斑；

加工平台，用于放置待切割的LED晶圆片；

控制系统，用于控制所述激光器的工作状态及所述加工平台的运动状态。