CN102664220B - Led晶片的切割方法和该方法所用保护片 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种LED晶片切割方法和该方法中所用保护片，该方法中LED晶片包括中心圆和外环，LED晶片的外环为从LED晶片的外边缘向LED晶片中心延伸形成的区域；外环包括内边缘，LED晶片的中心圆为从内边缘至LED晶片中心围成的区域，切割步骤只切割LED晶片的中心圆，并在其中形成切痕；LED晶片的外环不进行切割步骤处理，其中无切痕。本发明提供的保护片能遮蔽待切割晶片的边缘，保护晶片的边缘不被激光切割到。该保护片制作成本低、使用方法简单，效果明显，能将晶片的破片率从27%下降至3.5%。

Description

LED晶片的切割方法和该方法所用保护片

技术领域

本发明涉及LED晶片切割生产领域，特别地，涉及一种LED晶片切割方法，本发明的另一方面还涉及到该方法所用保护片。

背景技术

晶片在生产过程中，切割和裂片工序之间常需设置许多其他步骤，如背镀金属反射层、热酸刻蚀等工艺。由于切割后，晶片内部已经形成切痕，晶片在完成这些工艺之前常出现破碎，使得产品的破片率较高，成品率受到影响。产品损失较多。

晶片在减薄后常需在其背面镀上光学反射膜层以提升晶片的亮度。常用的反射膜可以为布拉格反射膜、金属反射膜或者二者的复合体。据实验数据显示背镀反射膜的晶片比未背镀反射膜的晶片，亮度提高5%以上。

近年来出现的隐形激光切割，能减少晶片侧面的激光灼伤面积，从而减少晶片的出光损失，以此手段可提高晶片的出光亮度5~10%。

当将金属反射膜层与隐性切割结合使用时，由于隐形切割所用激光不能透过金属反射膜，故晶片的工艺流程为研磨抛光→隐形切割→背镀反射层→裂片。此时需在切割后先背镀反射层再裂片。经切割的晶片内部已经带有切割损伤，背镀反射膜层的过程中，不可避免的需要经过清洗、夹片、搬运等动作，这些加工动作就很容易使晶片破成两半、四半、八半等，使得所得晶片良率低，给后续制程带来不良影响。

发明内容

本发明目的在于提供一种LED晶片切割方法和该方法所用保护片，以解决现有技术中经切割的晶片再进行其他操作时破片率高，良品率低的技术问题。

为实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种LED晶片切割方法，LED晶片包括中心圆和外环，LED晶片的外环为从LED晶片的外边缘向LED晶片中心延伸形成的区域；外环包括内边缘，LED晶片的中心圆为从内边缘至LED晶片中心围成的区域，切割步骤只切割LED晶片的中心圆，并在其中形成切痕；LED晶片的外环不进行切割步骤处理，其中无切痕。

进一步地，切割步骤为隐形切割。

进一步地，LED晶片外环宽为200~600μm，LED晶片的外环上芯粒的次品率为1.5~2.36%。

进一步地，包括以下步骤：

（1）对LED晶片进行研磨步骤，得到第一晶片；

（2）对第一晶片进行抛光步骤，得到第二晶片，并粘片；

（3）隐形切割第二晶片的中心圆区域，不切割第二晶片的外环区域，得到第三晶片；

（4）对第三晶片进行背镀反射层步骤。

进一步地，隐形切割包括以下步骤：

（1）用CCD相机对第二晶片进行拍照获得图像，存入计算机中，通过分析该图像确定第二晶片的尺寸和第二晶片边缘位置；

（2）确定第二晶片边缘位置向第二晶片中心移动200~600μm的圆环区域为第二晶片的外圈，确定第二晶片的余下区域为中心圆；

（3）对第二晶片的中心圆进行切割。

本发明的另一方面还提供了一种上述方法用到的保护片，包括圆环本体，圆环本体包括内圈，内圈纵向贯穿圆环本体的圆心附近区域形成；LED晶片的直径大于内圈的直径小于圆环本体直径。

进一步地，还包括设置于圆环本体表面的第一区域和第二区域；第一区域从内圈的边缘向圆环本体的外边缘延伸形成；第二区域由第一区域的外缘和圆环本体的边缘围成；第一区域和第二区域设置两种对比色；第一区域的直径等于所处理晶片的直径。

进一步地，内圈的直径比LED晶片的直径小400~600μm，保护片由不透激光材料制成。

本发明具有以下有益效果：

本发明提供的保护片能遮蔽待切割晶片的边缘，保护晶片的边缘不被激光切割到。该保护片制作成本低、使用方法简单，效果明显，能将晶片的破片率从27%下降至0.7%。

除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本发明还有其它的目的、特征和优点。下面将参照图，对本发明作进一步详细的说明。

附图说明

构成本申请的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1是本发明优选实施例的保护片的主视示意图；以及

图2是本发明优选实施例的保护片的使用状态示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的实施例进行详细说明，但是本发明可以由权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。

本发明提供了的LED晶片的切割方法，通过仅切割LED晶片的中心区域，保留完整的外围区域，降低后续操作过程中LED晶片的破片率。

文中LED晶片结构为常用LED晶片结构。LED晶片的外环是指从LED晶片的外周缘向LED晶片的中心均匀延伸形成的环形区域。由于LED晶片为圆形，该区域的LED晶片无法形成完整的矩形结构，故其上芯粒的外形残缺并且存在较多制程缺陷。LED晶片的外环上芯粒的次品率为1.5~2.36%。因而即使将外环上的晶片制成芯片也无法使用，需在后续生产前去除。去除的标准按常规生产LED晶片的规定进行。不同尺寸的LED晶片外环的大小可根据次品率确定。如当LED晶片为1000μm*1000μm时，外环宽为400~600μm。

LED晶片的中心圆是指LED晶片上除去LED外环外的区域，该区域由LED晶片的中心和LED晶片的外环的内边缘围成。LED晶片的中心圆区域中芯粒结构完整，可用于后续生产。

本发明提供的方法改进了切割步骤，在切割步骤中只切割LED晶片的中心圆，保留了晶片外环的完整性。具体可按常规方法通过控制切割设备的工作区域达到只切割晶片中心圆的目的。经过切割后，晶片的外环区域内部无切割痕迹，作为一个整体，晶片的外环受力强度高于内部形成切痕的中心圆。在后续操作过程中，晶片受外力作用的主要部位为外环，故通过维持外环完整性，能降低晶片的破片率。

上述方法可用于各类晶片切割方法，也可以用于背切、正切等常用切割手段中。优选为用于隐形切割方法中。

隐形切割利用激光在晶片衬底内形成切割痕迹，该痕迹形成于衬底内部，故晶片表层完整无损伤。后续操作利用该切痕使晶片在定向外力的作用下沿着该痕迹断裂。隐形切割作为切割技术的后来佼佼者在行业占有很高的比重，现有常用的切割方法中晶片的各个角落均被切割。而隐形切割后易破片的问题一直是行业内难以解决的难题，但发明人通过大量的实验和创造性劳动才发现可以如此解决这个问题。而且采用该方法后，LED晶片的破片率可从常用的27%降低至0.7%，充分说明了本发明的创造性高度。

进一步地，LED晶片的外环宽为200~600μm。选取这个宽度范围既能使得该区域的完整结构能有效保护LED晶片的中心圆区域，降低其破片率。而且也不会造成材料的浪费。

进一步地，该方法还包括以下步骤：

（1）对LED晶片进行研磨步骤，得到第一晶片；

（2）对第一晶片进行抛光步骤，得到第二晶片，并粘片；

（3）隐形切割第二晶片的中心圆，得到第三晶片；

（4）对第三晶片进行背镀金属反射层步骤。

当切割方法为隐形切割时，由于所用切割介质为激光，无法穿透背镀的金属反射层，故需先切割后背镀金属反射层。研磨和抛光均为常规工艺。采用本发明提供的方法后，能更有效的将该隐形切割的破片率降低。此处所用隐形切割按常规操作工艺，通过控制隐形切割机，使其激光只在第二晶片的中心圆区域切割即可。

进一步地，该隐形切割的步骤具体可为以下步骤：

（1）用CCD相机对第二晶片进行拍照获得图像，存入计算机中，通过分析该图像确定第二晶片的尺寸和第二晶片边缘位置；

（2）确定第二晶片边缘位置向第二晶片中心移动200~600μm的圆环区域为第二晶片的外圈，确定第二晶片的余下区域为中心圆；

（3）对第二晶片的中心圆进行切割。

首先将第二晶片设置于隐形切割机的工作台上，利用垂直正对该工作台的CCD相机对其上的待处理晶片进行拍照。所得图像存入计算机中，对图像按比例换算。由于CCD相机的拍摄区域固定，晶片摆放位置固定，可自动确定第二晶片的尺寸和边缘位置。

之后，利用已经确定的第二晶片的边缘位置和尺寸，按照预先设定的缩进值，确定第二晶片的外环和中心圆区域。该缩进值为自第二晶片边缘向中心缩进200~600μm，形成圆环形的外环。

之后将所得数据返回给计算机，通过计算机发出指令，自动控制隐形切割机的激光束切割第二晶片的中心圆区域。

上述方法无需人工手动测定晶片尺寸和晶片边缘，有助于提高工作效率，降低工作失误。

本发明的另一方面还提供了一种用于上述方法的切割保护片。该保护片可以防止LED晶片的外环受到切割。

如图1所示，本发明提供的LED晶片隐形切割保护片1为圆环状，包括圆环本体11。在圆环本体11的圆心处设置纵向贯穿圆环本体11的内圈12。内圈12与圆环本体11为同心圆。圆环本体11的直径大于所处理晶片2的直径。内圈12的直径小于待处理晶片2的直径。

保护片1包括设置于圆环本体11表面上的环形的第一区域111和第二区域112。第一区域111和第二区域112与内圈12为同心圆。第一区域111从内圈12的边缘向圆环本体11的外缘延伸形成。第二区域112由第一区域111的边缘与圆环本体11的外缘围成。第一区域111设置第一颜色。第二区域112设置第二颜色。第一、第二颜色为能形成鲜明对比的对比色。第一区域111和第二区域112的相接线与晶片2的外缘对齐。放置保护片1时第一区域111的外缘与晶片2的外缘对齐，由于第一区域111和第二区域112设置了对比色，故放置保护片1时易于与晶片2的外缘对齐。

内圈12的直径比LED晶片2的直径小200~600μm。LED晶片2露出保护片1外的区域为LED晶片的中心圆，被保护片1遮蔽的区域为LED晶片的外环。显然的，通过限定内圈12的直径比LED晶片2的直径小200~600μm可以简便的根据所处理晶片的尺寸不同，确定保护片1的尺寸。保护片1由不透激光材料制成，如铝片、塑料等材料制得。

以直径为25.4mm的晶片为例，所用保护片的外圈直径为50.2~51mm，内圈直径为24.7~25.1mm。使用时，如图2所示。预先将保护片1、待处理晶片2和白膜由上至下顺序叠置于隐形切割机上。保护片1置于待处理晶片2表面上。保护片1上的第一区域111的外缘与所处理晶片2的外缘对齐放置。晶片2的外环部分被保护片1遮蔽。开始隐形切割后，待处理晶片2上直径小于内圈12的区域会受到隐性切割机的激光切割。隐形切割所用激光无法透过保护片1，晶片2的边缘区域的不会形成隐性裂纹。

实施例

以下实施例中所用LED晶片的直径为25.4mm，均按常规方法制得，并具有常用LED晶片的结构。所用仪器和原料均为市售。以下实施例中研磨、抛光、背镀反射层、裂片均按常规方法进行。

实施例1

（1）将研磨抛光过的晶片粘贴在白膜具有粘性的一面上，将保护片按压于晶片上，保护片的部分区域与白膜相接，使得保护片粘结于白膜上。保护片的第一区域与晶片的外缘对齐；真空吸附白膜的另一面，将晶片、保护片和白膜固定在切割机的工作台上；

（2）按照常规方法进行隐形切割；

（3）切割后，再采用吸真空的方式，将晶片吸附真空固定，轻轻撕下白膜，将晶片夹入wafer盒中，送往进行常规方法的背镀反射层，裂片得到样片1。

实施例2

1）将研磨抛光过的晶片以背切方式粘片；

2）加载晶片，通过真空吸附的方式将晶片固定在隐形切割机内的工作台上并被切割机内与计算机相连的镜头识别，并拍摄该晶片的图像，将该图像设置为标准图形；

3）将待处理晶片置于切割机工作台上，通过计算机根据标准图形进行自动校正水平；

4）利用正对晶片的镜头手动找寻晶片的边缘。任选晶片左、上、中、下方向上位于晶体边缘的4个点，来确定该晶片的轮廓；

5）根据所确定的晶片轮廓设置切割机的切割范围，在计算机中设定切割范围为自晶片边缘向中心均匀推进200~600μm后形成的圆形区域。

6）其他条件按常规工艺设定后，进行切割；

7）切割后，再采用吸真空的方式，将晶片吸附真空固定，轻轻撕下白膜，将晶片夹入wafer盒中，送往进行常规方法的背镀反射层，裂片得到样片2。

实施例3

1）将研磨抛光过的晶片以背切方式粘片，所用隐形切割机为现有的行业内通用的隐形切割机；

2）加载晶片，通过真空吸附的方式将晶片固定在隐形切割机内的工作台上，隐形切割机中工作台上正对设置CCD相机；

3）通过CCD相机成像，将图像存入计算机中，换算得到晶片的尺寸并确定晶片的边缘位置。预设隐形切割机的切割范围为晶片边缘位置均匀内缩200~600μm的晶片区域；

5）按照常规工艺条件进行切割；

7）切割后，再采用吸真空的方式，将晶片吸附真空固定，轻轻撕下白膜，将晶片夹入wafer盒中，送往进行常规方法的背镀反射层，裂片得到样片3。

实施例4

1）晶片表面沉积氧化硅作为保护层；

2）在晶片正面涂上保护液并风干；将晶片粘贴在白膜上，使之正面朝上并真空吸附固定在切割机工作台上；

3）设定切割区域为直径小于晶片直径200~600μm的区域，切割；

3）将晶片从切割机工作台上拆除；晶片按常规方法用热酸浸泡晶片，以将其一侧蚀刻除去，并在完成后去除氧化硅保护层；

4）晶片按常规方法进行芯片加工制作；

5）研磨，抛光，背镀布拉格反射层，裂片。得到样片4。

对比例

与实施例1的区别在于，未使用保护片，得到样片5。

每个样片生产10批，每批100片，分别记录各批次样片的破片数量，求取破片占每批样片的比例，汇总10批样片的破片比例，求平均值，得到样片1~5的切割后破片率和成品破片率，列于表1中。

表1样片1~5的破片率

样片编号	1	2	3	4	5
						切割后破片率（%）	2.3	0.7	1.4	0.7	4
成品破片率（%）	6.2	0.7	4.2	4.2	27

由表1可见，LED晶片的切割后破片率从4%下降至0.7%，成品破片率从27%下降到0.7%。说明本发明提供的切割方法能有效降低各类切割手段中，LED芯片破片率高的问题。无论是隐形切割还是正面切割均能取得良好的效果。根据本发明提供的方法制得的芯片，在获得隐形切割对LED晶片亮度提高的作用的同时破片率也得到降低。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种LED晶片切割方法，所述LED晶片包括中心圆和外环，所述LED晶片的外环为从所述LED晶片的外边缘向所述LED晶片中心延伸形成的区域；所述外环包括内边缘，所述LED晶片的中心圆为从所述内边缘至所述LED晶片中心围成的区域，其特征在于，所述切割步骤只切割所述LED晶片的中心圆，并在其中形成切痕；所述LED晶片的外环不进行所述切割步骤处理，其中无切痕；

所述切割步骤为隐形切割；

所述LED晶片外环宽为200～600μm，所述LED晶片的外环上芯粒的次品率为1.5～2.36％。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)对所述LED晶片进行研磨步骤，得到第一晶片；

(2)对所述第一晶片进行抛光步骤，得到第二晶片，并粘片；

(3)隐形切割所述第二晶片的中心圆区域，不切割所述第二晶片的外环区域，得到第三晶片；

(4)对所述第三晶片进行背镀反射层步骤。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述隐形切割包括以下步骤：

(1)用CCD相机对所述第二晶片进行拍照获得图像，存入计算机中，通过分析该图像确定所述第二晶片的尺寸和所述第二晶片边缘位置；

(2)确定所述第二晶片边缘位置向所述第二晶片中心移动200～600μm的圆环区域为所述第二晶片的外圈，确定所述第二晶片的余下区域为所述中心圆；

(3)对所述第二晶片的中心圆进行切割。

4.一种用于权利要求1～3中任一项所述方法的保护片，其特征在于，包括圆环本体(11)，所述圆环本体(11)包括内圈(12)，所述内圈(12)纵向贯穿所述圆环本体(11)的圆心附近区域形成；所述LED晶片的直径大于所述内圈(12)的直径且小于所述圆环本体(11)直径。

5.根据权利要求4所述的保护片，其特征在于，还包括设置于所述圆环本体(11)表面的第一区域(111)和第二区域(112)；所述第一区域(111)从所述内圈(12)的边缘向所述圆环本体(11)的外边缘延伸形成；所述第二区域(112)由所述第一区域(111)的外缘和所述圆环本体(11)的边缘围成；所述第一区域(111)和第二区域(112)设置两种对比色；所述第一区域(111)的直径等于所处理晶片的直径。

6.根据权利要求4所述的保护片，其特征在于，所述内圈(12)的直径比所述LED晶片的直径小200～600μm，所述保护片由不透激光材料制成。