CN102709171A - GaAs基板超小尺寸LED芯片的切割方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了GaAs基板超小尺寸LED芯片的切割方法，GaAs基板超小尺寸LED芯片的切割方法，首先，在芯片表面先实行全面微切的步骤，半切的深度为芯片总体高度的10%～20%；然后，对芯片进行全透切割的步骤，即将半切后的芯片放置于切割机台上，用钻石刀将芯片从边沿开始沿切割道进行彻底分离的切割。本发明的切割新工艺，在芯片表面先实行全面微切的工艺，然后完成全透切割，采用半切的深度为芯片总体高度的10%～20%，钻石刀刀刃的宽度为15μm～25μm，在最大程度上保证在切割过程中不发生崩裂，侧裂等不良现象，在超小尺寸的GaAs基四元晶粒上具有创造性的革新，极大的提高了成品的良率及降低了生产成本。

Description

GaAs基板超小尺寸LED芯片的切割方法

技术领域

本发明属于超小尺寸LED芯片加工技术领域，具体的说，涉及GaAs基板超小尺寸LED芯片的切割方法。

背景技术

作为四元系红黄光LED 芯片的衬底材料，GaAs 优势明显。GaAs 的化学性质十分稳定，与四元材料晶格匹配良好，导电性、导热性均良好。另一方面，GaAs 本身也是十分重要的半导体材料，在制造成本和制造尺寸方面优势都很明显。然而由于GaAs材料的硬脆的特性容易发生崩裂，现有的技术条件下，传统切割的方式为了避免产生背面及正面崩裂，常常采取大幅降低切割速度的方式来实现，但此种方式不仅使批量生产变的举步维艰，而且做出的效果也不甚理想，导致成本居高不下。

现有的切割工艺技术，通常是采取直接全透切，四元系的LED芯片的衬底为GaAs材料，此种材料的特性是硬脆，常常在切割过程中容易发生崩裂，由于是对超小尺寸的晶粒切割，为避免崩裂，大多四元系LED芯片厂商通常采取慢速度如10mm/s以下的速度切割，最终的结果是不仅批量生产变的困难，而且成品的质量及良率也不尽如人意，特別是对于超小尺寸晶片的切割更是业界的难题。

发明内容

本发明克服了现有技术中的缺点，提供了GaAs基板超小尺寸LED芯片的切割方法，大大降低LED芯片的生产成本，同时也可提高生产效率，极大的提高成品的良率。

为了解决上述技术问题，本发明是通过以下技术方案实现的：

GaAs基板超小尺寸LED芯片的切割方法， 

首先，在芯片表面先实行全面微切的步骤，即将整片芯片正极朝上，放置于切割机台上，用钻石刀将芯片正极表面先纵向半切，再横向半切，形成纵横交错的切割道，切割道将每个等间距排列的正极端分隔开，半切的深度为芯片总体高度的10%～20%；

然后，对芯片进行全透切割的步骤，即将半切后的芯片放置于切割机台上，用钻石刀将芯片从边沿开始沿切割道进行彻底分离的切割。

进一步，半切处理采用钻石刀，钻石刀的切割速度为50mm/s以上，钻石刀刀刃的宽度为15μm～25μm。

进一步，全透切割时钻石刀的切割速度为20mm/s以上。

进一步，全透切割的步骤需使用经过使用、切割过300m以上的钻石刀。

进一步，全透切割开始切割芯片的边缘区域时钻石刀使用中高速为20 mm/s～25mm/s，然后切割中部时钻石刀需达到高速为30 mm/s～35mm/s，最后靠近边缘区域时钻石刀的切割速度再降为20 mm/s～25mm/s。

进一步，边缘区域为沿切割方向最长切割道，从芯片的外缘到切割道约四分之一处，做垂直于最长切割道的直线，直线与芯片劣弧边缘组成的区域。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明的切割新工艺，在芯片表面先实行全面微切的工艺，然后完成全透

切割，采用半切的深度为芯片总体高度的10%～20%，钻石刀刀刃的宽度为15μm～25μm，在最大程度上保证在切割过程中不发生崩裂，侧裂等不良现象，在超小尺寸的GaAs基四元晶粒上具有创造性的革新，极大的提高了成品的良率及降低了生产成本。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

图1是本发明全面微切后的结构示意图。

图2是本发明全透切割后的结构示意图。

图3是本发明全面微切后另一个角度的结构示意图。

图1至图3中包括：

1——负面电极；   

2——基板；

3——磊晶层；      

4——正面电极；

5——切割道；

6——边缘区域。

具体实施方式

如图1、2所示，本发明所述的GaAs基板超小尺寸LED芯片的切割方法， 

芯片自下而上为负面电极1、基板2、磊晶层3和正面电极4，

首先，在芯片表面先实行全面微切的步骤，以减轻晶片表面不同材质的应力，磊晶层3被切透，以防止芯片在全透切割时产生侧面裂开。

将整片芯片正极朝上，放置于切割机台上，用钻石刀将芯片正极表面先纵向半切，再横向半切，半切处理，即只形成纵横交错的切割道5，而不使芯片完全断离的切割方法，切割道5将每个等间距排列的正极端分隔开，半切的深度为芯片总体高度的10%～20%。

全微切时钻石刀速度为50mm/s以上，钻石刀刀刃的宽度为15μm -25μm，以使用过的旧刀为宜，这样做的目的主要是为了解決不同材质在一次性切割中对钻石刀的冲击较大，与此同时将减少第二次钻石刀所需切割的总体厚度，以降低旧工艺生产中一次性切割所造成的晶片的侧面裂开的机会以及钻石刀的损坏率，以利于后续顺利的切割出高品质的LED超小尺寸晶粒。

然后，对芯片进行全透切割的步骤，即将半切后的芯片放置于切割机台上，用钻石刀将芯片从边沿开始沿切割道5进行彻底分离的切割。

全透切割的步骤需使用经过使用、切割过300m以上的钻石刀。

全透切割开始切割芯片的边缘区域6时钻石刀使用中高速为20 mm/s～25mm/s，然后切割中部时钻石刀需达到高速为30 mm/s～35mm/s，减少钻石刀的钻石颗粒在芯片內部的停留时間，以减轻钻石颗粒对芯片底部的冲击，从而形成高质量的LED芯片成品，最后靠近边缘区域6时钻石刀的切割速度再降为20 mm/s～25mm/s，极大的提高了成品的良率及降低了生产成本。

如图3所示，边缘区域6为沿切割方向最长切割道5，从芯片的外缘到切割道5约四分之一处，做垂直于该最长切割道5的直线，该直线与芯片劣弧边缘组成的区域，图中阴影区域。

切割中部时高速度切割的好处就在于刀刃在晶片內部停留的时间很短，尤其是已经经过了一次全微切加工，再进行全透切的高速加工工艺就变的相对容易，对于超小尺寸的芯片则更是如此，如果太慢，刀刃在晶片中停留的时间太长，由于晶粒的尺寸本來就小，晶粒的侧面很容易受到钻石刀的侧向冲击力，则更容易造成大面积侧裂及暗伤的不良现象发生。

另外，还有一个要点：因为芯片破片不规则，高速度部分也要做一个细分管控，就是根据圆形晶片的面积的大小来调配速度高低，如果芯片面积小于整片芯片面积的1/4，则可以适时调节速度为20 mm/s～30mm/s，而对于面积大于整片芯片面积的1/4的芯片，则需要调节速度为30 mm/s～40mm/s，其依据的原理就是小型物体在被高速切割脱离母体的时候，由于本身的重量很小，极易发生离心运动，从而发生晶粒移位的现象，因此要采用速度较低的中高速切割，大面积的则恰恰相反，另外刀刃切割大面积的部分时，刀刃高速旋转受到材料的高速反冲击力的时间不宜过长，不然刀刃发热过大及钻石颗粒的过于磨损会导致钻石刀断裂，因此需要采用较高速度进行切割 

最后应说明的是：以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。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.GaAs基板超小尺寸LED芯片的切割方法，其特征在于，

首先，在芯片表面先实行全面微切的步骤，即将整片芯片正极朝上，放置于切割机台上，用钻石刀将所述芯片正极表面先纵向半切，再横向半切，形成纵横交错的切割道，所述切割道将每个等间距排列的正极端分隔开，所述半切的深度为芯片总体高度的10%～20%；

然后，对芯片进行全透切割的步骤，即将半切后的芯片放置于切割机台上，用钻石刀将所述芯片从边沿开始沿切割道进行彻底分离的切割。

2.根据权利要求1所述的GaAs基板超小尺寸LED芯片的切割方法，其特征在于：所述半切处理采用钻石刀，所述钻石刀的切割速度为50mm/s以上，所述钻石刀刀刃的宽度为15μm～25μm。

3.根据权利要求1所述的GaAs基板超小尺寸LED芯片的切割方法，其特征在于：所述全透切割时钻石刀的切割速度为20mm/s以上。

4.根据权利要求1所述的GaAs基板超小尺寸LED芯片的切割方法，其特征在于：所述全透切割的步骤需使用经过使用、切割过300m以上的钻石刀。

5.根据权利要求1所述的GaAs基板超小尺寸LED芯片的切割方法，其特征在于：所述全透切割开始切割芯片的边缘区域时钻石刀使用中高速为20 mm/s～25mm/s，然后切割中部时钻石刀需达到高速为30 mm/s～35mm/s，最后靠近边缘区域时钻石刀的切割速度再降为20 mm/s～25mm/s。

6. 根据权利要求5所述的GaAs基板超小尺寸LED芯片的切割方法，其特征         

在于：所述边缘区域为沿切割方向最长所述切割道，从芯片的外缘到所述切割道约四分之一处，做垂直于最长所述切割道的直线，所述直线与芯片劣弧边缘组成的区域。

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