CN102728578A

CN102728578A - 一种提高发光二极管亮度的方法

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Publication number: CN102728578A
Application number: CN2012102136030A
Authority: CN
Inventors: 钟馨苇; 林志强; 庄文荣; 孙明
Original assignee: JIANGSU HELIOS TECHNOLOGY CO LTD
Current assignee: JIANGSU HELIOS TECHNOLOGY CO LTD
Priority date: 2012-06-27
Filing date: 2012-06-27
Publication date: 2012-10-17
Anticipated expiration: 2032-06-27
Also published as: CN102728578B

Abstract

本发明公开了一种提高发光二极管亮度的方法，本方法通过对发光二极管芯片激光切割道清洁方法的改进，有效提高了发光二极管的出光效率。

Description

一种提高发光二极管亮度的方法

技术领域

本发明属于发光二极管领域，涉及一种提高发光二极管亮度的方法，在发光二级管制备过程中对芯片切割道的清理方法的改进。

背景技术

随着近年来全球绿色环保、节能安全意识的不断提高，各类节能环保产品被广泛关注，其中发光二极管（LED）的推广应用备受重视。发光二极管是一种将电能转化为光能的发光器件，主要应用于照明、显示、指示、装饰领域。随着全世界节能环保意识的不断提高，发光二极管凭借其灯拥有“比节能灯还节电80%”的良好性能，近年来越来越多地被广泛运用，很多国家开始已经取代白炽灯。

然而发光二极管芯片的切割一直是影响发光二极管灯质量的关键因素之一，而激光切割后的清理是其中最主要的原因。发光二极管芯片的切割即把整个芯片切割成若干个二极管发光单元，在发光二极管芯片研磨抛光后用激光对芯片进行激光切割划出切割道，而后沿切割道将芯片裂开。在激光切割之前我们为了使芯片不受污染均会在芯片表面涂上保护液，虽然各家保护液厂商宣称保护液是水溶性，只需使用清水即可将芯片上的保护液清洗掉。但保护液经过高温烧熔后会有残留的烧熔物在芯片表面、走道上面及侧边，造成发光二极管亮度出光受到阻碍，亮度有5%-15%的衰减。

发明内容

在芯片切割过程中，一般利用激光进行切割，在发光二极管芯片表面用激光切割一定的深度，而后沿切割道在反面进行裂片。在利用激光切割的过程中为了避免发光二极管芯片外延层表面受激光影响，防止激光划过时产生的高温碎屑造成表面损伤或影响芯片的洁净，另外防止激光产生的热量损伤芯片，一般在芯片的表面使用保护液，涂布芯片表面，可以起到隔热作用，更能防止芯片表面受损。

保护液均为水溶性的，可利用清水清洗即可将芯片表面的保护液清洗干净。但保护液在经过激光高温烧熔后，其会与切割碎屑等一起形成烧熔物残留于芯片表面、切割道及芯片的侧边上，阻碍了光的出射，影响发光二极管的亮度。

一般清洗激光处理后的芯片有以下两种方法：

1、清水清洗（见附图1）

激光处理后，用强力水枪喷出的清水冲洗芯片表面，经过强力水柱反复冲洗将芯片表面和走道上的烧熔物清洁干净。在清洗过程中水枪移动需缓慢不可快速移动。

缺点：（1）.经激光处理后需要立即清洗芯片，否则程序脱节，因为经过高温烧熔后的保护液等待时间越长越难清洗掉，严重影响芯片出光质量。

（2）. 人员清洗需要配合激光处理的时间，其因激光使芯片表面温度过高，激光后立即清水清洗，导致芯片表面温度突变，容易造成芯片表层面出现裂痕，影响芯片质量。

（3）. 需要配置一个专职人员清洗芯片，造成人力的浪费。

（4）.人员主、客观因素，如疲倦、情绪、责任心等因素，影响冲洗质量。

（5）.激光处理后芯片切割道的侧壁不易清洗。

2、毛刷清洗（见附图2）

激光处理后的芯片需用水枪喷出大量清水冲芯片表面，在水枪喷水过程中用海棉材质刷头来清洁芯片上所残留的保护液及烧熔物。在清洁过程中刷头行走路线需要用同一方向，不可反复来回刷芯片。刷头每刷过一片芯片就需要清洗刷头，以免芯片上的烧熔物会残留在刷头上。

缺点：（1）. 激光处理后需要立即清洗芯片，因为经过高温烧熔后的保护液等待时间越长越难将芯片上的保护液清洗掉。

（2）.水柱需要配合刷头移动而跟着变动，刷芯片过程中必须要控制好刷片的力度，力度太小清洗不掉，力度偏大，刮伤芯片表面，造成外观上良率的损伤，使用本方法一般会有将近20%的芯片表面会被划伤。

（3）. 人员清洗需要配合激光处理的时间，其因激光使芯片表面温度过高，激光后立即用清水，导致芯片表面温度突变，容易造成芯片表层面出现裂痕，影响芯片质量。

（4）. 需要配置一个专职人员清洗芯片，造成人力的浪费。

（5）.人员主、客观因素，如疲倦、情绪、责任心等因素，影响洗刷质量。

（6）.激光处理后芯片切割道的侧壁不易清洗，因激光切割道比较窄，相对深度比较深，切割道内刷头达不到，导致清洁难度加大。

本发明发明人通过无数次的尝试性试验，发明了一种新的清洗切割道的方法如图3震荡浸泡式清洗示意图。本方法不断节约了人力，同时降低了人为因素的影响，提高了芯片的出光率。

本发明的方法是通过对激光切割后的芯片，直接浸泡于KOH溶液内15-25分钟，优选20分钟，所述的KOH溶液优选室温下饱和KOH溶液，优选在浸泡过程中同时在频率为35kHz-55kHz超声仪上超声，优选频率40kHz-45kHz。在此过程中，芯片表面因激光切割所至的粉尘及烧融物经浸泡及超声，均脱离芯片，此时把芯片从KOH溶液中取出，在清水水流下清洗5分钟左右后，再用气枪吹干芯片上的水，即可。与传统的清洗方法比较，减少人力成本也降低了人为不可控因素，在浸泡过程中不需要人员操作，只需在激光后把芯片浸泡于KOH溶液，打开超声仪即可，待结束后把芯片取出。

本方法通过把芯片浸泡于KOH溶液并在超声仪上进行超声，使KOH溶液与芯片切割道表面充分接触，

附图说明

本发明中附图仅为了对本发明进一步解释，不得作为本发明发明范围的限制。

图1 水枪清洗示意图

图2 毛刷清洗示意图

图3 震荡浸泡式清洗示意图

具体实施方式

本发明的实施例仅为对本发明进行解释，便于本领域普通技术人员能根据本发明内容能实施本发明，不得作为本发明发明范围的限制。

实施例

取同等条件下磊晶生长完的芯片40片，芯片前工艺处理完，随机分成A、B两组，各组20片，A组进行激光切割后，直接浸泡于室温下饱和KOH溶液内20分钟，同时在频率为40kHz超声仪上超声，在此过程中，芯片表面因激光切割所至的粉尘及烧融物经浸泡及超声，均脱离芯片，此时把芯片从KOH溶液中取出，在清水水流下清洗5分钟左右后，再用气枪吹干芯片上的水，即可。B组按传统工艺进行清水清洗。取各组各片上的芯粒按条件测量，取各片平均值进行记录，在A、B两组在进行上保护液前按条件测量，取各片平均值进行记录。A组相应数据见表1、表2、表3；B组数据见表4、表5、表6。数据说明：VF1为顺向电压，单位为V，测试条件为20mA；VF3为顺向电压，单位为V，测试条件为1μA；IR为逆向漏电流，单位为μA，测试条件为5V；LOP为亮度，单位为mcd，测试条件为20mA；WLD为波长，单位为nm，测试条件为20mA。

表1、震荡浸泡式清洗芯片未上保护液测试结果

TEST	VF1	VF3	IR	LOP1	WLD1
						1	4.326	2.401	0.007	72.69	446
2	4.32	2.402	0.012	71.62	445.9
						3	4.331	2.399	0.007	71.19	445.9
4	4.326	2.397	0	70.55	445.8
						5	4.331	2.402	0.007	70.12	445.6
6	4.326	2.399	0.001	69.48	445.6
						7	4.33	2.404	0	68.84	445.5
8	4.339	2.407	0.002	68.84	445.5
						9	4.342	2.391	0	68.63	445.4
10	4.354	2.404	0	68.2	445.3
						11	4.318	2.386	0.008	87.71	449.4
12	4.315	2.385	0.031	88.34	449.4
						13	4.307	2.385	0	87.71	449.4
14	4.31	2.386	0	87.71	449.4
						15	4.307	2.383	0.003	87.59	449.3
16	4.318	2.384	0	87.38	449.3
						17	4.315	2.381	0.001	86.84	449.2
18	4.311	2.383	0	87.05	449.2
						19	4.315	2.385	0.002	86.3	449.1
20	4.322	2.388	0.003	86.01	448.9
						均值	4.32	2.39	0.00	78.64	447.46

表2、震荡浸泡式清洗芯片后测试结果

TEST	VF1	VF3	IR	LOP1	WLD1
						1	3.929	2.413	0.004	70.55	445.9
2	3.936	2.414	0.009	69.69	445.8
						3	3.963	2.405	0.002	69.06	445.8
4	3.954	2.412	0	68.63	445.7
						5	3.943	2.41	0.003	67.98	445.6
6	3.948	2.412	0	67.55	445.5
						7	3.947	2.415	0	66.91	445.4
8	3.957	2.417	0.006	66.7	445.4
						9	3.958	2.418	0.004	66.7	445.3
10	3.958	2.418	0.003	66.27	445.2
						11	3.903	2.392	0.002	85.71	449.3
12	3.915	2.395	0.017	85.62	449.4
						13	3.909	2.392	0.003	86.13	449.3
14	3.909	2.392	0.013	85.5	449.3
						15	3.912	2.392	0	86.13	449.3
16	3.914	2.392	0.003	85.59	449.2
						17	3.908	2.393	0.014	85.26	449.1
18	3.917	2.393	0.002	85.05	449.1
						19	3.907	2.392	0.001	84.34	448.9
20	3.915	2.394	0.001	83.71	448.8
						均值	3.93	2.40	0.00	76.654	447.37

表3、芯片未上保护液、及震荡浸泡式清洗后测试结果误差值

TEST	VF1	VF3	IR	LOP1	WLD1
						1	-0.397	0.012	-0.003	-2.94%	-0.1
2	-0.384	0.012	-0.003	-2.69%	-0.1
						3	-0.368	0.006	-0.005	-2.99%	-0.1
4	-0.372	0.015	0	-2.72%	-0.1
						5	-0.388	0.008	-0.004	-3.05%	0
6	-0.378	0.013	-0.001	-2.78%	-0.1
						7	-0.383	0.011	0	-2.80%	-0.1
8	-0.382	0.01	0.004	-3.11%	-0.1
						9	-0.384	0.027	0.004	-2.81%	-0.1
10	-0.396	0.014	0.003	-2.83%	-0.1
						11	-0.415	0.006	-0.006	-2.28%	-0.1
12	-0.4	0.01	-0.014	-3.08%	0
						13	-0.398	0.007	0.003	-1.80%	-0.1
14	-0.401	0.006	0.013	-2.52%	-0.1
						15	-0.395	0.009	-0.003	-1.67%	0
16	-0.404	0.008	0.003	-2.05%	-0.1
						17	-0.407	0.012	0.013	-1.82%	-0.1
18	-0.394	0.01	0.002	-2.30%	-0.1
						19	-0.408	0.007	-0.001	-2.27%	-0.2
20	-0.407	0.006	-0.002	-2.67%	-0.1
						均值	-0.39	0.01	0.00	-2.56%	-0.09

表4、清水清洗芯片未上保护液测试结果

TEST	VF1	VF3	IR	LOP1	WLD1
						1	4.201	1.892	0	88.39	450.7
2	4.19	1.91	0	88.18	450.8
						3	4.175	1.919	0.012	87.77	450.7
4	4.177	1.917	0.004	87.77	450.7
						5	4.165	1.915	0	87.97	450.8
6	4.169	1.945	0	87.89	450.9
						7	4.154	1.985	0	88.39	450.8
8	4.158	1.991	0	88.39	450.8
						9	4.162	2.025	0	88.92	450.9
10	4.171	2.026	0	88.3	450.9
						11	4.124	1.899	0	86.83	450.5
12	4.123	1.902	0.022	86.95	450.6
						13	4.107	1.905	0	86.83	450.5
14	4.107	1.903	0	86.95	450.6
						15	4.122	1.928	0	86.95	450.6
16	4.105	1.944	0.006	87.36	450.7
						17	4.109	1.929	0	87.16	450.6
18	4.107	1.919	0	87.36	450.6
						19	4.111	1.884	0	87.77	450.6
20	4.102	1.87	0	87.97	450.6
						均值	4.14	1.93	0.00	87.71	450.70

表5、清水清洗芯片后测试结果

TEST	VF1	VF3	IR	LOP1	WLD1
						1	4.232	2.021	0	80.36	450.8
2	4.221	2.025	0	79.74	450.8
						3	4.206	2.024	0	79.95	450.8
4	4.208	2.024	0	79.33	450.8
						5	4.197	2.026	0	79.45	450.9
6	4.304	2.053	0	79.66	450.9
						7	4.454	2.08	0	79.86	450.9
8	4.198	2.07	0	79.95	450.8
						9	4.195	2.111	0	80.48	450.9
10	4.209	2.095	0	79.86	450.9
						11	4.216	2.033	0	79.82	450.5
12	4.213	2.044	0.022	79.74	450.6
						13	4.148	2.031	0	79.74	450.6
14	4.155	2.039	0	79.53	450.7
						15	4.17	2.033	0.001	79.95	450.6
16	4.15	2.048	0	79.74	450.7
						17	4.165	2.058	0	80.36	450.7
18	4.149	2.046	0	79.95	450.7
						19	4.168	2.046	0	80.36	450.6
20	4.182	2.047	0	79.95	450.7
						均值	4.21	2.05	0.00	79.89	450.75

表6、芯片未上保护液、及清水清洗后测试结果误差值

TEST	VF1	VF3	IR	LOP1	WLD1
						1	0.031	0.129	0	-9.08%	0.1
2	0.031	0.115	0	-9.57%	0
						3	0.031	0.105	-0.012	-8.91%	0.1
4	0.031	0.107	-0.004	-9.62%	0.1
						5	0.032	0.111	0	-9.69%	0.1
6	0.135	0.108	0	-9.36%	0
						7	0.3	0.095	0	-9.65%	0.1
8	0.04	0.079	0	-9.55%	0
						9	0.033	0.086	0	-9.49%	0
10	0.038	0.069	0	-9.56%	0
						11	0.092	0.134	0	-8.07%	0
12	0.09	0.142	0	-8.29%	0
						13	0.041	0.126	0	-8.17%	0.1
14	0.048	0.136	0	-8.53%	0.1
						15	0.048	0.105	0.001	-8.05%	0
16	0.045	0.104	-0.006	-8.72%	0
						17	0.056	0.129	0	-7.80%	0.1
18	0.042	0.127	0	-8.48%	0.1
						19	0.057	0.162	0	-8.44%	0
20	0.08	0.177	0	-9.12%	0.1
						均值	0.07	0.12	0.00	-8.91%	0.05

Claims

1.一种发光二极管芯片的激光切割后清理方法，其特征在于在整个清理过程芯片均浸泡于KOH溶液中进行。

2.权利要求1所述的清理方法，其特征在于KOH溶液为室温下的饱和KOH。

3.权利要求1所述的清理方法，其特征在于整个清理过程芯片均浸泡于KOH溶液中，同时放在超声仪上，利用超声仪进行超声。

4.权利要求3所述的清理方法，其特征在于超声仪的超声频率为35kHz-55kHz。

5.权利要求3所述的清理方法，其特征在于超声仪的超声频率为40kHz-45kHz。

6.权利要求1-5所述的清理方法，其特征在于整个过程时间为15-25分钟。

7.权利要求1-5所述的清理方法，其特征在于整个过程时间为20分钟。