CN104377275A - 蓝宝石基板的覆晶led芯片的分割方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种蓝宝石基板的覆晶LED芯片的分割方法，该方法包括：利用钻石刀具沿相邻覆晶LED芯片的分界线在所述蓝宝石基板的出光面上进行划切，以在所述蓝宝石基板的出光面上形成凹槽；以及沿所述分界线对所述蓝宝石基板进行激光切割，其中所述激光是从所述蓝宝石基板的出光面射入的，或者是从与所述出光面相反的表面射入的。根据本发明实施例的蓝宝石基板的覆晶LED芯片的分割方法能够使蓝宝石基板的覆晶LED芯片分离，并且覆晶LED芯片的制程良品率以及发光效能都较高。
Description
技术领域
本发明涉及覆晶LED（Light Emitting Diode，发光二极管）芯片加工领域，尤其涉及一种蓝宝石基板的覆晶LED芯片的分割方法。
背景技术
对于蓝宝石基板的覆晶LED芯片，从蓝宝石基板侧出光。因此，为了提升出光率，一般需要对蓝宝石基板的出光面进行倒角切削处理，以降低全反射角限制，增加蓝宝石基板出光面的出光面积。
在现有技术中，通常以如下方式来将蓝宝石基板出光面的垂直边角去除，即先以SiO2作为硬掩模进行曝光显影，然后再利用化学蚀刻方式在蓝宝石出光面上蚀刻出深凹槽。该方式必须将整个COW（chip on wafer，晶圆上芯片）外延片放至于硫酸与磷酸混合溶液中，并在例如330℃的高温下将蓝宝石出光面蚀刻出深凹槽。这不仅容易破坏芯片结构，且整体良品率容易受到影响，工艺技术危险性相当高。
发明内容
技术问题
有鉴于此，本发明要解决的技术问题是，如何分割蓝宝石基板的覆晶LED芯片，以尽量提升覆晶LED芯片的制程良品率以及发光效能。
解决方案
为了解决上述技术问题，本发明提供了一种蓝宝石基板的覆晶LED芯片的分割方法，包括：利用钻石刀具沿相邻覆晶LED芯片的分界线在所述蓝宝石基板的出光面上进行划切，以在所述蓝宝石基板的出光面上形成凹槽；以及沿所述分界线对所述蓝宝石基板进行激光切割，其中所述激光是从所述蓝宝石基板的出光面射入的，或者是从与所述出光面相反的表面射入的。
对上述分割方法，在一种可能的实现方式中，利用钻石刀具沿相邻覆晶LED芯片的分界线在所述蓝宝石基板的出光面上进行划切包括：使所述钻石刀具在保持相对于所述出光面直立的状态下旋转，并且使所述钻石刀具在所述出光面上平移。
对上述分割方法，在一种可能的实现方式中，所述钻石刀具的旋转速度为每分钟10000转～100000转。
对上述分割方法，在一种可能的实现方式中，所述钻石刀具的平移速度为每秒0.1厘米～1厘米。
对上述分割方法，在一种可能的实现方式中，利用钻石刀具沿相邻覆晶LED芯片的分界线在所述蓝宝石基板的出光面上进行划切还包括：对所述钻石刀具施加超声波，其中所述超声波的频率等于所述钻石刀具的谐振频率。
对上述分割方法，在一种可能的实现方式中，所述凹槽的深度为所述蓝宝石基板被划切前的厚度的1/10～1/3。
对上述分割方法，在一种可能的实现方式中，所述钻石刀具至少与所述出光面接触的一端为棱锥状或圆锥状。
对上述分割方法，在一种可能的实现方式中，所述钻石刀具的钻石粒直径范围为10微米～100微米。
对上述分割方法，在一种可能的实现方式中，所述覆晶LED芯片包括沿水平方向依次排列的正电极、负电极以及隔离区，其中所述水平方向为与所述蓝宝石基板平行的方向，所述隔离区在所述蓝宝石基板上的垂直投影位于所述正电极和负电极在所述蓝宝石基板上的垂直投影之间，所述隔离区在所述水平方向上的中心线与所述LED芯片在所述水平方向上的中轴线重叠，并且所述隔离区在所述水平方向的宽度不超过所述LED芯片在所述水平方向的宽度的三分之一。
对上述分割方法，在一种可能的实现方式中，在沿所述分界线对所述蓝宝石基板进行激光切割之后，还包括：沿所述分界线进行劈裂，以使所述相邻覆晶LED芯片分离。
有益效果
通过先利用钻石刀具对蓝宝石基板的出光面进行划切，再沿划切形成的凹槽进行激光切割和/或劈裂，根据本发明上述实施例的蓝宝石基板的覆晶LED芯片的分割方法能够使蓝宝石基板的覆晶LED芯片分离，并且覆晶LED芯片的制程良品率以及发光效能都较高。
根据下面参考附图对示例性实施例的详细说明，本发明的其它特征及方面将变得清楚。
附图说明
包含在说明书中并且构成说明书的一部分的附图与说明书一起示出了本发明的示例性实施例、特征和方面，并且用于解释本发明的原理。
图1示出根据本发明一实施例的蓝宝石基板的覆晶LED芯片的分割方法分离得到的覆晶LED芯片；
图2示出本发明一实施例的蓝宝石基板的覆晶LED芯片的分割方法的流程图；
图3a～图3c示出根据本发明一实施例的蓝宝石基板的覆晶LED芯片的分割方法的蓝宝石基板结构示意图；
图4a～图4b示出钻石刀具的结构示意图；
图5示出根据本发明一实施例的蓝宝石基板的覆晶LED芯片的分割方法中钻石刀具划切形成的凹槽结构示意图；以及
图6示出本发明另一实施例的蓝宝石基板的覆晶LED芯片的分割方法的流程图。
附图标记列表
100：覆晶LED芯片；110：蓝宝石基板；120：正电极；130：负电极；140：隔离区；111：分界线；112：凹槽；113：激光切割截止位置；300：钻石刀具；310：圆锥形钻头；320：棱锥形钻头。
具体实施方式
以下将参考附图详细说明本发明的各种示例性实施例、特征和方面。附图中相同的附图标记表示功能相同或相似的元件。尽管在附图中示出了实施例的各种方面，但是除非特别指出，不必按比例绘制附图。
在这里专用的词“示例性”意为“用作例子、实施例或说明性”。这里作为“示例性”所说明的任何实施例不必解释为优于或好于其它实施例。
另外，为了更好的说明本发明，在下文的具体实施方式中给出了众多的具体细节。本领域技术人员应当理解，没有这些具体细节，本发明同样可以实施。在另外一些实例中，对于大家熟知的方法、手段、元件和电路未作详细描述，以便于凸显本发明的主旨。
实施例1
如图1所示，根据本发明一实施例的蓝宝石基板的覆晶LED芯片的分割方法分离得到的覆晶LED芯片100包括：沿水平方向依次排列的正电极120、负电极130以及隔离区140，其中所述水平方向为与蓝宝石基板110平行的方向，隔离区140在蓝宝石基板110上的垂直投影位于正电极120和负电极130在蓝宝石基板110上的垂直投影之间，隔离区140在所述水平方向上的中心线与LED芯片100在所述水平方向上的中轴线重叠，并且隔离区140在所述水平方向的宽度L2不超过LED芯片100在所述水平方向的宽度L0的三分之一。正电极120和负电极130对称分布在LED芯片100的中轴线两侧，且正电极120和负电极130在水平方向的宽度L1大致相同。
具体地，根据图2所示的本发明一实施例的蓝宝石基板的覆晶LED芯片的分割方法的流程图，并结合图3a～图3c，该分割方法的步骤可以包括：
步骤S210，利用钻石刀具300沿相邻覆晶LED芯片的分界线111在蓝宝石基板110的出光面上进行划切，以在蓝宝石基板110的出光面上形成凹槽112。
步骤S220，沿分界线111对蓝宝石基板110进行激光切割，其中所述激光从与蓝宝石基板的出光面相反的表面射入。
步骤S230，沿分界线111进行劈裂，以使所述相邻覆晶LED芯片分离。
其中，所述激光从与蓝宝石基板的出光面相反的表面射入，也就是激光正切技术，可以利用激光技术切割至113位置处以进一步减小蓝宝石基板的厚度，使得劈裂过程更容易，且不会破坏LED芯片的结构，制程良品率高。此外，钻石刀具300在整个划切过程中与蓝宝石基板110的接触较轻，切削力较小，不容易发生蓝宝石基板110的变形、残余应力导致基板破裂等缺陷，从而进一步保证了制程良品率。
需要说明的是，本领域技术人员应能理解，激光切割位置不限于图3b所示113位置处，可以根据具体工艺灵活设定。进一步地，步骤S230不是必须的，可以根据个人喜好和/或实际应用场景利用激光切割技术直接将蓝宝石基板切断，分离出各覆晶LED芯片。
在一种可能的实现方式中，如图4a和图4b所示，钻石刀具300至少与所述出光面接触的一端为棱锥状310或圆锥状320。
在一种可能的实现方式中，凹槽112的深度h为蓝宝石基板110被划切前的厚度h0的1/10～1/3，从而可以达到最佳的光取出效率。具体地，凹槽112的深度h和宽度L可由钻石刀具300的钻石粒直径、以及棱锥或圆锥的尖端长度决定。钻石刀具300的钻石粒直径范围为10～100微米。如图5所示，蓝宝石基板110被划切前的厚度h0为350μm，凹槽112的深度h为100μm。本领域技术人员应能理解的是，实际生产过程中凹槽112的形状不限于图5所示的V形，具体生产过程中因为刀具的磨损等因素导致凹槽112的形状呈梯形、阶梯V形等形状。
这样，由于凹槽112的存在，使得分割得到的覆晶LED芯片的蓝宝石基板110的出光面有倒角结构，降低了全反射角的限制，从而提高了覆晶LED芯片的出光率，进而提升了覆晶LED芯片的发光效能。
在一种可能的实现方式中，步骤S210可以包括：使钻石刀具300在保持相对于所述出光面直立的状态下旋转，并且使钻石刀具300在所述出光面上平移。例如，钻石刀具300的旋转速度可以为每分钟50000转，平移速度可以为每秒1厘米。
需要说明的是，钻石刀具300平移速度越大，加工的效率就越高，为了保证制程良率，旋转速度也需要相应提高，所述旋转速度和平移速度在具体实施时完全可以根据用户个人喜好和/或实际应用场景灵活设定。
在一种可能的具体实现方式中，步骤S210还可以包括：对钻石刀具300施加超声波，其中所述超声波的频率等于钻石刀具300的谐振频率。
这样，钻石刀具300在蓝宝石基板110的出光面上平移的同时，以预定转速相对于所述出光面直立的状态下旋转，并施加预定频率的超声波，将迫使钻石刀具300不断地冲击和划擦蓝宝石基板110的出光面，提高了加工效率。
实施例2
图6为根据本发明另一实施例的蓝宝石基板的覆晶LED芯片的分割方法的流程图。图6中与图2中相同的标号具有相同的含义。与图2所述的实施例不同之处在于，图6所示的沿分界线111对蓝宝石基板110进行激光切割的过程，所述激光是从蓝宝石基板110的出光面射入的，也就是激光隐切技术。在具体实施过程中，根据个人喜好和/或实际应用场景可以利用激光切割技术直接将蓝宝石基板切断，也可以切割至图3b所示的113位置处或具体切割工艺可以切割至的位置。
这样，通过先利用钻石刀具对蓝宝石基板的出光面进行划切，再沿划切形成的凹槽进行激光切割和/或劈裂，根据本发明上述实施例的蓝宝石基板的覆晶LED芯片的分割方法能够使蓝宝石基板的覆晶LED芯片分离，并且覆晶LED芯片的制程良品率以及发光效能都较高。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。
Claims (10)
1.一种蓝宝石基板的覆晶LED芯片的分割方法，其特征在于，包括：
利用钻石刀具沿相邻覆晶LED芯片的分界线在所述蓝宝石基板的出光面上进行划切，以在所述蓝宝石基板的出光面上形成凹槽；以及
沿所述分界线对所述蓝宝石基板进行激光切割，其中所述激光是从所述蓝宝石基板的出光面射入的，或者是从与所述出光面相反的表面射入的。
2.根据权利要求1所述的分割方法，其特征在于，利用钻石刀具沿相邻覆晶LED芯片的分界线在所述蓝宝石基板的出光面上进行划切包括：
使所述钻石刀具在保持相对于所述出光面直立的状态下旋转，并且
使所述钻石刀具在所述出光面上平移。
3.根据权利要求2所述的分割方法，其特征在于，所述钻石刀具的旋转速度为每分钟10000转～100000转。
4.根据权利要求2所述的分割方法，其特征在于，所述钻石刀具的平移速度为每秒0.1厘米～1厘米。
5.根据权利要求2所述的分割方法，其特征在于，利用钻石刀具沿相邻覆晶LED芯片的分界线在所述蓝宝石基板的出光面上进行划切还包括：
对所述钻石刀具施加超声波，其中所述超声波的频率等于所述钻石刀具的谐振频率。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的分割方法，其特征在于，所述凹槽的深度为所述蓝宝石基板被划切前的厚度的1/10～1/3。
7.根据权利要求1至5中任一项所述的分割方法，其特征在于，所述钻石刀具至少与所述出光面接触的一端为棱锥状或圆锥状。
8.根据权利要求1至5中任一项所述的分割方法，其特征在于，所述钻石刀具的钻石粒直径范围为10微米～100微米。
9.根据权利要求1至5中任一项所述的分割方法，其特征在于，所述覆晶LED芯片包括沿水平方向依次排列的正电极、负电极以及隔离区，其中所述水平方向为与所述蓝宝石基板平行的方向，
所述隔离区在所述蓝宝石基板上的垂直投影位于所述正电极和负电极在所述蓝宝石基板上的垂直投影之间，
所述隔离区在所述水平方向上的中心线与所述LED芯片在所述水平方向上的中轴线重叠，并且
所述隔离区在所述水平方向的宽度不超过所述LED芯片在所述水平方向的宽度的三分之一。
10.根据权利要求1至5中任一项所述的分割方法，其特征在于，在沿所述分界线对所述蓝宝石基板进行激光切割之后，还包括：沿所述分界线进行劈裂，以使所述相邻覆晶LED芯片分离。
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