CN107068820B - 一种改善GaAs基LED芯片切割过程中掉管芯的方法 - Google Patents
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Abstract
一种改善GaAs基LED芯片切割过程中掉管芯的方法，包括如下步骤：a)利用锯片在LED芯片表面进行半切；b)对半切后的LED芯片进行烘烤；c)对烘烤后的LED芯片进行蓝膜贴膜；d)将蓝膜贴膜后的LED芯片进行二次烘烤；e)将二次烘烤后的LED芯片进行全切；f)将全切后的LED芯片清洗后进行扩膜。借助加热器对芯片贴膜前进行烘烤，有效释放芯片自身应力，降低芯片自身的形变张力。同时通过对贴膜后的芯片连带蓝膜一起进行烘烤，提高了蓝膜的延展性，使膜彻底舒张开，提高蓝膜的粘性。有效改善GaAs基LED芯片切割过程中掉管芯的方法，作业简单且实效性高，有效解决掉管芯的问题，提高产品产出率。
Description
技术领域
本发明涉及光电制造领域，具体涉及一种改善GaAs基LED芯片切割过程中掉管芯的方法。
背景技术
由于LED芯片发光效率高，颜色范围广，使用寿命长而受到半导体照明界的广泛重视，已被广泛应用于大屏显示、景观照明、交通信号灯、汽车状态显示等各个领域。随着集成电路技术的进步和发展，产品更趋向于小型化、多功能化，集成度要求越来越高，芯片尺寸减小、切割槽宽度减小，芯片的厚度越来越薄，制程中应用到的新材料越来越多，这些日新月异的变化都对芯片的切割工艺提出了更高的要求。
在LED芯片制备工艺中，需要将经过光刻、镀膜、减薄等工艺制程后的整个芯片分割成所需求尺寸的单一晶粒，是半导体发光二极管芯片制备工艺中不可或缺的一道工序。现行的LED芯片切割作业中，通常有激光切割和锯片切割两种切割作业方式。
激光切割是随着激光技术的发展而出现的一种新型的切割技术，主要有激光表面切割和隐形切割两种。激光切割是通过一定能量密度和波长的激光束聚焦在芯片表面或内部，通过激光在芯片表面或内部灼烧出划痕，然后再用裂片机沿划痕裂开。激光切割具有产能高、成品率高、自动化操作、成本低等优势。但激光切割本身也存在一些问题，激光划片时，激光照射会破坏芯片的有源区，需要在芯片四周设置较宽的划线槽，由于划线槽里存在较厚的金属层，激光作用后，会产生大量的碎屑，划线槽边缘会出现喷涂、烧蚀现象，也限制了产能的提升，同时裂片机裂片时也会因金属材料的延展性出现难裂、双胞等现象，再加上激光直接作用在GaAs材料上，很容易产生一些有毒、污染性的粉尘。因此在GaAs基LED芯片的切割作业中，激光切割应用的并不广泛。
对于GaAs基LED芯片，传统的锯片切割仍然是应用最广泛的切割方式。
锯片切割是用高速旋转（30000-40000r/min）的金刚刀片按工艺需求设定好的程序将芯片完全锯开成单一的晶粒。金刚刀在高速旋转切割时，其表面突起的锋利的高硬度金刚砂颗粒对切割部进行铲挖。由于这些机械力是直接作用在晶圆表面并在晶体内部产生应力损伤，再考虑到GaAs材料比较脆，而且芯片正背面会蒸镀比较厚的金属材料，使得芯片本身的应力加大，芯片切割作业中为保证切割质量，通常采用的切割方法是先在芯片表面进行全面微切（半切），形成纵横交错的切割道，然后在半切切割道上进行全面的透切（全切），最后将芯片全部切割开，形成独立的一颗颗的管芯。
锯片切割作业中，芯片是通过粘附在蓝膜绷环上被吸附在锯片机工作盘上的，因锯片切割的刀片旋转速度很高会产生大量的热，为保证金刚刀片的质量以及冲走切割道中残留的衬底碎屑，切割作业中始终有高压冷却水在喷刀降温以及冲洗切割道，但冷却水压力较大也容易造成切割出的管芯被冲掉，造成产品的损失，影响最终的产出率。芯片切割尺寸越小掉管芯的现象就越严重，这个问题也一直是锯片切割作业中经常发生的异常。
中国专利文献CN102709171A公开了一种GaAs基板超小尺寸LED芯片的切割方法，首先在芯片表面进行实行全面微切的步骤，然后在微切的刀痕上进行全面的透切，但该方法虽然在提高切割质量上有明显的提升，但对于切割作业中掉管芯的现象没有涉及更没有提出具体的解决方法。
发明内容
本发明为了克服以上技术的不足，提供了一种有效改善GaAs基LED芯片切割过程中掉管芯的方法。
本发明克服其技术问题所采用的技术方案是：
一种改善GaAs基LED芯片切割过程中掉管芯的方法，包括如下步骤：
a)利用锯片在LED芯片表面进行半切，形成纵横交错的切割槽，将LED芯片P面电极等间距分隔；
b)对半切后的LED芯片进行烘烤；
c)对烘烤后的LED芯片进行蓝膜贴膜；
d)将蓝膜贴膜后的LED芯片进行二次烘烤；
e)将二次烘烤后的LED芯片进行全切，形成N个独立的管芯；
f)将全切后的LED芯片清洗后进行扩膜。
优选的，上述步骤a)中LED芯片半切时，锯片先沿与芯片大解理边垂直的方向进行半切，再沿平行大解理边的方向进行全面半切。
优选的，上述步骤a)中P面半切时锯片的刀高设定为120-150μm，锯片切割速度为10-70mm/s，锯片刀刀刃伸出量为550-600μm，切割槽宽度为20-25μm。
优选的，上述步骤a)中LED芯片半切的深度为其厚度的20%-25%。
优选的，上述步骤b)中的烘烤温度为50±3℃，烘烤时间为110±10s。
优选的，上述步骤c)中采用规格为SPV-224，尺寸为220mm×100mm的蓝膜，贴膜机加热温度为50±3℃。
优选的，上述步骤d)中烘烤温度为70±3℃，烘烤时间为110±10s。
优选的，上述步骤e)中全切时锯片的刀高设定为40-100μm，锯片切割速度为10-40mm/s，锯片刀刀刃伸出量为550-600μm，切割槽宽度为15-20μm。
优选的，上述步骤f)中LED芯片清洗时间为110±10S，扩膜温度为75±3℃。
本发明的有益效果是：借助加热器对芯片贴膜前进行烘烤，有效释放芯片自身应力，降低芯片自身的形变张力。同时通过对贴膜后的芯片连带蓝膜一起进行烘烤，提高了蓝膜的延展性，使膜彻底舒张开，提高蓝膜的粘性。有效改善GaAs基LED芯片切割过程中掉管芯的方法，作业简单且实效性高，有效解决掉管芯的问题，提高产品产出率。
具体实施方式
下面对本发明做进一步说明。
一种改善GaAs基LED芯片切割过程中掉管芯的方法，包括如下步骤：
a)利用锯片在LED芯片表面进行半切，形成纵横交错的切割槽，将LED芯片P面电极等间距分隔。b)对半切后的LED芯片进行烘烤，可以将LED芯片按顺序摆放到铁盒内，然后放置到加热器上，通过对LED芯片的加热烘烤，可以有效释放芯片自身应力，降低芯片自身的形变张力，增大与蓝膜接触时的有效面积。c)对烘烤后的LED芯片进行蓝膜贴膜。d)将蓝膜贴膜后的LED芯片进行二次烘烤，通过二次烘烤可以提高蓝膜的延展性，使膜彻底舒张开，提高蓝膜的粘性，增加蓝膜与芯片背面之间的粘附力。e)将二次烘烤后的LED芯片进行全切，形成N个独立的管芯；f)将全切后的LED芯片清洗后进行扩膜，完成整个锯片切割作业。在没有改变锯片切割的任何工艺作业步骤的前提下，保证了工艺的稳定性。借助加热器对芯片贴膜前进行烘烤，有效释放芯片自身应力，降低芯片自身的形变张力。同时通过对贴膜后的芯片连带蓝膜一起进行烘烤，提高了蓝膜的延展性，使膜彻底舒张开，提高蓝膜的粘性。有效改善GaAs基LED芯片切割过程中掉管芯的方法，作业简单且实效性高，有效解决掉管芯的问题，提高产品产出率。
对于步骤a)而言，进一步的，LED芯片半切时，锯片先沿与芯片大解理边垂直的方向进行半切，再沿平行大解理边的方向进行全面半切。优选的，步骤a)中P面半切时锯片的刀高设定为120-150μm，锯片切割速度为10-70mm/s，锯片刀刀刃伸出量为550-600μm，切割槽宽度为20-25μm。步骤a)中LED芯片半切的深度为其厚度的20%-25%。
进一步的，步骤b)中的烘烤温度为50±3℃，烘烤时间为110±10s。步骤c)中采用规格为SPV-224，尺寸为220mm×100mm的蓝膜，贴膜机加热温度为50±3℃。步骤d)中烘烤温度为70±3℃，烘烤时间为110±10s。步骤e)中全切时锯片的刀高设定为40-100μm，锯片切割速度为10-40mm/s，锯片刀刀刃伸出量为550-600μm，切割槽宽度为15-20μm。步骤f)中LED芯片清洗时间为110±10S，扩膜温度为75±3℃。
实施例1：
一种改善GaAs基LED芯片切割过程中掉管芯的方法，其步骤为：
a）将芯片表面进行半切；半切的刀高设定为130μm，切割速度为50mm/s，刀刃伸出量为550μm，切割槽宽度为25μm，深度为芯片厚度的20%。b）半切作业完成的芯片进行烘烤；设置烘烤温度为50℃，烘烤时间为100s。c）烘烤完后的芯片进行蓝膜贴膜作业；贴膜机设置加热温度为50℃，用SPV-224 220mm*100m的蓝膜。d）贴膜完成后的芯片再进行烘烤：设置烘烤温度为70℃，烘烤时间为100s。e）贴膜烘烤后，在半切的刀痕上进行全切：全切的刀高设定为60μm，切割速度为20mm/s，刀刃伸出量为560μm，切割槽宽度为17μm。f）作业完成后的芯片清洗后扩膜，完成锯片切割作业：清洗时间为120s，扩膜温度为75℃。
实施例2
与实施例1所不同的是，步骤b）中烘烤温度为50℃，烘烤时间为110s。步骤d）中的烘烤温度为72℃，烘烤时间为110s。步骤e）中全切切割速度为30mm/s。
实施例3
与实施例1所不同的是，步骤b）中烘烤温度为53℃，烘烤时间为110s。步骤d）中的烘烤温度为73℃，烘烤时间为110s。步骤e）中全切切割速度为30mm/s，刀高为80μm。
实施例4
与实施例1所不同的是，步骤b）中烘烤温度为53℃，烘烤时间为120s。步骤d）中的烘烤温度为73℃，烘烤时间为120s。步骤e）中全切切割速度为30mm/s，刀高为100μm。
Claims (9)
1.一种改善GaAs基LED芯片切割过程中掉管芯的方法，其特征在于，包括如下步骤：
a)利用锯片在LED芯片表面进行半切，形成纵横交错的切割槽，将LED芯片P面电极等间距分隔；
b)对半切后的LED芯片进行烘烤；
c)对烘烤后的LED芯片进行蓝膜贴膜；
d)将蓝膜贴膜后的LED芯片进行二次烘烤；
e)将二次烘烤后的LED芯片进行全切，形成N个独立的管芯；
f)将全切后的LED芯片清洗后进行扩膜。
2.根据权利要求1所述的改善GaAs基LED芯片切割过程中掉管芯的方法，其特征在于：所述步骤a)中LED芯片半切时，锯片先沿与芯片大解理边垂直的方向进行半切，再沿平行大解理边的方向进行全面半切。
3.根据权利要求1所述的改善GaAs基LED芯片切割过程中掉管芯的方法，其特征在于：所述步骤a)中P面半切时锯片的刀高设定为120-150μm，锯片切割速度为10-70mm/s，锯片刀刀刃伸出量为550-600μm，切割槽宽度为20-25μm。
4.根据权利要求1或2或3所述的改善GaAs基LED芯片切割过程中掉管芯的方法，其特征在于：所述步骤a)中LED芯片半切的深度为其厚度的20%-25%。
5.根据权利要求1所述的改善GaAs基LED芯片切割过程中掉管芯的方法，其特征在于：所述步骤b)中的烘烤温度为50±3℃，烘烤时间为110±10s。
6.根据权利要求1所述的改善GaAs基LED芯片切割过程中掉管芯的方法，其特征在于：所述步骤c)中采用规格为SPV-224，尺寸为220mm×100mm的蓝膜，贴膜机加热温度为50±3℃。
7.根据权利要求1所述的改善GaAs基LED芯片切割过程中掉管芯的方法，其特征在于：所述步骤d)中烘烤温度为70±3℃，烘烤时间为110±10s。
8.根据权利要求1所述的改善GaAs基LED芯片切割过程中掉管芯的方法，其特征在于：所述步骤e)中全切时锯片的刀高设定为40-100μm，锯片切割速度为10-40mm/s，锯片刀刀刃伸出量为550-600μm，切割槽宽度为15-20μm。
9.根据权利要求1所述的改善GaAs基LED芯片切割过程中掉管芯的方法，其特征在于：所述步骤f)中LED芯片清洗时间为110±10S，扩膜温度为75±3℃。
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