藍(lán)寶石的激光切割方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于激光加工領(lǐng)域，尤其涉及一種藍(lán)寶石的激光切割方法。
【背景技術(shù)】
[0002]在LED晶圓片等半導(dǎo)體等激光微細(xì)精密加工行業(yè)中，所使用的藍(lán)寶石襯底大多是大面為c面的晶圓片，如圖1所示，在LED晶圓激光切割工藝中，需要將整片圓形的晶圓片分割成若干個(gè)矩形的單個(gè)芯粒。兩個(gè)相互垂直的切割方向一般對(duì)應(yīng)藍(lán)寶石晶體的a面和m面，并且a面和m面都與c面垂直。由于m面靠近r面(解理面)，并且r面與c面不垂直且有一定的斜角。激光切割后的單個(gè)成品芯粒在m面實(shí)際的裂開(kāi)方向是r面，這樣會(huì)造成CCD對(duì)位的激光加工點(diǎn)與實(shí)際晶圓片裂開(kāi)的位置有一定的偏差，導(dǎo)致實(shí)際裂紋偏離的切割道中間，當(dāng)切割道的寬度較大時(shí)，實(shí)際裂紋位置沒(méi)有延伸到芯片發(fā)光電極區(qū)(電極)處，但在實(shí)際加工，需要盡可能的增加產(chǎn)量，使得切割道的寬度越來(lái)越小，由于裂紋偏離切割道中間位置，將會(huì)劃傷芯片發(fā)光電極區(qū)，從而影響最終良品率。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明實(shí)施例的目的在于提供一種藍(lán)寶石的激光切割方法，以解決現(xiàn)有的激光切割產(chǎn)生的裂紋偏離切割道中間而劃傷發(fā)光電機(jī)區(qū)的問(wèn)題。
[0004]本發(fā)明實(shí)施例是這樣實(shí)現(xiàn)的，一種藍(lán)寶石的激光切割方法，所述藍(lán)寶石包括正面和帶有電極的背面，所述背面上由相互交錯(cuò)的切割道，所述電極被切割道分離，所述激光切割方法包括:
[0005]延任意一切割道中間位置點(diǎn)進(jìn)行加工；
[0006]獲取裂紋的方向和偏移量；
[0007]根據(jù)裂紋的方向和偏移量調(diào)整激光加工位置；
[0008]按照調(diào)整后的激光加工位置進(jìn)行剩余的切割道進(jìn)行加工。
[0009]進(jìn)一步地，通過(guò)視覺(jué)系統(tǒng)獲取裂紋的方向和偏移量。
[0010]進(jìn)一步地，所述視覺(jué)系統(tǒng)包括ccd相機(jī)。
[0011]進(jìn)一步地，所述視覺(jué)系統(tǒng)抓取延切割道中間位置點(diǎn)進(jìn)行激光加工后的藍(lán)寶石圖形，并記錄所述藍(lán)寶石圖形的灰度，所述裂紋的灰度將區(qū)別于整個(gè)藍(lán)寶石圖形的灰度。
[0012]所述根據(jù)裂紋的方向和偏移量調(diào)整激光加工位置的步驟，具體為，激光加工位置的調(diào)整方向?yàn)槭沟昧鸭y指向切割道中心的方向，調(diào)整的距離不大于切割道的寬度的一半。
[0013]本發(fā)明提供了一種藍(lán)寶石的激光切割方法，通過(guò)對(duì)任意一切割道在其中心位置點(diǎn)進(jìn)行試切割，獲得裂紋的方向和偏移量，然后再根據(jù)獲取的裂紋方向和偏移量調(diào)整剩余切割道的激光加工位置，使得調(diào)整后再加工的裂紋的位置靠近切割道的中心，不僅提高同一藍(lán)寶石切割出單個(gè)芯片的數(shù)量，同時(shí)增大切割的良品率。
【附圖說(shuō)明】
[0014]為了更清楚地說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見(jiàn)地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)性的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0015]圖1是本發(fā)明實(shí)施例提供的藍(lán)寶石結(jié)構(gòu)示意圖；
[0016]圖2是本發(fā)明實(shí)施例提供的藍(lán)寶石晶圓片切割方向示意圖；
[0017]圖3是現(xiàn)有技術(shù)提供的藍(lán)寶石晶圓片延切割道中心位置的切割示意圖；
[0018]圖4是本發(fā)明實(shí)施例提供的藍(lán)寶石的激光切割方法流程圖；
[0019]圖5是本發(fā)明實(shí)施例提供的藍(lán)寶石晶圓片延切割道中心位置的切割示意圖；
[0020]圖6是本發(fā)明實(shí)施例提供的調(diào)整加工位置后的切割示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0021]為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。
[0022]如圖1所示的藍(lán)寶石晶體結(jié)構(gòu)，在LED行業(yè)中的藍(lán)寶石襯底為大面為c面的晶圓片，所述晶圓片切割的兩個(gè)相互垂直的切割面是m面和a面，如圖2所示，晶圓片的所需要的兩個(gè)切割方向?yàn)閙軸和a軸，分別垂直于m面和a面，其中平口邊平行于m軸向，圖2可以認(rèn)為是圖1在c面的投影。
[0023]由圖1可知，m面靠近r面(解理面)，由于藍(lán)寶石晶體的r面本身特性，在對(duì)m面進(jìn)行切割時(shí)，一般容易在r面優(yōu)先裂開(kāi)。所以，經(jīng)過(guò)激光切割之后，m面實(shí)際裂開(kāi)的方向是r面，這樣加工后的樣品r面和c面有一定的斜裂角度。
[0024]如圖3所示，在LED晶圓激光切割行業(yè)，激光的加工方式是激光聚焦在藍(lán)寶石襯底內(nèi)部形成爆炸點(diǎn)，利用爆炸點(diǎn)形成的應(yīng)力將藍(lán)寶石裂開(kāi)。藍(lán)寶石襯底上生長(zhǎng)了有周期性圖形的電極1，電極的圖形為矩形，并且由相互垂直的切割道2來(lái)分開(kāi)。由于!■面的斜裂性質(zhì)，容易使實(shí)際的裂開(kāi)位置不在切割道2中間，嚴(yán)重的情況下甚至?xí)绷训诫姌OI的圖形區(qū)，產(chǎn)生不良品，降低切割的良率。
[0025]從a面的橫截面來(lái)看r面的斜裂方向，激光光束3垂直入射到藍(lán)寶石襯底內(nèi)部形成爆炸點(diǎn)4，并且激光光束3的入射位置是對(duì)準(zhǔn)了切割道2中間位置O點(diǎn)，但由于r面的存在，實(shí)際的裂紋5不在切割道2中間位置O點(diǎn)處，導(dǎo)致電極面大小邊嚴(yán)重，影響加工良率。當(dāng)切割道2的寬度小于30um，甚至更小時(shí)，裂紋5容易裂開(kāi)到電極I上，產(chǎn)生不良品。
[0026]如圖5，本發(fā)明實(shí)施例提供一種藍(lán)寶石的激光切割方法，通過(guò)減小切割道20寬度，以增大同一晶圓片生產(chǎn)的單個(gè)芯片的產(chǎn)量，所述藍(lán)寶石包括正面和帶有電極10的背面，所述背面上由相互交錯(cuò)的切割道20，所述電極10被切割道20分離，所述激光切割方法包括:
[0027]SI 10，延任意一切割道20的中間位置O點(diǎn)進(jìn)行加工；
[0028]在m面，首先使激光對(duì)準(zhǔn)任意一切割道20的中間位置O點(diǎn)進(jìn)行加工，如圖5所示，激光光束30對(duì)準(zhǔn)切割道20的中間位置O點(diǎn)垂直射向藍(lán)寶石襯底，并且在藍(lán)寶石內(nèi)部形成爆炸點(diǎn)40，將產(chǎn)生實(shí)際裂紋50，所述裂紋50不在切割道20的中間位置O點(diǎn)。
[0029]S120，獲取裂紋的方向和偏移量；
[0030]通過(guò)視覺(jué)系統(tǒng)觀察、抓取實(shí)際裂紋50的圖像，本實(shí)施例中，所述視覺(jué)系統(tǒng)采用ccd相機(jī)，由于有裂紋50的位置的灰度和其它位置的灰度會(huì)有明顯的差異，利用灰度的特征對(duì)激光加工后的圖像進(jìn)行拍照，獲取到裂紋50的實(shí)際偏移方向和偏移量。
[0031]S130，根據(jù)裂紋50的方向和偏移量調(diào)整激光加工位置；
[0032]調(diào)整激光30在所述晶圓片內(nèi)部產(chǎn)生爆炸點(diǎn)40’的位置，激光加工位置的調(diào)整方向?yàn)槭沟昧鸭y指向切割道中心的方向，在本實(shí)施例中，如圖5、6所示，由于需要將在切割道20的中間位置O點(diǎn)進(jìn)行加工產(chǎn)生的裂紋50靠右偏移，所以，需要將激光加工位置向右調(diào)整，使得裂紋50’剛好位于切割道的中間位置O點(diǎn)。其中，向右調(diào)整的距離不大于切割道的寬度的一半。
[0033]進(jìn)一步地，向右調(diào)整的距離等于裂紋50到切割道中間位置O點(diǎn)之間的距離。
[0034]S140，按照調(diào)整后的激光加工位置對(duì)剩余的切割道進(jìn)行加工。
[0035]以上內(nèi)容是結(jié)合具體的優(yōu)選實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明所作的進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明，不能認(rèn)定本發(fā)明的具體實(shí)施只局限于這些說(shuō)明。對(duì)于本發(fā)明所屬技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下做出若干等同替代或明顯變型，而且性能或用途相同，都應(yīng)當(dāng)視為屬于本發(fā)明由所提交的權(quán)利要求書(shū)確定的專利保護(hù)范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種藍(lán)寶石的激光切割方法，所述藍(lán)寶石包括正面和帶有電極的背面，所述背面上由相互交錯(cuò)的切割道，所述電極被切割道分離，其特征在于，所述激光切割方法包括: 延任意一切割道中間位置點(diǎn)進(jìn)行加工； 獲取裂紋的方向和偏移量； 根據(jù)裂紋的方向和偏移量調(diào)整激光加工位置； 按照調(diào)整后的激光加工位置進(jìn)行剩余的切割道進(jìn)行加工。
2.如權(quán)利要求1所述的激光切割方法，其特征在于，通過(guò)視覺(jué)系統(tǒng)獲取裂紋的方向和偏移量。
3.如權(quán)利要求2所述的激光切割方法，其特征在于，所述視覺(jué)系統(tǒng)包括ccd相機(jī)。
4.如權(quán)利要求3所述的激光切割方法，其特征在于，所述視覺(jué)系統(tǒng)抓取延切割道中間位置點(diǎn)進(jìn)行激光加工后的藍(lán)寶石圖形，并記錄所述藍(lán)寶石圖形的灰度，所述裂紋的灰度區(qū)別于整個(gè)藍(lán)寶石圖形的灰度。
5.如權(quán)利要求1所述的激光切割方法，其特征在于，所述根據(jù)裂紋的方向和偏移量調(diào)整激光加工位置的步驟，具體為，激光加工位置的調(diào)整方向?yàn)槭沟昧鸭y指向切割道中心的方向，調(diào)整的距離不大于切割道的寬度的一半。
【專利摘要】本發(fā)明適用于激光加工領(lǐng)域，本發(fā)明提供了一種藍(lán)寶石的激光切割方法，所述藍(lán)寶石包括正面和帶有電極的背面，所述背面上由相互交錯(cuò)的切割道，所述電極被切割道分離，所述激光切割方法包括：延任意一切割道中間位置進(jìn)行加工；獲取裂紋的方向和偏移量；根據(jù)裂紋的方向和偏移量調(diào)整激光加工位置；按照調(diào)整后的激光加工位置進(jìn)行剩余的切割道進(jìn)行加工。通過(guò)對(duì)任意一切割道的中心位置進(jìn)行試切割，獲得裂紋的方向和偏移量，然后再根據(jù)獲取的裂紋方向和偏移量調(diào)整剩余切割道的激光加工位置，使得裂紋的位置靠近切割道的中心，不僅提高同一藍(lán)寶石切割出單個(gè)芯片的數(shù)量，同時(shí)增大切割的良品率。
【IPC分類】B23K26-042, B23K26-38
【公開(kāi)號(hào)】CN104827191
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510239300
【發(fā)明人】王焱華, 莊昌輝, 陳治賢, 陳紅, 唐建剛, 尹建剛, 高云峰
【申請(qǐng)人】大族激光科技產(chǎn)業(yè)集團(tuán)股份有限公司
【公開(kāi)日】2015年8月12日
【申請(qǐng)日】2015年5月12日