[發(fā)明專利]一種能提高LED芯片劈裂良率的激光切割機(jī)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410040532.8
• 申請(qǐng)日: 2014-01-27
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN103785947B
• 公開(kāi)（公告）日: 2018-01-23
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陳鴻隆
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 英諾激光科技股份有限公司;常州英諾激光科技有限公司
• 主分類號(hào): B23K26/064
• 分類號(hào): B23K26/064;B23K26/38
• 代理公司: 深圳市精英專利事務(wù)所44242
• 代理人: 劉貽盛

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及激光切割機(jī)，尤其涉及一種能提高LED芯片劈裂良率的激光切割機(jī)。

背景技術(shù)

激光劃線之后進(jìn)行機(jī)械裂片的工藝在LED芯片切割過(guò)程中是一種常用工藝，尤其應(yīng)用在以藍(lán)寶石為襯底的藍(lán)光LED上，目前，以藍(lán)寶石為基底的藍(lán)光LED芯片，摻雜熒光粉而能夠制造出白光，這種LED是未來(lái)引領(lǐng)照明領(lǐng)域的主流，與此同時(shí)，如何進(jìn)一步提供亮度并降低成本，一直是業(yè)界努力的課題。采用激光劃線之后，再機(jī)械裂片的晶粒分離技術(shù)雖然產(chǎn)速高、成本低，但激光劃線時(shí)造成藍(lán)寶石襯底的側(cè)壁燒蝕，如圖6所示，激光頭1發(fā)射出的激光依次通過(guò)反射鏡3和聚焦鏡4對(duì)移動(dòng)載臺(tái)5上的LED芯片6劃線，由于激光方向恒定，使得劃線處的深度相同，如圖7所示，LED芯片6的側(cè)壁60的激光燒蝕面積為陰影部分，該燒蝕面積較大，導(dǎo)致光衰嚴(yán)重，最大光衰可達(dá)15%之多。

為了有效降低、去除因激光側(cè)壁燒蝕造成的光衰，業(yè)界也提出了很多方法和相關(guān)設(shè)備。一種是利用超快激光在襯底內(nèi)部形成切割線，降低側(cè)壁的燒蝕程度，但因設(shè)計(jì)成本高昂，導(dǎo)致設(shè)備成本較高。另一種方式是在激光劃線完后，再以高溫硫酸/磷酸加以蝕刻，將燒蝕去掉，此種方式盡管成本較低，但是步驟繁復(fù)，并且蝕刻的問(wèn)題在于切割深度過(guò)深時(shí)不易洗干凈，但深度不足又會(huì)有劈裂良率不佳的問(wèn)題。尤其在現(xiàn)有的激光切割機(jī)中，通常是以激光頭發(fā)出的預(yù)設(shè)功率的激光進(jìn)行切割，導(dǎo)致切割深度過(guò)深或者過(guò)淺，若過(guò)深，則燒蝕面積較大，若過(guò)淺，則LED芯片不容易劈裂，因此，上述激光切割方式導(dǎo)致LED芯片的劈裂良率難以提升。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題在于，針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種能提高LED芯片劈裂良率的激光切割機(jī)，該切割機(jī)在1/2波片的旋轉(zhuǎn)作用下，射出能令LED芯片產(chǎn)生周期性深淺刻痕的激光束，再利用分光鏡將激光束分成兩個(gè)或者更多數(shù)量的子激光束，通過(guò)多個(gè)子激光束對(duì)激光刻痕多次切割，逐漸增加刻痕的深、淺幅度，使得LED芯片更加易于劈裂。

為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案。

一種能提高LED芯片劈裂良率的激光切割機(jī)，其包括有激光頭和旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，沿激光頭的激光傳輸方向依次設(shè)有1/2波片、分光鏡、反射鏡、聚焦鏡和移動(dòng)載臺(tái)，LED芯片放置于移動(dòng)載臺(tái)上，1/2波片設(shè)于旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)之上，旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)1/2波片繞該1/2波片的徑向方向旋轉(zhuǎn)，1/2波片射出的激光束經(jīng)分光鏡分成至少兩個(gè)子激光束，并且該子激光束依次經(jīng)過(guò)反射鏡和聚焦鏡傳輸至LED芯片。

優(yōu)選地，分光鏡是能夠射出三個(gè)子激光束的光學(xué)元件。

優(yōu)選地，旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的動(dòng)力輸出端設(shè)有一驅(qū)動(dòng)桿，驅(qū)動(dòng)桿的端部設(shè)有中空承座，1/2波片固定于中空承座上。

優(yōu)選地，旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)包括有馬達(dá)及變速機(jī)構(gòu)，變速機(jī)構(gòu)為齒輪組、皮帶輪組、鏈條組和摩擦輪組中的任意一種或幾種的結(jié)合。

優(yōu)選地，激光頭是光源波長(zhǎng)小于1.064nm的固態(tài)激光器或者氣態(tài)激光器。

優(yōu)選地，旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的轉(zhuǎn)速為1*10³RPM至3*10⁵RPM。

優(yōu)選地，移動(dòng)載臺(tái)的移動(dòng)速度為10mm/s至1*10³mm/s。

優(yōu)選地，還包括有驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，分光鏡設(shè)于該驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)之上，驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)分光鏡繞軸向轉(zhuǎn)動(dòng)以調(diào)整該分光鏡的角度。

優(yōu)選地，分光鏡為繞射光學(xué)元件。

優(yōu)選地，分光鏡為全息光學(xué)元件。

本發(fā)明公開(kāi)的一種能提高LED芯片劈裂良率的激光切割機(jī)，其包括有激光頭和旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，沿激光頭的激光傳輸方向依次設(shè)有1/2波片、分光鏡、反射鏡、聚焦鏡和移動(dòng)載臺(tái)，LED芯片放置于移動(dòng)載臺(tái)上，1/2波片設(shè)于旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的動(dòng)力輸出端，旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)1/2波片沿該1/2波片的徑向方向旋轉(zhuǎn)，該1/2波片的作用是令傳輸至LED芯片處的激光束的功率呈周期性變化，在1/2波片的旋轉(zhuǎn)作用下，射出能令LED芯片產(chǎn)生周期性深淺刻痕的激光束，1/2波片射出的激光束經(jīng)分光鏡分成至少兩個(gè)子激光束，并且該子激光束依次經(jīng)過(guò)反射鏡和聚焦鏡傳輸至LED芯片，該分光鏡的作用在于令其射出的子激光束之間存在距離，在移動(dòng)載臺(tái)的平移作用下，多個(gè)子激光束依次切割同一刻痕，逐漸增加刻痕的深、淺幅度，使得LED芯片更加易于劈裂，并且在切割之后，LED芯片側(cè)壁的燒蝕面積減小，對(duì)藍(lán)寶石襯底側(cè)壁燒蝕程度較低。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明提出的激光切割機(jī)的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為激光切割深度的曲線示意圖。

圖3為L(zhǎng)ED芯片經(jīng)第一道子激光束切割后的側(cè)視圖。