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SpectraPhysics激光器在LE

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来源: 作者: 2018-10-28 12:07:29

Spectra-Physics激光器在LED晶圆刻线中的应用

导读:

激光加工是非接触式工艺,刻划带来晶圆微裂纹以及其他损伤更小,这就使得晶圆颗粒之间更紧密,产出效率高、产能高,同时成品LED器件的可靠性也大大提高。

一、照明用LED光源照亮未来  温室效应造成的全球气候变暖等负面效应,促成了世界范围绿色节能运动的兴起。在照明方面,当今世界不断寻求更高效节能的光源作为传统照明光源的替代品,LED光源是最佳的选择,随之而来的是近年来高亮度LED在照明领域的应用持续而迅速的扩大。LED制造中激光晶圆刻划工艺的引入,使得LED在、电视以及触摸屏等LCD背光照明大量使用,而最令人兴奋地是白光LED在照明方面的应用。  当今世界,大约有120亿只白炽灯仍在使用,每年产生大约40,000万亿流明-小时的照明量,这造成了巨大的能量消耗,等同于每年消耗接近10亿吨燃煤。拿美国而言,照明消耗的能源竟高达全国汽车消耗能源的一半。美国能源部通过对俄勒冈州家庭照明的最近调查表明LED作为照明源较传统的白炽灯和卤素灯节省大约80%的电能。  随着市场的持续增长,LED制造业对于产能和成品率的要求变得越来越高。激光加工技术迅速成为LED制造业普遍的工具,甚至成为了高亮度LED晶圆加工的工业标准。  激光刻划LED刻划线条较传统的机械刻划窄得多,所以使得材料利用率显著提高,因此提高产出效率。另外激光加工是非接触式工艺,刻划带来晶圆微裂纹以及其他损伤更小,这就使得晶圆颗粒之间更紧密,产出效率高、产能高,同时成品LED器件的可靠性也大大提高。  Spectra-Physics工业激光器具有高峰值功率以及卓越的光束质量等优势,是LED加工的理想工具,为LED工业带来洁净的刻划线条、更高的产能以及成品LED更高的亮度。  激光刻划的优势:  1.可以干净整齐的刻划硬脆性材料  2.非接触式工艺低运营成本  3.减少崩边、微裂纹、分层等缺陷的出现  4.刻划线条窄提高了单片晶圆上的分粒数量  5.减少微裂纹提高了成品LED器件的长期可靠性  6.大范围的加工容差使得工艺可控性良好,是低成本高可靠性的工艺。  二、LED激光刻划概述  单晶蓝宝石(Sapphire)与氮化镓(GaN)属于硬脆性材料(抗拉强度接近钢铁),因此很难被切割分成单体的LED器件。采用传统的机械锯片切割这些材料时容易带来晶圆崩边、微裂纹、分层等损伤,所以采用锯片切割LED晶圆,单体之间必须保留较宽的宽度才能避免切割开裂伤及LED器件,这样就很大程度上降低了LED晶圆的产出效率。  激光加工是非接触式加工,作为传统机械锯片切割的替代工艺,激光划片切口非常小,聚焦后的激光微细光斑作用的晶圆表面迅速气化材料,在LED有源区之间制造非常细小的切口,从而能够在有限面积的晶圆上面切割出更多LED单体。激光刻划对砷化镓(GaAS)以及其他脆性化合物半导体晶圆材料尤为擅长。激光加工LED晶圆,典型的刻划深度为衬底厚度的1/3到1/2这样分割就能够得到干净的断裂面,制造窄而深的激光刻划裂缝同时要保证高速的刻画速度这就要求激光器具备窄脉宽、高光束质量、高峰值功率、高重复频率等优良品质。

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