最近幾年來，筆記本電腦的電池壽命延長了三倍，內(nèi)存容量變大且成本變低，電腦、智能手機(jī)以及其它數(shù)碼設(shè)備的速度更快、性能更強(qiáng)。帶來這些進(jìn)步的原因可能是多方面的，但激光微加工的使用卻是一個(gè)公認(rèn)的因素。因此，電子行業(yè)對于激光微加工的需求從來沒有像現(xiàn)在這么強(qiáng)烈。

　　高亮LED（發(fā)光二極管）讓電池壽命更長久

　　液晶顯示器的背光源使用高效能的LED，以替代低效能的冷陰極管燈泡，這顯著增加了筆記本電腦的電池壽命，減少了電視機(jī)的耗能。因此，LED行業(yè)正在經(jīng)歷史無前例的增長。

　　在平板顯示器使用的LED是基于氮化鎵（GaN）的，在藍(lán)寶石晶圓上將氮化鎵培養(yǎng)和被加工成薄層（總厚只有幾微米）。藍(lán)寶石是理想的選擇，因?yàn)樗軌蛱峁┻m合氮化鎵的晶格，而且是透明的。這非常重要，因?yàn)橐恍┕饽軌蚓植看┩杆{(lán)寶石基底邊緣從LED逃逸出來。藍(lán)寶石同樣是一種不錯(cuò)的熱導(dǎo)體，有助于LED的散熱。但是，藍(lán)寶石有一個(gè)眾所周知的特點(diǎn)——難以切割，難度僅次于鉆石。

　　實(shí)際生產(chǎn)中，LED是在一塊直徑2英尺厚度通常為100微米的藍(lán)寶石晶圓上進(jìn)行批量圖形化處理。由于最終的LED芯片僅有0.5毫米×0.5毫米，甚至更小，所以每塊晶圓能生產(chǎn)成千上萬的LED。接著通過單切工藝將LED物理分割。

圖 1                                                          圖 2

　　傳統(tǒng)上，單切是通過鉆石圓鋸旋轉(zhuǎn)進(jìn)行刻劃（局部切割），再進(jìn)行物理壓扣。但現(xiàn)在，大部分LED制造商已經(jīng)轉(zhuǎn)而使用激光刻劃，再通過壓邊進(jìn)行物理壓扣（見圖1）。圖中一束聚焦的紫外脈沖光束正在局部切割藍(lán)寶石。通常要多程切割晶圓厚度的大約30%（見圖2）。接著進(jìn)行傳統(tǒng)的物理壓扣。

　　激光刻劃已成為首選方法，原因有幾個(gè)。 首先，通過光束聚焦到只有幾微米或更小的光斑大小，激光刻劃能夠遠(yuǎn)遠(yuǎn)窄于鋸痕，并且顯著減少邊緣損傷（開裂和剝落）。這意味著，LED設(shè)備可以排列得更密集，相互之間的縫隙（稱為芯片間隔）更小。而且，高質(zhì)量的邊緣能夠避免后處理，在如此微小的設(shè)備上進(jìn)行后處理是不切實(shí)際的。上述的優(yōu)勢可以帶來更高的產(chǎn)量和更低的單位成本。另外，緊密聚焦能夠以更低的激光功率進(jìn)行快速刻劃，從而減少激光運(yùn)行的成本。

        刻劃對激光特性有哪些要求？最常見的激光單切方法是使用266納米調(diào)Q半導(dǎo)體泵浦固體#p#分頁標(biāo)題#e#激光器進(jìn)行前端（設(shè)備端）刻劃。最重要的激光參數(shù)之一是光束質(zhì)量，因?yàn)檩^低的M2值能夠確保很好的邊緣質(zhì)量和最小化的LED分割?；旧?，M2值用來描述激光束聚焦的緊密程度，完美的高斯光束的聚焦光斑大小理論最小值定義為M2等于1。實(shí)際上所有激光器的M2值通常大于1。（許多LED制造商使用Coherent公司AVIA 266-3激光器的主要原因就在于其M2額定值小于1.3。）其它關(guān)鍵激光參數(shù)包括可靠性、脈沖波動(dòng)穩(wěn)定性和至少2.5瓦的平均功率，以達(dá)到預(yù)定的處理速度。還有一些制造商使用355納米激光器從藍(lán)寶石背面進(jìn)行刻劃，這種波長會(huì)產(chǎn)生微小的碎片，因此從背面進(jìn)行切割能夠讓碎片遠(yuǎn)離LED。這種方法要求更高的光束質(zhì)量，因?yàn)樗{(lán)寶石對于355納米波長非常透明，利用該波長加工必須使用高強(qiáng)度聚焦光束以促進(jìn)非線性吸收。采用這種方法的常用激光器型號有AVIA 355-5和AVIA 355-7，M2值均小于1.3。另外，還有一些LED制造商正在調(diào)研使用混合型皮秒級激光器，例如Coherent公司的Talisker，可以讓532納米波長產(chǎn)生與266納米納秒級脈沖相同的效果。