[发明专利]无斜裂角LED芯片切割方法、光学透镜组件及激光切割设备

说明书

本发明公开一种基于无斜裂角LED芯片的切割方法、光学组件及激光切割设备，所述方法对以蓝宝石为衬底的晶圆片进行切割，晶圆片位于蓝宝石正面，所述方法包括以下步骤：激光器发出的激光束通过扩束镜增大光斑直径后，再通过第一可调光栅将光斑压缩到预设直径；激光束通过激光光束整形镜组件转变成贝塞尔环型光束，所述贝塞尔环型光束聚焦到蓝宝石背面以进行垂直切割。本发明中激光器发出的激光束依次通过扩束镜、第一可调光栅、激光光束整形镜组件后转变成形成缩小的贝塞尔环型光束以进行切割蓝宝石晶圆片，实现了切割后的LED芯片无斜裂角的方法，同时又保证了LED芯片的光电特性。

技术领域

本发明涉及激光加工技术领域，尤其涉及一种无斜裂角LED芯片切割方法、光学透镜组件及应用该光学透镜组件的激光切割设备。

背景技术

随着科学技术的发展，LED芯片切割技术受到广泛研究，传统LED芯片切割技术，在切割以蓝宝石为衬底的晶圆片时，由于蓝宝石晶格的原因，其中一个方向会产生一定的斜裂角度，且斜裂角度根据衬底的差异、晶圆衬底厚度的不同大小不同。由于这个特性使得传统切割方法在MiniLED的应用上存在限制。MiniLED要求会产生斜裂角的方向进行切割且其角度严格控制在1.5度以内，并且晶粒的大小比传统LED芯片更小，而且要求切割后LED晶粒的光电特性和传统的良品率相当。一般情况下光电性满足要求，而斜裂角又达不到要求；而斜裂角满足要求的情况下，晶圆的光电特性又遭到严重破坏。因此，控制符合要求的斜裂角度且其光电性又不受影响，是急需解决的问题。

发明内容

本发明的主要目的是提供一种无斜裂角LED芯片的切割方法，旨在解决LED芯片切割中无法同时满足产生的斜裂角度严格控制在1.5度以内且光电特性又不遭到破坏要求的技术问题。

为实现上述目的，本发明提出一种无斜裂角LED芯片的切割方法，对以蓝宝石为衬底的晶圆片进行切割，晶圆片位于蓝宝石正面，所述方法包括：激光器发出的激光束通过扩束镜增大光斑直径后，再通过第一可调光栅将光斑压缩到预设直径；激光束通过激光光束整形镜组件转变成贝塞尔环型光束，所述贝塞尔环型光束聚焦到蓝宝石背面以进行垂直切割。

其中，固定所述蓝宝石晶圆片：在所述蓝宝石晶圆片外周粘贴一圈黏膜，用激光切割设备的固定夹具夹持所述黏膜外表面。

其中，所述扩束镜增大的光斑直径为R，5mm≤R≤11mm。

其中，所述预设直径的光斑透过所述激光光束整形镜组件对蓝宝石进行切割，切割后的蓝宝石断面的斜裂角的角度小于1.5度；

所述切割时的蓝宝石断面全部贯穿，或者所述切割时的蓝宝石断面所对应的背面或者正面留有留白区域。

其中，所述激光光束整形镜组件包括锥透镜和聚焦透镜，激光束依次通过锥透镜和聚焦透镜，所述聚焦透镜沿光轴放置，并平行于所述锥透镜。

其中，所述激光光束整形镜组件还包括第二可调光栅，所述第二可调光栅位于所述锥透镜和聚焦透镜之间，激光束依次通过锥透镜、第二可调光栅和聚焦透镜。

其中，所述贝塞尔环型光束聚焦到所述蓝宝石晶圆片背面的蓝宝石上是以同心圆的方式聚集，且所述蓝宝背面呈现出同心圆光束。

其中，所述光斑直径R包括6mm、7mm、8mm、9.8mm、10mm、10.1mm及10.2mm。

本发明还提供一种光学透镜组件，包括：依次放置的扩束镜、第一可调光栅和激光光束整形镜组件，所述激光光束整形镜组件包括锥透镜和聚焦透镜，所述聚焦透镜沿光轴放置，并平行于所述锥透镜；

激光束依次通过所述扩束镜、第一可调光栅、锥透镜和聚焦透镜，且从锥透镜输入并从聚焦透镜输出的激光束转变成贝塞尔环型光束。