最近幾年來，筆記本電腦的電池壽命延長了三倍，內(nei) 存容量變大且成本變低，電腦、智能手機以及其它數碼設備的速度更快、性能更強。帶來這些進步的原因可能是多方麵的，但激光微加工的使用卻是一個(ge) 公認的因素。因此，電子行業(ye) 對於(yu) 激光微加工的需求從(cong) 來沒有像現在這麽(me) 強烈。

　　高亮LED（發光二極管）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，減少了電視機的耗能。因此，LED行業(ye) 正在經曆史無前例的增長。

　　在平板顯示器使用的LED是基於(yu) 氮化镓（GaN）的，在藍寶石晶圓上將氮化镓培養(yang) 和被加工成薄層（總厚隻有幾微米）。藍寶石是理想的選擇，因為(wei) 它能夠提供適合氮化镓的晶格，而且是透明的。這非常重要，因為(wei) 一些光能夠局部穿透藍寶石基底邊緣從(cong) LED逃逸出來。藍寶石同樣是一種不錯的熱導體(ti) ，有助於(yu) LED的散熱。但是，藍寶石有一個(ge) 眾(zhong) 所周知的特點——難以切割，難度僅(jin) 次於(yu) 鑽石。

　　實際生產(chan) 中，LED是在一塊直徑2英尺厚度通常為(wei) 100微米的藍寶石晶圓上進行批量圖形化處理。由於(yu) 最終的LED芯片僅(jin) 有0.5毫米×0.5毫米，甚至更小，所以每塊晶圓能生產(chan) 成千上萬(wan) 的LED。接著通過單切工藝將LED物理分割。

圖 1                                                          圖 2

　　傳(chuan) 統上，單切是通過鑽石圓鋸旋轉進行刻劃（局部切割），再進行物理壓扣。但現在，大部分LED製造商已經轉而使用激光刻劃，再通過壓邊進行物理壓扣（見圖1）。圖中一束聚焦的紫外脈衝(chong) 光束正在局部切割藍寶石。通常要多程切割晶圓厚度的大約30%（見圖2）。接著進行傳(chuan) 統的物理壓扣。

　　激光刻劃已成為(wei) 首選方法，原因有幾個(ge) 。 首先，通過光束聚焦到隻有幾微米或更小的光斑大小，激光刻劃能夠遠遠窄於(yu) 鋸痕，並且顯著減少邊緣損傷(shang) （開裂和剝落）。這意味著，LED設備可以排列得更密集，相互之間的縫隙（稱為(wei) 芯片間隔）更小。而且，高質量的邊緣能夠避免後處理，在如此微小的設備上進行後處理是不切實際的。上述的優(you) 勢可以帶來更高的產(chan) 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行快速刻劃，從(cong) 而減少激光運行的成本。

        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Q半導體(ti) 泵浦固體(ti) #p#分頁標題#e#激光器進行前端（設備端）刻劃。最重要的激光參數之一是光束質量，因為(wei) 較低的M2值能夠確保很好的邊緣質量和最小化的LED分割。基本上，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(yi) 為(wei) M2等於(yu) 1。實際上所有激光器的M2值通常大於(yu) 1。（許多LED製造商使用Coherent公司AVIA 266-3激光器的主要原因就在於(yu) 其M2額定值小於(yu) 1.3。）其它關(guan) 鍵激光參數包括可靠性、脈衝(chong) 波動穩定性和至少2.5瓦的平均功率，以達到預定的處理速度。還有一些製造商使用355納米激光器從(cong) 藍寶石背麵進行刻劃，這種波長會(hui) 產(chan) 生微小的碎片，因此從(cong) 背麵進行切割能夠讓碎片遠離LED。這種方法要求更高的光束質量，因為(wei) 藍寶石對於(yu) 355納米波長非常透明，利用該波長加工必須使用高強度聚焦光束以促進非線性吸收。采用這種方法的常用激光器型號有AVIA 355-5和AVIA 355-7，M2值均小於(yu) 1.3。另外，還有一些LED製造商正在調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(chan) 生與(yu) 266納米納秒級脈衝(chong) 相同的效果。