起源于20世紀(jì)60年代初期的激光技術(shù)，是20世紀(jì)能夠與原子能、半導(dǎo)體及計(jì)算機(jī)齊名的四項(xiàng)重大發(fā)明之一。激光技術(shù)走過了50年的快速發(fā)展路程，其對人類社會的發(fā)展產(chǎn)生了深遠(yuǎn)的影響。目前，從高端的光纖到常見的條形碼掃描儀，每年和激光相關(guān)產(chǎn)品和服務(wù)的市場價值可是高達(dá)上萬億美元！2011年，全國激光產(chǎn)業(yè)總產(chǎn)值約1100億元。

其中，激光設(shè)備銷售收入約300億元，產(chǎn)業(yè)鏈下游的激光加工服務(wù)業(yè)約350億元，激光制品約450億元。

激光因具有單色性、相干性和平行性三大特點(diǎn)，特別適用于材料加工。激光加工是激光應(yīng)用最有發(fā)展前途的領(lǐng)域，國外已開發(fā)出20多種激光加工技術(shù)。

激光的空間控制性和時間控制性很好，對加工對象的材質(zhì)、形狀、尺寸和加工環(huán)境的自由度都很大，特別適用于自動化加工。激光加工系統(tǒng)與計(jì)算機(jī)數(shù)控技術(shù)相結(jié)合可構(gòu)成高效自動化加工設(shè)備，已成為企業(yè)實(shí)行適時生產(chǎn)的關(guān)鍵技術(shù)，為優(yōu)質(zhì)、高效和低成本的加工生產(chǎn)開辟了廣闊的前景。

激光加工是指利用激光束投射到材料表面產(chǎn)生的熱效應(yīng)來完成加工過程，包括激光焊接、激光切割、表面改性、激光打標(biāo)、激光鉆孔和微加工等。用激光束對材料進(jìn)行各種加工，如打孔、切割、劃片、焊接、熱處理等。激光能適應(yīng)任何材料的加工制造，尤其在一些有特殊精度和要求、特別場合和特種材料的加工制造方面起著無可替代的作用。

一、激光加工的優(yōu)勢

激光加工是將激光束照射到工件的表面，以激光的高能量來切除、熔化材料以及改變物體表面性能。由于激光加工是無接觸式加工，工具不會與工件的表面直接磨察產(chǎn)生阻力，所以激光加工的速度極快、加工對象受熱影響的范圍較小而且不會產(chǎn)生噪音。由于激光束的能量和光束的移動速度均可調(diào)節(jié)，因此激光加工可應(yīng)用到不同層面和范圍上。

激光具有的寶貴特性決定了激光在加工領(lǐng)域存在的優(yōu)勢：

①由于它是無接觸加工，并且高能量激光束的能量及其移動速度均可調(diào)，因此可以實(shí)現(xiàn)多種加工的目的。

②它可以對多種金屬、非金屬加工，特別是可以加工高硬度、高脆性、及高熔點(diǎn)的材料。

③激光加工過程中無“刀具”磨損，無“切削力”作用于工件。

④激光加工過程中，激光束能量密度高，加工速度快，并且是局部加工，對非激光照射部位沒有影響或影響極小。因此，其熱影響區(qū)小，工件熱變形小，后續(xù)加工量小。

⑤它可以通過透明介質(zhì)對密閉容器內(nèi)的工件進(jìn)行各種加工。

⑥由于激光束易于導(dǎo)向、聚集實(shí)現(xiàn)作各方向變換，極易與數(shù)控系統(tǒng)配合，對復(fù)雜工件進(jìn)行加工，因此是一種極為靈活的加工方法。

⑦使用激光加工，生產(chǎn)效率高，質(zhì)量可靠，經(jīng)濟(jì)效益好。

二、LED激光加工技術(shù)

2013年被譽(yù)為中國LED市場擴(kuò)展的重要年份，同時LED照明產(chǎn)業(yè)銷售額可能會達(dá)到10億元人民幣。隨著市場的持續(xù)增長，LED制造業(yè)對于產(chǎn)能和成品率的要求變得越來越高，LED制造商正在尋找可以優(yōu)化劃片寬度、劃片速度與加工產(chǎn)量的新工藝進(jìn)展。LED激光剝離（LLO）和激光晶圓劃片設(shè)備給LED制造商提供了高性價比的工業(yè)工具，激光加工技術(shù)迅速成為LED制造業(yè)普遍的工具，甚者成為了高亮度LED晶圓加工的工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。

激光刻劃LED刻劃線條較傳統(tǒng)的機(jī)械刻劃窄得多，所以使得材料利用率顯著提高，因此提高產(chǎn)出效率。另外激光加工是非接觸式工藝，刻劃帶來晶圓微裂紋以及其他損傷更小，這就使得晶圓顆粒之間更緊密，產(chǎn)出效率高、產(chǎn)能高，同時成品LED器件的可靠性也大大提高。

LED激光刻劃概述

單晶藍(lán)寶石(Sapphire)與氮化鎵(GaN)屬于硬脆性材料(抗拉強(qiáng)度接近鋼鐵)，因此很難被切割分成單體的LED器件。采用傳統(tǒng)的機(jī)械鋸片切割這些材料時容易帶來晶圓崩邊、微裂紋、分層等損傷，所以采用鋸片切割LED 晶圓，單體之間必須保留較寬的寬度才能避免切割開裂傷及LED器件，這樣就很大程度上降低了LED晶圓的產(chǎn)出效率。

激光加工是非接觸式加工，作為傳統(tǒng)機(jī)械鋸片切割的替代工藝，激光劃片切口非常小，聚焦后的激光微細(xì)光斑作用的晶圓表面迅速氣化材料，在LED有源區(qū)之間制造非常細(xì)小的切口，從而能夠在有限面積的晶圓上面切割出更多LED單體。激光刻劃對砷化鎵(GaAS)以及其他脆性化合物半導(dǎo)體晶圓材料尤為擅長。激光加工LED晶圓，典型的刻劃深度為襯底厚度的1/3到1/2這樣分割就能夠得到干凈的斷裂面，制造窄而深的激光刻劃裂縫同時要保證高速的刻畫速度這就要求激光器具備窄脈寬、高光束質(zhì)量、高峰值功率、高重復(fù)頻率等優(yōu)良品質(zhì)。

并不是所有的激光均適合LED刻劃，原因在于晶圓材料對于可見光波長激光的透射性。GaN對于波長小于365nm的光是透射的，而藍(lán)寶石晶圓對于波長大于177nm的激光是半透射的，因此波長為355nm和266nm的三、四倍頻的調(diào)Q全固態(tài)激光器(DPSSL)是LED晶圓激光刻劃的最佳選擇。盡管準(zhǔn)分子激光器也可以實(shí)現(xiàn)LED刻劃所需的波長，但是倍頻的全固態(tài)調(diào)Q激光器體積更小，較準(zhǔn)分子激光器維護(hù)少得多，質(zhì)量方面全固激光器刻劃線條非常窄，更適合于激光LED刻劃。

激光刻劃使得晶圓微裂紋以及微裂紋擴(kuò)張大大