一种能产生周期性切割深度的激光切割的制造方法
【专利摘要】本发明公开了一种能产生周期性切割深度的激光切割机，其包括有激光头及旋转机构，沿激光头的激光传输方向依次设置有1/2波板、反射镜、聚焦镜和移动载台，LED芯片放置于移动载台上，所述1/2波板固定连接于旋转机构的动力输出端，所述旋转机构驱动1/2波板沿该1/2波板的径向方向旋转。该切割机在1/2波板的旋转作用下改变激光的偏振方向，使得LED芯片的切割深度产生周期性的深浅变化，使得LED芯片侧壁的烧蚀面积减小，从而具有结构简单、成本低、对蓝宝石衬底侧壁烧蚀程度低的优势。
【专利说明】一种能产生周期性切割深度的激光切割机
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种激光切割机，尤其涉及一种能产生周期性切割深度的激光切割机。
【背景技术】
[0002]激光划线之后进行机械裂片的工艺在LED芯片切割过程中是一种常用工艺，尤其应用在以蓝宝石为衬底的蓝光LED上，目前，以蓝宝石为基底的蓝光LED芯片，掺杂荧光粉而能够制造出白光，这种LED是未来引领照明领域的主流，与此同时，如何进一步提供亮度并降低成本，一直是业界努力的课题。采用激光划线之后，再机械裂片的晶粒分离技术虽然产速高、成本低，但激光划线时造成蓝宝石衬底的侧壁烧蚀，如图4所示，激光头I发射出的激光依次通过反射镜3和聚焦镜4对移动载台5上的LED芯片6划线，由于激光方向恒定，使得划线处的深度相同，如图5所示，LED芯片6的侧壁60的激光烧蚀面积为阴影部分，该烧蚀面积较大，导致光衰严重,最大光衰可达15%之多。
[0003]为了有效降低、去除因激光侧壁烧蚀造成的光衰，业界也提出了很多方法和相关设备。一种是利用超快激光在衬底内部形成切割线，降低侧壁的烧蚀程度，但因设计成本高昂，导致设备成本较高。另一种方式是在激光划线完后，再以高温硫酸/磷酸加以蚀刻，将烧蚀去掉，此种方式尽管成本较低，但是步骤繁复，并且蚀刻的问题在于切割深度过深时不易洗干净，但深度不足又会有劈裂良率不佳的问题。因此，现有技术中，缺少一种结构简单、成本低、对蓝宝石衬底侧壁烧蚀程度低的激光切割机。
【发明内容】
[0004]本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的不足，提供一种能产生周期性切割深度的激光切割机，该切割机在1/2波板的旋转作用下改变激光的偏振方向，使得LED芯片的切割深度产生周期性的深浅变化，使得LED芯片侧壁的烧蚀面积减小，从而具有结构简单、成本低、对蓝宝石衬底侧壁烧蚀程度低的优势。
[0005]为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案。
[0006]一种能产生周期性切割深度的激光切割机，其包括有激光头及旋转机构，沿激光头的激光传输方向依次设置有1/2波板、反射镜、聚焦镜和移动载台，切割件放置于移动载台上，所述1/2波板设于旋转机构的动力输出端，所述旋转机构驱动1/2波板沿该1/2波板的径向方向旋转。
[0007]优选地，所述旋转机构的动力输出端设有一驱动杆，所述驱动杆的端部设有中空承座，所述1/2波板固定于所述中空承座上。
[0008]优选地，所述旋转机构包括有马达及变速机构，所述变速机构为齿轮组、皮带轮组、链条组和摩擦轮组中的任意一种或几种的结合。
[0009]优选地，激光头是光源波长小于1.064nm的固态激光器或者气态激光器。
[0010]优选地，所述旋转机构的转速为1*103RPM至3*105RPM。[0011]优选地,所述移动载台的移动速度为10mm/s至l*103mm/s。
[0012]本发明公开的能产生周期性切割深度的激光切割机，包括有激光头及旋转机构，沿激光头的激光传输方向依次设置有1/2波板、反射镜、聚焦镜和移动载台，LED芯片放置于移动载台上，所述1/2波板固定连接于旋转机构的动力输出端，所述旋转机构驱动1/2波板沿该1/2波板的径向方向旋转。该切割机在1/2波板的旋转作用下改变激光的偏振方向，使得LED芯片的切割深度产生周期性的深浅变化，使得LED芯片侧壁的烧蚀面积减小，从而具有结构简单、成本低、对蓝宝石衬底侧壁烧蚀程度低的优势。
【专利附图】
【附图说明】
[0013]图1为本发明提出的激光切割机的结构示意图。
[0014]图2为激光切割深度的曲线示意图。
[0015]图3为LED芯片切割后的侧视图。
[0016]图4为现有技术中的激光切割机的结构示意图。
[0017]图5为现有技术中LED芯片切割后的侧视图。
【具体实施方式】
[0018]下面结合附图和实施例对本发明作更加详细的描述。
[0019]本发明公开了一种能产生周期性切割深度的激光切割机，结合图1至图3所示，其包括有激光头I及旋转机构7，沿激光头I的激光传输方向依次设置有1/2波板2、反射镜3、聚焦镜4和移动载台5，LED芯片6放置于移动载台5上，所述1/2波板2设于旋转机构7的动力输出端，作为一种优选方式，所述旋转机构7的动力输出端设有一驱动杆8,所述驱动杆8的端部设有中空承座9，所述1/2波板2固定于所述中空承座9上，所述旋转机构7驱动1/2波板2沿该1/2波板2的径向方向旋转，实际应用中，该旋转机构7包括有马达及变速机构，所述变速机构为齿轮组、皮带轮组、链条组和摩擦轮组中的任意一种或几种的结
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[0020]进一步地，激光头I是光源波长小于1.064nm的固态激光器或者气态激光器，所述旋转机构7的转速为1*103RPM至3*105RPM，所述移动载台5的移动速度为10mm/s至
1*103mm/sn
[0021]上述结构的激光切割机中，激光机I发出的激光穿过1/2波板2射至反射镜3，并且该1/2波板2沿其径向转动，由于激光机I发出的激光具有偏极化的特性，所以，当激光的发射方向与1/2波板2垂直时，激光的发射方向与偏极方向一致，划线处的切割深度较深，如图2中的B点。当1/2波板2旋转45°时，激光的发射方向与偏极方向垂直，划线处的切割深度较浅如图2中的A点。当1/2波板2旋转90°时，激光的发射方向再次与偏极方向一致，划线处的切割深度较深。随着1/2波板2的持续旋转，使得划线处产生深浅交替的切割深度，即LED芯片6的侧壁60出现如图3所示的深浅变化，其中的阴影部分为烧蚀面积，相比现有技术中，以恒定切割深度切割LED芯片6的方式而言，本发明大大减少了对侧壁60的烧蚀面积，之后将切割后的LED芯片6进行机械裂片加工即可，通过本发明提出的激光切割机进行切割之后，可以得到合适的划线深度和较高的劈裂良率，并且无需以高温硫酸、磷酸等继续蚀刻，节省成本、工序简单。在切割过程中，划线深度周期性变化的行程由1/2波板2旋转的转速以及移动载台5的移动速度来共同决定，由于1/2波板2旋转一圈可变化四个周期，因此在切割时每个周期变化的行程为:Pitch=V/(4*W)，其中，Pitch为行程，W为旋转机构7的转速，V为移动载台5的移动速度，若要求每个周期内的行程较短，通过上述公式，降低激光的功率或者提高转速都可以达成这一效果，从而方便用户在生产过程中灵活调节。
[0022]以上所述只是本发明较佳的实施例，并不用于限制本发明，凡在本发明的技术范围内所做的修改、等同替换或者改进等，均应包含在本发明所保护的范围内。
【权利要求】
1.一种能产生周期性切割深度的激光切割机，其特征在于，包括有激光头(I)及旋转机构(7)，沿激光头(I)的激光传输方向依次设置有1/2波板(2)、反射镜(3)、聚焦镜(4)和移动载台(5)，LED芯片(6)放置于移动载台(5)上，所述1/2波板(2)设于旋转机构(7)的动力输出端，所述旋转机构(7)驱动1/2波板(2)沿该1/2波板(2)的径向方向旋转。
2.如权利要求1所述的能产生周期性切割深度的激光切割机，其特征在于，所述旋转机构(7)的动力输出端设有一驱动杆(8)，所述驱动杆(8)的端部设有中空承座(9)，所述1/2波板(2)固定于所述中空承座(9)上。
3.如权利要求1所述的能产生周期性切割深度的激光切割机，其特征在于，所述旋转机构(7)包括有马达及变速机构，所述变速机构为齿轮组、皮带轮组、链条组和摩擦轮组中的任意一种或几种的结合。
4.如权利要求1所述的能产生周期性切割深度的激光切割机，其特征在于，激光头(I)是光源波长小于1.064nm的固态激光器或者气态激光器。
5.如权利要求1所述的能产生周期性切割深度的激光切割机，其特征在于，所述旋转机构(7)的转速为1*103RPM至3*105RPM。
6.如权利要求1所述的能产生周期性切割深度的激光切割机，其特征在于，所述移动载台(5)的移动速度为IOmm/s至l*103mm/s。
【文档编号】B23K26/36GK103846552SQ201310728880
【公开日】2014年6月11日 申请日期:2013年12月26日 优先权日:2013年12月26日
【发明者】陈鸿隆 申请人:深圳英诺激光科技有限公司, 常州英诺激光科技有限公司