一种改善LED晶片研磨划伤的表面处理方法与流程

本发明涉及一种改善led晶片研磨划伤的表面处理方法，属于led芯片技术领域。

背景技术：

在led芯片制造过程中，关于晶片的减薄过程目前主要是通过铸铁盘、磨料以及修整装置来实现的。例如目前的红光led芯片所用砷化镓晶片的减薄制程，通过圆形铸铁盘、天然石榴石磨料以及在铸铁盘表面放置起分散磨料作用的修整环完成，通过控制磨料的用量、铸铁盘的转速、研磨压力和转速可以调整晶片的减薄速率。

实际作业过程中，受铸铁盘和修整环的成型质量、材质以及磨料粒度、杂质的影响，经常会出现晶片表面划伤的现象，划伤的严重程度因不同情况而异，轻则在晶片表面造成细微浅划痕，这种浅划痕总体上不会对晶片后续制程和最终使用造成太大影响，但在一定程度上影响产品良率；划痕严重的情况下，晶片表面直接碎裂，划痕深且尖锐，直接导致晶片报废，对产品造成较大损失，这种情况一般发生在铸铁盘或修整环表面、边缘表面产生毛刺的情况下；而磨料粒度的影响、杂质一般不会造成破坏性较大的划痕，往往在晶片表面产生一条或数条轻微划痕，这种划痕对晶片本身影响并不大，但若因磨料内部混入硬度较高的颗粒物，在研磨过程中不但对晶片造成严重的划痕，而且导致铸铁盘表面产生损伤进而产生毛刺，进一步加重划痕的产生，且通过常规手段无法快速去除。归根结底，铸铁盘表面的质量是影响研磨质量的最主要因素。

目前尚无有效的措施和相关报道来防止产生表面划伤，往往在产生划伤后进行修复，但修复的方法也较为局限，主要通过增加重块并配合磨料进行修盘，其原理为通过增加摩擦力去除表面毛刺，有时因为修整环与铸铁盘之间的作用力较大反而加重划伤，甚至随修复时间的不断加长，导致铸铁盘表面平整度产生偏差而影响晶片的厚度均匀性，更为不可控的是，该种方式修盘易出现反复，直接影响生产效率，增加产品质量隐患。

技术实现要素：

针对现有技术的不足，本发明提供了一种改善led晶片研磨划伤的表面处理方法。

本发明方法是按现有技术使用铸铁盘、修整环、磨料对led晶片减薄制程时出现晶片划伤的时候对铸铁盘表面产生的毛刺、损伤进行修复处理，避免对晶片背面产生轻微或严重的划痕，从源头上解决晶片划伤，改善led晶片的质量。本发明是一种对led晶片研磨铸铁盘表面的处理方法，修复后继续进行led晶片减薄制程的研磨作业。

本发明的技术方案为：

一种改善led晶片研磨划伤的表面处理方法，包括使用铸铁盘、修整环、研磨液，处理步骤包括：

(1)按润滑剂：去离子水＝1:5-30的重量比配制研磨液，所述润滑剂为氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸钠、碳酸氢钠或醋酸钠之一或组合；

(2)当减薄制程出现led晶片划伤时，启动铸铁盘旋转并使步骤(1)配制的研磨液流到铸铁盘表面并均匀布满铸铁盘表面，然后停止铸铁盘旋转和研磨液流入，将修整环放在铸铁盘上，再次开启铸铁盘旋转和研磨液流入进行铸铁盘的表面修复，修复时间30-120分钟。进一步的，还包括如下步骤：

(3)修复完毕后，将铸铁盘和修整环用去离子水刷洗干净并用无尘纸擦干；磨料桶刷洗干净，继续进行led晶片减薄制程的研磨作业。

根据本发明优选的，步骤(1)中，所述去离子水电导率≤0.2μs/cm，所述电导率在25℃测得。进一步的，所述去离子水电导率0.1-0.2μs/cm，所述电导率在25℃测得。

根据本发明优选的，步骤(1)中，所述润滑剂与去离子水的重量比为1:10-20。

根据本发明优选的，步骤(1)中，将所述研磨液置于磨料桶中，开启搅拌功能，搅拌速率60-100转/分，使研磨液混合均匀。

根据本发明优选的，步骤(2)中，所述铸铁盘启动旋转前先用电导率≤0.2μs/cm的去离子水刷洗干净并用无尘纸擦干；进一步的，所述去离子水电导率0.1-0.2μs/cm；所述电导率在25℃测得。

根据本发明优选的，步骤(2)中，所述铸铁盘转速为20-50转/分，所述研磨液流量为5-20ml/min。

根据本发明优选的，步骤(3)中，所述去离子水电导率≤0.2μs/cm，所述电导率在25℃测得。进一步的，所述去离子水电导率0.1-0.2μs/cm，所述电导率在25℃测得。

根据本发明，所述铸铁盘表面和修整环使用前和使用后均要用去离子水和羊毛刷刷洗干净，用无尘纸擦干。优选的，所述去离子水电导率≤0.2μs/cm，所述电导率在25℃测得；

本发明方法完成铸铁盘修复后，将磨料桶刷洗干净并更换减薄研磨作业使用的磨料，按现有技术的减薄制程进行研磨作业，对led晶片进行减薄。研磨完毕后将晶片研磨面刷洗干净并用氮气枪吹干，晶片表面平整、洁净、无划伤。本发明修复的是铸铁盘，不是晶片，晶片已经出现了划伤，而划伤是因铸铁盘表面异常导致的，本发明方法就是要解决铸铁盘表面的异常，保证后续正常研磨的晶片不再发生划伤问题。进一步的，所述氮气纯度＞98％。

本发明的技术特点及有益效果：

本发明是针对led晶片一旦出现划伤就可以采用的处理方法，即是从源头上解决划伤，又保证不对后续晶片的减薄造成进一步的影响，因为划伤一旦发生，往往是连续出现，而不是偶然一次。本发明通过修复铸铁盘表面产生的毛刺、损伤，进而保证晶片的减薄质量，防止对晶片背面产生或轻或重的划痕。本发明只需借助修复研磨液，根据铸铁盘损伤的实际情况，通过控制铸铁盘转速、研磨液用量、修复时间等即可解决后续减薄制程的研磨对晶片的划伤异常情况，提高晶片片减薄研磨质量和产品良率。

本发明采用碱性溶液及去离子水配成修复用研磨液，本发明人发现借助该特定的研磨液具有滑腻作用，使铸铁盘盘面润滑，并利用铸铁盘的修整环在修复过程中使研磨液被修整环均匀的分散在铸铁盘表面，在铸铁盘表面与修整环直接接触并相互转动的作用下，盘面得以充分润滑，有效去除铸铁盘表面的颗粒物、毛刺等异常，保证了后续晶片的研磨质量，防止led晶片减薄研磨作业中划伤的持续出现。

本发明的表面处理方法操作简单、易实现、成本低、修复快、效率高、不反复。

附图说明

图1为铸铁盘修复前后减薄研磨作业中得到的led晶片表面示意图；a.修复前,b.修复后，其中，1晶片研磨面，2研磨划伤。实施例中铸铁盘表面修复后进行减薄研磨的led晶片均不再有划伤出现。

图2为实施例1铸铁盘修复前后减薄研磨作业中得到的led晶片表面实物照片；a.修复前，b.修复后。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步限定，但不限于此。所述led晶片是红光led用砷化镓晶片。

实施例1

一种改善led晶片研磨划伤的表面处理方法，步骤为：

①将铸铁盘表面和修整环用电导率为0.2μs/cm(25℃测得)的去离子水和羊毛刷刷洗干净，用无尘纸擦干；

②研磨液配置，配置重量比醋酸钠：去离子水＝1:12的研磨液，并搅拌均匀，静置14分钟，所用醋酸钠纯度99％，去离子水电导率0.2μs/cm(25℃测得)；

③将步骤②配置的研磨液置于设备磨料桶中，开启搅拌功能，搅拌速率70转/分，研磨液用量设置为7ml/min；

④设置铸铁盘转速为25转/分，开启铸铁盘旋转和研磨液，使铸铁盘表面均匀布满研磨液，然后停止铸铁盘旋转和研磨液流入，将修整环放在铸铁盘上再次开启铸铁盘旋转和研磨液，对铸铁盘进行表面修复，修复时间30分钟；

⑤修复完毕后，将铸铁盘和修整环用电导率为0.2μs/cm(25℃测得)的去离子水刷洗干净并用无尘纸擦干。即可在修复后的铸铁盘上继续进行正常的减薄研磨作业，具体操作如下：

将磨料桶刷洗干净，并更换磨料桶中研磨液为减薄研磨使用的磨料开始按现有技术进行减薄研磨作业，研磨完毕后将晶片研磨面刷洗干净并用纯度为98％的氮气枪吹干，led晶片表面平整、洁净、无划伤，如图2中b所示。在修复前的该铸铁盘上进行同样的减薄研磨作业所得led晶片表面照片如图2中a所示,有明显的划伤痕迹。

实施例中涉及的晶片减薄设备可用韩国nts产磨片机,减薄制程磨料可用天然石榴石磨料。下同。

实施例2

一种改善led晶片研磨划伤的表面处理方法，步骤如下：

①将铸铁盘表面和修整环用电导率为0.17μs/cm(25℃测得)去离子水和羊毛刷刷洗

干净，用无尘纸擦干；

②研磨液配置，配置重量比氢氧化钠：去离子水＝1:15，并搅拌均匀，静置10分钟，所用氢氧化钠纯度98％，去离子水电导率0.17μs/cm(25℃测得)；

③将步骤②配置的研磨液置于设备磨料桶中，开启搅拌功能，搅拌速率80转/分，研磨液用量设置为14ml/min；

④设置铸铁盘转速为32转/分，开启铸铁盘旋转和研磨液，使铸铁盘表面均匀布满研磨液，然后停止旋转铸铁盘、关闭研磨液，将修整环放在铸铁盘上再次开启旋转和研磨液进入，进行铸铁盘表面修复，修复时间55分钟；

⑤修复完毕后，将铸铁盘和修整环用电导率为0.17μs/cm(25℃测得)的去离子水刷洗干净并用无尘纸擦干。

将磨料桶刷洗干净并更换正常磨料开始按现有技术进行减薄研磨作业，研磨完毕后将晶片研磨面刷洗干净并用纯度为99％的氮气枪吹干，晶片表面平整、洁净、无划伤。

实施例3

一种改善led晶片研磨划伤的表面处理方法，具体步骤包括：

①将铸铁盘表面和修整环用电导率为0.15μs/cm(25℃测得)的去离子水和羊毛刷刷洗干净，用无尘纸擦干；

②研磨液配置，配置重量比碳酸钠：碳酸氢钠：去离子水＝0.3:0.7:20，并搅拌均匀，静置18分钟,所用碳酸钠、碳酸氢钠纯度97％，去离子水电导率0.15μs/cm(25℃测得)；

③将步骤②配置的研磨液置于设备磨料桶中，开启搅拌功能，搅拌速率90转/分，研磨液用量设置为18ml/min；

④)设置铸铁盘转速为40转/分，开启铸铁盘旋转和研磨液，将铸铁盘表面均匀布满研磨液，然后停止旋转和研磨液，将修整环放在铸铁盘上再次开启旋转和研磨液进行表面修复，修复时间100分钟；

⑤修复完毕后，将铸铁盘和修整环用电导率为0.2μs/cm(25℃测得)的去离子水刷洗干净并用无尘纸擦干；

将磨料桶刷洗干净并更换正常磨料开始按现有技术进行减薄研磨作业，研磨完毕后将晶片研磨面刷洗干净并用纯度为99.9％的氮气枪吹干，晶片表面平整、洁净、无划伤。