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(guò)了50年的快速發(fā)展路程，其對(duì)人類社會(huì)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(chǎng)價(jià)值可是高達(dá)上萬(wàn)億美元！2011年，全國(guó)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(guó)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(shí)間控制性很好，對(duì)加工對(duì)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(dòng)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(dòng)化加工設(shè)備，已成為企業(yè)實(shí)行適時(shí)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(lái)完成加工過(guò)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(duì)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(chǎng)合和特種材料的加工制造方面起著無(wú)可替代的作用。

一、激光加工的優(yōu)勢(shì)

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(lái)切除、熔化材料以及改變物體表面性能。由于激光加工是無(wú)接觸式加工，工具不會(huì)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(duì)象受熱影響的范圍較小而且不會(huì)產(chǎn)生噪音。由于激光束的能量和光束的移動(dòng)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(shì)：

①由于它是無(wú)接觸加工，并且高能量激光束的能量及其移動(dòng)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(duì)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(guò)程中無(wú)“刀具”磨損，無(wú)“切削力”作用于工件。

④激光加工過(guò)程中，激光束能量密度高，加工速度快，并且是局部加工，對(duì)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(guò)透明介質(zhì)對(duì)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(duì)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(guó)LED市場(chǎng)擴(kuò)展的重要年份，同時(shí)LED照明產(chǎn)業(yè)銷售額可能會(huì)達(dá)到10億元人民幣。隨著市場(chǎng)的持續(xù)增長(zhǎng)，LED制造業(yè)對(duì)于產(chǎn)能和成品率的要求變得越來(lái)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(jià)比的工業(yè)工具，激光加工技術(shù)迅速成為L(zhǎng)ED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(lái)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(shí)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(shí)容易帶來(lái)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(duì)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(zhǎng)。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(shí)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(duì)于可見光波長(zhǎng)激光的透射性。GaN對(duì)于波長(zhǎng)小于365nm的光是透射的，而藍(lán)寶石晶圓對(duì)于波長(zhǎng)大于177nm的激光是半透射的，因此波長(zhǎng)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(zhǎng)，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