(一)技术领域
本发明涉及
半导体材料加工技术领域，具体为一种砷化镓led
芯片研磨后抛光的方法及工装。
(二)
背景技术：
随着技术工艺的不断发展，led芯片不断向高密度、高性能、小型化和轻薄化发展。其中，器件的薄片化已成为功率器件和
光伏器件的重点发展方向之一。一方面，薄片可以降低器件的导通电阻和压降，从而大幅度减少器件的导通损耗，提升器件在散热方面的性能，防止led芯片有源区过高的温升对其光输出特性和寿命产生影响；另一方面，为满足led芯片工艺制程中划片、裂片等后继工艺的要求，同样需要将芯片衬底厚度减薄至一定程度；再一方面，薄片利于减少器件封装的空间，实现整个封装模块的小型化和轻薄化。因此，在led芯片制备工艺中，芯片衬底厚度减薄是非常重要的工艺制程。
现有技术中主要采用研磨机对芯片衬底进行机械研磨，即在芯片衬底研磨减薄时，将芯片正面贴附在陶瓷盘(一种芯片减薄用贴片工件)上，芯片衬底通过设备机械臂与研磨盘相接触相互挤压的摩擦力进行研磨减薄作业。研磨后的砷化镓衬底总会存在一定的损伤层，如果损伤层太深会直接影响后续切割的质量。现在比较通用的做法是研磨后的芯片再进行一道化学腐蚀的抛光作业，通过化学试剂来吃掉芯片表层的损伤层，达到改善芯片研磨后背面损伤层去除的目的。该方法是芯片研磨后经过去蜡清洗得到表面洁净的芯片，再在芯片表面上涂甩上一层光刻胶(腐蚀抛光衬底时起保护芯片正面的作用)放入化学试剂中进行腐蚀抛光，抛光完后把芯片取出，这种方法步骤较多，流程繁琐，容错率低；化学试剂反应比较剧烈且放出大量的热，芯片正面涂抹的光刻胶经常出现被破坏不能很好的保护芯片正面的结果，造成芯片正面损伤甚至报废的异常结果；腐蚀抛光衬底时现作业中并没有很好的工艺解决方法。
(三)
技术实现要素：
为克服现有技术中存在的上述问题，本发明提供了一种砷化镓led芯片研磨后抛光的方法及工装，能够有效地提高研磨后抛光的效率，避免芯片正面的损伤，且提高腐蚀抛光的效率、质量和安全性。
本发明是通过如下技术方案实现的：
一种砷化镓led芯片研磨后抛光的工装，包括上板和下板，所述上板和下板通过固定栓连接；所述上板一侧设有手柄。
优选的，所述下板的内侧面上设有用于固定陶瓷盘的固定槽，所述固定槽与陶瓷盘的周向接触面截面形状为一优弧。
优选的，所述上板和下板上均设有若干的板孔。
一种砷化镓led芯片研磨后抛光的方法，包括以下步骤：
a、贴片：将陶瓷盘进行加热，待将蜡涂抹在变热后的陶瓷盘表面上，然后将待研磨的芯片的正面通过蜡粘附在陶瓷盘上；
b、压片：将贴有芯片的陶瓷盘置于压片机下进行压片；
c、研磨：将陶瓷盘吸附在研磨机机械臂的吸盘上进行芯片衬底的研磨；
d、涮洗：将研磨后的芯片进行涮洗；
e、抛光：将带芯片的陶瓷盘放在权利要求1-3任一所述的工装的固定槽内，且陶瓷盘带芯片的一面朝上，用工装将陶瓷盘没入抛光试剂中进行腐蚀抛光；
f、冲洗：将完成抛光后的陶瓷盘用工装提出后，放到纯水水龙头下冲洗；
g、下片：将冲洗后的陶瓷盘重新加热，待蜡融化后取下芯片。
优选的，步骤a中对陶瓷盘进行加热所用的加热装置为平板加热器，平板加热器的加热保持温度为90±5℃。
优选的，步骤b中，压片机平台也进行加热，加热温度为90±5℃。
优选的，步骤d中使用的洗涤试剂为碳酸钠溶液，碳酸钠溶液中碳酸钠与纯水的质量比为1:(5-10)。
优选的，步骤e中，抛光试剂主要成分包括氨水、双氧水、纯水。
优选的，步骤f中，对陶瓷盘冲洗的时间不少于两分钟。
优选的，步骤f中，步骤g中对冲洗后的陶瓷盘进行加热所用的加热装置为平板加热器，平板加热器的加热保持温度为105±5℃。
本发明的有益效果是：
1、工装上设置优弧截面的固定槽，既能够将陶瓷盘稳定的放置在下板上避免陶瓷盘出现滑动和侧倾，又方便陶瓷盘的放置与取下，同时工装结构又不会太大导致加重操作人员的负担。
2、工装的上板和下板开有若干的板孔，有利于减轻工装重量，进一步减轻操作人员的负担。
3、在陶瓷盘上经过研磨工序的芯片不需要再从陶瓷盘拆下来，然后再在芯片正面涂光刻胶后进行腐蚀抛光，大大简约了工艺流程。
4、芯片用蜡粘在陶瓷盘，芯片与陶瓷盘之间密封粘附性高，蜡能够对芯片的正面进行保护，保护效果强于光刻胶，不会出现现有技术中光刻胶被破坏从而导致芯片正面被腐蚀的情况。
5、通过工装将附有芯片的陶瓷盘放入抛光试剂中进行腐蚀抛光，改善了现有技术将陶瓷盘直接浸入抛光试剂中的做法，提高了作业效率，也能够更精确的控制抛光腐蚀时间从而提高抛光质量，同时提高了作业的安全性。
(四)附图说明
下面结合附图对本发明作进一步的说明。
图1为本发明的工装结构示意图。
图2为本发明中带陶瓷盘的工装结构示意图。
图中，1-上板、2-下板、3-固定栓、4-固定槽、5-手柄、6-板孔、7-陶瓷盘、8-芯片。
(五)具体实施方式
为使本领域技术人员能够更好的理解本发明，下面将结合附图对本发明技术方案做进一步的说明。
实施例1
参照图1至图2所示，一种砷化镓led芯片研磨后抛光的工装，包括上板1和下板2，上板1和下板2通过固定栓3连接；上板1一侧设有手柄5，本工装主要用于砷化镓led芯片研磨后抛光工序，操作人员将附有芯片8的陶瓷盘7有芯片8的一面朝上放在下板2上，然后手持手柄5将带陶瓷盘7浸入抛光试剂中进行腐蚀抛光。作为优选的，下板2的内侧面上设有用于固定陶瓷盘7的固定槽4，固定槽4与陶瓷盘7的周向接触面截面形状为一优弧，防止在浸入抛光试剂后，陶瓷盘7会在下板2上滑动；固定槽4截面形状为一优弧，优弧即大于半圆的弧形，优弧的两个端点通过弦连接起来就成了优弧截面，通过开设这种优弧截面的固定槽4，能够增加陶瓷盘7在固定槽4内的稳定性，防止陶瓷盘7掉落。固定槽4截面形状也可以是整圆，但是不如优弧截面的容易将陶瓷盘7取下。
上板1和下板2上均设有若干的板孔6，能够减轻工装的重量，减轻操作人员手持时工装的负担。
一种砷化镓led芯片研磨后抛光的方法，其特征在于：包括以下步骤：
a、贴片：将陶瓷盘7进行加热，待将蜡涂抹在变热后的陶瓷盘7表面上，然后将待研磨的芯片8的正面通过蜡粘附在陶瓷盘7上；
b、压片：将贴有芯片8的陶瓷盘7置于压片机下进行压片；
c、研磨：将陶瓷盘7吸附在研磨机机械臂的吸盘上进行芯片8衬底的研磨；
d、涮洗：将研磨后的芯片8进行涮洗；
e、抛光：将带芯片8的陶瓷盘7放在工装的固定槽4内，且陶瓷盘7带芯片8的一面朝上，用工装将陶瓷盘7没入抛光试剂中进行腐蚀抛光；
f、冲洗：将完成抛光后的陶瓷盘7用工装提出后，放到纯水水龙头下冲洗；
g、下片：将冲洗后的陶瓷盘8重新加热，待蜡融化后取下芯片8。
步骤a中对陶瓷盘7进行加热所用的加热装置为平板加热器，在本实施例中平板加热器的加热保持温度为85℃，这个温度下能够融化蜡，变热后的陶瓷盘7表面上用固体蜡棒涂上蜡，芯片8的正面通过融化的蜡粘附在陶瓷盘7，保护芯片8的正面。
步骤b中，压片机平台也进行加热，加热温度为85℃，这样在压片时，因为蜡被融化，通过压片机能够把多余的蜡挤出来，让芯片跟陶瓷盘之间均匀的涂抹一层蜡层，跑出来的多余的蜡在接下来的研磨过程中会被磨掉，压片机的压力设置为为0.6mpa。
步骤c中，将陶瓷盘7吸附在研磨机机械臂的吸盘上进行芯片8衬底的研磨,陶瓷盘吸附设定真空值大于70kpa，防止陶瓷盘7因重力掉落，研磨盘转速为25r/min，机械臂吸盘的转速为50r/min，研磨压力为25kg，通过相互挤压的摩擦力完成芯片8的减薄。
步骤d中，芯片研磨完成后进行涮洗作业，涮洗掉芯片研磨过程中产生的脏污,步骤d中使用的洗涤试剂为碳酸钠溶液，在本实施例中，碳酸钠溶液中碳酸钠与纯水的质量比为1:5。
步骤e中，将带芯片8的陶瓷盘7放在工装的固定槽4内，且陶瓷盘7带芯片8的一面朝上，用工装将陶瓷盘7没入抛光试剂中进行腐蚀抛光，抛光试剂主要成分包括氨水、双氧水、纯水，在本实施例中配置抛光试剂时氨水、双氧水、纯水三者的体积比为2:3:5，腐蚀时间为8s，时间太长会造成过腐蚀，吃掉未损伤的衬底面，形成腐蚀坑。可以通过晃动陶瓷盘7提高腐蚀的均匀性。通过工装将附有芯片的陶瓷盘放入抛光试剂中进行腐蚀抛光，改善了之前将陶瓷盘直接浸入抛光试剂中的做法，提高了作业效率，也能够更精确的控制抛光腐蚀时间从而提高抛光质量，同时提高了作业的安全性。
步骤f中，将完成抛光后的陶瓷盘7用工装提出后，放到纯水水龙头下冲洗,冲洗时间为2min,把抛光试剂彻底洗掉。
步骤g中，将冲洗后的陶瓷盘7重新加热，待蜡融化后取下芯片8。对冲洗后的陶瓷盘7进行加热所用的加热装置为平板加热器，平板加热器的加热保持温度为100℃，将陶瓷盘7放在平板加热器上，使得陶瓷盘7的蜡彻底融化，蜡融化后芯片8用镊子取下。
实施例2
本实施例的方法和工装与实施例1相同，工艺参数做调整如下：步骤a中平板加热器的加热保持温度为90℃；步骤b中，压片机平台的加热温度为90℃；步骤d中，碳酸钠溶液中碳酸钠与纯水的质量比为1:8，冲洗时间为2.5min；步骤e中，抛光试剂时氨水、双氧水、纯水三者的体积比为3:4:3，腐蚀时间为6s；步骤g中，平板加热器的加热保持温度为105℃。
其他与实施例1相同。
实施例3
本实施例的方法和工装与实施例1相同，工艺参数做调整如下：步骤a中平板加热器的加热保持温度为95℃；步骤b中，压片机平台的加热温度为95℃；步骤d中，碳酸钠溶液中碳酸钠与纯水的质量比为1:10，冲洗时间为3min；步骤e中，抛光试剂时氨水、双氧水、纯水三者的体积比为2:2:6，腐蚀时间为10s；步骤g中，平板加热器的加热保持温度为110℃。
其他与实施例1相同。
本发明的描述中，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“竖直”、“水平”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了描述本发明而不是要求本发明必须以特定的方位构造或操作，因此不能理解为对本发明的限制。本发明中的“相连”“连接”应作广义理解，例如，可以是连接，也可以是可拆卸连接；可以是直接连接，也可以是通过中间部件间接连接，对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语的具体含义。
以上所述为本发明的优选实施方式，具体实施例的说明仅用于更好的理解本发明的思想。对于本技术领域的普通技术人员来说，依照本发明原理还可以做出若干改进或者同等替换，这些改进或同等替换也视为落在本发明的保护范围。
技术特征：
1.一种砷化镓led芯片研磨后抛光的工装，其特征在于：包括上板(1)和下板(2)，所述上板(1)和下板(2)通过固定栓(3)连接；所述上板(1)一侧设有手柄(5)。
2.根据权利要求1所述的一种砷化镓led芯片研磨后抛光的工装，其特征在于：所述下板(2)的内侧面上设有用于固定陶瓷盘(7)的固定槽(4)，所述固定槽(4)与陶瓷盘(7)的周向接触面截面形状为一优弧。
3.根据权利要求2所述的一种砷化镓led芯片研磨后抛光的工装，其特征在于：所述上板(1)和下板(2)上均设有若干的板孔(6)。
4.一种砷化镓led芯片研磨后抛光的方法，其特征在于：包括以下步骤：
a、贴片：将陶瓷盘(7)进行加热，将蜡涂抹在变热后的陶瓷盘(7)表面上，然后将待研磨的芯片(8)的正面通过蜡粘附在陶瓷盘(7)上；
b、压片：将贴有芯片(8)的陶瓷盘(7)置于压片机下进行压片；
c、研磨：将陶瓷盘(7)吸附在研磨机机械臂的吸盘上进行芯片(8)衬底的研磨；
d、涮洗：将研磨后的芯片(8)进行涮洗；
e、抛光：将带芯片(8)的陶瓷盘(7)放在权利要求1-3任一所述的工装的固定槽(4)内，且陶瓷盘(7)带芯片(8)的一面朝上，用工装将陶瓷盘(7)没入抛光试剂中进行腐蚀抛光；
f、冲洗：将完成抛光后的陶瓷盘(7)用工装提出后，放到纯水水龙头下冲洗；
g、下片：将冲洗后的陶瓷盘(7)重新加热，待蜡融化后取下芯片(8)。
5.根据权利要求4所述的一种砷化镓led芯片研磨后抛光的方法，其特征在于：步骤a中对陶瓷盘(7)进行加热所用的加热装置为平板加热器，平板加热器的加热温度为90±5℃。
6.根据权利要求4所述的一种砷化镓led芯片研磨后抛光的方法，其特征在于：步骤b中，压片机平台进行加热，加热温度为90±5℃。
7.根据权利要求4所述的一种砷化镓led芯片研磨后抛光的方法，其特征在于：步骤d中使用的洗涤试剂为碳酸钠溶液，碳酸钠溶液中碳酸钠与纯水的质量比为1:(5-10)。
8.根据权利要求4所述的一种砷化镓led芯片研磨后抛光的方法，其特征在于：步骤e中，抛光试剂主要成分包括氨水、双氧水、纯水。
9.根据权利要求4所述的一种砷化镓led芯片研磨后抛光的方法，其特征在于：步骤f中，对陶瓷盘(7)冲洗的时间不少于两分钟。
10.根据权利要求4所述的一种砷化镓led芯片研磨后抛光的方法，其特征在于：步骤g中，用平板加热器对冲洗后的陶瓷盘(7)加热，平板加热器的加热温度为105±5℃。
技术总结
本发明公开了一种砷化镓LED芯片研磨后抛光的方法和工装，工装包括包括上板和下板，所述上板和下板通过固定栓连接；所述上板一侧设有手柄，下板的内侧面上设有用于固定陶瓷盘的固定槽。方法包括以下步骤：将芯片正面用蜡粘附在陶瓷盘上；将贴有芯片的陶瓷盘置于压片机下进行压片；将陶瓷盘吸附在研磨机机械臂的吸盘上进行芯片衬底的研磨；刷洗陶瓷盘；陶瓷盘放入工装内，浸入抛光试剂中腐蚀抛光；冲洗陶瓷盘；加热陶瓷盘，取下芯片。本方法能够有效地提高研磨后抛光的效率，避免芯片正面的损伤，且提高腐蚀抛光的效率、质量和安全性。
技术研发人员：郑军;李琳琳;齐国健;闫宝华;王成新
受保护的技术使用者：山东浪潮华光光电子股份有限公司
技术研发日：2020.01.19
技术公布日：2021.08.06
声明：
“砷化镓LED芯片研磨后抛光的方法及工装与流程” 该技术专利(论文)所有权利归属于技术(论文)所有人。仅供学习研究，如用于商业用途，请联系该技术所有人。
我是此专利(论文)的发明人(作者)
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编辑：中冶有色技术网
来源：山东浪潮华光光电子股份有限公司
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2024年12月06日 ~ 08日 
