CN104625404B - 一种用于激光打标工艺中的清理装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于激光打标工艺中的清理装置，包括：套装结构、吹气孔、吸气孔、吸气咀、吹气咀；其特征在于：所述吹气孔和吹气咀位于套装结构上部；所述吸气孔和吸气咀位于套装结构的下部；所述吹气孔和吸气孔沿套装结构的圆周方向在内壁呈环状等距离排布。采用本发明的装置，内外壁形成的气刀形成一个圈形的气墙，将硅屑等尘埃阻挡在气墙之外，并通过真空泵抽走，保护激光头免受沾污，从而达到持续清理硅屑，避免因频繁的人工操作而导致的产能下降，同时也保证了激光头的工艺效果，并延长其使用寿命。

Description

一种用于激光打标工艺中的清理装置

技术领域

本发明涉及半导体领域，具体的说，涉及一种用于半导体领域中激光打标工艺中的清理装置。

背景技术

在半导体行业中，在进行激光打标工艺时，激光激发晶圆产生的硅屑、灰尘、烟雾等经常会浮荡在激光头周围，这些硅屑如果不及时清除，就会影响激光的正常工作，影响加工精度，致使打标精度不能满足实际要求，产生废品。现有技术中大多使用风扇对硅屑尘埃进行吸附清理(如图1所示)，但由于风扇自身结构较大，吸附力弱，和激光头组合在一起，距离较远，导致最终吸附效果很差，依旧会沾污激光头，甚至需频繁人工清洁，致使产能受阻。

中国专利201220525659.5公开了一种激光打码机多功能罩，包括包围在激光打码机的激光头和感光探头外、并可随激光头移动的罩体，所述罩体上设置有激光和被测物反射光线通过的过光孔。该激光打码机多功能罩可遮挡尘土、纸屑等，避免其污染和堵塞感光探头和激光出口，延长了打码机的寿命，提高了打码质量。但该专利技术方案中的罩体体积较大，操作不方便，且只是对尘、屑起阻挡作用，不并不能实现尘、屑的清理功能，所以从根本上不能解决尘、屑污染镜头的问题。

中国专利201210125073.4公开了一种激光打标机的镜头防尘装置，其技术方案是：在激光打标机的镜头前端安装环形吹尘腔体或者是在镜头保护盖上的吹气槽，所述外壁有一个进气接口，内壁一圈环形吹尘腔体的工作面上的若干个吹尘小孔或者吹气槽，环形吹尘腔体内侧安装有自动开合的镜头保护罩门。在激光打标机关机时，镜头保护罩门自动关闭，在激光打标机进行打标之前，吹尘小孔开始吹气，镜头保护罩门再自动打开，使灰尘不能进入打标镜头附近区域。该专利设置了自动开关保护罩，操作不便，在实际操作中会降低工作效率，而且该专利也只能吹开尘、屑，不能进行清理，也不能从根本上解决问题。

中国专利201010618935.8公开了一种打标机振镜的吹气保护装置：包括圆环形的吹气保护罩和吹气装置，所述吹气保护罩内部设置有空腔，所述吹气保护罩的内壁设置有出气孔，所述出气孔是沿所述吹气保护罩的内壁的圆周方向分布的，所述出气孔与所述空腔连通，所述吹气保护罩的外侧设置有气孔，所述吹气装置通过气管与所述气孔连接，振镜工作时，开启吹气装置，气体通过吹气保护罩的出气孔吹出，形成风帘，可将工作时产生的烟雾、灰尘和加工残渣隔离振镜保护镜片，有效保护振镜及保护镜片。该发明虽然采用了吹气装置，能够吹走尘屑，但也不能对尘屑等微颗粒进行有效而彻底的清理，因为采用吹气装置能够吹走较大的微尘颗粒，但在加工过程中，一些微尘的颗粒是很小的，对于颗粒非常小的微尘，仅仅吹气，会使颗粒回旋飘荡，还会污染镜头，而且加工过程中，也会产生烟雾，而该专利的技术方面外面又有罩防护，高速吹气也会使烟雾回旋飘扬，污染镜头，所以，该发明的技术方案也没能从根本上对尘、屑、烟雾等进行清理。

以上专利，虽然在一定程度上解决了尘、屑、烟雾等对激光头的污染问题，但并未从根本上有效而彻底地解决该技术问题。

发明内容

为了解决激光打标工艺中产生的微尘、硅屑、烟雾等对激光头的污染问题，本发明提供了一种用于激光打标工艺中的清理装置，采用此装置，利用空气流形成阻挡墙，并通过抽气装置及时吸附产生的硅屑，可实现自动清理，避免人工操作带来的各方面风险，避免激光头受到沾污，从而达到持续清理硅屑并可长期保持正常工艺的状态。

本发明的技术方案是：

一种用于激光打标工艺中的清理装置，包括：套装结构、吹气孔、吸气孔、吸气咀、吹气咀；其特征在于：所述吹气孔和吹气咀位于套装结构上部；所述吸气孔和吸气咀位于套装结构的下部；所述吹气孔和吸气孔沿套装结构的圆周方向在内壁呈环状等距离排布。

所述套装结构为圆柱形或环锥形。

所述套装结构为双层结构，内、外壁之间部分为中空结构，所述中空结构形成通气道，所述中空结构内壁沿圆周方向有气孔，所述中空结构外壁有气咀。

所述套装结构还包括位于所述中空结构上端、中间、下端的环状密封结构，或者所述中空结构仅中间有环状密封结构，上端、下端封死。

所述的环状密封结构为有弹性的橡胶环。或者，所述的环状密封结构和内外壁呈一体结构。

在本发明技术方案的另一可选的实施方式中，所述套装结构为一整体实心结构，其中在上半部分和下半部分沿圆周方向各有通孔；所述套装结构的外壁沿通孔方向还具有环状结构，所述环状结构紧贴套装结构外壁且密封，所述环状结构内部为中空结构，形成通气道；所述环状结构外部具有气咀；所述环状结构材料为聚氨酯或亚克力或赛钢。

在本发明技术方案的另一可选的实施方式中，所述套装结构为两层贴合密封结构，其内层结构外壁有环状沟槽，所述内层结构的环状沟槽底部有呈等距离排布的通孔；所述套装结构的外层结构也具有环状沟槽，所述外层结构的环状沟槽外壁具有气咀；所述内层结构的环状沟槽和所述外层层结构的环状沟槽组成通气道，其中上部的通气道为吹气通道，下部的通气道为吸气通道。

在本发明的技术方案中：

所述的吹气孔和吸气孔为一环，也可以根据实际工艺需求，设计成多环结构。

所述的套装结构材料可以为金属材料，进一步优选为玻璃或亚克力，便于通过套装结构看到激光头的污染状况和清理状况。

另外，本发明技术方案中套装结构上部外壁的吹气咀具有管道连接到吹气泵，或者通过管道连接到压缩空气，进一步优选为通过管道连接到N₂吹气装置；套装结构下部外壁的吸气咀还具有管道连接到真空泵。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：通过套装结构上部内壁的吹气孔向激光头进行吹气，内外壁形成的气刀形成一个圈形的气墙，将硅屑、微尘、烟雾等尘埃阻挡在气墙之外，同时通过套装结构下部外壁的吸气孔对硅屑、微尘、烟雾等进行吸附，并通过真空泵抽走，使激光头无法受到沾污，从而达到持续清理硅屑并可长期正常工艺的状态，避免因频繁的人工操作而导致的产能影响，一定程度也可保证激光头的工艺效果，延长使用寿命。

附图说明

图1是业界普遍采用的对激光头的清理方法示意图；

图2是本发明技术方案中对激光头的清理方法示意图；

图3是本发明的技术方案的实施例1的激光头清理装置结构示意图；

图4是本发明的技术方案的实施例2的激光头清理装置结构示意图；

图5是本发明的技术方案的实施例3的激光头清理装置结构示意图；

图6是本发明的技术方案的实施例4的激光头清理装置结构示意图；

图7是本发明的技术方案的实施例5的激光头清理装置结构示意图；

图8是本发明的技术方案的实施例6的激光头清理装置结构示意图；

其中，图1中：A为激光头，B为风扇；图2中：C为吹气流，B为吸气流。

具体实施方式

图1为业界普遍采用的对打标机的激光头普遍采用的方法，图中，由于风扇B离激光头A较远，且风扇的吸力较弱，所以清理效果不理想。

图2为本发明的技术方案中的清理方法，如图所示，C为吹气流，B为吸气流，在实际工艺中，是在激光头上安装该套装结构清理装置，此装置上部吹气，下部吸气，一方面利用空气流形成阻挡墙，另一方面通过外部的抽气装置及时吸附产生的硅屑，可来实现自动清理，保护激光头免受沾污。

以下结合附图3-8和实施例1-6，对本发明技术方案的套装结构清理装置进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

实施例1

一种用于激光打标工艺中的清理装置，如图3所示，包括：套装结构、吹气孔401、吸气孔501、吹气通道801、吸气通道901、吹气咀601、吸气咀701；其中，套装结构为圆柱形双层结构，包括内层结构101和外层结构201，内层结构101和外层结构201的部分段为中空结构，中空结构形成吹气通道801和吸气通道901；内层结构101上部沿圆周方向等距离排布有吹气孔401，下部沿圆周方向等距离排布有吸气孔501；外层结构201上部外壁有咀吹气咀601和下部外壁有吸气咀701；吹气咀601外部通过气管与吹气装置相连接，吸气咀701外部通过气管与真空泵相连接。

上述套装结构还包括位于中空结构上端、中间、下端的环状密封结构301，环状密封结构301在两端的作用是起密封作用，在中间段的位置起着隔离吹气通道801和吸气通道901的作用；在该实施例中，该实施例中的环状密封结构的材质为有弹性的橡胶环。

在实际操作工艺中，首先，外部吹气装置(可以是吹气机，或者是压缩空气，或者是压缩氮气)通过外层结构201外部的吹气咀601向吹气通道801中吹气，气流在压力作用下沿吹气通道801环行，并通过环形排布的吹气孔401向激光头吹气，形成气流阻挡墙，其中，吹向激光头的气流的压力可以通过外部的吹气装置进行调节。根据实际工艺的需要，环形的吹气孔401可以设置为1环，也可以设置为2环或者多环。吹气流将激光头上的附带的或者在加工中产生的硅屑、微尘、烟雾等向下吹赶，并在外部抽气装置(如真空泵)的吸附力作用下，通过下部的吸气孔501进入吸气通道901，再沿着吸气咀701排放到下一过滤装置，吸气咀701的抽吸力大小可以通过外部的吹气装置进行调节。。

一般而言，上述的套装结构内层结构101和外层结构201的材料可以采用金属材料，比如铝合金或者铸铝，但为了便于透过套装结构看到激光头的污染状况和清理状况，优选的方案为选用玻璃或亚克力，这两种材料加工方便，成本低，而且透明，随时可以监控到激光头的打标情况。

采用此装置，可实现自动清理，避免人工操作带来的各方面风险，使激光头无法受到沾污，从而达到持续清理硅屑并可长期保持正常工作的工艺状态。

实施例2

一种用于激光打标工艺中的清理装置，如图4所示，包括：套装结构、吹气孔402、吸气孔502、吹气通道802、吸气通道902、吹气咀602、吸气咀702、上中下部的环状密封结构302；其中，套装结构为环锥形双层结构，包括内层结构102和外层结构202，内层结构102和外层结构202的部分段为中空结构，中空结构形成吹气通道802和吸气通道902；内层结构102上部沿圆周方向等距离排布有吹气孔402，下部沿圆周方向等距离排布有吸气孔502；外层结构202上部外壁有咀吹气咀602和下部外壁有吸气咀702；吹气咀602外部与吹气装置相连，吸气咀702外部与真空泵相连。

在该实施例中，套装结构为上小下大的环锥形双层结构，在实际操作工艺中，更加有利于上部的吹气和下部的吸气，抽吸力更强，工作效率更高。

实施例3

一种用于激光打标工艺中的清理装置，如图5所示，套装结构包括内层结构103和外层结构203，其它附图标记依次为：环状密封结构303、吹气孔403、吸气孔503、吹气咀603、吸气咀703、吹气通道803、吸气通道903；其连接关系和功能通实施例1，不同之处是，该实施例中的环状密封结构和内外壁呈一整体结构。此处应当理解，实施例3和实施例1是为同一构思的不同表现形式，虽然结构有所不同，但本质的功能是相同的。

实施例4

一种用于激光打标工艺中的清理装置，如图6所示，套装结构104为一整体实心结构、在套装结构上端部分沿圆周方向各有吹气孔404，在套装结构下端部分沿圆周方向各有吸气孔504；套装结构104的外壁沿通孔方向还具有环状密封结构304，环状密封结构304内部为中空结构紧贴套装结构104外壁且密封；套装结构104上部的环状密封结构外部具有吹气咀604，内部的中空结构形成吹气通道804；套装结构104下部的环状密封结构外部具有吸气咀704，内部的中空结构形成吸气通道904；环状密封结构304的材料为聚氨酯或亚克力或赛钢。

上述套装结构104的材料为玻璃或亚力克。

该实施例的工作原理同实施例1。

实施例5

一种用于激光打标工艺中的清理装置，如图7所示，包括：套装结构105环状密封结构305、吹气孔405、吸气孔505、吹气咀605、吸气咀705、吹气通道805、吸气通道905；其连接关系和功能通实施例4，不同之处是，该实施例中套装结构105为上小下大的环锥形结构。此处应当理解，实施例5和实施例4是为同一构思的不同表现形式。

在该实施例中，套装结构105为环锥形结构的清理装置，在实际操作工艺中，更加有利于上部的吹气和下部的吸气，抽吸力更强，工作效率更高。

实施例6

一种用于激光打标工艺中的清理装置，如图8所示，套装结构包括内层结构106和外层结构206，两层结构呈贴合密封；其中，在内层结构106的外壁还具有环状沟槽，该环状沟槽底部有等距离排布的通孔，上部的环状沟槽底部的通孔为吹气孔406，下部的环状沟槽底部的气孔为吸气孔506；套装结构的外层结构206的内壁也具有环状沟槽，该环状沟槽外壁具有气咀，上部环状沟槽外部的气咀为吹气咀606，下部环状沟槽外部的气咀为吸气咀706；内层结构106和外层结构206直接具有粘合密封介质306；内层结构106的环状沟槽和外层结构206的环状沟槽组成通气道，其中位于上部的为吹气通道806，位于下部的为吸气通道906。

上述套装结构的内层结构106和外层结构206的材料为玻璃或亚克力，以便于透过套装结构看到激光头的污染状况和清理状况。

该实施例的工作原理和使用方法同实施1。

上述说明示出并描述了本发明的优选实施例，上述6个实施例为同一构思的不同表现形式，虽然结构有所不同，但本质的功能是相同的。如前所述，应当理解本发明并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文所述发明构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本发明的精神和范围，则都应在本发明所附权利要求的保护范围内。

Claims (6)

1.一种用于激光打标工艺中的清理装置，包括：套装结构、吹气孔、吸气孔、吸气咀、吹气咀；所述吹气孔和吹气咀位于套装结构上部；所述吸气孔和吸气咀位于套装结构的下部；所述吹气孔和吸气孔沿套装结构的圆周方向在内壁呈环状等距离排布；所述套装结构为圆柱形或环锥形；所述套装结构为双层结构，内、外壁之间部分为中空结构，所述中空结构形成通气道，所述中空结构内壁沿圆周方向排布有气孔，所述中空结构外壁有咀；其特征在于：所述套装结构还包括位于所述中空结构上端、中间、下端的环状密封结构；或者所述中空结构仅中间有密封结构，上端、下端封死。

2.根据权利要求1所述的用于激光打标工艺中的清理装置，其特征在于：所述环状密封结构为有弹性的橡胶环，或者所述的环状密封结构和内外壁呈一体结构。

3.一种用于激光打标工艺中的清理装置，包括：套装结构、吹气孔、吸气孔、吸气咀、吹气咀；所述吹气孔和吹气咀位于套装结构上部；所述吸气孔和吸气咀位于套装结构的下部；所述吹气孔和吸气孔沿套装结构的圆周方向在内壁呈环状等距离排布；所述套装结构为圆柱形或环锥形；其特征在于：所述套装结构为一整体实心结构，在上部和下部沿圆周方向各有通孔，套装结构上部的通孔为吹气孔，下部的通孔为吸气孔；套装结构的外壁沿通孔方向还具有环状密封结构，环状密封结构内部为中空结构紧贴套装结构外壁且密封；套装结构上部的环状密封结构外部具有吹气咀，内部的中空结构形成吹气通道；套装结构下部的环状密封结构外部具有吸气咀，内部的中空结构形成吸气通道；环状密封结构的材料为聚氨酯或亚克力或赛钢。

4.一种用于激光打标工艺中的清理装置，包括：套装结构、吹气孔、吸气孔、吸气咀、吹气咀；所述吹气孔和吹气咀位于套装结构上部；所述吸气孔和吸气咀位于套装结构的下部；所述吹气孔和吸气孔沿套装结构的圆周方向在内壁呈环状等距离排布；所述套装结构为圆柱形或环锥形；其特征在于：所述套装结构包括内层结构和外层结构，两层结构呈贴合密封；其中，在内层结构的外壁还具有环状沟槽，该环状沟槽底部有等距离排布的通孔，上部的环状沟槽底部的通孔为吹气孔，下部的环状沟槽底部的通孔为吸气孔；套装结构的外层结构的内壁也具有环状沟槽，该环状沟槽外壁具有气咀，上部环状沟槽外部的气咀为吹气咀，下部环状沟槽外部的气咀为吸气咀；内层结构和外层结构直接具有粘合密封介质；内层结构的环状沟槽和外层结构的环状沟槽组成通气道，其中位于上部的为吹气通道，位于下部的为吸气通道。

5.根据权利要求1-4中任一项所述的用于激光打标工艺中的清理装置，其特征在于：所述的吹气孔和吸气孔为一环或多环。

6.根据权利要求1-4中任一项所述的用于激光打标工艺中的清理装置，其特征在于：所述的套装结构材料为玻璃或亚克力。