CN113385808A - 一种激光加工承载装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种激光加工承载装置，涉及激光加工领域。包括承载机构、升降机构和驱动机构，驱动机构与升降机构连接，并为整个装置提供动力，升降机构可以控制承载机构在竖直方向上移动，其特征在于，承载机构包括吸附载台，吸附载台内设有气路，吸附载台表面设有一个或多个吸附槽体，气路与吸附槽体之间设有一个或多个可拆卸的封堵件，封堵件用于封堵或打开气路，以控制吸附槽体的吸附面积。本发明能够通过一个载台搭配一个真空发生器适用于不同的产品尺寸，真空管路简单，维护方便，产品尺寸切换不需要切换气路，操作方便。

Description

一种激光加工承载装置

技术领域

本发明涉及激光加工领域，具体涉及一种激光加工承载装置。

背景技术

电子产品的生产和制造离不开半导体行业，该行业利用各种先进的半导体设备，对晶圆进行多层次的复杂工艺处理，以提供符合电子产品要求的芯片。晶圆在进入半导体设备接受工艺处理时，不能被简单放置，而是需要有专门的装置对其进行定位和固持，以保证工艺效果。这样的装置，在行业中有着多种名称，通常可以被称之为晶圆载台。

目前应用在激光加工行业大部分载台需要Z向和旋转轴搭配相机对产品进行微调定位，传统设计采用螺杆垂直安装搭配伺服电机完成Z向运动，占用空间大，结构笨重，负载过大时也存在载板变形，影响安装后载台的平面度；另外，目前常规载台大部分根据产品尺寸的不同，分布多路真空对应不同产品，真空管路复杂，需搭配多个真空发生器增加制造成本，产品尺寸切换操作繁琐需重新接气路，操作不便，由于管路复杂，容易出现漏真空报警，排查时间较长，影响加工效率。

发明内容

为了解决上述背景技术中提到的至少一个问题，本发明提供了一种激光加工承载装置，能够通过一个载台搭配一个真空发生器适用于不同的产品尺寸，真空管路简单，维护方便，产品尺寸切换不需要切换气路，操作方便。

本发明实施例提供的具体技术方案如下：

一种激光加工承载装置，包括承载机构、升降机构和驱动机构，所述驱动机构与所述升降机构连接，并为整个装置提供动力，所述升降机构可以控制所述承载机构在竖直方向上移动，其特征在于，所述承载机构包括吸附载台，所述吸附载台内设有气路，所述吸附载台表面设有一个或多个吸附槽体，所述气路与所述吸附槽体之间设有一个或多个可拆卸的封堵件，所述封堵件用于封堵或打开所述气路，以控制所述吸附槽体的吸附面积。

进一步的，所述吸附槽体包括有一个或多个以所述吸附载台中心为圆心的不同直径的环形槽，所述环形槽用于搁置外部治具。

进一步的，所述吸附槽体包括有一个或多个弧形槽和一个或多个直线形槽，所述弧形槽与所述直线形槽连通。

进一步的，所述封堵件为塞气螺丝，所述环形槽中设有一个或多个气孔，所述塞气螺丝用于封堵所述气孔。

进一步的，所述吸附载台上还开有一个或多个调节孔和一个或多个固定孔。

进一步的，所述激光加工承载装置还包括马达组合机构，所述马达组合机构在所述升降机构的上方，所述马达组合机构在所述承载机构的下方，所述马达组合机构与所述升降机构连接，所述马达组合机构与所述承载机构连接，所述马达组合机构控制所述承载机构转动。

进一步的，所述马达组合机构包括马达件和马达安装板。

进一步的，所述升降机构包括升降组件、前盖板、第一侧盖板和第二侧盖板，所述升降组件包括压力开关，所述前盖板开有供所述压力开关通过的孔洞。

进一步的，所述升降组件还包括底座和立板，所述立板与所述底座连接，所述立板、所述前盖板、所述第一侧盖板、所述第二侧盖板与所述底座形成内腔，所述立板靠近内腔一侧设有垂直滑轨，所述底座顶面设有传动组件，所述底座顶面设有水平滑轨，所述底座上方设有倾斜滑轨，所述传动组件与水平滑轨和倾斜滑轨滑动连接，所述倾斜滑轨上方设有滑块，所述滑块与倾斜滑轨和垂直滑轨滑动连接。

进一步的，所述传动组件包括滚珠丝杠和螺帽固定块，所述滚珠丝杠与所述螺帽固定块连接，所述螺帽固定块可在所述水平滑轨上滑动，所述倾斜滑轨固定在所述螺帽固定块上。

进一步的，所述倾斜滑轨倾斜面与水平面的夹角为45°。

本发明实施例具有如下有益效果：

本发明实施例提供的一种激光加工承载装置，通过在同一个吸附载台开有若干以吸附载台中心为圆心的不同直径的环形槽，能够搁置不同尺寸的外部治具，从而承载不同尺寸的晶圆。仅需通过改变塞气螺丝的安装位置，就能改变真空管路，从而达到对不同尺寸的晶圆进行真空吸附的目的。而且不需要设置多个真空管路，一个真空发生器、一条真空管路就可以实现上述技术效果。真空管路简单，真空泄露、管路维护方便效率；且不需要设置多条管路，节约造价节约成本。

同时，仅通过驱动滚珠丝杠，实现对螺帽固定块水平方向的位移就可以控制吸附载台的升降，整个升降机构的结构紧凑，占用空间小，容易对吸附载台的升降进行微调。倾斜滑轨的倾斜面与水平面夹角为45°，可以使得滚珠丝杠水平方向位移与滑块垂直方向的位移相同，重复定位精度高，且结构较为稳固，传动产生的损耗较小。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1示出根据本发明的用于激光加工的承载装置的立体图；

图2示出根据本发明的用于激光加工的承载装置的立体爆炸图；

图3示出根据本发明的用于激光加工的承载装置的俯视图。

图4示出根据本发明的用于激光加工的承载装置沿图3中C-C线的剖视图。

图5示出根据本发明的吸附载台的局部放大立体图。

图6示出根据本发明的图5的吸附载台的俯视图。

图7示出根据本发明的升降组件的局部放大立体图。

附图标记说明：1、承载机构；11、吸附载台；111、气孔；112、塞气螺丝；113、固定孔；114、调节孔；115、堵头；2、马达组合机构；21、马达件；22、马达安装板；3、升降机构；31、升降组件；311、底座；312、压力开关；313、立板；314、垂直滑轨；315、滑块；316、螺帽固定块；317、倾斜滑轨；318、水平滑轨；319、滚珠丝杠；32、前盖板；33、第一侧盖板；34、第二侧盖板；4、马达固定件；5、电机。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例一

一种激光加工承载装置，参照图1，包括承载机构1、马达组合机构2、升降机构3和驱动机构。驱动机构包括马达固定件4和电机5。

其中，上述电机5包括但不限于步进电机或伺服电机，为整个装置提供原动力，马达固定件4与电机5连接，马达固定件4与升降机构3之间设有膜片式联轴器，马达固定件4与升降机构3之间通过膜片式联轴器连接。马达组合机构2在升降机构3的上方，马达组合机构2与升降机构3连接；承载机构1在马达组合机构2的上方，承载机构1与马达组合机构2连接。

在一个实施例中，参照图2至图4，上述升降机构3包括升降组件31、前盖板32、第一侧盖板33和第二侧盖板34，升降组件31包括底座311、压力开关312和立板313，前盖板32开有一个供压力开关312通过的孔洞。压力开关312连有一个弯头，弯头连有一个Y形接头，Y形接头的一端与真空发生器连接，另一端与吸附载台11连接。通过监测吸附载台11上是否有晶圆，来数控控制压力开关312，从而控制真空发生器是否抽真空。示例性的，若吸附载台11上有晶圆，则真空发生器抽真空，对晶圆进行真空吸附，否则，停止运转，减少设备的负载、节约能源。

其中，立板313与底座311连接，并且立板313、前盖板32、第一侧盖板33、第二侧盖板34与底座311形成内腔。上述马达组合机构2包括马达件21和马达安装板22；上述承载机构1包括吸附载台11。马达件21安装在马达安装板22上，马达件21与吸附载台11连接，马达安装板22与升降组件31连接。升降组件31可以控制马达安装板22在整个装置的垂直方向上移动，进而控制吸附载台11在垂直方向进行调整。需要注意的是，升降组件31仅对马达组合机构2及承载机构1进行垂直方向上的调整，水平方向上的调整在其他外部装置上实现。将水平方向上的调整与垂直方向上的调整分开，方便对垂直方向上进行微调，整体重复定位精度高。上述马达安装板22上设有左限位、右限位和旋转轴感应片；可以通过马达件21转动吸附载台11，方便晶圆加工，旋转轴感应片记录载台的位置，以供监控载台当前状态。

具体的，参照图2和图7，底座311的顶面上设有若干限位光电与油压缓冲器。立板313靠近内腔的一侧设有两根垂直滑轨314，底座311的顶面设有传动组件，底座311顶面还设有两根水平滑轨318，传动组件具体包括滚珠丝杠319和螺帽固定块316。在立板313靠近内腔的一侧和底座311上立板313的对侧各设有一个轴承座，轴承座开有圆形通孔，供滚珠丝杠319通过，为滚珠丝杠319提供导向、固定作用。上述滚珠丝杠319具体包括丝杠和螺帽，螺帽固定在螺帽固定块316上，螺帽固定块316上固定有两根倾斜滑轨317。马达安装板22下设有滑块315，滑块315与马达安装板22连接。上述垂直滑轨314、水平滑轨318和倾斜滑轨317中均设有螺杆，滑块315通过螺杆在倾斜滑轨317和垂直滑轨314上滑动，螺帽固定块316通过螺杆在水平滑轨318上滑动。

具体的，参照图2和图7，装置在工作过程中，膜片式联轴器与滚珠丝杠319联接，伺服电机或步进电机通过膜片式联轴器传动，驱动滚珠丝杠319，使滚珠丝杠319在水平方向移动，从而使得与滚珠丝杠319连接的螺帽固定块316随滚珠丝杠319移动而移动。驱动螺帽固定块316在水平滑轨318上通过螺杆滑动，从而使得螺帽固定块316上的倾斜滑轨317跟随螺帽固定块316水平移动。垂直滑轨314也对滑块315起到水平方向的约束作用，通过倾斜滑轨317在水平方向上的移动，滑块315相对倾斜滑轨317在倾斜滑轨317上进行滑动，并在垂直滑轨314上竖向滑动，从而驱动与滑块315连接的马达组合机构2升降，进而控制吸附载台11的升降。

具体的，上述倾斜滑轨317的倾斜面与水平面夹角为45°，倾斜滑轨317包括但不限于12系列P级滑轨，滑轨与螺帽固定块316之间还设有滑轨固定块，滑轨固定块与螺杆通过加工件连接，起动力中转作用。

在本实施例中，仅通过对滚珠丝杠319水平方向位移就可以控制吸附载台11的升降，整个升降机构3结构紧凑，占用空间小，容易对吸附载台11的升降进行微调。倾斜滑轨317的倾斜面与水平面夹角为45°，可以使得滚珠丝杠319水平方向位移与滑块315垂直方向的位移相同，控制精度高，且结构较为稳固，传动产生的损耗较小。

在一个实施例中，参照图2、图5和图6，承载机构1包括吸附载台11，吸附载台11顶面开有若干吸附槽体、若干固定孔113和若干调节孔114，上述吸附槽体中设有若干气孔111，气孔111内设有塞气螺丝112。吸附载台11侧边连接有气管接头，气管接头用于连接上述Y形接头，吸附载台11的侧边还设有堵头115，用于管路的维护与故障排查。

具体的，上述吸附槽体具体为以吸附载台11中心为圆心的不同直径的环形槽，直线形槽和弧形槽，参照图5和图6，直线形槽与环形槽相交叉，直线形槽与弧形槽相连通，气孔111置于环形槽或弧形槽中。设置直线形槽和弧形槽的目的是，真空发生器抽真空时，通过气孔111抽空气，因为气孔置于环形槽或弧形槽中，环形槽、弧形槽与直线形槽一同构成一个范围较大的真空气槽，所以构成的吸附面积更大，分布更广更均匀，从而使得抽空气效率高，进而导致晶圆的真空吸附效果好。

示例性的，吸附载台11顶面开有6个气孔111，6个固定孔113和6个调节孔114。吸附载台11上还开有4个以载台中心为圆心的不同直径的环形槽，环形槽用于搁置外部治具，治具置于环形槽中，可以形成一个气密性较好的内腔，防止泄露，从而使得晶圆的真空吸附效果好。气管接头外端与上述Y形接头相连，进而与真空发生器相连；气管接头的另一端与吸附载台11内部开有的气路相连，气路又与每个气孔111相连通。每个气孔111分别设有一个塞气螺丝112，塞气螺丝112的作用是封堵气孔111，在不需要使用气孔111时，封闭对应的管路。

示例性的，参照图5和图6，若外部治具直径与从载台圆心往外数第二道环形槽直径相当，外部治具搁置于第二道环形槽中，封闭外部治具与第二道环形槽之间形成的内腔。将外部治具的两端通过一组(在同一直径上的两个)固定孔113固定，调节孔114可以调节整个吸附载台11的水平度。此时，拧开内腔中的一组(两个)塞气螺丝112，保持其余四个塞气螺丝112在气孔111内不变，运转真空发生器，通过气路连通的气孔111，抽取内腔的空气，从而对外部治具上放置的晶圆实现真空吸附。

示例性的，参照图5和图6，若外部治具直径与从载台圆心往外数第三道环形槽直径相当，外部治具搁置于第三道环形槽中，封闭外部治具与第三道环形槽之间形成的内腔。将外部治具的两端通过一组(在同一直径上的两个)固定孔113固定，调节孔114可以调节整个吸附载台11的水平度。此时，拧开内腔中的两组(四个)塞气螺丝112，保持其余两个塞气螺丝112在气孔111内不变，运转真空发生器，通过气路连通的气孔111，抽取内腔的空气，从而对外部治具上放置的晶圆实现真空吸附。

在本申请中，通过在同一个吸附载台11开有若干以吸附载台11中心为圆心的不同直径的环形槽，能够与不同尺寸的外部治具配合，从而承载不同尺寸的晶圆。仅需通过改变塞气螺丝112的安装位置，就能改变真空管路，从而达到对不同尺寸的晶圆进行真空吸附的目的。而且不需要设置多个真空管路，一个真空发生器、一条真空管路就可以实现上述技术效果。真空管路简单，真空泄露、管路维护方便效率，结构简单紧凑；不需要设置多条管路，节约造价节约成本。

尽管已描述了本发明实施例中的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明实施例中范围的所有变更和修改。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (11)

1.一种激光加工承载装置，包括承载机构、升降机构和驱动机构，所述驱动机构与所述升降机构连接，并为整个装置提供动力，所述升降机构可以控制所述承载机构在竖直方向上移动，其特征在于，所述承载机构包括吸附载台，所述吸附载台内设有气路，所述吸附载台表面设有一个或多个吸附槽体，所述气路与所述吸附槽体之间设有一个或多个可拆卸的封堵件，所述封堵件用于封堵或打开所述气路，以控制所述吸附槽体的吸附面积。

2.根据权利要求1所述的一种激光加工承载装置，其特征在于，所述吸附槽体包括有一个或多个以所述吸附载台中心为圆心的不同直径的环形槽，所述环形槽用于搁置外部治具。

3.根据权利要求1或2所述的一种激光加工承载装置，其特征在于，所述吸附槽体包括有一个或多个弧形槽和一个或多个直线形槽，所述弧形槽与所述直线形槽连通。

4.根据权利要求2所述的一种激光加工承载装置，其特征在于，所述封堵件为塞气螺丝，所述环形槽中设有一个或多个气孔，所述塞气螺丝用于封堵所述气孔。

5.根据权利要求1所述的一种激光加工承载装置，其特征在于，所述吸附载台上还开有一个或多个调节孔和一个或多个固定孔。

6.根据权利要求1所述的一种激光加工承载装置，其特征在于，所述激光加工承载装置还包括马达组合机构，所述马达组合机构在所述升降机构的上方，所述马达组合机构在所述承载机构的下方，所述马达组合机构与所述升降机构连接，所述马达组合机构与所述承载机构连接，所述马达组合机构控制所述承载机构转动。

7.根据权利要求6所述的一种激光加工承载装置，其特征在于，所述马达组合机构包括马达件和马达安装板。

8.根据权利要求1所述的一种激光加工承载装置，其特征在于，所述升降机构包括升降组件、前盖板、第一侧盖板和第二侧盖板，所述升降组件包括压力开关，所述前盖板开有供所述压力开关通过的孔洞。

9.根据权利要求8所述的一种激光加工承载装置，其特征在于，所述升降组件还包括底座和立板，所述立板与所述底座连接，所述立板、所述前盖板、所述第一侧盖板、所述第二侧盖板与所述底座形成内腔，所述立板靠近内腔一侧设有垂直滑轨，所述底座顶面设有传动组件，所述底座顶面设有水平滑轨，所述底座上方设有倾斜滑轨，所述传动组件与水平滑轨和倾斜滑轨滑动连接，所述倾斜滑轨上方设有滑块，所述滑块与倾斜滑轨和垂直滑轨滑动连接。

10.根据权利要求9所述的一种激光加工承载装置，其特征在于，所述传动组件包括滚珠丝杠和螺帽固定块，所述滚珠丝杠与所述螺帽固定块连接，所述螺帽固定块可在所述水平滑轨上滑动，所述倾斜滑轨固定在所述螺帽固定块上。

11.根据权利要求9所述的一种激光加工承载装置，其特征在于，所述倾斜滑轨倾斜面与水平面的夹角为45°。

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