CN211804431U - 一种紫外硅晶圆精密激光切割装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型揭示了一种紫外硅晶圆精密激光切割装置，其包括Y轴移载机构、受Y轴移载机构驱动沿Y轴运动的X轴移载机构、受X轴移载机构驱动沿X轴运动的旋转机构、受旋转机构驱动进行旋转的治具载台、位于治具载台上方的第一升降驱动机构与第二升降驱动机构、受第一升降驱动机构驱动进行上下运动的第一支撑板、固定在第一支撑板上的激光切割头与精定位影像相机、受第二升降驱动机构驱动进行上下运动的第二支撑板、固定在第二支撑板上的吸盘组、以及位于工作平台上方一侧的粗定位影像相机。本实用新型能够识别人工放置产品与治具的偏转角度，自动调整治具旋转角度匹配并重新放入产品，大大提高了激光切割效率和产品质量。
Description
【技术领域】
本实用新型属于激光切割技术领域，特别是涉及一种紫外硅晶圆精密激光切割装置。
【背景技术】
此激光切割装置主要针对于半导体硅晶圆片切割。传统的硅晶圆切割采用金刚石刀轮划片，刀轮划片时机械力直接作用在晶圆表面，在晶体内部产生应力损伤，容易产生晶圆崩边及破损；由于刀片具有一定的厚度，切割线宽度很难控制到很细；刀具划片对厚度微米以下晶圆极易导致破碎，且刀具划片切割速度较慢，刀具需要频繁更换；基于以上原因激光切割划片具有诸多优势，激光切割属于非接触式加工，可以避免出现芯片破碎和其他损坏现象，对芯片的电性影响较小，切割速度快，可以切割厚度较薄的晶圆，胜任不同厚度晶圆切割，而且可以切割一些较复杂晶圆芯片，例如六边形管芯等，对不同的晶圆片具有很好的兼容性和通用性。由于红外激光切割对切割道宽度有要求，而且热效应差，故本装置采用紫外硅晶圆激光切割。传统硅晶圆切割需要人工将产品放置到切割治具平台上且经过校正使其和治具完全匹配，耗时久，效率低。
因此，有必要提供一种新的紫外硅晶圆精密激光切割装置来解决上述问题。
【实用新型内容】
本实用新型的主要目的在于提供一种紫外硅晶圆精密激光切割装置，能够识别人工放置产品与治具的偏转角度，自动调整治具旋转角度匹配并重新放入产品，大大提高了激光切割效率和产品质量。
本实用新型通过如下技术方案实现上述目的：一种紫外硅晶圆精密激光切割装置，其包括工作平台、固定在所述工作平台上的Y轴移载机构、受所述Y轴移载机构驱动沿Y轴运动的X轴移载机构、受所述X轴移载机构驱动沿X轴运动的旋转机构、受所述旋转机构驱动进行旋转的治具载台、位于工作平台上方的第一升降驱动机构与第二升降驱动机构、受所述第一升降驱动机构驱动进行上下运动的第一支撑板、固定在所述第一支撑板上的激光切割头与精定位影像相机、受所述第二升降驱动机构驱动进行上下运动的第二支撑板、固定在所述第二支撑板上的吸盘组、以及位于所述工作平台上方一侧的粗定位影像相机。
进一步的，所述第一支撑板上位于所述激光切割头的下方还设置有粉尘抽风盒，所述粉尘抽风盒的一个抽风口连通一抽风装置。
进一步的，所述治具载台表面设置有若干吸附产品的吸风孔。
进一步的，所述旋转机构为DD马达。
进一步的，还包括将所述治具载台围挡住且用于收集残料的残料收集盒。
进一步的，还包括将产品切脱下来的残料吹入所述残料收集盒内的吹气软管，所述吹气软管连通一气源。
进一步的，所述精定位影像相机与所述粗定位影像相机均与内置有定位调整程序的上位机电路连接。
与现有技术相比，本实用新型一种紫外硅晶圆精密激光切割装置的有益效果在于：通过设置相机获取产品与治具的上料状态位置，并结合驱动治具旋转机构与产品吸附抓取机构实现治具与产品的相对角度调整，使得产品能够按照设定的角度放置在治具上，再通过另一精定位相机，配合旋转机构驱动产品旋转设定角度，拍照一次，再旋转第二设定角度，拍照一次，直至能够准确的获取产品的精准坐标位置，然后再利用水平移载机构将产品移动之激光切割头下方进行激光切割加工，从而实现了自动圆形产品自动定位调整的激光切割。
【附图说明】
图1为本实用新型的结构示意图；
图2为本实用新型中治具载台的驱动移载结构示意图；
图3为本实用新型中旋转机构与治具载台的结构示意图；
图4为本实用新型中龙门支架及光学组件的结构示意图；
图5为本实用新型中下光学盒及激光切割头、精定位相机的结构示意图；
图6为本实用新型中第二升降驱动机构的结构示意图；
图7为本实用新型中粗定位影像识别装置的结构示意图；
图中数字表示：
1工作平台；2Y轴移载机构；3X轴移载机构；4旋转机构；5治具载台；6龙门支架；7上光学盒；8激光切割头；9精定位影像相机；10第一升降驱动机构；11第二升降驱动机构，110第二支撑板；12吸盘组；13粗定位影像相机；14粉尘吸尘盒；15残料收集盒；16Y轴滑板；17X轴滑板；23龙门立柱；24下光学盒；25激光器；26精定位影像镜头；27精定位环形光源；28第一伺服马达；29第二伺服马达；30激光伸缩防尘罩；32真空发生器；33数显负压表；34粗定位影像镜头；35粗定位环形光源。
【具体实施方式】
实施例：
请参照图1-图7，本实施例一种紫外硅晶圆精密激光切割装置，其包括工作平台1、固定在工作平台1上的Y轴移载机构2、受Y轴移载机构2驱动沿Y轴运动的X轴移载机构3、受X轴移载机构3驱动沿X轴运动的旋转机构4、受旋转机构4驱动进行旋转的治具载台5、位于工作平台1上方的龙门支架6、固定在龙门支架6上的第一升降驱动机构10与第二升降驱动机构11、受第一升降驱动机构10驱动进行上下运动的第一支撑板、固定在第一支撑板上的激光切割头8与精定位影像相机9、受第二升降驱动机构11驱动进行上下运动的第二支撑板110、固定在第二支撑板110上的吸盘组12、以及位于工作平台1上方一侧的粗定位影像相机13。
第一支撑板上位于激光切割头8的下方还设置有粉尘抽风盒14，粉尘抽风盒14的一个抽风口连通一抽风装置(图中未显示)。
X轴移载机构3固定在一Y轴滑板16上，旋转机构4固定在一X轴滑板17上。
治具载台5表面设置有若干吸附产品的吸风孔(图中未标识)。旋转机构4为DD马达。
本实施例还包括将治具载台5围挡住且用于收集残料的残料收集盒15。残料收集盒15的侧板上设置有往残料收集盒15内吹气的吹气接头21、22，吹气接头21、22连通一气源。
精定位影像相机9与粗定位影像相机13均与内置有定位调整程序的上位机电路连接。视觉定位是视觉应用技术领域的常规手段，属于现有技术，因此，本实施例不再赘述。
本实施例紫外硅晶圆精密激光切割装置的工作原理为：初始时，治具载台5运动到上料位置，由前置生产环节的送料装置或者人工将产品20放进治具载台5产品槽中；按下加工按钮，加工开始，第一升降驱动机构10返回到加工焦点位置，治具载台5吸附住产品并移动至粗定位影像相机13下方进行拍照，上位机识别产品20图形与治具载台5图形获得角度偏差值；治具载台5再移动至第二升降驱动机构11下方，第二升降驱动机构11驱动吸盘组12下降将产品吸住上抬，同时旋转机构4旋转驱动治具载台5旋转至与产品图形完全对正位置，其旋转角度来源于上位机获得的角度偏差值；第二升降驱动机构11驱动产品下降放置于治具载台5上，治具载台5真空吸附开启，吸住产品；然后携带产品移动至精定位影像相机9下方，第一升降驱动机构10驱动精定位影像相机9运动到工作焦点高度，旋转机构4小角度间歇性旋转，精定位影像相机9抓取Mark图像1，找到Mark图像1后旋转机构4根据设定角度旋转后精定位影像相机9抓取Mark图像2；如旋转后识别不到Mark图像2，则旋转机构4旋转返回至Mark图像1抓取位置，进行角度微调，然后继续旋转固定角度后识别Mark图像2，直至Mark图像2被抓取，同样的方式旋转找到Mark图像3，找到三个Mark图像后，产品20坐标完全确定；然后治具载台5移动至激光切割头8下方，同时第一升降驱动机构10驱动激光切割头8运动到加工焦点高度位置；激光切割头8出光，按设定好的工艺参数开始进行激光切割加工，装在激光切割头8下的粉尘收集盒14风机开启，吸走激光加工粉尘；同时，装在残料收集盒15一侧的两根吹气软管电磁阀开启，在激光切割的同时将切割脱开的残料吹落至残料收集盒15中，加工完成后治具载台5返回到初始上料位置等待将产品取出并再放入下一个待加工产品。
本实施例紫外硅晶圆精密激光切割装置的有益效果在于：通过设置相机获取产品与治具的上料状态位置，并结合驱动治具旋转机构与产品吸附抓取机构实现治具与产品的相对角度调整，使得产品能够按照设定的角度放置在治具上，再通过另一精定位相机，配合旋转机构驱动产品旋转设定角度，拍照一次，再旋转第二设定角度，拍照一次，直至能够准确的获取产品的精准坐标位置，然后再利用水平移载机构将产品移动之激光切割头下方进行激光切割加工，从而实现了自动圆形产品自动定位调整的激光切割。
以上所述的仅是本实用新型的一些实施方式。对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型创造构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。
Claims (7)
1.一种紫外硅晶圆精密激光切割装置，其特征在于：其包括工作平台、固定在所述工作平台上的Y轴移载机构、受所述Y轴移载机构驱动沿Y轴运动的X轴移载机构、受所述X轴移载机构驱动沿X轴运动的旋转机构、受所述旋转机构驱动进行旋转的治具载台、位于工作平台上方的第一升降驱动机构与第二升降驱动机构、受所述第一升降驱动机构驱动进行上下运动的第一支撑板、固定在所述第一支撑板上的激光切割头与精定位影像相机、受所述第二升降驱动机构驱动进行上下运动的第二支撑板、固定在所述第二支撑板上的吸盘组、以及位于所述工作平台上方一侧的粗定位影像相机。
2.如权利要求1所述的紫外硅晶圆精密激光切割装置，其特征在于：所述第一支撑板上位于所述激光切割头的下方还设置有粉尘抽风盒，所述粉尘抽风盒的一个抽风口连通一抽风装置。
3.如权利要求1所述的紫外硅晶圆精密激光切割装置，其特征在于：所述治具载台表面设置有若干吸附产品的吸风孔。
4.如权利要求1所述的紫外硅晶圆精密激光切割装置，其特征在于：所述旋转机构为DD马达。
5.如权利要求1所述的紫外硅晶圆精密激光切割装置，其特征在于：还包括将所述治具载台围挡住且用于收集残料的残料收集盒。
6.如权利要求5所述的紫外硅晶圆精密激光切割装置，其特征在于：还包括将产品切脱下来的残料吹入所述残料收集盒内的吹气软管，所述吹气软管连通一气源。
7.如权利要求1所述的紫外硅晶圆精密激光切割装置，其特征在于：所述精定位影像相机与所述粗定位影像相机均与内置有定位调整程序的上位机电路连接。
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| CN114309980A (zh) * | 2021-12-29 | 2022-04-12 | 浙江大学杭州国际科创中心 | 一种新型晶圆切割装置 |
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2019
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