CN212907654U - 一种硅晶圆切割激光预划线标记装置 - Google Patents
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Abstract
本新型涉及一种硅晶圆切割激光预划线标记装置，包括承载底座、作业台、升降驱动机构、环状驱动导轨、光纤激光器、激光头、引导光纤、转台机构及驱动电路，承载底座位于作业台上方，作业台侧表面通过升降驱动机构与与承载底座侧壁连接，光纤激光器与承载底座底部连接，并通过引导光纤与一个激光头连接，激光头均分别与转台机构前端面连接并同轴分布，驱动电路嵌于承载底座外侧面。本新型一方面结构简单，使用灵活方便，通用性好，可有效满足实现与多种激光切割设备配套使用的需要；另一方面在标记定位中，可灵活实现单点定位及多点连续定位作业的需要，从而极大的提高了激光预划线递给我内作业的精度和灵活性。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种输送设备，确切地说是一种硅晶圆切割激光预划线标记装置 。
背景技术
目前在进行硅晶圆激光切割等加工作业中，对硅晶圆切割作业面进行预制对位线是提高加工精度的重要环节，当前所使用的对位线划线定位的标记设备往往是通过激光发射器直接将“一”字形及“十”字形等结构光盘投射在硅晶圆表面从而达到对对位线进行预制的目的，虽然可以满足硅晶圆加工作业的需要，但当前的对位线预制设备结构相对复杂，使用灵活性可靠性差，且运行及维护成本高；另一方面当前在对对位线各坐标点定位时，往往均是激光发射器直接投射，对光斑的投射位置坐标缺乏有效的检测及误差修正能力，从而导致当前在进行硅晶圆对位线预制时的作业精度相对较差，并易对后续切割作业的精度造成严重的负面影响。
因此，针对这一现状，迫切需要开发一种硅晶圆对位线预制设备，以满足实际使用的需要。
实用新型内容
针对现有技术上存在的不足，本实用新型提供一种硅晶圆切割激光预划线标记装置，该新型一方面结构简单，使用灵活方便，通用性好，可有效满足实现与多种激光切割设备配套使用的需要；另一方面在标记定位中，可灵活实现单点定位及多点连续定位作业的需要，并在定位过程中，另可实现对单个定位点通过1—3个坐标值进行定位，从而极大的提高了激光预划线递给我内作业的精度和灵活性。
为了实现上述目的，本实用新型是通过如下的技术方案来实现：
一种硅晶圆切割激光预划线标记装置，包括承载底座、作业台、升降驱动机构、环状驱动导轨、光纤激光器、激光头、引导光纤、转台机构及驱动电路，承载底座为横断面呈“冂”字形槽状结构，位于作业台上方并与作业台间同轴分布，作业台侧表面通过至少两个升降驱动机构与与承载底座侧壁内表面连接，升降驱动机构对称分布在作业台轴线两侧，并与作业台轴线平行分布，承载底座前与作业台前端面间间距为0—50厘米，光纤激光器至少三个，嵌于承载底座内并与承载底座底部连接，且每个光纤激光器均通过引导光纤与一个激光头连接，激光头均分别与转台机构前端面连接并同轴分布，其中一个激光头为主定位头，剩余各激光头为辅助定位头，其中主定位头通过转台机构与作业台前端面连接并与作业台前端面垂直分布，环状驱动导轨为与工作台同轴分布的闭合环状结构，各辅助定位头通过转台机构与环状驱动导轨滑动连接，且各辅助定位头轴线与主定位头呈0°—70°夹角，驱动电路嵌于承载底座外侧面，并分别与升降驱动机构、环状驱动导轨、光纤激光器、转台机构电气连接。
进一步的，所述的承载底座上端面设与承载底座同轴分布的三维位移台，底部内表面设一个温度传感器，侧表面设至少一个散热口，所述散热口轴线与承载底座轴线垂直分布，且所述散热口处内设散热风机，所述三维位移台、散热风机和温度传感器均与驱动电路电气连接。
进一步的，所述的升降驱动机构对应侧承载底座侧壁设横断面为“凵”字形的定位槽，所述升降驱动机构嵌于定位槽内并与定位槽同轴分布，所述升降驱动机构上另设一个伸缩量传感器，所述伸缩量传感器与驱动电路电气连接，且所述升降驱动机构为电动伸缩杆、电动齿轮齿条机构及电动蜗轮蜗杆机构中的任意一种。
进一步的，所述的转台机构为伺服电动机驱动的三维转台，且转台机构上设至少一个角度传感器，所述激光头外侧面另设至少一个倾角传感器，此外，与环状驱动导轨连接的转台机构上另设一个位移传感器，所述角度传感器、倾角传感器及位移传感器均与驱动电路电气连接。
进一步的，所述的承载底座、作业台间通过弹性防护套连接，所述弹性防护套为与作业台同轴分布的空心管状结构。
进一步的，所述的驱动电路为基于工业单片机为基础的电路系统，且驱动电路设至少一个串口通讯端子，所述串口通讯端子嵌于承载底座外表面。
本新型一方面结构简单，使用灵活方便，通用性好，可有效满足实现与多种激光切割设备配套使用的需要；另一方面在标记定位中，可灵活实现单点定位及多点连续定位作业的需要，并在定位过程中，另可实现对单个定位点通过1—3个坐标值进行定位，从而极大的提高了激光预划线递给我内作业的精度和灵活性。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式来详细说明本实用新型。
图1为本新型整体系统构成结构示意图。
具体实施方式
为使本实用新型实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本实用新型。
如图1所示，一种硅晶圆切割激光预划线标记装置，包括承载底座1、作业台2、升降驱动机构3、环状驱动导轨4、光纤激光器5、激光头6、引导光纤7、转台机构8及驱动电路9，承载底座1为横断面呈“冂”字形槽状结构，位于作业台2上方并与作业台2间同轴分布，作业台2侧表面通过至少两个升降驱动机构3与与承载底座1侧壁内表面连接，升降驱动机构3对称分布在作业台2轴线两侧，并与作业台2轴线平行分布，承载底座1前与作业台2前端面间间距为0—50厘米，光纤激光器5至少三个，嵌于承载底座1内并与承载底座1底部连接，且每个光纤激光器5均通过引导光纤7与一个激光头6连接，激光头6均分别与转台机构8前端面连接并同轴分布，其中一个激光头6为主定位头，剩余各激光头6为辅助定位头，其中主定位头通过转台机构8与作业台2前端面连接并与作业台2前端面垂直分布，环状驱动导轨4为与工作台2同轴分布的闭合环状结构，各辅助定位头通过转台机构8与环状驱动导轨4滑动连接，且各辅助定位头轴线与主定位头呈0°—70°夹角，驱动电路9嵌于承载底座1外侧面，并分别与升降驱动机构3、环状驱动导轨4、光纤激光器5、转台机构8电气连接。
本实施例中，所述的承载底座1上端面设与承载底座1同轴分布的三维位移台13，底部内表面设一个温度传感器10，侧表面设至少一个散热口11，所述散热口11轴线与承载底座1轴线垂直分布，且所述散热口11处内设散热风机12，所述三维位移台、散热风机和温度传感器均与驱动电路电气连接。
进一步优化的，所述的升降驱动机构3对应侧承载底座1侧壁设横断面为“凵”字形的定位槽14，所述升降驱动机构3嵌于定位槽14内并与定位槽14同轴分布，所述升降驱动机构3上另设一个伸缩量传感器15，所述伸缩量传感器15与驱动电路9电气连接，且所述升降驱动机构3为电动伸缩杆、电动齿轮齿条机构及电动蜗轮蜗杆机构中的任意一种。
同时，所述的转台机构8为伺服电动机驱动的三维转台，且转台机构8上设至少一个角度传感器16，所述激光头6外侧面另设至少一个倾角传感器17，此外，与环状驱动导轨4连接的转台机构8上另设一个位移传感器18，所述角度传感器16、倾角传感器17及位移传感器18均与驱动电路9电气连接。
进一步优化的，所述的承载底座1、作业台2间通过弹性防护套19连接，所述弹性防护套19为与作业台2同轴分布的空心管状结构。
进一步优化的，所述的驱动电路9为基于工业单片机为基础的电路系统，且驱动电路设至少一个串口通讯端子20，所述串口通讯端子10嵌于承载底座1外表面。
本新型在具体实施中，首先对构成本新型的承载底座、作业台、升降驱动机构、环状驱动导轨、光纤激光器、激光头、引导光纤、转台机构及驱动电路进行组装，然后将组装后本新型通过承载底座的三维位移台安装到激光划线设备或激光切割设备上，最后将本新型驱动电路与激光划线设备或激光切割设备的控制电路进行电气连接，即可完成本新型装配，且在装配过程中，可根据需要，设置多个光纤激光器，并通过光纤激光器设置多个激光头以满足对位线刻画标记作业的需要。
在运行中，首先由三维位移台与激光划线设备或激光切割设备的调节驱动机构间共同运行，同时通过升降驱动机构驱动调节作业台与硅晶圆表面间间距进行调整作业，实现对本新型在水平方向和竖直方向上的位置进行定位，从而完成对本新型作业位置进行灵活调整作业的目的。
在完成定位作业后，同时驱动各光纤激光器运行，并通过引导光纤将各光纤激光器的激光信号通过激光头直接投射到硅晶圆表面上，并使各激光头中的主定位头光轴直接与硅晶圆表面垂直分布，然后一方通过环状驱动导轨调整各辅助定位头环绕主定位头分布，并使相邻两个辅助定位头间圆心角为10°—135°；另一方面通过转台机构调整各辅助定位头光轴与主定位头光轴相交，并使各辅助定位头光斑与主定位头光斑重合，即可达到为一个标记点通过多个坐标值进行检测纠偏的目的；
同时，在定位标记作业时，另可调整各辅助定位头的激光头光轴与主定位头光轴平行分布，然后通过环状驱动导轨根据切割路径，调整各辅助定位的递给我内位置，从而实现通过主定位头及其两侧辅助定位头同时在硅晶圆表面投射光斑，并通过三个光斑确定出一条切割作业面的位置，从而达到对切割作业面轨迹进行检测纠偏定位的目的。
在本新型运行中，可通过转台机构上角度传感器、位移传感器及激光头的倾角传感器对各激光头定位参数进行采集低各激光头工作位置坐标参数进行精确测量并记录，从而进一步提高硅晶圆表面对位线刻画预制作业的精度。
此外，本新型运行中，另可通过承载底座的温度传感器及散热风机为承载底座内各光纤激光器进行强制降温，提高运行稳定性的目的。
本新型一方面结构简单，使用灵活方便，通用性好，可有效满足实现与多种激光切割设备配套使用的需要；另一方面在标记定位中，可灵活实现单点定位及多点连续定位作业的需要，并在定位过程中，另可实现对单个定位点通过1—3个坐标值进行定位，从而极大的提高了激光预划线递给我内作业的精度和灵活性。
本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制。上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理。在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进。这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
Claims (6)
1.一种硅晶圆切割激光预划线标记装置，其特征在于：所述的硅晶圆切割激光预划线标记装置包括承载底座、作业台、升降驱动机构、环状驱动导轨、光纤激光器、激光头、引导光纤、转台机构及驱动电路，所述承载底座为横断面呈“冂”字形槽状结构，位于作业台上方并与作业台间同轴分布，所述作业台侧表面通过至少两个升降驱动机构与承载底座侧壁内表面连接，所述升降驱动机构对称分布在作业台轴线两侧，并与作业台轴线平行分布，所述承载底座前与作业台前端面间间距为0—50厘米，所述光纤激光器至少三个，嵌于承载底座内并与承载底座底部连接，且每个光纤激光器均通过引导光纤与一个激光头连接，所述激光头均分别与转台机构前端面连接并同轴分布，其中一个激光头为主定位头，剩余各激光头为辅助定位头，其中所述主定位头通过转台机构与作业台前端面连接并与作业台前端面垂直分布，所述环状驱动导轨为与工作台同轴分布的闭合环状结构，各辅助定位头通过转台机构与环状驱动导轨滑动连接，且各辅助定位头轴线与主定位头呈0°—70°夹角，所述驱动电路嵌于承载底座外侧面，并分别与升降驱动机构、环状驱动导轨、光纤激光器、转台机构电气连接。
2.根据权利要求1所述的一种硅晶圆切割激光预划线标记装置，其特征在于：所述的承载底座上端面设与承载底座同轴分布的三维位移台，底部内表面设一个温度传感器，侧表面设至少一个散热口，所述散热口轴线与承载底座轴线垂直分布，且所述散热口处内设散热风机，所述三维位移台、散热风机和温度传感器均与驱动电路电气连接。
3.根据权利要求1所述的一种硅晶圆切割激光预划线标记装置，其特征在于：所述的升降驱动机构对应侧承载底座侧壁设横断面为“凵”字形的定位槽，所述升降驱动机构嵌于定位槽内并与定位槽同轴分布，所述升降驱动机构上另设一个伸缩量传感器，所述伸缩量传感器与驱动电路电气连接，且所述升降驱动机构为电动伸缩杆、电动齿轮齿条机构及电动蜗轮蜗杆机构中的任意一种。
4.根据权利要求1所述的一种硅晶圆切割激光预划线标记装置，其特征在于：所述的转台机构为伺服电动机驱动的三维转台，且转台机构上设至少一个角度传感器，所述激光头外侧面另设至少一个倾角传感器，此外，与环状驱动导轨连接的转台机构上另设一个位移传感器，所述角度传感器、倾角传感器及位移传感器均与驱动电路电气连接。
5.根据权利要求1所述的一种硅晶圆切割激光预划线标记装置，其特征在于：所述的承载底座、作业台间通过弹性防护套连接，所述弹性防护套为与作业台同轴分布的空心管状结构。
6.根据权利要求1所述的一种硅晶圆切割激光预划线标记装置，其特征在于：所述的驱动电路为基于工业单片机为基础的电路系统，且驱动电路设至少一个串口通讯端子，所述串口通讯端子嵌于承载底座外表面。
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Cited By (1)
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|---|---|---|---|---|
| CN113523546A (zh) * | 2021-08-02 | 2021-10-22 | 江苏芯丰集成电路有限公司 | 一种用于集成电路的激光打标系统及其方法 |
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2020
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Cited By (2)
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| CN113523546A (zh) * | 2021-08-02 | 2021-10-22 | 江苏芯丰集成电路有限公司 | 一种用于集成电路的激光打标系统及其方法 |
| CN113523546B (zh) * | 2021-08-02 | 2022-03-25 | 江苏芯丰集成电路有限公司 | 一种用于集成电路的激光打标系统及其方法 |
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