-
Diese Anmeldung beansprucht die Priorität der
chinesischen Anmeldung Nr. 201510239300.X mit dem Titel "LASER PROCESSING METHOD FOR SAPPHIRE", die am 12. Mai 2015 eingereicht wurde und hier in ihrer Gesamtheit durch Bezugnahme eingeschlossen ist.
-
GEBIET DER ERFINDUNG
-
Die vorliegende Offenbarung betrifft das technische Gebiet der Laserbearbeitung und betrifft insbesondere ein Laserbearbeitungsverfahren, eine Vorrichtung für Saphir sowie ein Speichermedium.
-
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
-
Bei der Lasermikropräzisionsbearbeitung für Halbleiter, wie LED-Wafer und dergleichen, ist das zu verwendende Saphirsubstrat gewöhnlich ein Wafer mit einer c-Ebene. Wie in 1 gezeigt ist, muss während des Laservereinzelungsprozesses des LED-Wafers das gesamte Stück des kreisförmigen Wafers in eine Mehrzahl einzelner Kernpartikel mit rechtwinkliger Form geteilt werden. Zwei gegenseitig rechtwinklige Vereinzelungsrichtungen entsprechen allgemein einer a-Ebene und einer m-Ebene des Saphirkristalls, und die a-Ebene und die m-Ebene sind beide rechtwinklig zu der c-Ebene. Da die m-Ebene nahe an der r-Ebene (Spaltebene) liegt und die r-Ebene nicht rechtwinklig zu der c-Ebene ist und einen gewissen Neigungswinkel zu der c-Ebene bildet, werden die einzelnen endgültigen Kernpartikel tatsächlich entlang der r-Ebene nach dem Laservereinzeln gebrochen, so dass eine gewisse Abweichung zwischen dem Laserbearbeitungspunkt, der der CCD-Kamera (CCD von charge-coupled device) entspricht, und der tatsächlichen Rissposition des Wafers besteht, wodurch bewirkt wird, dass der tatsächliche Riss von der Zwischenposition des Vereinzelungspfades abweicht. Wenn der Vereinzelungspfad eine größere Breite besitzt, erstreckt sich der tatsächliche Riss nicht in das Gebiet der emittierenden Elektrode (Elektrode) des Chips. Jedoch wird während des eigentlichen Prozesses, um die Produktion so stark wie möglich zu erhöhen, die Breite des Vereinzelungspfades zunehmend kleiner. Wenn der Riss von der Zwischenposition des Vereinzelungspfades abweicht, wird das emittierende Elektrodengebiet des Chips verkratzt, wodurch die Endausbeute beeinträchtigt wird.
-
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
-
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen ist die vorliegende Offenbarung auf ein Laserbearbeitungsverfahren, eine Vorrichtung für Saphir und ein Speichermedium gerichtet.
-
Ein Laserbearbeitungsverfahren für Saphir umfasst:
Aufnehmen eines Bildes des Saphirs während der Bearbeitung;
Ausführung einer Randdetektion an dem Bild, um eine Koordinate eines Risses zu erhalten;
Bestimmen eines Offsetparameters gemäß der Koordinate des Risses;
Einstellen einer Laserbearbeitungsposition gemäß dem Offsetparameter; und
weiteres Bearbeiten des Saphirs gemäß der eingestellten Laserbearbeitungsposition.
-
Es ist eine Laserbearbeitungsvorrichtung für den Saphir vorgesehen, die einen Prozessor; und einen Speicher, der Anweisungen speichert, aufweist, die bei Ausführung durch den Prozessor zur Folge haben, dass der Prozessor Betriebsabläufe ausführt, umfassend:
Aufnehmen eines Bildes des Saphirs während der Bearbeitung;
Ausführen einer Randdetektion an dem Bild, um eine Koordinate eines Risses zu erhalten;
Bestimmen eines Offsetparameters gemäß der Koordinate des Risses;
Einstellen einer Laserbearbeitungsposition gemäß dem Offsetparameter; und
weiteres Bearbeiten des Saphirs gemäß der eingestellten Laserbearbeitungsposition.
-
Ein nichtflüchtiges computerlesbares Medium speichert Anweisungen, die bei Ausführung durch einen oder mehrere Prozessoren zur Folge haben, dass der eine oder die mehreren Prozessoren Betriebsabläufe ausführen, umfassend:
Aufnehmen eines Bildes des Saphirs während der Bearbeitung;
Ausführung einer Randdetektion an dem Bild, um eine Koordinate eines Risses zu erhalten;
Bestimmen eines Offsetparameters gemäß der Koordinate des Risses;
Einstellen einer Laserbearbeitungsposition gemäß dem Offsetparameter; und
weiteres Bearbeiten des Saphirs gemäß der eingestellten Laserbearbeitungsposition.
-
Diese und andere Aufgaben, Vorteile, Zwecke und Merkmale werden bei Betrachtung der folgenden Beschreibung in Verbindung mit den Zeichnungen offensichtlich.
-
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
-
Die Komponenten in den Zeichnungen sind nicht unbedingt maßstabsgetreu, wobei die Betonung stattdessen auf einer klaren Darstellung der Grundsätze der vorliegenden Offenbarung gerichtet ist. Überdies bezeichnen in den Zeichnungen gleiche Bezugszeichen entsprechende Teile in den verschiedenen Ansichten.
-
1 ist ein Zelleneinheitsdiagramm eines Saphirs gemäß einer Ausführungsform;
-
2 ist eine Draufsicht, die eine Vereinzelungsrichtung eines Saphirwafers gemäß einer Ausführungsform zeigt;
-
3 ist eine Schnittansicht, die ein herkömmliches Vereinzelungsverfahren eines Saphirwafers entlang einer Zwischenposition des Vereinzelungspfades zeigt;
-
4 ist ein schematisches strukturelles Diagramm einer Laserbearbeitungsvorrichtung für einen Saphirwafer gemäß einer Ausführungsform;
-
5 ist ein Flussdiagramm eines Laserbearbeitungsverfahrens für einen Saphir gemäß einer Ausführungsform;
-
6 ist eine Schnittansicht, die ein Vereinzelungsverfahren eines Saphirwafers entlang der Zwischenposition des Vereinzelungspfades gemäß einer Ausführungsform zeigt;
-
7 ist eine Schnittansicht, die ein Vereinzelungsverfahren eines Saphirwafers nach Einstellen des Bearbeitungsabschnitts gemäß einer Ausführungsform zeigt;
-
8 ist eine Draufsicht, die eine relative Position zwischen einer Bearbeitungsebene des Saphirs und der Mitte des Bildes gemäß einer Ausführungsform zeigt;
-
9 ist ein Flussdiagramm eines Verfahrens zum Extrahieren der Koordinate des Risses gemäß einer Ausführungsform;
-
10 ist ein Flussdiagramm eines Verfahrens zum Berechnen eines Offsetparameters gemäß einer Ausführungsform; und
-
11 zeigt eine Position des Risses in dem aufgenommenen Bild gemäß einer Ausführungsform.
-
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSFORMEN
-
Die obigen Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden durch Beschreibung von detaillierten Ausführungsformen derselben mit Bezug auf die begleitenden Zeichnungen offensichtlich. Ferner sei dem Fachmann zu verstehen, dass er andere Ausführungsformen der Offenbarung ohne eines oder mehrere der oben beschriebenen Einzelheiten ausführen kann.
-
1 zeigt ein Zelleneinheitsdiagramm eines Saphirs. Das Saphirsubstrat, das in dem LED-Feld verwendet ist, ist gewöhnlich ein Wafer mit einer c-Ebene. Zwei zueinander rechtwinklige Vereinzelungsrichtungen des Wafers entsprechen allgemein einer m-Ebene und einer a-Ebene. Bezug nehmend auf 2 sind die beiden Vereinzelungsrichtungen für den Wafer eine m-Achse und eine a-Achse, die rechtwinklig zu der m-Ebene bzw. der a-Ebene stehen. 2 ist eine Projektion von 1 in der c-Ebene, bei der der flache Rand parallel zu der m-Achse ist.
-
Wie in 1 zu sehen ist, befindet sich die m-Ebene nahe an der r-Ebene (Spaltebene). Beim Vereinzeln der m-Ebene neigt der Wafer zum Reißen an der r-Ebene aufgrund der Charakteristiken der r-Ebene des Saphirkristalls. Demgemäß ist nach dem Laservereinzeln die tatsächliche Rissebene die r-Ebene anstatt die m-Ebene, so dass ein gewisser Neigungswinkel zwischen der r-Ebene und der c-Ebene in der bearbeiteten Probe vorhanden ist.
-
Bezug nehmend auf 3 ist in der Industrie zum Laservereinzeln von LED-Wafern der Laserstrahl in dem Saphirsubstrat so fokussiert, dass er eine Mehrzahl konvergenter Punkte bildet, und der Saphir reißt unter Verwendung der Spannung, die durch die konvergenten Punkte gebildet ist. Eine Elektrode 1 mit rechtwinkligen periodischen Mustern wird auf dem Saphirsubstrat aufgewachsen, die durch Vereinzelungspfade 2 rechtwinklig zueinander getrennt ist. Da die r-Ebene schräg gerissen ist, ist es möglich, dass die tatsächliche Rissposition sich nicht in einer Zwischenposition des Vereinzelungspfades 2 befindet oder der Riss sogar das Mustergebiet der Elektrode 1 erreichen kann, so dass schadhafte Produkte erzeugt werden und die Ausbeute reduziert ist.
-
Die Rissrichtung der r-Ebene wird von dem Querschnitt der a-Ebene beobachtet. Der Laserstrahl 3 wird vertikal auf das Innere des Saphirsubstrats gestrahlt, um einen konvergenten Punkt 4 zu bilden, und die Einfallsposition des Laserstrahls 3 ist mit der Zwischenposition O des Vereinzelungspfades 2 ausgerichtet. Jedoch ist aufgrund der Anwesenheit der r-Ebene der tatsächliche Riss 5 nicht an der Zwischenposition O des Vereinzelungspfades 2 angeordnet, was in einer ungleichmäßigen Elektrodenfläche resultiert und die Bearbeitungsausbeute beeinträchtigt. Wenn die Breite des Vereinzelungspfades kleiner als 30 µm oder noch kleiner ist, besteht die Tendenz, dass sich der Riss 5 in die Elektrode 1 ausbreitet, wodurch schadhafte Produkte erzeugt werden.
-
4 ist ein schematisches Diagramm eines Laserbearbeitungssystems für Saphir. In dem Laserbearbeitungssystem dient eine Vorrichtung 7 als eine Steuervorrichtung für die Bearbeitungsumgebung, die jede Komponente der Bearbeitungsumgebung zur Implementierung eines Laserbearbeitungsverfahrens steuern kann. Eine Laser Kondensorlinse 17 weist sowohl eine Laserbearbeitungsfunktion als auch eine Bildgebungsfunktion auf. Eine CCD-Kamera 14 ist derart konfiguriert, ein Oberflächenbild und den Riss eines Saphirwafers 18 zu betrachten. Während der spezifischen Bildgebungsvorgehensweise werden eine Punktlichtquelle 8 und eine Flächenlichtquelle 22 gleichzeitig eingeschaltet, so dass optimale Bildgebungsergebnisse der Rückseite des Saphirs erhalten werden können, und das Bild ist leicht zu identifizieren, um eine Bilderfassung zu unterstützen. Die CCD-Kamera 14 ist mit der Vorrichtung 7 verbunden, wodurch ein Monitor der Vorrichtung 7 das Bild in einem gesamten Bildgebungssichtfeld der CCD-Kamera anzeigen kann. Ein Laserstrahl 16 verläuft durch einen Strahlteiler 12 und tritt in eine Kondensorlinse 17 ein, wobei der Fokus auf das Innere des Saphirs 18 eingestellt wird, um einen konvergenten Laserpunkt 4 zu bilden. Ein Montagetisch 19 führt eine geradlinige gleichförmige Bewegung entlang einer Richtung der a-Achse aus, so dass die m-Ebene des Saphirs bearbeitet wird.
-
Bezug nehmend auf 5 ist ein Laserbearbeitungsverfahren für den Saphir vorgesehen. Bei der gezeigten Ausführungsform kann das Verfahren auf das Laserbearbeitungssystem für den Saphir, wie in 4 gezeigt ist, angewendet werden. Die Vorrichtung 7 kann ein Laserbearbeitungsprogramm für den Saphir betreiben, und das Laserbearbeitungsverfahren ist durch das Laserbearbeitungsprogramm für den Saphir implementiert. Das Verfahren umfasst spezifisch die folgenden Schritte:
Bei Schritt 502 wird ein Bild des Saphirs während der Bearbeitung aufgenommen.
-
Insbesondere kann während der Saphirbearbeitung die Vorrichtung 7 das Bild des Saphirs über die CCD-Kamera 14 aufnehmen, die mit der Vorrichtung 7 verbunden ist. Die CCD-Kamera 14 kann das Bild des Saphirs in dem Sichtfeld an die Vorrichtung 7 übertragen, und dann kann die Vorrichtung 7 das Bild in dem Sichtfeld der CCD-Kamera 14 an dem Monitor anzeigen. Das Bild kann ein Teilbild sein, das gemäß einem gewissen Mehrfachen durch die CCD-Kamera während der Laserbearbeitung vergrößert ist, so dass der während der Saphirbearbeitung erzeugte Riss von dem Teilbild betrachtet werden kann, das gemäß einem gewissen Mehrfachen vergrößert ist.
-
Bei einer Ausführungsform umfasst der Schritt 502: Bearbeiten des Saphirs entlang eines Zwischenpunktes eines Vereinzelungspfades, wodurch der Riss an dem Saphir gebildet ist; und Aufnehmen des Bildes des Saphirs mit dem Riss.
-
Insbesondere beginnt Bezug nehmend auf 6 an der m-Ebene die Bearbeitung durch Positionieren des Laserstrahls, der mit der Zwischenposition O eines Vereinzelungspfades 20 auszurichten ist. Der Laserstrahl 30 strahlt vertikal in das Saphirsubstrat an der Zwischenposition O eines Vereinzelungspfades 20, und der konvergente Punkt 40 wird in dem Saphir gebildet. Es wird ein tatsächlicher Riss 50 erzeugt, der jedoch nicht an der Zwischenposition O des Vereinzelungspfades 20 angeordnet ist. Die Vorrichtung 7 kann das Bild des Saphirs mit dem Riss 50 über die CCD-Kamera aufnehmen, und das Bild des Saphirs mit dem Riss 50 kann angezeigt werden, so dass der Riss 50 des Saphirs von dem Bild des Saphirs betrachtet werden kann. Durch Reduzierung der Breite des Vereinzelungspfades 20 kann die Ausbeute des einzelnen Chips, der aus demselben Wafer erzeugt wird, erhöht werden. Der Saphir umfasst eine Vorderseite und eine Rückseite mit einer Elektrode 10, der ineinander gesetzte Vereinzelungspfad 20 ist an der Rückseite gebildet, und die Elektrode 10 wird durch den Vereinzelungspfad 20 getrennt.
-
Bei einer Ausführungsform umfasst das Aufnehmen des Bildes des Saphirs mit dem Riss: Steuern einer Lichtquelle und Strahlen von Licht, das durch die Lichtquelle erzeugt wird, auf den Saphir mit dem Riss; und Aufnehmen des Bildes des durch das Licht bestrahlten Saphirs.
-
Bei einer Ausführungsform umfasst das Aufnehmen des Bildes des durch das Licht bestrahlten Saphirs: Übertragen einer Bilderfassungsanweisung an eine CCD-Kamera, und Aufnehmen des Bildes des durch das Licht bestrahlten Saphirs durch die CCD-Kamera in einem Sichtfeld gemäß der Bilderfassungsanweisung.
-
Insbesondere kann Bezug nehmend auf 4 die Vorrichtung 7 die Punktlichtquelle 8 und die Flächenlichtquelle 22 steuern. Licht, das von der Punktlichtquelle 8 emittiert wird, läuft durch eine konvexe Linse 9, einen Reflektor mit 45 Grad, eine konvexe Linse 11, einen Strahlteiler 12 und tritt in die Kondensorlinse 17 ein. Die konvexe Linse 9 und die konvexe Linse 11 sind konjugierte Linsensätze, die so konfiguriert sind, divergierendes Licht von der Punktlichtquelle 8 in paralleles Licht umzuwandeln. Die Punktlichtquelle 8 emittiert paralleles weißes Licht, das an der Rückseite des Saphirs 18 durch die kondensierte Linse fokussiert ist und auf den Strahlteiler 12 reflektiert wird und in die konvexe Linse 13 eintritt und schließlich die CCD-Kamera 14 erreicht. Durch vernünftiges Einstellen einer relativen Distanz zwischen der CCD-Kamera 14 und der Rückseite des Saphirs 18 kann das Bild der Rückseite des Saphirs 18 durch die CCD-Kamera 14 aufgenommen werden. Inzwischen verläuft das Licht im nahen Infrarot, das von der Flächenlichtquelle 22 emittiert wird, durch den Montagetisch 19, den Saphir 18, die kondensierte Linse 17, den Strahlteiler 12 und die konvexe Linse 13 und erreicht schließlich die CCD-Kamera 14. Durch vernünftiges Einstellen einer relativen Distanz zwischen der CCD-Kamera 14 und der Rückseite des Saphirs 18 kann das Bild der Rückseite des Saphirs 18 von der CCD-Kamera 14 aufgenommen werden.
-
Bezug nehmend auf 4 und 8 kann die CCD-Kamera 14 auch bei der Ausrichtung des Vereinzelungspfades der Elektrodenfläche an der Vorderseite des Saphirs verwendet werden. Die Vorderseite des Saphirs 18 ist durch einzelne Chippartikel, die periodisch angeordnet sind, zusammengesetzt. Die Vorderseite kann entlang einer Richtung einer a-Achse vereinzelt werden. Der Vereinzelungspfad weist eine gewisse Breite auf. In der Mitte 21 der CCD-Kamera befindet sich ein Fadenkreuz, die verwendet wird, den Vereinzelungspfad 2 auszurichten und zu identifizieren. Vor dem Vereinzeln wird die Mitte der CCD-Kamera mit der Mitte des Vereinzelungspfades 2 ausgerichtet. Insbesondere kann 8 als ein Bild angesehen werden, das von dem Monitor der Vorrichtung 7 angezeigt wird, bei dem das zentrale Fadenkreuz der CCD-Kamera an der geometrischen Mitte des angezeigten Bildes angeordnet ist. Das Bild kann durch Einschalten der Flächenlichtquelle 22 von 7 und Einstellen einer relativen Distanz zwischen der CCD-Kamera 14 und der Fläche des Saphirs 18 aufgenommen werden.
-
Licht von der Flächenlichtquelle 22 kann in den Montagetisch und den Saphir 18 eindringen, so dass die Bilder der Ebene bei einer Tiefe des Saphirs entlang der Dickenrichtung von der CCD-Kamera 14 erfasst werden können, wobei diese Bilder ein Elektrodenmuster an der Vorderseite des Saphirs, die Bilder der Vereinzelungspfade, die Bilder der konvergenten Punkte 4 innerhalb des Saphirs und die Bilder des Risses an der Rückseite des Saphirs, etc. aufweisen. Die Bilder der verschiedenen Tiefen können durch Einstellen der relativen Distanz zwischen der CCD-Kamera 14 und der Fläche des Saphirs 18 aufgenommen werden. Insbesondere können bezüglich des Risses an der Rückseite des Saphirs die Flächenlichtquelle 22 und die Punktlichtquelle 8 simultan eingeschaltet werden, wobei dann der Fokus der kondensierten Linse auf die Rückseite des Saphirs eingestellt wird und die Helligkeit der Flächenlichtquelle und Punktquelle eingestellt werden können, so dass der Riss mit der besten Schärfe zum Aufnehmen durch die CCD-Kamera 14 erhalten werden kann. Während der Herstellung des LED-Chips können die Beschichtungen an der Rückseite des Saphirs Unterschiede aufweisen, was verschiedene Bildgebungseffekte bewirkt. Demgemäß sieht die vorliegende Erfindung zwei Lichtquellen zur Bildgebung vor, um so die Bildgebungsunterschiede aufgrund der Beschichtung aufzulösen, so dass die Risse an der Rückseite des Saphirs leicht identifiziert und aufgenommen werden können. Zusätzlich kann die Punktlichtquelle 8 eine Weißlichtquelle sein, und die Flächenlichtquelle 22 kann eine Lichtquelle im nahen Infrarot sein.
-
In dem Schritt 504 wird eine Randdetektion an dem Bild ausgeführt, um eine Koordinate eines Risses zu erhalten.
-
Insbesondere wird, nachdem die Vorrichtung 7 das Bild des Saphirs aufgenommen hat, eine Behandlung zum Entrauschen an dem Bild ausgeführt, wobei dann die Randdetektion an dem entrauschten Bild unter Verwendung eines Randdetektionsalgorithmus ausgeführt wird. Der Rand des Risses wird durch die Randdetektion bestimmt, und die Koordinaten der Punkte an dem Rand des Risses in dem Bild werden bestimmt, was einen Koordinatensatz bildet.
-
Bei Schritt 506 wird ein Offsetparameter gemäß der Koordinate des Risses bestimmt.
-
Insbesondere wird eine Mittelkoordinate des Bildes aufgenommen, und Koordinaten der Punkte an dem Rand des Risses werden mit der Mittelkoordinate verglichen, um so den Offsetparameter des Risses in Bezug auf die Mittelkoordinate des Bildes zu bestimmen. Der Offsetparameter kann verwendet werden, eine Positionsbeziehung zwischen dem Riss und dem Mittelpunkt des Bildes anzugeben.
-
Bei Schritt 508 wird eine Laserbearbeitungsposition gemäß einem Offsetparameter eingestellt.
-
Genauer entspricht der Mittelpunkt des Bildes, das von der Vorrichtung 7 angezeigt ist, der Laserbearbeitungsposition, was die Position ist, bei der der Laserstrahl 16 in den Saphir gestrahlt wird. Die Vorrichtung 7 kann die Einfallsposition des Laserstrahls 16 an dem Saphir gemäß dem Offsetparameter einstellen.
-
Bei einer Ausführungsform wird Bezug nehmend auf 6 und 7 die Position der konvergenten Laserpunkte 40', die innerhalb des Wafers durch den Laser 30 erzeugt werden, eingestellt, und die Laserbearbeitungsposition wird so eingestellt, dass der Riss zu der Zwischenposition des Vereinzelungspfades orientiert ist. Bei der gezeigten Ausführungsform kann, da der Riss 50, der durch die Bearbeitung an der Zwischenposition O des Vereinzelungspfades erzeugt ist, nach rechts verschoben werden muss, die Laserbearbeitungsvorrichtung nach rechts bewegt werden, so dass der Riss 50' gerade an der Zwischenposition O des Vereinzelungspfades angeordnet ist. Es sei angemerkt, dass die Distanz zum Bewegen nach rechts nicht größer als eine Hälfte der Breite des Vereinzelungspfades ist. Zusätzlich kann die Distanz zum Bewegen nach rechts die Distanz zwischen dem Riss 50 und der Zwischenposition O des Vereinzelungspfades sein.
-
Bei Schritt 510 wird der Saphir gemäß der eingestellten Laserbearbeitungsposition weiter verarbeitet.
-
Genauer steuert die Vorrichtung 7 den Laser, so dass der Laserstrahl 16, der durch den Laser erzeugt ist, gemäß der eingestellten Position auf den Saphir gestrahlt wird.
-
Bei der gezeigten Ausführungsform wird das Bild des Saphirs während der Bearbeitung des Saphirs aufgenommen. Durch die Analyse und Bearbeitung des aufgenommenen Bildes werden die Koordinaten der Risse in dem Saphir detektiert. Der Offsetparameter wird gemäß den Koordinaten der Risse bestimmt, so dass die Laserbearbeitungsposition gemäß dem Offsetparameter eingestellt werden kann. Der Offsetparameter wird schließlich durch die Bildbearbeitung basierend auf den Koordinaten der Risse in dem Bild erhalten, wodurch die Genauigkeit der Bearbeitung des Saphirs wie auch die Qualität des bearbeiteten Saphirs verbessert werden können.
-
Bezug nehmend auf 9 weist bei einer Ausführungsform der Schritt 504 einen Bildbearbeitungsschritt auf, der insbesondere umfasst, wie folgt:
Bei Schritt 902 wird ein Grauskalenhistogramm des Bildes erzeugt.
-
Insbesondere zählt die Vorrichtung 7 die Anzahl von Pixeln jedes Grauskalenwertes in dem aufgenommenen Bild und berechnet die Häufigkeit des Auftretens jedes Grauskalenwertes gemäß der Anzahl von Pixeln jedes Grauskalenwertes, wobei das Grauskalenhistogramm dann gemäß der berechneten Häufigkeit des Auftretens jedes Grauskalenwertes erzeugt wird.
-
Bei Schritt 904 wird ein Normalisierungsprozess an dem Bild gemäß dem Grauskalenhistogramm ausgeführt.
-
Insbesondere wird die Häufigkeit jedes Grauskalenwertes in dem Grauskalenhistogramm extrahiert, und der Normalisierungsprozess des Grauskalenwertes wird an dem Bild gemäß der Häufigkeit jedes Grauskalenwertes ausgeführt, so dass die Grauskalendifferenz des Risses in dem Bild offensichtlicher wird.
-
Bei Schritt 906 wird die Randdetektion an dem normalisierten Bild ausgeführt, um die Koordinate des Risses aufzunehmen.
-
Insbesondere wird ein Randdetektionsalgorithmus ausgeführt, um die Randdetektion an dem normalisierten Bild auszuführen, so dass der Rand des Risses an dem Saphir in dem Bild detektiert wird und die Koordinaten der Punkte an dem Rand des Risses in dem Bild extrahiert werden.
-
Bei einer Ausführungsform weist der Schritt 906 einen Schritt zum Ziehen für ein interessierendes Gebiet auf, das insbesondere umfasst, wie folgt: Ziehen eines interessierenden Gebietes in das normalisierte Bild; und Ausführen der Randdetektion an dem interessierenden Gebiet, um die Koordinate des Risses aufzunehmen.
-
Bei einer Ausführungsform weist der Schritt 906 die folgenden Schritte auf: Ausführen der Randdetektion an dem Bild, um ein Profil des Risses zu erhalten; und Extrahieren einer Koordinate des Profils des Risses in dem Bild.
-
Insbesondere führt die Vorrichtung 7 die Randdetektion an dem Bild unter Verwendung eines Canny-Operators aus (d.h. ein mehrstufiger Algorithmus zur Randdetektion). Der Rand des Risses des Saphirs in dem Bild wird unter Verwendung der Randdetektion basierend auf dem Canny-Operator bestimmt, und die Koordinaten der Punkte des Randes des Risses in dem Bild werden berechnet, wodurch ein Koordinatentupel als [(x1, y1), (x2, y2), ...] gebildet wird. Ferner wird das interessierende Gebiet in das Bild gezogen, und die Randdetektion wird an dem interessierenden Gebiet unter Verwendung des Canny-Operators ausgeführt.
-
Bei der gezeigten Ausführungsform kann der Bildnormalisierungsprozess einen offensichtlicheren Riss in dem Bild sicherstellen, so dass der Riss in dem Bild leicht identifiziert werden kann. Durch Ziehen des interessierenden Gebietes, das den Riss enthält, gemäß dem normalisierten Bild, wird die Interferenz des Bildes außerhalb des interessierenden Bereiches reduziert, wodurch die Genauigkeit der Bildbearbeitung verbessert wird.
-
Bei einer Ausführungsform weist der Schritt 506 einen Schritt zum Berechnen des Offsetparameters auf, der insbesondere umfasst, wie folgt:
Bei Schritt 1002 wird eine Mittenkoordinate des Bildes erhalten.
-
Insbesondere betrifft die Mittenkoordinate des Bildes die Koordinate der Mitte des Sichtfeldes der CCD-Kamera 14, die auch die Koordinate der Mitte des Bildes ist, das von der CCD-Kamera 14 aufgenommen und durch die Vorrichtung 7 angezeigt ist, und die Mitte des Bildes entspricht der Laserbearbeitungsposition. Die Mitte des Bildes kann mit einem speziellen Kennzeichen bezeichnet werden, wie einem roten Punkt oder einem Kreuz. Die Mittenkoordinate des Bildes kann konstant sein, wenn beispielsweise das Koordinatensystem unter Verwendung der Mittenkoordinate als ein Ursprung hergestellt wird, so dass die Mittenkoordinaten des Bildes (0,0) sind. Das Bild ist ein Teilbild des Saphirs, das durch die CCD gemäß einem gewissen Mehrfachen während der Laserbearbeitung genommen wird. Der während der Bearbeitung des Saphirs erzeugte Riss kann von dem Teilbild des Saphirs betrachtet werden, das von der CCD gemäß einem gewissen Mehrfachen genommen ist. Bei Schritt 1004 wird ein Durchschnittswert der Koordinate des Risses berechnet.
-
Insbesondere werden die Koordinaten, die dem Punkt an dem Rand des Risses entsprechen, extrahiert, und der Durchschnittswert der Koordinate, die einer anderen Koordinatenachse entspricht, werden jeweils berechnet, und der erhaltene Durchschnittswert gemäß den Berechnungsergebnissen wird als die Koordinaten des Mittelpunkts der Risse betrachtet.
-
Bei Schritt 1006 wird der Offsetparameter gemäß dem Durchschnittswert und der Mittenkoordinate erhalten.
-
Genauer wird der Durchschnittswert der Koordinaten mit der Mittenkoordinate verglichen, um die relative Position des Risses und der Mitte des Bildes zu bestimmen. Die Mitte des Bildes steht mit der Laserbearbeitungsposition in Verbindung, wodurch der Offsetparameter der Laserbearbeitungsposition und der Riss erhalten werden können.
-
Bei einer Ausführungsform umfasst der Schritt 1006: Berechnen einer Differenz zwischen dem Durchschnittswert und der Mittenkoordinate; und Bestimmen des Offsetparameters gemäß der Differenz, wobei der Offsetparameter eine Offsetorientierung und eine Offsetdistanz umfasst.
-
Genauer wird der Durchschnittswert der Mitte des Risses, der durch Berechnung erhalten wird, extrahiert, die Differenz zwischen dem Durchschnittswert und der Mittenkoordinate wird berechnet, und die Offsetorientierung der Mitte des Risses in Bezug auf die Mitte des Bildes wird gemäß dessen bestimmt, ob die Differenz kleiner als Null ist, und die Offsetdistanz ist der Absolutwert der Differenz.
-
Beispielsweise ist der Satz von Koordinaten der Punkte an dem Rand des Risses [(x1, y1), (x2, y2), ...], die Mittenkoordinate des Bildes ist (x0, y0), der Durchschnitt der y-Koordinatenwerte der Punkte des Randes wird mit einem y-Koordinatenwert y0 der Mitte des Bildes verglichen, die Differenz (Distanz) zwischen dem Durchschnittswert und dem y0 wird berechnet, und der Absolutwert der Differenz (|D|) zwischen dem Durchschnittswert und dem y0-Wert wird aufgezeichnet. Falls die Distanz > 0 ist, dann ist der Riss aufwärts relativ zu der Mitte des Bildes versetzt. Falls die Distanz < 0 ist, dann ist der Riss abwärts relativ zu der Mitte des Bildes versetzt, und die relative Offsetdistanz ist |D|.
-
Bei einer Ausführungsform umfasst Schritt 510: Extrahieren einer Offsetorientierung und einer Offsetdistanz von dem Offsetparameter; und Bewegen einer Laserbearbeitungsposition zu der Offsetorientierung um eine Distanz gleich der Offsetdistanz.
-
Beispielsweise ist Bezug nehmend auf 11, die ein Bild ist, das von der CCD-Kamera 14 aufgenommen und an der Vorrichtung 7 angezeigt ist, der Riss 1102 in dem Bild abwärts in Bezug auf die Mitte des Bildes versetzt. Der Offsetparameter umfasst, dass der Riss 1102 in Bezug auf die Mitte des Bildes abwärts versetzt wird. Der Riss des Saphirs wird in Bezug auf die Mitte des Bildes durch Einstellen des Montagetisches bewegt, und die Bewegungsdistanz ist gleich der Offsetdistanz.
-
Bei der gezeigten Ausführungsform werden der Offsetparameter des Risses des Saphirs und die Laserbearbeitungsposition durch Berechnung bestimmt, so dass eine Genauigkeit der Bestimmung erhöht ist. Zusätzlich wird die Laserbearbeitungsposition auf die Mitte des Risses gemäß dem Offsetparameter eingestellt, und der Saphir wird an der Rissposition verarbeitet, wodurch die Ausbeute der Produktion verbessert wird.
-
Bei einer Ausführungsform ist eine Laserbearbeitungsvorrichtung für den Saphir vorgesehen, die einen Prozessor; und einen Speicher, der Anweisungen speichert, umfasst, die bei Ausführung durch den Prozessor zur Folge haben, dass der Prozessor Betriebsabläufe ausführt, umfassend: Aufnehmen eines Bildes des Saphirs während einer Bearbeitung; Ausführen einer Randdetektion an dem Bild, um eine Koordinate eines Risses zu erhalten; Bestimmen eines Offsetparameters gemäß der Koordinate des Risses; Einstellen einer Laserbearbeitungsposition gemäß dem Offsetparameter; und Weiterbearbeiten des Saphirs gemäß der eingestellten Laserbearbeitungsposition.
-
Bei einer Ausführungsform umfasst das Aufnehmen des Bildes des Saphirs: Bearbeiten des Saphirs entlang eines Zwischenpunktes an einem Vereinzelungspfad, wodurch der Riss an dem Saphir gebildet wird; und Aufnehmen des Bildes des Saphirs mit dem Riss.
-
Bei einer Ausführungsform umfasst das Aufnehmen des Bildes des Saphirs mit dem Riss: Steuern einer Lichtquelle und Strahlen von Licht, das durch die Lichtquelle erzeugt ist, auf den Saphir mit dem Riss; und Aufnehmen des Bildes des Saphirs, der von dem Licht bestrahlt ist.
-
Bei einer Ausführungsform umfasst das Aufnehmen des Bildes des von dem Licht bestrahlten Saphirs: Übertragen einer Bilderfassungsanweisung an eine CCD-Kamera, und Aufnehmen des Bildes des durch das Licht bestrahlten Saphirs durch die CCD-Kamera in einem Sichtfeld gemäß der Bilderfassungsanweisung.
-
Bei einer Ausführungsform umfasst das Ausführen der Randdetektion an dem Bild, um die Koordinate des Risses zu erhalten: Erzeugen eines Grauskalenhistogramms des Bildes; Ausführen eines Normalisierungsprozesses an dem Bild gemäß dem Grauskalenhistogramm; und Ausführen der Randdetektion an dem normalisierten Bild, um die Koordinate des Risses zu erhalten.
-
Bei einer Ausführungsform umfasst das Ausführen der Randdetektion an dem normalisierten Bild, um die Koordinate des Risses zu erhalten: Ziehen eines interessierenden Bereiches in das normalisierte Bild; und Ausführen der Randdetektion an dem interessierenden Gebiet, um die Koordinate des Risses zu erhalten.
-
Bei einer Ausführungsform umfasst das Ausführen der Randdetektion an dem Bild, um die Koordinate des Risses zu erhalten: Ausführen der Randdetektion an dem Bild, um ein Profil des Risses zu erhalten; und Extrahieren einer Koordinate des Profils des Risses in dem Bild.
-
Bei einer Ausführungsform umfasst das Bestimmen eines Offsetparameters gemäß der Koordinate des Risses: Aufnehmen einer Mittenkoordinate des Bildes; Berechnen eines Durchschnittswertes der Koordinate des Risses; und Aufnehmen des Offsetparameters gemäß dem Durchschnittswert und der Mittenkoordinate.
-
Bei einer Ausführungsform umfasst das Aufnehmen des Offsetparameters gemäß dem Durchschnittswert und der Mittenkoordinate: Berechnen einer Differenz zwischen dem Durchschnittswert und der Mittenkoordinate; und Bestimmen des Offsetparameters gemäß der Differenz, wobei der Offsetparameter eine Offsetorientierung und eine Offsetdistanz umfasst.
-
Bei einer Ausführungsform umfasst ein Einstellen einer Laserbearbeitungsposition gemäß dem Offsetparameter: Extrahieren einer Offsetorientierung und einer Offsetdistanz von dem Offsetparameter; und Bewegen einer Laserbearbeitungsposition zu der Offsetorientierung um eine Distanz gleich der Offsetdistanz.
-
Bei der gezeigten Ausführungsform wird das Bild des Saphirs während der Bearbeitung des Saphirs aufgenommen. Durch die Analyse und Bearbeitung des aufgenommenen Bildes werden die Koordinaten der Risse in dem Saphir detektiert. Der Offsetparameter wird gemäß den Koordinaten der Risse bestimmt, so dass die Laserbearbeitungsposition gemäß dem Offsetparameter eingestellt werden kann. Der Offsetparameter wird schließlich durch Bildbearbeitung basierend auf den Koordinaten von Rissen in dem Bild erhalten, wodurch die Genauigkeit der Bearbeitung des Saphirs wie auch die Qualität des bearbeiteten Saphirs verbessert werden können.
-
Bei einer Ausführungsform umfasst ein nichtflüchtiges computerlesbares Medium, das Anweisungen speichert, die bei Ausführung durch einen oder mehrere Prozessoren zur Folge haben, dass der eine oder die mehreren Prozessoren Betriebsabläufe ausführen: Aufnehmen eines Bildes des Saphirs während der Bearbeitung; Ausführen einer Randdetektion an dem Bild, um eine Koordinate eines Risses zu erhalten; Bestimmen eines Offsetparameters gemäß der Koordinate des Risses; Einstellen einer Laserbearbeitungsposition gemäß dem Offsetparameter; und Weiterbearbeitung des Saphirs gemäß der eingestellten Laserbearbeitungsposition.
-
Bei der gezeigten Ausführungsform wird das Bild des Saphirs während der Bearbeitung des Saphirs aufgenommen. Durch die Analyse und Bearbeitung des aufgenommenen Bildes werden die Koordinaten der Risse in dem Saphir detektiert. Der Offsetparameter wird gemäß den Koordinaten der Risse bestimmt, so dass die Laserbearbeitungsposition gemäß dem Offsetparameter eingestellt werden kann. Der Offsetparameter wird schließlich durch Bildbearbeitung basierend auf den Koordinaten von Rissen in dem Bild erhalten, wodurch die Genauigkeit der Bearbeitung des Saphirs wie auch die Qualität des bearbeiteten Saphirs verbessert werden können.
-
Ausführungsformen der Erfindung können in Hardware, Firmware, Software oder einer beliebigen Kombination daraus implementiert sein. Ausführungsformen der Erfindung können auch als Anweisungen implementiert sein, die an einem maschinenlesbaren Medium gespeichert sind und durch einen oder mehrere Prozessoren gelesen und ausgeführt werden können. Ein maschinenlesbares Medium kann einen beliebigen Mechanismus zum Speichern oder Übertragen von Information in einer Form umfassen, die durch eine Maschine (z.B. eine Rechnervorrichtung) lesbar ist. Beispielsweise kann ein maschinenlesbares Medium einen Nurlesespeicher (ROM); Direktzugriffsspeicher (RAM); ein Speichermedium mit Magnetscheibe; optische Speichermedien, Flashspeichervorrichtungen, elektrische, optische, akustische oder andere Formen von sich ausbreitenden Signalen (z.B. Trägerwellen, Infrarotsignale, Digitalsignale, etc.) und andere aufweisen.
-
Obwohl die jeweiligen Ausführungsformen nacheinander beschrieben sind, sei angemerkt, dass die jeweiligen Ausführungsformen nicht isoliert sind. Der Fachmann kann beim Lesen der Offenbarung dieser Anmeldung erkennen, dass die jeweiligen technischen Merkmale, die in den jeweiligen Ausführungsformen betroffen sind, beliebig zwischen den jeweiligen Ausführungsformen kombiniert werden können, solange keine Kollision zwischen diesen stattfindet. Selbstverständlich können die jeweiligen technischen Merkmale, die in derselben Ausführungsform erwähnt sind, auch beliebig kombiniert werden, solange keine Kollision zwischen diesen stattfindet.
-
Obwohl die Beschreibung mit Bezug auf bestimmte Ausführungsformen dargestellt und hier beschrieben worden ist, ist die Beschreibung nicht dazu bestimmt, auf die gezeigten Details beschränkt zu sein. Es können Modifikationen in den Details innerhalb des Schutzumfangs und Bereichsäquivalenten der Ansprüche durchgeführt werden.