一种激光切割晶圆光学定位结构制造技术

本实用新型专利技术提供一种激光切割晶圆光学定位结构，包括设置在机架上用于固定晶圆的精密XY轴二维工作台，以及机架上的位于精密XY轴二维工作台上方的激光切割装置，激光切割装置包括切割激光发生器，切割激光发生器发射的激光进入激光切割装置的聚焦镜，所述机架上位于精密XY轴二维工作台的上方固定设置固定光路板，固定光路板上设置沿着Z轴移动的Z轴移动架，所述切割激光发生器设置在固定光路板上，所述Z轴移动架上设置第一合束镜、第三合束镜以及聚焦镜；切割激光发生器发射的激光经光学处理后竖直进入第三合束镜、经第三合束镜反射后水平进入第一合束镜、经第一合束镜反射后垂直进入激光切割装置的聚焦镜。

【技术实现步骤摘要】
一种激光切割晶圆光学定位结构
本技术属于芯片行业中晶圆划片行业，具体涉及一种激光切割晶圆光学定位结构。
技术介绍
随着科技发展，电子产业突飞猛进，各种集成、控制电路需求急剧增长，对芯片封装的需求也增长迅猛。芯片封装是指，将精密的半导体集成电路芯片安装到框架上，然后利用引线将芯片与框架引脚相连接，最后用环氧树脂将半导体集成电路芯片固封起来，外界通过引脚与内部的芯片进行信号传输。封装主要是对精密的半导体集成电路芯片进行固封，使半导体集成电路芯片在发挥作用的同时，不受外界湿度、灰尘的影响，同时提供良好的抗机械振动或冲击保护，提高半导体集成电路芯片的适用性。同时封装在金属框架上，增加了散热面积，提高了芯片的运行可靠性。这就需要晶圆在加工过程中使用切割装置进行高精度切割。激光加工设备作为激光加工技术应用的载体,涉及到光、机、电、软等多门学科于技术性较强的大型精密设备,也是制造业产业升级的关键设备。随着全球工业化生程的进一步提升,各种产品的小型化和智能化,新的加工应用及新的生产需求不断出,对设备的精度要求也不断提高,传统机械加工设备越来越显出弊端,而激光加设备将得到飞速发展硅晶圆作为应用最为广泛的半导体材料,硅衬底的半导体材料占据主导的地位。对于硅品圆切割的方法有很多,不同的硅品圆特性不同,对于激光设备要求也同,因此,激光加工工艺要根据产品量身定制,找出最佳的解决方案。激光加工是激光光子作为能量载体,通过激光束与材料的相互作用,引起受加工材料一系列物理化学变化,从而实现对材料进行切割、钻孔、蚀刻等多种加工方式的技术。激光经过扩束聚焦后,在材料表面形成几微米的聚焦点,配合平台的移动可以灵活的完成任何切割,目前的激光切割装置使用过程中依旧暴露出一些问题，由于晶圆存在多种规格等原因，使得定位精度不高。这就需要高精度定位，确保切割的精度和切刀走刀的准确性。而且，现有的调节焦距的机构，需要整体上移或者下移激光发生器、激光测距仪以及视觉定位装置等机构。电机的启动或者停止会产生一些力，这些部件移动过程中，时间久了其内元件位置会有一定的偏移，造成调焦不精确。
技术实现思路
本技术提供一种激光切割晶圆光学定位结构。本技术的目的是以下述方式实现的：一种激光切割晶圆光学定位结构，包括设置在机架上用于固定晶圆的精密XY轴二维工作台，以及机架上的位于精密XY轴二维工作台上方的激光切割装置，激光切割装置包括切割激光发生器，切割激光发生器发射的激光进入激光切割装置的聚焦镜，所述机架上位于精密XY轴二维工作台的上方固定设置固定光路板，固定光路板上设置沿着Z轴移动的Z轴移动架，所述切割激光发生器设置在固定光路板上，所述Z轴移动架上设置第一合束镜、第三合束镜以及聚焦镜；切割激光发生器发射的激光经光学处理后竖直进入第三合束镜、经第三合束镜反射后水平进入第一合束镜、经第一合束镜反射后垂直进入激光切割装置的聚焦镜。所述第一合束镜的上方设置固定在Z轴移动架的视觉定位装置，视觉定位装置光路的中心轴线垂直进入第一合束镜后，与切割激光中心轴线同轴垂直进入聚焦镜。所述Z轴移动架固定高精度激光测距仪，高精度激光测距仪发出的测距激光水平进入固定在Z轴移动架的第二合束镜，经第二合束镜反射进入第一合束镜，经第一合束镜后，与垂直进入聚焦镜的切割激光同轴进入聚焦镜；此时视觉定位装置光路的中心轴线经第二合束镜及第一合束镜后与测距激光及切割激光三者同轴而进入聚焦镜。所述第一合束镜的上方设置固定在固定光路板上的视觉定位装置，视觉定位装置光路的中心轴线垂直进入第一合束镜后，与切割激光中心轴线同轴垂直进入聚焦镜。固定光路板上固定高精度激光测距仪，Z轴移动架上设置第四合束镜和第二合束镜；第二合束镜位于第一合束镜的上方、第四合束镜和第二合束镜高度一致；高精度激光测距仪发出的测距激光垂直进入第四合束镜、经过第四合束镜反射后水平进入第二合束镜、经第二合束镜反射进入第一合束镜，经第一合束镜后，与垂直进入聚焦镜的切割激光同轴进入聚焦镜。所述Z轴移动架通过丝杠机构移动设置在固定光路板上。本技术的有益效果是：把比较重而且精密元件较多的切割激光发生器移出Z轴移动架放置到固定光路板上，增加倾斜的第三合束镜，切割激光发生器发射的激光经光学处理后竖直进入第三合束镜、经第三合束镜反射后水平进入第一合束镜、经第一合束镜反射后垂直进入激光切割装置的聚焦镜。只移动必须移动的聚焦镜以及帮助切割激光发生器的激光到达聚焦镜的第一合束镜和第三合束镜就可以达到调焦的效果。切割激光发生器不会受到损伤；Z轴移动架移动时、光路比较简单也不容易发生错位，即使有错位也很容易找到错位的位置、方便调节。附图说明图1是本技术简化的结构示意图。图2是图1侧面示意图。图3是图1的另一种实施例。其中，1是切割激光发生器、2是第一合束镜、3是聚焦镜、4是视觉定位装置、5是高精度激光测距仪、6是第二合束镜、7是第一微型二维移动装置、8是第二微型二维移动装置、9是第三合束镜、10是第四合束镜、11是固定光路板、12是Z轴移动架、13是丝杠机构、14是移动架安装槽、15是导轨。具体实施方式以下将结合附图以及具体实施例，对本技术的技术方案进行清楚、完整的描述，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本技术，并不用于限定本技术。在本技术中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”、“固定”“设置”等应做广义理解，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连；可以是机械连接、也可以是电连接。除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本技术中的具体含义。除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。诸如第一、第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另外一个实体或者操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。如图1-3所示，一种激光切割晶圆光学定位结构，包括设置在机架上用于固定晶圆的精密XY轴二维工作台，工作台设置固定晶圆的吸盘（图中未示出），以及机架上的位于精密XY轴二维工作台上方的激光切割装置，激光切割装置包括切割激光发生器1，切割激光发生器1发射的激光进入激光切割装置的聚焦镜3，所述机架上位于精密XY轴二维工作台的上方固定设置固定光路板11，固定光路板11上设置沿着Z轴移动的Z轴移动架12，所述切割激光发生器1设置在固定光路板11上，所述Z轴移动架12上设置第一合束镜2、第三合束镜9以及聚焦镜3；切割激光发本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种激光切割晶圆光学定位结构，包括设置在机架上用于固定晶圆的精密XY轴二维工作台，以及机架上的位于精密XY轴二维工作台上方的激光切割装置，激光切割装置包括切割激光发生器，切割激光发生器发射的激光进入激光切割装置的聚焦镜，其特征在于：所述机架上位于精密XY轴二维工作台的上方固定设置固定光路板，固定光路板上设置沿着Z轴移动的Z轴移动架，所述切割激光发生器设置在固定光路板上，所述Z轴移动架上设置第一合束镜、第三合束镜以及聚焦镜；切割激光发生器发射的激光经光学处理后竖直进入第三合束镜、经第三合束镜反射后水平进入第一合束镜、经第一合束镜反射后垂直进入激光切割装置的聚焦镜。/n

【技术特征摘要】
1.一种激光切割晶圆光学定位结构，包括设置在机架上用于固定晶圆的精密XY轴二维工作台，以及机架上的位于精密XY轴二维工作台上方的激光切割装置，激光切割装置包括切割激光发生器，切割激光发生器发射的激光进入激光切割装置的聚焦镜，其特征在于：所述机架上位于精密XY轴二维工作台的上方固定设置固定光路板，固定光路板上设置沿着Z轴移动的Z轴移动架，所述切割激光发生器设置在固定光路板上，所述Z轴移动架上设置第一合束镜、第三合束镜以及聚焦镜；切割激光发生器发射的激光经光学处理后竖直进入第三合束镜、经第三合束镜反射后水平进入第一合束镜、经第一合束镜反射后垂直进入激光切割装置的聚焦镜。


2.根据权利要求1所述一种激光切割晶圆光学定位结构，其特征在于：所述第一合束镜的上方设置固定在Z轴移动架的视觉定位装置，视觉定位装置光路的中心轴线垂直进入第一合束镜后，与切割激光中心轴线同轴垂直进入聚焦镜。


3.根据权利要求2所述一种激光切割晶圆光学定位结构，其特征在于：所述Z轴移动架固定高精度激光测距仪，高精度激光测距仪发出的测距激光水平进入固定在Z轴移动架...

【专利技术属性】
技术研发人员：巩铁建，陶为银，
申请(专利权)人：河南通用智能装备有限公司，
类型：新型
国别省市：河南;41