一种加工设备制造技术

本发明专利技术提供一种加工设备，用于加工碳化硅板，包括基座、激光装置及及加工平台；激光装置设置于基座，其包括激光器、激光扩束器、第一反射镜、第二反射镜、及激光加工系统。加工平台用于承载碳化硅板。通过第一反射镜、第二反射镜的二次反射作用，可以调整脉冲激光的三维路径；激光加工系统内置有贝塞尔光学模块，经过扩束后的脉冲激光经由贝塞尔光学模块整形后出射至加工平台，极大提高了激光聚焦后沿光轴防线的焦深，能够覆盖5毫米以上的材料厚度，在实现碳化硅板高精度切割的同时，避免了切割面倾斜的问题，满足了碳化硅板的工艺需求，并且切割损耗小，极大降低了加工成本。极大降低了加工成本。极大降低了加工成本。

【技术实现步骤摘要】
一种加工设备


[0001]本专利技术涉及半导体加工
，特别涉及一种加工设备。

技术介绍

[0002]随着材料科学的不断发展，各种人造超硬脆材料在各种领域中整逐步替代天然材料。碳化硅(SiC)由于其莫氏硬度为9.5级，仅次于金刚石，是炙手可热的第三代半导体材料，也是新兴的低价人造宝石材料。但由于其硬度非常高，化学性质非常稳定，因此传统的机械和化学刻蚀等加工方法加工碳化硅材料难度很大。
[0003]现有的SiC板加工的方法主要包括机械加工及激光加工方法，包括：游离砂浆加工、金刚石线锯加工和激光加工。传统的游离砂浆切割和金刚石线锯切割法的主要缺陷在于材料损耗大，加工时间长，不能加工异型。有很大的耗材成本和环境问题。激光加工效率高，没有耗材成本，没有环境污染问题，是极具潜力的碳化硅加工方法。
[0004]现有的技术中，通常采用点的方式来切割碳化硅材料，但是对于厚度超过毫米级别的碳化硅材料，采用此种方式来切割的表面会有一个倾斜角度，难以获得平整的表面，无法满足碳化硅产品的工艺需求，这是目前激光加工面临的最大难点。

技术实现思路

[0005]本专利技术提供一种加工设备，能够提高碳化硅板的切割表面的平整性。
[0006]本专利技术提供一种加工设备，用于加工碳化硅板，包括基座、激光装置、及加工平台；所述激光装置设置于所述基座，其包括激光器、激光扩束器、第一反射镜、第二反射镜、及激光加工系统，所述激光加工系统内置有贝塞尔光学模块；其中，所述激光器发出的脉冲激光经过激光扩束器进行扩束，再依次经过所述第一反射镜、第二反射镜反射至所述激光加工系统，经过扩束后的脉冲激光经由所述贝塞尔光学模块整形后出射至所述加工平台；所述加工平台用于承载碳化硅板。
[0007]其中，所述基座具有支撑座，所述激光器设置于所述支撑座上，所述激光器发出的脉冲激光平行于水平面，经过所述激光扩束器扩束、并经过所述第一反射镜反射后的脉冲激光平行于水平面；经过所述第二反射镜反射后的脉冲激光垂直于所述水平面、且沿所述激光加工系统的光轴进入所述激光加工系统。
[0008]其中，所述激光装置还包括第一光学调整架及第二光学调整架，所述第一反射镜安装于所述第一光学调整架，所述第一光学调整架用于调节所述第一反射镜的角度；所述第二反射镜安装于所述第二光学调整架，所述第二光学调整架用于调节所述第二反射镜的角度。
[0009]其中，所述激光装置还包括第一平移台及第二平移台，所述第一平移台连接在所述第一光学调整架与所述基座之间，用于带动所述第一反射镜沿第一方向进行直线调节，所述第一方向为所述激光扩束器的轴向；所述第二平移台连接在所述第二光学调整架与所述基座之间，用于带动所述第二反射镜沿第二方向进行直线调节，所述第二方向平行于所
述水平面、且垂直于所述第一方向。
[0010]其中，所述激光装置还包括Z轴驱动机构；所述Z轴驱动机构设置于所述基座，与所述激光加工系统连接，用于带动所述激光加工系统平行于自身光轴移动。
[0011]其中，所述加工设备还包括移动装置，所述移动装置包括水平方向移动机构，所述水平方向移动机构连接于所述加工平台，用于控制所述加工平台在X轴及Y轴上移动。
[0012]其中，所述水平方向移动机构包括：X轴直线电机及Y轴直线电机，所述X轴直线电机用于驱动所述加工平台沿X轴移动，所述Y轴直线电机用于驱动所述加工平台沿Y轴移动。
[0013]其中，所述加工设备还包括机器视觉系统及控制系统，所述机器视觉系统位于所述移动装置的上方，用于获取碳化硅板的影像并发送至所述控制系统；所述控制系统电连接于所述移动装置，用于控制所述移动装置。
[0014]其中，所述加工平台为真空吸附平台，所述碳化硅板覆盖于所述真空吸附平台。
[0015]其中，所述激光器21发出脉冲激光，所述脉冲激光的重复频率为1MHz、单脉冲能量大于或等于60μJ的高单脉冲能量、脉宽小于或等于10ps。本专利技术提供的加工设备，通过第一反射镜、第二反射镜的二次反射作用，可以调整脉冲激光在三维方向上的路径，使其能沿激光加工系统的光轴进入到激光加工系统；激光加工系统内置有对脉冲激光进行整形的贝塞尔光学模块，经过扩束后的脉冲激光经由贝塞尔光学模块整形后出射至加工平台，贝塞尔光学模块整形后的脉冲激光，极大提高了激光聚焦后沿光轴防线的焦深，能够覆盖5毫米以上的板材厚度，在实现碳化硅材料高精度切割的同时，避免了切割面倾斜的问题，满足了碳化硅材料的工艺需求，并且切割损耗小，极大降低了加工成本。
附图说明
[0016]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面对实施例中所需要使用的附图作简单的介绍，下面描述中的附图仅为本专利技术的部分实施例相应的附图。
[0017]图1是本专利技术优选实施例提供的加工设备的结构示意图；
[0018]图2是图1中加工设备的分解示意图。
具体实施方式
[0019]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术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专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域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，都属于本专利技术保护的范围。
[0020]本专利技术术语中的“第一”“第二”等词仅作为描述目的，而不能理解为指示或暗示相对的重要性，以及不作为对先后顺序的限制。
[0021]在本专利技术中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。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专利技术中的具体含义。
[0022]请参见图1及图2，本专利技术优选实施例提供了一种加工设备，用于加工碳化硅板，包
括基座1、激光装置2、加工平台30、及移动装置3。激光装置2设置于基座1，用于发出脉冲激光；加工平台30用于承载碳化硅板。移动装置3用于驱动加工平台30在两个方向上移动，利用脉冲激光对待切割碳化硅板进行切割作业。
[0023]激光装置2包括激光器21、激光扩束器22、第一反射镜231、第二反射镜232、及激光加工系统20。其中，激光加工系统20内置有贝塞尔光学模块，激光器21发出的脉冲激光信号(后面简称脉冲激光)经过激光扩束器22进行扩束，再依次经过第一反射镜231、第二反射镜232反射至激光加工系统。通过第一反射镜231、第二反射镜232的二次反射作用，可以调整脉冲激光的三维路径，使其能沿激光加工系统20的光轴进入到激光加工系统。经过扩束后的脉冲激光经由贝塞尔光学模块整形后出射至加工平台30，贝塞尔光学模块对脉冲激光整形后，极大提高了激光聚焦后沿光轴防线的焦深(焦点的深度)，能够覆盖5毫米以上的板材厚度，在实现碳化硅板高精度切割的同时，避免了切割面倾斜的问题，满本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种加工设备，用于加工碳化硅板，其特征在于，包括基座、激光装置、及加工平台；所述激光装置设置于所述基座，其包括激光器、激光扩束器、第一反射镜、第二反射镜、及激光加工系统，所述激光加工系统内置有贝塞尔光学模块；其中，所述激光器发出的脉冲激光经过激光扩束器进行扩束，再依次经过所述第一反射镜、第二反射镜反射至所述激光加工系统，经过扩束后的脉冲激光经由所述贝塞尔光学模块整形后出射至所述加工平台；所述加工平台用于承载碳化硅板。2.根据权利要求1所述的加工设备，其特征在于，所述基座具有支撑座，所述激光器设置于所述支撑座上，所述激光器发出的脉冲激光平行于水平面，经过所述激光扩束器扩束、并经过所述第一反射镜反射后的脉冲激光平行于水平面；经过所述第二反射镜反射后的脉冲激光垂直于所述水平面、且沿所述激光加工系统的光轴进入所述激光加工系统。3.根据权利要求2所述的加工设备，其特征在于，所述激光装置还包括第一光学调整架及第二光学调整架，所述第一反射镜安装于所述第一光学调整架，所述第一光学调整架用于调节所述第一反射镜的角度；所述第二反射镜安装于所述第二光学调整架，所述第二光学调整架用于调节所述第二反射镜的角度。4.根据权利要求3所述的加工设备，其特征在于，所述激光装置还包括第一平移台及第二平移台，所述第一平移台连接在所述第一光学调整架与所述基座之间，用于带动所述第一反射镜沿第一方向进行直线调节，所述第一方向为所述激光扩束器的轴向；所述第二...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘鸿吉，李翔，
申请(专利权)人：深圳腾睿微电子科技有限公司，
类型：发明
国别省市：