[发明专利]一种晶圆切割机床的运动路径的规划方法

说明书

技术领域

本发明涉及数控机床中的晶圆切割机床，尤其涉及一种晶圆切割机床的运动路径的规划方法。

背景技术

随着信息化时代的到来，电子信息、通讯和半导体集成电路等行业得到迅猛发展，半导体晶圆得到广泛应用，需求越来越大。晶圆切割划片不仅是芯片封装的核心关键工序之一，也是从圆片级的加工过渡为芯片级加工的地标性工序。晶圆制备技术和工艺对晶圆切割划片批量生产中的成品率、工作效率等要求也越来越高。

所以，目前国内外对晶圆切割设备的需求越来越大，要求越来越高，特别是在精度上和效率上，都提出了新的要求。但长期以来，先进的晶圆划片机的关键技术都被国外所垄断，国内虽有发展，加工效率很难有新的突破。因此通过优化晶圆切割机床的运动路径，提高晶圆切割机床的工作效率，减少不必要的加工时间，具有非常大意义。

如图1所示，目前晶圆片在切割晶格过程中，激光束的切割范围为方形，其在晶圆片的两端形成大量的空切。当每条竖直方向上的切割线完成时，都必须向将Y轴电机运动平台减速到零，然后再启动X轴电机运动平台，驱动晶圆片运动，直到晶圆片运动到相邻的竖直方向的切割线，然后再次重新启动Y轴电机运动平台，将Y轴电机运动平台加速到设定运动速度。这种将Y轴电机运动平台减速到零，然后再由X轴电机运动平台运动到相应位置后，Y轴电机运动平台再开始加速到设定速度，将Y轴电机运动平台的减速、加速与X轴电机运动平台运动分别进行，浪费大量的减速和重新启动的时间，其工作效率低。晶圆片上每条横向切割线的完成与竖直方向的切割线操作类似。

每个晶圆片内印刷有线路，激光束沿竖直方向和横向将晶圆片切割成小单元的正方形的晶格10，晶格10单元的放大图如图2所示。

发明内容

本发明的目的是提供一种工作效率高、减少机床空切行程的晶圆切割机床的运动路径的规划方法。

为实现上述目的，本发明一种晶圆切割机床的运动路径的规划方法，该规划方法使用的晶圆切割机床包括X、Y轴电机运动平台，X、Y轴电机运动平台上设有旋转电机平台，旋转电机平台的上设有工作台，晶圆片固定在工作台上，工作台上方设有固定不动的激光器，激光器发出的激光束对准工作台上的晶圆片，所述晶圆切割机床还包括带CPU的控制器，控制器分别与X、Y轴电机运动平台、旋转电机平台电连接，控制器内预存有晶圆片的加工参数；

所述规划方法包括以下步骤：

1）所述晶圆片切割时，在控制器上输入被加工晶圆片的加工参数，包括晶圆片半径尺寸r，激光束的圆形切割范围的半径尺寸R；激光束的圆形切割范围大于晶圆片，并在晶圆片上进行横向和竖直方向的切割形成切割区，在晶圆片外做空切；晶圆片上每条横向切割线长度x和竖直方向的切割线的长度y，横向或竖直方向上相邻切割线的间隔为0.11-0.43mm；激光束在竖直方向上的总切割线长度激光束在横向方向上的总切割线长当激光束在竖直方向切割时，其x′值已知；当激光束在横向方向切割时，其y′值已知；

2）将晶圆片固定在工作台上，先由Y轴电机运动平台驱动晶圆片沿第一条竖直方向的切割线轨迹运动；

3）当晶圆片运动到第一条竖直方向切割线的切割区边缘时，Y轴电机运动平台开始减速；

4）当晶圆片沿竖直方向运动到晶圆片第一条竖直方向切割线的端部时，启动圆弧插补模块，X、Y轴电机运动平台联动，驱动晶圆片做圆弧运动，X轴电机运动平台开始运动，当晶圆片运动到圆弧顶端时，Y轴电机运动平台减速到零，然后再开始反向加速；

5）当圆弧插补结束时，晶圆片到达第二条竖直方向切割线一端部，此时X轴电机运动平台停止运动，Y轴电机运动平台继续反向加速，在到达晶圆片的切割区域时加速到设定速度，激光束对晶圆片进行第二条竖直方向切割线的切割；

6）重复以上步骤，激光束完成晶圆片上所有的竖直方向的切割线；

7）竖直方向的切割线切割完成后，旋转电机平台将晶圆片旋转90°，重复步骤2）到步骤6），完成晶圆片所有的横向切割线的切割。

所述步骤1）中，在控制器中输入的加工参数中，横向切割线和竖直方向的切割线交叉形成晶格，每个晶格为边长0.1-0.4mm的正方形，相邻晶格间的间隙为0.01-0.03mm；激光束的圆形切割区域的半径R比晶圆片的半径r大1-2mm。