[发明专利]一种激光切割与机械解理相结合的晶片切割设备

说明书

技术领域

本发明涉及晶片切割领域，尤其涉及一种晶片切割设备。

背景技术

目前的晶片切割，如单晶硅的切割，主要采用线切割法或激光切割法，即需要用到线切割机或者激光切割机；线切割机能切割高强度、高韧性、高硬度、高脆性、磁性材料，以及精密细小和形状复杂的零件，但是线切割机的走丝机构较复杂,故障率较高，若对该结构不熟悉,一个很小的故障就会影响加工,甚至造成机床停机；激光切割机利用高功率密度激光束照射被切割材料，使材料很快被加热至汽化温度，蒸发形成孔洞，随着光束对材料的移动，孔洞连续形成宽度很窄的（如0．1mm左右）切缝，完成对材料的切割，切割速度快、质量高，但是激光切割由于受激光器功率和设备体积的限制，激光切割只能切割中、小厚度的板材和管材，随着工件厚度的增加，切割速度明显下降，在进行晶片切割时完全采用激光切割投入成本高，耗能大；另外，单独采用线切割法或激光切割法对晶锭进行切割，切割口都较宽，一般在100-300微米之间，会浪费大量的晶锭材料，即使是先进的切割机，材料耗费也在20%-30%之间。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种节省材料、降低成本、使用方便、生产效率高的激光切割与机械解理相结合的晶片切割设备。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：

一种激光切割与机械解理相结合的晶片切割设备，它包括底座、环形导轨以及真空吸附输送装置，所述底座上竖直设置有至少两根支撑杆，所有所述支撑杆均匀分布在所述环形导轨的四周，且每根所述支撑杆均与所述环形导轨的外侧连接；所述底座上、所有所述支撑杆之间安装有用于固定待切割晶体的固定装置，所述环形导轨的内侧设有两个能够沿所述环形导轨作圆周运动的电机支架，每个所述电机支架上设有能够沿所述环形导轨径向方向移动的移动电机以及与所述移动电机相匹配的导轨，一个所述移动电机上设有机械刀具，另一个所述移动电机上设有激光切割头；所述真空吸附输送装置包括输送装置底座、驱动装置、传动辊以及用于辅助晶体解理并带走晶片的真空吸附输送带，所述传动辊通过滚动轴承安装在所述输送装置底座上，所述真空吸附输送带围绕在所述传动辊四周，所述驱动装置带动所述传动辊转动，所述传动辊带动所述真空吸附输送带转动，所述真空吸附输送带位于所述环形导轨的上方。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明产品使用方便，先采用激光切割头切割出宽度很小、很浅的切口，再有效结合机械刀具与真空吸附输送带，利用解理法实现晶片切割，这样切割产生的切口废料少，仅仅是与切口深度相当的材料，晶片切割的材料损失能够控制在4%以内（以8英寸晶锭为例，切口影响到的解理深度为2毫米），效益远远高于现有技术，待切割晶锭的直径越大，材料损耗就越小，更加节省材料；不需要完全使用激光切割，降低成本；而且切割下来的晶片在解理面上的缺陷少，减少晶片后期的缺陷处理和抛光步骤和时间，加上解理的速度又远大于传统切割机，如线切割的速度，因此大大的提高了生产效率。

作为本发明的一种优选实施方式，每根所述支撑杆上均设有锁紧装置，且均通过所述锁紧装置与所述环形导轨的外侧连接，当所有所述锁紧装置松开时，所述环形导轨沿着所述支撑杆上下移动，当所有所述锁紧装置锁紧时，所述环形导轨固定在所述支撑杆上。

采用上述优选方案的有益效果是：

环形导轨沿着支撑杆上下移动和固定，既能够根据实际情况调节每次切割的晶片厚度，又能够对一个待切割晶体实现连续切割。

作为本发明的另一种优选实施方式，所述传动辊的数量为2-6个。

采用上述优选方案的有益效果是：

传动辊的数量优选为2-6个，既能够实现真空吸附输送带的转动，又在节约成本的前提下，便于将切割后的晶片传送走，传动辊数量越多越便于传送，数量越少成本越低。

作为本发明的另一种优选实施方式，所述真空吸附输送带的输送速度为1-100cm/s。

采用上述优选方案的有益效果是：

输送速度在此范围内既能够更好的实现对晶片的真空吸附，又便于将切割后的晶片传送走。

作为本发明的另一种优选实施方式，所述真空吸附输送带由弹性材料制成，其内部设有真空吸附腔，其外表面设有真空吸附孔。

采用上述优选方案的有益效果是：

真空吸附输送带由弹性材料制成，真空吸附腔由真空泵抽真空，产生负压，就能够利用真空吸附孔吸住晶片。

作为本发明的另一种优选实施方式，所述真空吸附腔内的气压为0.001-0.2个大气压。