[发明专利]激光切割晶圆精密光学定位结构

说明书

本发明提供激光切割晶圆精密光学定位结构，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。

技术领域

本发明属于芯片行业中晶圆划片行业，具体涉及激光切割晶圆精密光学定位结构。

背景技术

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。

发明内容

本发明提供一种激光切割晶圆精密光学定位结构。

本发明的目的是以下述方式实现的：激光切割晶圆精密光学定位结构，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。