[發明專利]應用于LED激光切割設備的X-Y-θ運動平臺

有效

• 申請號: 200910031353.7
• 申請日: 2009-04-30
• 公開（公告）號: CN101570040A
• 公開（公告）日: 2009-11-04
• 發明（設計）人: 趙裕興;胡劍
• 申請（專利權）人: 蘇州德龍激光有限公司;江陰德飛激光設備有限公司
• 主分類號: B28D5/04
• 分類號: B28D5/04;B28D7/04;B23K26/38
• 代理公司: 南京蘇科專利代理有限責任公司
• 代理人: 陳忠輝

技術領域

本發明涉及一種運動平臺，尤其涉及LED激光切割設備中的晶圓切割 X-Y-θ運動平臺，屬于激光精密加工設備技術領域。

背景技術

LED激光切割設備是一種用于藍寶石襯底GaN藍光LED晶圓切割的 專用激光設備，藍光LED晶圓通常是通過在藍寶石基材上采用汽相成積工 藝生長GaN晶體，最后在晶圓上采用絲網印刷技術加上電極形成若干個具 有獨立發光功能的LED發光單元。

目前，藍光LED晶圓切割設備已經逐漸從金剛石刀切割升級為激光切 割。采用無接觸式激光加工，設備必需具備精確的定位功能，一般的LED 晶圓預留切割道寬約為20～30um，甚至窄至15um，而激光加工影響線寬 接近10um，因此要求X-Y運動平臺的定位精度和重復精度達到微米量級 的精細度。在一張2寸晶圓片上，有400道左右的切割線，平臺每加工一 張晶圓上都會啟動和停止400次左右。在精確定位的情況下要求運動平臺 在啟動和停止上的時間盡可能的短；晶圓擺放在運動平臺上的初始位置都 會不一樣，要求其切割道須精確的調整到X和Y運動方向，運動平臺系統 須具備秒級旋轉精度功能；晶圓在切割時要求晶圓保持位置不變；一般的 藍光LED晶圓切割方式有正切和背切兩種方式，正切是激光從GaN發光 材料表面切入，而背切則從藍寶石基底材料表面切入，而切割道一般標記 在晶圓的上表面。

為了克服藍光LED晶圓切割系統以上存在的問題，滿足藍光LED晶 圓切割的需要，急需研制出一套針對性的運動平臺。

發明內容

本發明的目的是克服現有技術存在的不足，提供一種適用于LED晶圓 激光切割設備的X-Y-θ運動平臺，旨在有效解決藍光LED晶圓切割時平 臺自身慣量大、啟動和停止時間長、定位不精準等問題。

本發明的目的通過以下技術方案來實現：

應用于LED激光切割設備的X-Y-θ運動平臺，特點是：包括X-Y軸 和θ軸，所述X-Y軸和θ軸均呈中空結構，X-Y軸包含X軸傳送單元和Y 軸傳送單元，X軸傳送單元包含X軸板和控制X軸板運動的直線馬達，Y 軸傳送單元包含Y軸板和控制Y軸板運動的直線馬達，Y軸傳送單元安裝 于X軸傳送單元的X軸板上，在Y軸傳送單元的Y軸板上設置θ軸，θ 軸包括轉軸和控制轉軸旋轉的電機，在θ軸的轉軸中安裝真空吸附模塊， 真空吸附模塊的吸附平面高于θ軸轉軸的表面，由θ軸轉軸驅動真空吸附 模塊作旋轉運動，由X-Y軸驅動真空吸附模塊沿X、Y方向作兩個自由度 運動。

進一步地，上述的應用于LED激光切割設備的X-Y-θ運動平臺，其 中，所述Y軸傳送單元通過Y直線滑軌安裝于X軸傳送單元的X軸板上， 所述X軸傳送單元通過X直線滑軌安裝在底板上；并在底板和X軸板之 間設置X光柵尺組，在X軸板和Y軸板之間設置Y光柵尺組。

更進一步地，上述的應用于LED激光切割設備的X-Y-θ運動平臺， 其中，所述X光柵尺組和Y光柵尺組的分辨率為0.1um。

再進一步地，上述的應用于LED激光切割設備的X-Y-θ運動平臺， 其中，所述真空吸附模塊的材質為透明材料。

本發明技術方案突出的實質性特點和顯著地進步主要體現在：

每個軸都具有獨立運動功能，高精度的定位保證運動時達到微米級定 位，真空吸附模塊保持晶圓在切割過程中位置不變，中空的X-Y-θ軸、透 明的真空吸附模塊具備了安裝下CCD影像系統功能；應用于LED激光切 割設備中X-Y-θ運動平臺實現了平臺自身慣量小、啟動和停止時間短、微 米級定位、切割道秒級角度調整功能；從而，很好的解決了目前藍光LED 晶圓切割時平臺自身慣量大、啟動和停止時間長、定位不精準等問題，充 分滿足藍光LED晶圓切割量產的要求，簡易適用，市場應用前景廣闊。

附圖說明

下面結合附圖對本發明技術方案作進一步說明：

圖1：本發明X-Y-θ運動平臺的示意圖；

圖2：X-Y軸的主視示意圖；

圖3：X-Y軸的立體結構示意圖；

圖4：θ軸的結構示意圖；

圖中各附圖標記的含義見下表：