[發明專利]紫外激光加工光學傳導裝置

無效

• 申請號: 201010118079.X
• 申請日: 2010-03-05
• 公開（公告）號: CN101844276A
• 公開（公告）日: 2010-09-29
• 發明（設計）人: 劉紅英;趙志偉;張孝其
• 申請（專利權）人: 中國電子科技集團公司第四十五研究所
• 主分類號: B23K26/42
• 分類號: B23K26/42;G02B7/04
• 代理公司: 石家莊新世紀專利商標事務所有限公司 13100
• 代理人: 張貳群

技術領域

本發明涉及半導體、微電子等器件的紫外激光加工設備技術領域。

背景技術

在半導體、微電子等器件制造行業，特別是對LED(發光二極管)晶片、半導體晶圓、太陽能硅片等材料的直線劃槽加工領域，紫外激光加工已成為主要的加工方式。作為紫外激光加工設備的重要組成部分--光學傳導裝置是紫外激光加工設備制造的關鍵技術。然而，許多半導體、微電子器件的紫外激光加工設備其光學傳導裝置多采用激光傳輸與圖形對準識別“異軸”，雖然也有“同軸”傳輸，但其結構使激光傳輸同軸度、激光焦點Z向位置準確度、激光與圖形聚焦位置重合度等的調試，難以達到高準確度、自動快捷要求，更是難以實現激光加工過程實時監視的功能要求。

發明內容

本發明的目的是提供一種紫外激光加工光學傳導裝置，該裝置結構緊湊，采用此裝置可以提高激光與圖形傳輸同軸度、激光焦點Z向位置準確度，激光聚焦與圖形聚焦位置重合度，并可使紫外激光加工過程實現實時監視，其操作簡便、準確度高。尤其適用于LED(發光二極管)晶片、半導體晶圓、太陽能硅片等材料的激光加工。

本發明是這樣實現的：一種紫外激光加工光學傳導裝置，其特征在于將激光傳輸機構和與激光與圖形識別對準機構集成于一體，并設有激光聚焦位置Z向微調機構。激光傳輸機構的結構為：激光器輸出激光，經激光擴束鏡擴束，經聚焦鏡聚焦，作用于工件的被加工表面；激光與圖形識別對準機構的結構為：工件表面圖形經光源鏡頭、光源光照明，經第3轉向鏡、第4轉向鏡圖形傳輸、經聚焦鏡圖形聚焦，傳輸于CCD攝像頭和，使工件表面圖形識別并與激光光斑對準；激光聚焦位置Z向微調機構把聚焦鏡固定于能夠自動移動的精密滑動臺溜板上，使聚焦鏡在Z向準確移動并定位。

所述的激光擴束鏡和聚焦鏡間可設有第1轉向鏡、第2轉向鏡、第3轉向鏡，其中1個或幾個。

所述的各激光及圖形傳輸鏡均裝在相應的座體上，并設有相應的定位套。

所述的激光器的輸出激光同軸于擴束鏡、聚焦鏡，且垂直于工件的被加工表面。

所述的激光聚焦位置Z向微調機構的較好結構為：聚焦鏡固定在溜板上，溜板與導軌滑塊相連，導軌與導軌底座相連，導軌和導軌滑塊滑動配合，步進電機與滾珠絲杠相連，滾珠絲杠與溜板相連，聚焦鏡和第5定位套相連。

所述的激光器為可輸出355納米等的紫外激光激光器，經聚焦鏡聚焦后，產生高能量密度的微米級激光光斑。

本發明具有突出的技術效果：它克服了已有技術之不足，很好地解決了現有技術中長期存在且一直未解決的問題，該裝置結構緊湊，采用此裝置可以提高激光與圖形傳輸同軸度、激光焦點Z向位置準確度，激光與圖形聚焦位置準確度，并可使紫外激光加工過程實現實時監視，其操作簡便、準確度高。本發明的激光傳輸同軸度高、圖形識別分辨率與圖形對準精度高，激光聚焦位置定位準確可靠，激光傳輸與圖形識別對準同軸聚焦位置(徑向和軸向)準確度高，調試簡單。可進一步提高紫外激光加工設備精度和激光加工工藝性能。尤其適用于LED(發光二極管)晶片、半導體晶圓、太陽能硅片等材料的的激光劃槽加工。

以下結合附圖及實施例作詳述，但不作為對本發明的限定。

附圖說明

圖1為本發明紫外激光加工光學傳導裝置結構原理示意圖。

圖2為圖1中激光傳導部分的結構示意圖。

圖3為圖1中圖形對準識別部分的結構示意圖。

圖4本發明中激光聚焦Z向定位機構的結構示意圖。

圖中各標號含義：1-激光器，2-擴束鏡，3-第1轉向鏡一，4-第2轉向鏡，5-第3轉向鏡，6-聚焦鏡，7-工件，8-CCD攝像頭，9-圖形識別鏡頭，10-第4轉向鏡，11-光源鏡頭，12-光源，13-第1定位套，14-第2定位套，15-第1調整螺釘，16-第1轉向鏡座體，17-第三定位套，18-第2轉向鏡座體，19-第2調整螺釘，20-第4定位套，21-第3轉向鏡座體，22-第5定位套，23-第3調整螺釘，24-調整墊，25-第4調整螺釘，26-調整螺釘，27-固定座，28-調整螺釘，29-第4轉向鏡固定軸，30-第3轉向鏡固定軸，31-步進電機，32-導軌底座，33-溜板34-滾珠絲杠，35-導軌滑塊，36導軌。

具體實施方式