[發明專利]光學芯片切割夾具、芯片切割裝置以及光學芯片切割方法

有效

• 申請號: 201210044723.2
• 申請日: 2012-02-24
• 公開（公告）號: CN103286870A
• 公開（公告）日: 2013-09-11
• 發明（設計）人: 何祺昌
• 申請（專利權）人: 廣東海粵集團有限公司
• 主分類號: B28D7/04
• 分類號: B28D7/04;B28D5/04
• 代理公司: 中國商標專利事務所有限公司 11234
• 代理人: 宋義興

技術領域

本發明涉及一種組裝夾具領域，尤其涉及一種切割芯片用的夾具，本發明還涉及一種應用該芯片切割夾具的芯片切割裝置以及一種芯片切割方法。

背景技術

目前，公知的光學芯片制造，是用硅晶(或石英)圓片，在專用的光刻機上刻出多個形如拋物線狀的光波導芯片，如圖1所示，然后切割成方形獨立的的芯片，如圖2所示，最后再切割成獨立可用的芯片，如圖3所示。現有切割硅芯片的主要方法是采用刀鋸片、砂輪片、金剛石線、激光、高壓水刀等切割方式，這幾類機器只能進行單片直線切割；多線金剛石線切割機只能對棒狀硅、石英材料進行分片切割，尚不能對刻好的硅晶圓片進行切割。一塊6英寸硅晶圓片上，能刻出16-28個形如拋物線狀光學芯片，采用以上方法切割時不能將所有芯片完整的切割下來，切割一個芯片必然會損壞其周邊的2-3個芯片，如圖2所示，一塊硅晶圓片上的3/4芯片遭到損壞，造成成本居高不下情況；而且上述的加工方法在切割時作用力直接作用在硅晶圓片的表面上，沒有任何輔助工具加入其中，切割過程中的沖擊力容易造成芯片的崩角或破裂。目前切割光學芯片，尤其切割拋物線狀光學芯片仍以采用直線切割為主，每次只能切割一片，確有提高和改善其實用性與效率，降低成本的必要。

發明內容

針對現有技術中的問題，本發明旨在提供一種切割光學芯片時的專用組裝夾具，使用該夾具時進行光學芯片切割，可以一次切割多片芯片，并且切割后的芯片成品率更高。為此，本發明還提供一種應用該夾具的芯片切割裝置以及一種光學芯片切割方法。

為了解決上述問題，本發明提供一種光學芯片切割夾具，包括夾具基座和夾具上蓋；所述夾具基座上設有固定螺栓和至少兩個立柱以及至少兩個基座鏤空軌跡，該基座鏤空軌跡的形狀與預加工成型的光學芯片形狀相應，所述立柱上套有彈性部件；所述夾具上蓋上設有與所述基座鏤空軌跡數量和形狀相應的上蓋鏤空軌跡，該夾具上蓋上還設有與所述立柱數量相應的立柱通孔和固定通孔，所述立柱穿入到所述立柱通孔中，所述固定螺栓穿入到所述固定通孔中并且該固定螺栓的端部從該固定通孔中伸出，所述固定螺栓的端部上旋有螺母。

優選地，所述彈性部件為彈簧。

優選地，所述立柱為四個并且均勻分布在所述固定螺栓的四周。

更優選地，所述螺母為蝶型螺母。

本發明還提供一種芯片切割裝置，包括支架、箱體、滾筒、金剛石線和程控裝置；所述滾筒和箱體設置在支架下方，該箱體內裝有所述程控裝置，所述支架上設置有工作臺，該工作臺底部設有X軸步進電機和Y軸步進電機，所述程控裝置控制X軸步進電機和Y軸步進電機驅動所述工作臺沿X軸或Y軸運動，并且該程控裝置驅動所述滾筒轉動，所述金剛石線的一端繞在所述滾筒上，其中：所述工作臺上固定有上述任意一種所述的光學芯片切割夾具，所述金剛石線穿過所述基座鏤空軌跡和所述上蓋鏤空軌跡。

優選地，所述金剛石線兩端之間設置至少一個導輪。

優選地，所述支架的臺面上設有通孔，該通孔下方設置收納裝置。

更優選地，所述金剛石線的寬度為0.2-2毫米。

本發明還提供一種光學芯片切割方法，該方法應用在上述任意一種芯片切割裝置中，該方法包括如下步驟：

設定工作臺的運動軌跡，使其與所述光學芯片切割夾具中的基座鏤空軌跡和上蓋鏤空軌跡相同；

將待加工的光學芯片放置在所述光學芯片切割夾具中；

將光學芯片切割夾具固定在工作臺上，將切割用金剛石線穿入所述光學芯片切割夾具中的上蓋鏤空軌跡和基座鏤空軌跡中；以及

程控裝置驅動滾筒轉動并且驅動步進電機控制所述工作臺移動。

優選地，在設定工作臺的運動軌跡之前，還包括一預先調整所述滾筒的轉動速度的步驟。

將硅晶圓芯片安裝在夾具的內部，可以同時安裝一至幾十片不等，在切割時避免了切割力對芯片的直接沖擊易造成破裂的現象，達到加工光學芯片，尤其是加工拋物線狀光學芯片時，切割簡便，高效的目的。還可使成品合格率高，設備成本低，達到降低工時和成本的目的。

此外，應用了該夾具的該芯片切割裝置在實際加工過程中，拋物線狀光學芯片切割機床工作臺的X軸和Y軸方向為可編程序的驅動裝置，金剛石線切割軌跡與光學芯片的光波導拋物線切割線完全吻合。操作靈活方便，極大地提高了工作效率和切片成品率。

附圖說明

圖1為現有技術中的待切割的硅晶圓片示意圖；

圖2為現有技術中的切割后的拋物線狀光學芯片示意圖；

圖3為現有技術中采用傳統方法切割硅晶圓片后的示意圖；