[發(fā)明專利]激光加工裝置及加工方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010137414.4
• 申請日: 2020-03-04
• 公開（公告）號: CN111215771A
• 公開（公告）日: 2020-06-02
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 鄭佳晶;魏祥英;宋婉貞;高愛梅;李星辰;呂榮華
• 申請（專利權(quán)）人: 北京半導(dǎo)體專用設(shè)備研究所（中國電子科技集團公司第四十五研究所）
• 主分類號: B23K26/70
• 分類號: B23K26/70;B23K26/046
• 代理公司: 北京超凡宏宇專利代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 11463
• 代理人: 孫海杰

本發(fā)明提供了一種激光加工裝置及加工方法，涉及晶圓加工技術(shù)領(lǐng)域。激光加工裝置包括：激光加工裝置包括移動機構(gòu)和測量機構(gòu)，測量機構(gòu)安裝在移動機構(gòu)的活動端，移動機構(gòu)用于帶動測量機構(gòu)在第一方向上運動；測量機構(gòu)包括激光器和激光位移傳感器，且激光器的發(fā)射方向與激光位移傳感器的檢測方向均沿第一方向設(shè)置。將待加工的工件放置在第一方向上，通過移動機構(gòu)帶動測量機構(gòu)運動到某一位置，可以利用激光位移傳感器檢測出其距離工件表面的距離，因為激光位移傳感器和激光器均固定在移動機構(gòu)上，二者的焦點在第一方向上的偏差是已知的，通過該偏差和激光位移傳感器的位置可以計算得出激光器焦點的位置，方便后續(xù)對工件的處理。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及晶圓加工技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及一種激光加工裝置及加工方法。

背景技術(shù)

激光加工技術(shù)主要包括激光切割、鉆孔、加工、焊接等方面。激光切割技術(shù)主要通過聚焦鏡將激光束聚焦在材料表面使材料發(fā)生物理和化學(xué)變化，最終將加工材料分離。

激光光束的焦點位置處的能量最高，因此，在利用激光對工件進行加工時，需要找到激光光束的焦點位置。現(xiàn)有技術(shù)中，可以將工件放置在聚焦鏡下方，然后上下移動聚焦鏡，并在水平面上，利用激光在工件表面上劃線，劃出的線段的粗細度是逐漸變化的，先增大再減小，或者先減小再增大，此時，記錄下變化中粗細度最小時，聚焦鏡的位置，這個位置就是激光焦點落在工件表面時聚焦鏡的位置，根據(jù)此位置信息，進行后續(xù)的加工。上述方法比較麻煩，需要反復(fù)的劃線嘗試，一方面效率低，另一方面，也造成了工件不必要的損失。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種激光加工裝置及加工方法，以緩解了現(xiàn)有的激光加工過程中，激光器的焦點位置確認困難的技術(shù)問題。

第一方面，本發(fā)明實施例提供的一種激光加工裝置，所述激光加工裝置包括：所述激光加工裝置包括移動機構(gòu)和測量機構(gòu)，所述測量機構(gòu)安裝在所述移動機構(gòu)的活動端，所述移動機構(gòu)用于帶動所述測量機構(gòu)在第一方向上運動；

所述測量機構(gòu)包括激光器和激光位移傳感器，且所述激光器的發(fā)射方向與所述激光位移傳感器的檢測方向均沿第一方向設(shè)置。

進一步的，所述移動機構(gòu)包括移動件和驅(qū)動電機，所述激光器和激光位移傳感器固定在所述移動件上，所述驅(qū)動電機用于驅(qū)動所述移動件在第一方向運動。

進一步的，所述激光器包括本體、聚焦鏡和微調(diào)機構(gòu)，所述微調(diào)機構(gòu)連接在所述聚焦鏡和本體之間，所述微調(diào)機構(gòu)用于在第一方向上移動所述聚焦鏡，以改變激光器焦點的位置。

進一步的，所述激光加工裝置包括二維移動平臺，所述二維移動平臺用于放置工件，所述二維移動平臺能夠帶動所述工件在第二方向和第三方向運動上運動，所述第一方向、第二方向和第三方向彼此垂直。

進一步的，所述二維移動平臺連接有旋轉(zhuǎn)電機，所述旋轉(zhuǎn)電機用于帶動所述二維移動平臺在垂直于第一方向的平面上旋轉(zhuǎn)。

進一步的，所述測量機構(gòu)包括圖像采集裝置，所述圖像采集裝置安裝在所述移動件上，所述圖像采集裝置用于采集工件的圖像。

進一步的，所述激光加工裝置包括控制器，所述控制器分別與所述二維移動平臺和圖像采集裝置連接，所述控制器用于控制所述二維移動平臺將所述圖像采集裝置采集的區(qū)域移動到激光器下方。

進一步的，所述圖像采集裝置上設(shè)置有補光燈。

進一步的，所述二維移動平臺的支撐面上設(shè)置有光源。

第二方面，本發(fā)明實施例提供的一種利用上述的激光加工裝置處理工件的加工方法，所述激光加工方法包括如下步驟：

在第一方向上移動測量機構(gòu)，以使激光位移傳感器到工件的距離等于激光位移傳感器量程范圍的中間值；

根據(jù)測量機構(gòu)的位置，以及激光位移傳感器和激光器的在第一方向上的位置偏差得到激光器的焦點在第一方向上的位置。