用于更换光学元件的光站制造技术

本发明专利技术提供一种用于激光处理装置的光站，包括：多个保持件，所述多个保持件用于保持相应的光学元件；可旋转的料盒，该料盒具有多个容纳空间，用于容纳所述多个保持件；定位装置，该定位装置具有保持件夹，以夹持并定位从所述光学元件中选择的光学元件；用于旋转所述料盒的料盒致动器；线性移位装置，该线性移位装置用于沿平行于所述光轴的方向移位所述料盒。所述料盒朝向所述定位装置移位，使得所述定位装置从所述保持件的容纳空间抬起该保持件。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及激光束加工领域，特别设计激光开槽和/或激光切割晶片。
技术介绍
电子部件的小型化在半导体技术中已导致多种改进以使得电子部件可以更小。这样部件可以包括诸如二极管之类的简单部件直至诸如集成电路之类的复杂部件。除了电子部件之外，也可以利用相同的技术来制造机械部件。在半导体
中，通常已知的是，半导体材料（通常为硅）的晶片被处理以在晶片的表面区域中形成部件。晶片是大型的，具有在大约20mm至300mm范围内的直径，而部件是微型的，通常具有亚毫米范围内的尺寸。每个部件均被形成在小的晶片部分中，其中多个晶片部分距彼此以小的距离定位。在处理步骤之后，晶片被切割以将多个晶片部分彼此分离，使得部件变得可彼此独立地应用。在分离之后，每个分离的晶片部分被称为芯片，并且分离过程被称为切片。本专利技术具体地涉及激光切片的领域。多个晶片部分通常排列成矩形模式，由相互正交通道（也表示为切片迹道）分离。该分离过程涉及在每个切片迹道中施加切割。至少一部分切割通过辐射来进行：通常为高功率激光束的辐射用于移除切片迹道的顶层；这还被表示为“辐射开槽”或者更方便地表示为“激光开槽”。本专利技术还涉及激光开槽的方法。在激光开槽和/或激光切片的过程中，激光束和晶片相对于彼此移动。该相对运动可以通过保持晶片静止并且移动激光束或者通过保持激光束并且移动晶片或者两者同时来进行。实际上，更方便的是保持光学系统静止并且移动晶片；尽管如此，该运动将被表示为激光束的“刻划”运动。在两个方向上进行刻划。例如，在一个方向上已刻划出第一凹槽之后，在相反方向上刻划下一个凹槽。为了使处理最佳化，然后将激光路径中的光学元件旋转180°；因此，可期望能够快速地旋转光学元件。还注意到，尽管本专利技术的背景属于处理晶片的领域，但是本专利技术还可应用于需要超过一个衍射（或者其它）光学元件和/或需要光学元件快速旋转的其它类型的激光处理设备。为了能够从一个光学元件快速地变换成另一光学元件，激光处理装置包括光站，该光站具有保持光学元件的供应的料盒和用于将一个所选择的光学元件定位在光路中的定位装置。而且，在处理期间，定位装置能够绕光轴旋转所选择的光学元件。在现有技术中，料盒仅能够保持两个光学元件。然而光学元件的实际期望范围涉及两个以上的元件，因此必需手动更换料盒中的元件。在现有技术中，元件从料盒到激光路径的更换是费时的，从而降低了机器的净输出。在现有技术中，操作的光学元件绕光轴旋转需要整个料盒旋转。在现有技术中，光学元件的保持元件覆盖元件在料盒中和激光路径中的旋转机构上的合适保持/定位。除了定位之外，利用滑动机构来更换从料盒至旋转机构的保持件。料盒、保持件和滑动机构在处理期间旋转。该结合的惯性不允许光学元件在处理期间快速地旋转，从而导致低输出。在现有技术中，光学元件的旋转被限制为180°，因此限制了在处理期间利用光学元件形成图案的自由。
技术实现思路
本专利技术的目的是为了提供一种适于在激光开槽装置或者激光切片装置中使用的光站，所述光站允许从集成料盒选择多个光学元件。本专利技术的另一个目的是为了提供一种适于在激光开槽装置或者激光切片装置中使用的光站，在该光站中，所述光学元件在所述料盒中的保持件中的定位使得无需所述保持件的附加操纵，并且所述保持件在交接期间以精确的定位被直接放置在所述旋转装置上。专利技术的另一个目的是为了提供一种适于在激光开槽装置或者激光切片装置中使用的光站，在该光站中，所述旋转装置包含用于保持件的定位基准。本专利技术的另一个目的是为了提供一种适于在激光开槽装置或者激光切片装置中使用的光站，在该光站中，所述光学元件的位置不是关键的。本专利技术的另一个目的是为了提供一种适于在激光开槽装置或者激光切片装置中使用的光站，在该光站中，所述光学元件能够以相对高的速度在360°以上的范围内自由地旋转。本专利技术的另一目的是为了提供一种适于在激光开槽装置或者激光切片装置中使用的光站，在该光站中，所述料盒中的光学元件能够被容易且快速地手动替换，而仅需要光学元件在料盒中的小的位置精度或者不需要位置精度。为了满足以上目的中的至少一个目的，本专利技术提供一种光站，该光站用于具有光路的激光处理装置，所述光站具有定位轴线，该定位轴线趋于与所述激光处理装置的光路重合，所述光站包括：-多个保持件，所述多个保持件用于保持相应的光学元件；-定位装置，该定位装置具有保持件夹，以夹持并定位从所述光学元件中选择的光学元件，从而将所对应的光学元件定位在所述光路中；-料盒，该料盒具有多个容纳空间，用于容纳所述多个保持件，其中所述料盒被配置成可在垂直于所述定位轴线的虚拟XY平面中移位，并且其中所述料盒和所述保持件夹被配置成可在平行于所述定位轴线的Z方向上相对于彼此移位；-料盒XY致动器，该料盒XY致动器用于相对于所述定位装置垂直于所述定位轴线移位所述料盒；-料盒Z致动器，该料盒Z致动器用于使所述料盒和所述保持件夹在相对远侧的极端位置和相对近侧的极端位置之间相对于彼此进行相对的Z移位；其中，当所述料盒和所述保持件夹处于相对远侧的极端位置中时，所述料盒操作成将保持件从所述保持件夹抬起并且可沿XY方向移位以选择另一个保持件；并且其中，当所述料盒和所述保持件夹处于相对近侧的极端位置中时，所述保持件夹操作成将所选择的保持件从所述料盒抬起以相对于所述定位轴线精确地定位所选择的保持件。附图说明将参照附图通过下列一个或多个优选实施方式的说明来进一步解释本专利技术的这些和其它方面、特征和优点，并且在附图中：图1A示意性地示出了现有技术的光站的一部分的立体图；图1B是图1A中所示的装置部分的示意性俯视图；图2A至2D是示意性地示出图1A和1B的现有技术装置的操作的概略图；图3A和3B是根据本专利技术的光站的实施方式的示意性立体图；图3C是图3A和3B的光站的局部被切开的示意性立体图，图4是保持件夹的实施方式的示意性立体图；图5是由保持件夹夹持的保持件的剖视图；图6A至6C是示出了保持件的抬起的示意性剖视图；图7A至7C是示意性地示出了根据本专利技术的站的操作的概略图。具体实施方式图1A示意性地示出了现有技术的激光开槽装置的一部分的立体图，图1B是该装置部分的示意性俯视图。这些图示出了保持两个光学元件A和B的料盒C，料盒C安装在旋转装置D上。旋转装置D包括支撑盘D1，支撑盘D1经由带D2借助马达D3旋转。旋转装置D安装在滑动件E上。附图标记F表示开槽装置的框架。在操作中，待被处理的晶片（未示出）将相对于该框架F被固定。滑动件E安装在框架F上，并且允许旋转装置D相对于框架F并且因此相对于晶片移位。图2A至2D是示意性地示出了图1A和1B的现有技术的装置的操作的概略图。图2A示出了相对于框架F固定的光路。料盒C和旋转装置D具有与光路对准的通路以允许激光束（未示出）穿过。在该情形下，料盒C处于底部位置并且光学元件B与光路对准。图2B示出了旋转装置D已经使料盒C进行180°的转动。图2C示出了滑动件E已经向上移位旋转装置D和料盒C。阻挡装置阻挡料盒C的运动，从而料盒C相对于旋转装置D有效地减速。图2D示出了滑动件E已经向后下方移动旋转装置D和料盒C。最终状态与图2A相同，但是现在光学元件A与光路对准。图3A是根据本专利技术的光站1的示意性立体图，该光站趋于使用于激光开槽设备本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种光站（1），该光站用于具有光路的激光处理装置，所述光站具有定位轴线（2），该定位轴线趋于与所述激光处理装置的光路重合，所述光站包括：‑ 多个保持件（200），所述多个保持件用于保持相应的光学元件（300）；‑ 定位装置（500），该定位装置具有保持件夹（520），以夹持并定位从所述光学元件中选择的光学元件，从而将所对应的光学元件定位在所述光路中；‑ 料盒（100），该料盒具有多个容纳空间（120），用于容纳所述多个保持件，其中所述料盒被配置成可在垂直于所述定位轴线（2）的虚拟XY平面中移位，并且其中所述料盒和所述保持件夹（520）被配置成可在平行于所述定位轴线（2）的Z方向上相对于彼此移位；‑ 料盒XY致动器（400），该料盒XY致动器用于相对于所述定位装置垂直于所述定位轴线（2）移位所述料盒；‑ 料盒Z致动器（600），该料盒Z致动器用于使所述料盒（100）和所述保持件夹（520）在相对远侧的极端位置和相对近侧的极端位置之间相对于彼此进行相对的Z移位；其中，当所述料盒（100）和所述保持件夹（520）处于相对远侧的极端位置中时，所述料盒（100）操作成将保持件从所述保持件夹（520）抬起并且可沿XY方向移位以选择另一个保持件；并且其中，当所述料盒（100）和所述保持件夹（520）处于相对近侧的极端位置中时，所述保持件夹（520）操作成将所选择的保持件从所述料盒（100）抬起以相对于所述定位轴线（2）精确地定位所选择的保持件。...

【技术特征摘要】
2015.09.02 EP 15002577.31.一种光站（1），该光站用于具有光路的激光处理装置，所述光站具有定位轴线（2），该定位轴线趋于与所述激光处理装置的光路重合，所述光站包括：-多个保持件（200），所述多个保持件用于保持相应的光学元件（300）；-定位装置（500），该定位装置具有保持件夹（520），以夹持并定位从所述光学元件中选择的光学元件，从而将所对应的光学元件定位在所述光路中；-料盒（100），该料盒具有多个容纳空间（120），用于容纳所述多个保持件，其中所述料盒被配置成可在垂直于所述定位轴线（2）的虚拟XY平面中移位，并且其中所述料盒和所述保持件夹（520）被配置成可在平行于所述定位轴线（2）的Z方向上相对于彼此移位；-料盒XY致动器（400），该料盒XY致动器用于相对于所述定位装置垂直于所述定位轴线（2）移位所述料盒；-料盒Z致动器（600），该料盒Z致动器用于使所述料盒（100）和所述保持件夹（520）在相对远侧的极端位置和相对近侧的极端位置之间相对于彼此进行相对的Z移位；其中，当所述料盒（100）和所述保持件夹（520）处于相对远侧的极端位置中时，所述料盒（100）操作成将保持件从所述保持件夹（520）抬起并且可沿XY方向移位以选择另一个保持件；并且其中，当所述料盒（100）和所述保持件夹（520）处于相对近侧的极端位置中时，所述保持件夹（520）操作成将所选择的保持件从所述料盒（100）抬起以相对于所述定位轴线（2）精确地定位所选择的保持件。2.根据权利要求1所述的光站，其中，所述料盒（100）是沿所述虚拟的XY平面延伸的平面料盒，并且所述容纳空间分布在所述XY平面中。3.根据权利要求2所述的光站，其中，所述料盒（100）是可旋转的盘形料盒，该可旋转的盘形料盒被配置成绕与所述定位轴线平行的回转轴线旋转，并且所述料盒XY致动器（400）适于使所述料盒绕所述回转轴线旋转。4.根据权利要求3所述的光站，其中，所述容纳空间位于与所述定位轴线相交的圆处，所述圆的中心与所述回转轴线重合。5.根据前述权利要求中任一项所述的光站，其中，所述保持件夹（520）可旋转以使保持件绕所述定位轴线旋转；并且其中，当所述料盒（100）和所述保持件夹（520）处于相对近侧的极端位置中时，所述保持件夹（520）操作成将所选择的保持件从所述料盒抬起并且可与所选择的保持件一起绕所述定位轴线（2）旋转。6.根据前述权利要求中任一项所述的光站，其中，每个保持件均设置有第一类基准构件（220）和第二类基准构件（230），其中所述第一类基准构件（220）限定所述保持件（200）相对于所对应的容纳空间（120...

【专利技术属性】
技术研发人员：乔布·维安恩，拉尔夫·彼得勒斯·弗朗西斯·诺伊詹，赫里特·阿里·范·霍伊克，马吕斯·范·德·杜斯，
申请(专利权)人：先进科技新加坡有限公司，
类型：发明
国别省市：新加坡;SG