专利名称：新型应用于LED激光切割设备的X-Y-θ运动平台的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种运动平台，尤其涉及LED激光切割设备中的晶圆切割X-Y- e 运动平台，属于激光精密加工设备技术领域。
背景技术：
LED激光切割设备是一种用于蓝宝石衬底GaN蓝光LED晶圆切割的专用激光设备， 蓝光LED晶圆通常是通过在蓝宝石基材上采用汽相成积工艺生长GaN晶体，最后在晶圆上 采用丝网印刷技术加上电极形成若干个具有独立发光功能的LED发光单元。 目前，蓝光LED晶圆切割设备已经逐渐从金刚石刀切割升级为激光切割。采用无 接触式激光加工，设备必需具备精确的定位功能，一般的LED晶圆预留切割道宽约为20 30um，甚至窄至15um，而激光加工影响线宽接近10um，因此要求X_Y运动平台的定位精度和 重复精度达到微米量级的精细度。在一张2寸晶圆片上，有400道左右的切割线，平台每加 工一张晶圆上都会启动和停止400次左右。在精确定位的情况下要求运动平台在启动和停 止上的时间尽可能的短；晶圆摆放在运动平台上的初始位置都会不一样，要求其切割道须 精确的调整到X和Y运动方向，运动平台系统须具备秒级旋转精度功能；晶圆在切割时要求 晶圆保持位置不变；一般的蓝光LED晶圆切割方式有正切和背切两种方式，正切是激光从 GaN发光材料表面切入，而背切则从蓝宝石基底材料表面切入，而切割道一般标记在晶圆的 上表面。 为了克服蓝光LED晶圆切割系统以上存在的问题，满足蓝光LED晶圆切割的需要， 急需研制出一套针对性的运动平台。
发明内容本实用新型的目的是克服现有技术存在的不足，提供一种适用于LED晶圆激光切 割设备的X-Y- e运动平台，旨在有效解决蓝光LED晶圆切割时平台自身惯量大、启动和停 止时间长、定位不精准等问题。 本实用新型的目的通过以下技术方案来实现 新型应用于LED激光切割设备的x-Y- e运动平台，特点是包括X_Y轴和e轴， 所述X-Y轴和e轴均呈中空结构，X-Y轴包含X轴传送单元和Y轴传送单元，X轴传送单元 包含X轴板和控制X轴板运动的直线马达，Y轴传送单元包含Y轴板和控制Y轴板运动的直 线马达，Y轴传送单元安装于X轴传送单元的X轴板上，在Y轴传送单元的Y轴板上设置e 轴，e轴包括转轴和控制转轴旋转的压电陶瓷电机，在e轴的转轴中安装真空吸附模块， 真空吸附模块的吸附平面高于e轴转轴的表面，由e轴转轴驱动真空吸附模块作旋转运
动，由X-Y轴驱动真空吸附模块沿X、 Y方向作两个自由度运动；所述X-Y轴布置在底板上， 在底板的底部安装有下CCD影像系统，下CCD影像系统透过X-Y轴和e轴的中空结构与真
空吸附模块相对。 进一步地，上述的新型应用于LED激光切割设备的X-Y-e运动平台，其中，所述Y
3轴传送单元通过Y直线导轨安装于X轴传送单元的X轴板上，所述X轴传送单元通过X直 线导轨安装在底板上；并在底板和X轴板之间设置X光栅尺组，在X轴板和Y轴板之间设置 Y光栅尺组。 再进一步地，上述的新型应用于LED激光切割设备的X-Y-e运动平台，其中，所述 真空吸附模块的材质为透明材料。 本实用新型技术方案的实质性特点和进步主要体现在 每个轴都具有独立运动功能，高精度的定位保证运动时达到微米级定位，真空吸
附模块保持晶圆在切割过程中位置不变，中空的x-y-e轴、透明的真空吸附模块具备了安
装下CCD影像系统功能；应用于LED激光切割设备中X-Y- e运动平台实现了平台自身惯量 小、启动和停止时间短、微米级定位、切割道秒级角度调整功能；从而，很好的解决了目前蓝 光LED晶圆切割时平台自身惯量大、启动和停止时间长、定位不精准等问题，充分满足蓝光 LED晶圆切割量产的要求，简易适用，市场应用前景广阔。
以下结合附图对本实用新型技术方案作进一步说明图i :本实用新型x-Y-e运动平台的示意图； 图2 :X-Y轴的主视示意图； 图3 :X-Y轴的立体结构示意图； 图4 : 9轴的结构示意图； 图中各附图标记的含义见下表
附图标记含义附图标记含义附图标记含义
1真空吸附模块2e轴3X-Y轴
4Y光栅尺组5直线马达6x轴板
7Y轴板8Y直线导轨9直线马达
10X光栅尺组11底板12X直线导轨
13旋转电机14光栅尺组
具体实施方式如
图1 4所示，应用于LED激光切割设备的X-Y- e运动平台，包括X_Y轴3、 e 轴2和真空吸附模块1， X-Y轴3和e轴2均呈中空结构，X-Y轴3包含X轴传送单元和Y 轴传送单元，X轴传送单元与Y轴传送单元相垂直，X轴传送单元包含X轴板6和控制X轴 板运动的直线马达9， Y轴传送单元包含Y轴板7和控制Y轴板运动的直线马达5， Y轴传 送单元通过Y直线导轨8安装于X轴传送单元的X轴板6上，在X轴板6和Y轴板7之间 设置Y光栅尺组4，在Y轴传送单元的Y轴板7上设置e轴，e轴包括转轴和控制转轴旋 转的压电陶瓷电机13，在e轴的转轴中安装真空吸附模块l，真空吸附模块1的吸附平面
略高于e轴转轴的表面，由e轴转轴驱动真空吸附模块i作旋转运动，由x-Y轴3驱动真
空吸附模块1沿X、Y方向作两个自由度运动；X轴传送单元通过X直线导轨12布置在底板 11上，在底板11和X轴板6之间设置X光栅尺组10。[0020] 上述9轴2、 X-Y轴3，每个轴都有独立驱动源和光栅尺反馈系统，平台间的相对 移动采用线性滑轨导向。线性滑轨保证平台的直线度、光栅尺0. lum的分辨率，使运动轴能 达到微米级定位与重复定位精度。X-Y轴3、e轴2制作成中空结构，既减轻了平台本身的
重量。在e轴2上安装真空吸附模块i，真空吸附模块i采用透明材料，保证晶圆的同步运动。 如图2、3， Y轴板7通过固定在X轴板6上的直线导轨副进行滑动导向和支撑，直 线马达5提供驱动源，Y光栅尺组4提供定位反馈。X轴板6通过固定在底板ll上的直线 导轨副进行滑动导向和支撑，直线马达9提供驱动源，X光栅尺组10提供定位反馈。 如图4， e轴2的结构简图，压电陶瓷电机13驱动e轴的转轴转动，光栅尺组14 作为定位反馈。 具体应用时，真空吸附模块l将晶圆吸附固定在表面上，9轴2载着真空吸附模 块1可以绕中心转轴做旋转运动，Y轴板7载着e轴2做Y方向往复运动，X轴板6载着Y 轴板7做X方向往复运动。 综上所述，本实用新型每个轴都具有独立运动功能，超高定位精度保证运动时达 到微米级定位。较好实现了在LED激光切割设备中X-Y-e轴运动平台功能，透明的真空吸 附模块吸附晶圆便于观测，e轴调整晶圆的角度，X-Y轴做X-Y方向运动。从而，有效解决 了蓝光LED晶圆切割时平台自身惯量大、启动和停止时间长、定位不精准等问题；保证晶圆 切割时稳定，切割道角度精确调整，充分满足蓝光LED晶圆切割量产的要求，为一实用的新 设计。 需要强调的是以上仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非对本实用新型作任 何形式上的限制，凡是依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等 同变化与修饰，均仍属于本实用新型技术方案的范围内。
权利要求新型应用于LED激光切割设备的X-Y-θ运动平台，其特征在于包括X-Y轴和θ轴，所述X-Y轴和θ轴均呈中空结构，X-Y轴包含X轴传送单元和Y轴传送单元，X轴传送单元包含X轴板和控制X轴板运动的直线马达，Y轴传送单元包含Y轴板和控制Y轴板运动的直线马达，Y轴传送单元安装于X轴传送单元的X轴板上，在Y轴传送单元的Y轴板上设置θ轴，θ轴包括转轴和控制转轴旋转的压电陶瓷电机，在θ轴的转轴中安装真空吸附模块，真空吸附模块的吸附平面高于θ轴转轴的表面，由θ轴转轴驱动真空吸附模块作旋转运动，由X-Y轴驱动真空吸附模块沿X、Y方向作两个自由度运动；所述X-Y轴布置在底板上，在底板的底部安装有下CCD影像系统，下CCD影像系统透过X-Y轴和θ轴的中空结构与真空吸附模块相对。
2. 根据权利要求l所述的新型应用于LED激光切割设备的X-Y-e运动平台，其特征在 于所述Y轴传送单元通过Y直线导轨安装于X轴传送单元的X轴板上，所述X轴传送单元 通过X直线导轨安装在底板上；并在底板和X轴板之间设置X光栅尺组，在X轴板和Y轴板 之间设置Y光栅尺组。
3. 根据权利要求l所述的新型应用于LED激光切割设备的X-Y-e运动平台，其特征在于所述真空吸附模块的材质为透明材料。
专利摘要本实用新型涉及应用于LED激光切割设备的X-Y-θ运动平台，包括X-Y轴和θ轴，X-Y轴和θ轴均呈中空结构，X-Y轴包含X轴传送单元和Y轴传送单元，X轴传送单元包含X轴板和控制X轴板运动的直线马达，Y轴传送单元包含Y轴板和控制Y轴板运动的直线马达，Y轴传送单元安装于X轴传送单元的X轴板上，在Y轴传送单元的Y轴板上设置θ轴，θ轴包括转轴和控制转轴旋转的电机，在θ轴的转轴中安装真空吸附模块，真空吸附模块的吸附平面高于θ轴转轴的表面，X-Y轴布置在底板上。应用于LED激光切割设备中X-Y-θ运动平台实现了自身惯量小、启动和停止时间短、微米级定位、切割道秒级角度调整功能，满足晶圆切割量产的要求。
文档编号B28D5/04GK201530059SQ20092003893
公开日2010年7月21日 申请日期2009年4月30日 优先权日2009年4月30日
发明者胡剑, 赵裕兴 申请人:苏州德龙激光有限公司;江阴德飞激光设备有限公司