专利名称：用于移动平台的混合分辨率反馈的方法及装置的制作方法
技术领域：
本申请案主张来自2009年5月四日申请的临时申请案第61/182，469号的优先权。本发明是关于用于获得与激光处理系统中的移动平台的位置有关的反馈的方法及装置。详言之，其是关于获得来自移动平台的高分辨率位置反馈，该移动平台经设计以便在电子器件的制造中所使用的激光处理系统的处理或装载/卸载位置之间，对物品分度。 更详言之，其是关于使用串联的粗及细分辨率反馈器件获得来自移动平台的高分辨率位置反馈的方法及装置。
背景技术：
高分辨率位置反馈为许多精密移动系统所必需，特别是用于制造电子器件的激光处理系统中，经设计以固定物品的移动系统。激光处理系统通常被用于自物品移除材料、标记物品的表面或内部、分离在共同基板上制造的物品，或退火或以其它方式调节物品。物品可由金属(诸如，铝或钢)、玻璃或玻璃状材料或各种塑料制成。物品可为诸如半导体晶圆或印刷布线板的基板、诸如集成电路或电光器件、诸如显示器或传感器的总成或诸如外壳的封装组件。一些激光处理系统被构建成具有可一次固定一个以上物品的移动平台以便增加系统输出量。此等系统具有移动平台，其将物品自其可被装载或卸载的位置移至用于激光处理的位置，及可能用于其它操作的位置，诸如另外的激光处理或检验。执行此等功能的一例示性激光处理系统为由 Electro Scientific Industries, Portland, OR 972 制造的 ESI ML5900激光微机械加工系统。图1展示诸如ESI ML5900的典型激光处理系统之图。 此等系统必须在位置之间的相对长距离上对物品分度，同时维持当移动一小部分距离时的精确度。此移动可为旋转的、线性的(诸如，连续输送皮带)或往复的。举例而言，旋转平台可将物品移动相当于若干公分的距离，且要求在移动终止时知晓物品的位置在若干微米内。此可藉由按必要的机械精密度建造设备以完成此任务来完成，但操作的成本及时间皆高。通常使用的方法为在正常制造公差内建造机械组件，且接着用编码器装备移动平台以指示平台的位置。该问题的典型方法涉及使用具有细栅格间距的高质量线性或旋转光学编码器或线性干涉计以便在移动系统的整个行程中提供高分辨率反馈。两个解决方案都沿用已久，然而，与在整个行程中提供此高分辨率反馈相关联的成本巨大。图2展示一典型的先前技术旋转平台分度系统。目前并未有对位置反馈要求的明显的工业解决方案是结合低分辨率低成本反馈器件与高分辨率高成本器件的。因此，对于采用成本介于低分辨率低成本器件与高分辨率 /高成本器件之间的移动平台以获得高分辨率位置反馈数据的方法及装置，有持续需求。
发明内容
本发明的态样藉由从一经设计以在预定位置之间进行分度的移动平台提供低分辨率及高分辨率位置反馈以改良激光处理。本发明的态样使用低分辨率/低成本器件以便从移动平台在分度位置之间移动时，提供来自移动平台的粗位置信息。现有激光微机械加工系统ESI ML5900经调适以实施本发明的态样。ESI ML5900具有一移动平台，当ESIML5900处理物品时，该移动平台在位置之间分度。“分度(Indexing)”指具有在平台的总行程内之一或多个位置(在处理物品的过程中系统重复地返回该等位置)的移动平台。此等位置可为装载物品或自平台卸载物品的位置，或激光处理或诸如检验的其它操作发生的位置。将高分辨率/高成本反馈器件应用于此等分度位置附近的移动平台，使得当低分辨率反馈器件指示移动平台在分度位置附近时，系统可自安装于分度位置附近的高分辨率反馈器件存取位置反馈信息，且藉此具有关于移动平台的位置的高分辨率信息，而无与在移动平台的整个行程上提供高分辨率位置反馈相关联的成本。
图1先前技术激光处理系统。图2先前技术分度移动平台。图3具有混合分辨率反馈的分度移动平台。
具体实施例方式本发明的一具体实施例藉由提供一指示移动平台的在其整个行程中的位置的低分辨率位置反馈器件来改良藉由一激光处理系统对物品的激光处理。此具体实施例指引移动平台移至由低分辨率位置反馈器件指示的第一位置，且进一步在第一位置的附近区域中提供一高分辨率位置反馈器件。此等具体实施例接着指引移动平台移至由高分辨率位置反馈器件指示的第二位置，藉此向激光处理系统提供高分辨率位置精确性，而不需要在其整个行程中的高分辨率反馈。激光处理系统藉由相对于激光束来定位物品且接着指引激光束发射照射物品的能量来处理物品。图1展示一典型先前技术激光处理系统10，其具有一发射激光脉冲14的激光12。此等脉冲14由射束成形光学器件16成形，该射束成形光学器件16可视情况从由激光发射的典型高斯(Gaussian)分布脉冲成形激光脉冲的空间及时间分布，以形成诸如顶帽(top hat)分布的所要的空间分布或诸如修整脉冲(tailored pulse)的所要的脉冲时间分布。脉冲14接着由射束操控光学器件18重新导向，射束操控光学器件18使用电流计、快速操控镜、可变形镜、电光器件或声光器件操控激光束来指引该射束至物品上的所要的位置。接着指引激光脉冲穿过可选场光学器件20以照射固定于移动平台对上的物品22。协调且指引激光12、射束操控光学器件18及移动平台M的操作的控制器沈将移动平台M的移动与射束操控光学器件18的操控组合。移动系统的一典型用途涉及为了机械加工目的而相对于处理站准确地定位零件。此类型的用法的一特定情况为包含一旋转台的移动系统，该旋转台具有有限数目个离散分度位置。依次自一分度位置移至下一位置，就将在处理场内定位下一个零件。图2展示此旋转分度台32，其具有用于固持附接至旋转台32的物品的四个夹具34、36、38、40。图2展示邻近旋转台32的一装载/卸载站42，其已将物品50装载至夹具34内。旋转台32接着在箭头的方向上进行分度以使夹具34及物品50在先前由夹具36占据的位置中邻近处理站44，从而使物品50达到位置52以由处理站44处理。旋转台32的随后分度将使夹具34 及物品50邻近处理站46，从而将夹具34置于位置38中且将物品50置于位置M中。同样地，分度旋转台32再次使夹具34及物品50分别达到邻近处理站48的位置44及56。另一分度将使夹具34及物品50返回至与装置/卸载站42邻近处，在该处，经处理的物品50可被卸载且由新的未处理的物品替换。旋转台可由固定用于处理的物品的诸如循环皮带的线性器件替换。在此配置中， 可在一点处装载物品、使物品分度穿过处理站且接着在一分开的点处卸载。旋转台亦可由支持往复移动之器件替换，在该情况下，在一点处装载零件，该装置将该零件移至一或多个处理站，且接着将该零件传回至本发明的一具体实施例展示于图3中。旋转台53具有随着旋转台53在箭头的方向上分度时用于将物品70固持于邻近装载/卸载站62及随后处理站64、66、68处的夹具 55、57、59、60。藉由添加应用于旋转台53的低或粗分辨率位置反馈传感器72及高或细分辨率量表74、76、78及80以及邻近处理站而应用的扫描头82、84、86及88，根据本发明来调适此具体实施例。举例而言，当激光处理系统(未图标)根据自低分辨率位置传感器72接收的信息而指引旋转台53分度以将夹具55及物品70邻近处理站64置放时，将使高分辨率量表74与扫描头84靠近，藉此形成高分辨率位置传感器，其接着传递关于旋转台53及因此夹具55及物品70相对于邻近处理站64的位置的高分辨率位置信息。由激光处理系统接收的高分辨率信息可用以藉由指导移动平台移动来校正物品相对于激光处理系统的位置，或可使用该信息来更改用于电光处理物品的激光束的路径以补偿物品的位置。在此具体实施例中，低分辨率传感器可为具有数毫弧度的分辨率的轴角编码器(shaft encoder)，而高分辨率传感器可包含玻璃量表及具有数微米的分辨率的电光扫描头。按例示性方式提出前述内容，且不脱离本专利的意图或意义的其它实施本发明的方式可为可利用的。吾人因此请求本发明的范畴仅由以下申请专利范围判定。
权利要求
1.一种用于藉由一激光处理系统激光处理物品的改良方法，该激光处理系统具有一移动平台，该方法包含提供一操作性连接至该移动平台的低分辨率位置反馈器件以指示该移动平台在包括该等移动平台的一第一位置的一第一附近区域中的位置；指引该等移动平台移至由该低分辨率位置反馈器件指示的该第一位置；提供一操作性连接至该移动平台的高分辨率位置反馈器件以指示该移动平台在包括该第一位置的一第二附近区域中的一第二位置；及将由该高分辨率位置反馈器件指示的该第二位置传递至该激光处理系统。
2.如权利要求1所述的改良方法，其中该激光处理系统基于该传递的第二位置而指引该移动平台移至一由该高分辨率位置反馈器件指示的第三位置。
3.一种具有一移动平台的用于激光处理物品的改良激光处理系统，该等改良包含一低分辨率位置反馈器件，其操作性连接至该移动平台以指示该移动平台的一第一位置；及一高分辨率位置反馈器件，其在该第一位置的附近区域中操作性连接至该移动平台以指示该移动平台的一第二位置。
4.一种用于藉由一激光处理系统激光处理物品的改良方法，该激光处理系统具有一激光、一激光束、激光束操控光学器件、一控制器及一移动平台，该等改良包含提供一低分辨率位置反馈器件以指示该移动平台在包括该移动平台的一第一位置的一第一附近区域中的位置；指引该等移动平台移至由该低分辨率位置反馈器件指示的一第一位置；提供一操作性连接至该移动平台的高分辨率位置反馈器件以指示该移动平台在该第一位置的一第二附近区域中的一第二位置；及将由该高分辨率位置反馈器件指示的该第二位置传递至该控制器。
5.如权利要求4所述的改良方法，其中该控制器基于该传递的第二位置而指引该等移动平台移至一由该高分辨率位置反馈器件指示的第三位置。
6.如权利要求4所述的改良方法，其中该控制器基于该传递的第二位置而指引该激光束操控光学器件操控该激光束。
全文摘要
一种方法及装置，藉由结合低分辨率/低成本反馈器件72与高分辨率/高成本反馈器件74、76、78、80、82、84、86、88来获得来自分度系统10中的移动平台52的高分辨率位置反馈而不招致因提供高分辨率位置反馈而来自整个移动范围的相关成本。
文档编号B23K26/42GK102574241SQ201080023566
公开日2012年7月11日 申请日期2010年5月28日 优先权日2009年5月29日
发明者玛密特·艾尔帕 申请人:伊雷克托科学工业股份有限公司