专利名称：一种晶圆切割机床的运动路径的规划方法
技术领域：
本发明涉及数控机床中的晶圆切割机床，尤其涉及一种晶圆切割机床的运动路径的规划方法。
背景技术：
随着信息化时代的到来，电子信息、通讯和半导体集成电路等行业得到迅猛发展，半导体晶圆得到广泛应用，需求越来越大。晶圆切割划片不仅是芯片封装的核心关键エ序之一，也是从圆片级的加工过渡为芯片级加工的地标性エ序。晶圆制备技术和エ艺对晶圆切割划片批量生产中的成品率、工作效率等要求也越来越高。所以，目前国内外对晶圆切割设备的需求越来越大，要求越来越高，特别是在精度上和效率上，都提出了新的要求。但长期以来，先进的晶圆划片机的关键技术都被国外所垄断，国内虽有发展，加工效率很难有新的突破。因此通过优化晶圆切割机床的运动路径，提高晶圆切割机床的工作效率，減少不必要的加工时间，具有非常大意义。如图1所示，目前晶圆片在切割晶格过程中，激光束的切割范围为方形，其在晶圆片的两端形成大量的空切。当每条竖直方向上的切割线完成时，都必须向将Y轴电机运动平台減速到零，然后再启动X轴电机运动平台，驱动晶圆片运动，直到晶圆片运动到相邻的竖直方向的切割线，然后再次重新启动Y轴电机运动平台，将Y轴电机运动平台加速到设定运动速度。这种将Y轴电机运动平台減速到零，然后再由X轴电机运动平台运动到相应位置后，Y轴电机运动平台再开始加速到设定速度，将Y轴电机运动平台的減速、加速与X轴电机运动平台运动分别进行，浪费大量的減速和重新启动的时间，其工作效率低。晶圆片上每条横向切割线的完成与竖直方向的切割线操作类似。每个晶圆片内印刷有线路，激光束沿竖直方向和横向将晶圆片切割成小単元的正方形的晶格10，晶格10单元的放大图如图2所示。
发明内容
本发明的目的是提供ー种工作效率高、減少机床空切行程的晶圆切割机床的运动路径的规划方法。为实现上述目的，本发明ー种晶圆切割机床的运动路径的规划方法，该规划方法使用的晶圆切割机床包括X、Y轴电机运动平台，X、Y轴电机运动平台上设有旋转电机平台，旋转电机平台的上设有工作台，晶圆片固定在工作台上，工作台上方设有固定不动的激光器，激光器发出的激光束对准工作台上的晶圆片，所述晶圆切割机床还包括带CPU的控制器，控制器分别与X、Y轴电机运动平台、旋转电机平台电连接，控制器内预存有晶圆片的加エ參数；所述规划方法包括以下步骤:I)所述晶圆片切割时，在控制器上输入被加工晶圆片的加工參数，包括晶圆片半径尺寸r，激光束的圆形切割范围的半径尺寸R ;激光束的圆形切割范围大于晶圆片，并在晶圆片上进行横向和竖直方向的切割形成切割区，在晶圆片外做空切；晶圆片上每条横向切割线长度X和竖直方向的切割线的长度y，横向或竖直方向上相邻切割线的间隔为
0.11-0.43mm ;激光束在竖直方向上的总切割线长度y=2」R2 - (R-xf，激光束在横向方向
上的总切割线长x=2"i 2 -(R-y')2，当激光束在竖直方向切割时，其X'值已知；当激光束在横向方向切割时，其y'值已知；2)将晶圆片固定在工作台上，先由Y轴电机运动平台驱动晶圆片沿第一条竖直方向的切割线轨迹运动；3)当晶圆片运动到第 一条竖直方向切割线的切割区边缘吋，Y轴电机运动平台开始减速；4)当晶圆片沿竖直方向运动到晶圆片第一条竖直方向切割线的端部吋，启动圆弧插补模块，X、Y轴电机运动平台联动，驱动晶圆片做圆弧运动，X轴电机运动平台开始运动，当晶圆片运动到圆弧顶端吋，Y轴电机运动平台減速到零，然后再开始反向加速；5)当圆弧插补结束时，晶圆片到达第二条竖直方向切割线一端部，此时X轴电机运动平台停止运动，Y轴电机运动平台继续反向加速，在到达晶圆片的切割区域时加速到设定速度，激光束对晶圆片进行第二条竖直方向切割线的切割；6)重复以上步骤，激光束完成晶圆片上所有的竖直方向的切割线；7)竖直方向的切割线切割完成后，旋转电机平台将晶圆片旋转90°，重复步骤2)到步骤6)，完成晶圆片所有的横向切割线的切割。所述步骤I)中，在控制器中输入的加工參数中，横向切割线和竖直方向的切割线交叉形成晶格，每个晶格为边长0.1-0.4mm的正方形，相邻晶格间的间隙为0.01-0.03mm ；激光束的圆形切割区域的半径R比晶圆片的半径r大1-2_。所述步骤3)中，当晶圆片运动到第一条竖直方向切割线的切割区边缘时，此时晶圆片沿竖直方向的运动行程Ll=^Z及2 -(R-X1)2 +」r2 -(F-X1)2。所述步骤4)中，当晶圆片运动到第一条竖直方向切割线的端部时，此时晶圆片沿竖直方向的运动行程L2=2^R2-(R-X2)2。所述步骤5)中，当圆弧插补结束时，晶圆片到达第二条竖直方向切割线一端部，Y轴电机运动平台加速到达晶圆片的圆形切割区域吋，Y轴电机运动平台沿第二条竖直切割
线方向的运动ィ丁程 L3= Wく--- a,)-」f~~ — (r -X3)" o晶圆片在切割过程中，因X、Y轴电机运动平台运动速度快，加速度也大，因Y轴电机运动平台设于X轴电机运动平台上方，所以负载小；设于下方的X轴电机运动平台若要带动Y轴电机运动平台一起运动,负载大。所以在切割过程中，均是由Y轴电机运动平台带动晶圆片进行运动，X轴电机运动平台进行定位。采用以上的路径规划方法，激光束的切割范围为稍大于晶圆片大小的圆形，在晶圆片外形成一小部分的空切。与现有的激光束方形的切割范围相比，避免了激光束在晶圆片两端时过多的空切而浪费时间。同时，当进行竖直方向切割时，在空切部分，Y轴电机运动平台先进行减速，減速到竖直切割线端部吋，X轴电机运动平台开始运动，这时，晶圆片做圆弧运动，当运动到圆弧端部吋，Y轴电机运动平台減速到零，然后再反方向加速，当晶圆片运动到相邻的竖直切割线时，X轴电机运动平台停止运动，Y轴电机运动平台加速到设定速度。在以上的过程中，Y轴电机运动平台的減速及加速与X轴电机运动平台的运动同步进行，大大节省了加工的时间，提高了工作效率。晶圆片在横向的切割与竖直切割操作类似，其操作与现有技术相比也可提高工作效率。综上所述，采用本发明的晶圆切割机床的运动路径的规划方法，对晶圆片的切割路径进行更加合理的规划，減少激光束在晶圆片两端时过多的空切而浪费时间；同时，在切割线的空切区的圆弧运动部分，将Y轴电机运动平台的減速到零和加速同时与X轴电机运动平台的运动同步进行，节省大量的时间，提高晶圆切割机床的工作效率。在横向切割线的空切区的圆弧运动部分与以上操作类似，从而从整体上提高了晶圆片切割的效率。
下面结合附图和具体实施方式
对本发明作进ー步详细的说明:图1为现有晶圆片设置切割线的结构不意图；图2现有晶圆片中的切割晶格放大图；图3为本发明晶圆切割机床的结构不意图；图4为本发明晶圆片上设置竖直方向切割线的结构示意
图5为Y轴电机运动平台在竖直方向运动的局部路径图；图6为图5的 局部放大图；图7为本发明晶圆片上设置横向切割线的结构示意图。
具体实施例方式如图3-7所示，本发明ー种晶圆切割机床的运动路径的规划方法，该规划方法使用的晶圆切割机床包括X、Y轴电机运动平台1、2，X、Y轴电机运动平台1、2上设有旋转电机平台3，旋转电机平台3的上设有工作台4，晶圆片5固定在工作台4上，工作台4上方设有固定不动的激光器6，激光器6发出的激光束对准工作台上的晶圆片5，所述晶圆切割机床还包括带CPU的控制器7，控制器7分别与X、Y轴电机运动平台1、2、旋转电机平台3电连接，控制器7内预存有晶圆片的加工參数；本发明所述规划方法包括以下步骤:1)所述晶圆片5切割时，在控制器7上输入被加工晶圆片的加工參数，包括晶圆片5半径尺寸r，激光束的圆形切割范围的半径尺寸R ;激光束的圆形切割范围大于晶圆片5，并在晶圆片5上进行横向和竖直方向的切割形成切割区，在晶圆片外做空切；晶圆片5上每条横向切割线长度X和竖直方向的切割线的长度y，横向或竖直方向上相邻切割线8、9的间隔为0.11-0.43mm ;激光束在竖直方向上的总切割线长度
权利要求
1.一种晶圆切割机床的运动路径的规划方法，该规划方法使用的晶圆切割机床包括X、Y轴电机运动平台，X、Y轴电机运动平台上设有旋转电机平台，旋转电机平台的上设有エ作台，晶圆片固定在工作台上，工作台上方设有固定不动的激光器，激光器发出的激光束对准工作台上的晶圆片，所述晶圆切割机床还包括带CPU的控制器，控制器分别与X、Y轴电机运动平台、旋转电机平台电连接，控制器内预存有晶圆片的加工參数； 其特征在于:所述规划方法包括以下步骤: 1)所述晶圆片切割时，在控制器上输入被加工晶圆片的加工參数，包括晶圆片半径尺寸r，激光束的圆形切割范围的半径尺寸R ;激光束的圆形切割范围大于晶圆片，并在晶圆片上进行横向和竖直方向的切割形成切割区，在晶圆片外做空切；晶圆片上每条横向切割线长度X和竖直方向的切割线的长度y，横向或竖直方向上相邻切割线的间隔为0.11-0.43mm ;激光束在竖直方向上的总切割线长度
2.根据权利要求1所述的晶圆切割机床的运动路径的规划方法，其特征在于:所述步骤I)中，在控制器中输入的加工參数中，横向切割线和竖直方向的切割线交叉形成晶格，每个晶格为边长0.1-0.4mm的正方形，相邻晶格间的间隙为0.01-0.03mm ;激光束的圆形切割区域的半径R比晶圆片的半径r大l-2mm。
3.根据权利要求1所述的晶圆切割机床的运动路径的规划方法，其特征在于:所述步骤3)中，当晶圆片运动到第一条竖直方向切割线的切割区边缘时，此时晶圆片沿竖直方向的运动行程
4.根据权利要求1所述的晶圆切割机床的运动路径的规划方法，其特征在于:所述步骤4)中，当晶圆片运动到第一条竖直方向切割线的端部时，此时晶圆片沿竖直方向的运动オ于程
5.根据权利要求1所述的晶圆切割机床的运动路径的规划方法，其特征在于:所述步骤5)中，当圆弧插补结束时，晶圆片到达第二条竖直方向切割线一端部，Y轴电机运动平台加速到达晶圆片的圆形切割区域吋，Y轴电机运动平台沿第二条竖直切割线方向的运动行
全文摘要
本发明公开一种晶圆切割机床的运动路径的规划方法，其包括1)Y轴电机运动平台驱动晶圆片沿竖直方向的切割线运动；2)当晶圆片到达晶圆片竖直方向切割线的端部时，启动圆弧插补模块，X、Y轴电机运动平台联动，驱动晶圆片做圆弧运动；3)圆弧插补结束，晶圆片到达相邻竖直方向切割线一端部，对另一条竖直方向切割线进行切割；4)重复以上步骤，完成所有竖直方向的切割线；5)采用类似的操作完成所有的横向切割线的切割。本发明晶圆片运动路径的规划方法，对晶圆片的切割路径进行更加合理的规划，减少激光束在晶圆片两端时过多空切而浪费时间；同时，在空切区的圆弧运动，X、Y轴电机运动平台同时运行，节省大量的时间，提高工作效率。
文档编号B23K26/38GK103111763SQ20131004762
公开日2013年5月22日 申请日期2013年2月4日 优先权日2013年2月4日
发明者翁强 申请人:福建省威诺数控有限公司