专利名称：Led蓝宝石衬底划片机的制作方法
技术领域：
本实用新型关于一种激光LED蓝宝石衬底划片机，更具体地说，关于一种准确定位、自动对焦、精密切割的功能的LED蓝宝石衬底划片机。
背景技术：
众所周知，发光二极管(Light Emitting Diode, LED)具有亮度髙、工作电压低、功耗小、微型化、易与集成电路匹配、驱动简单、寿命长、耐冲击及性能稳定等显著优点。而LED中衬底的材料决定了半导体照明技术的发展路线。目前，能用于生产的衬底主要有两种，即蓝宝石(Al203)和碳化硅(SiC)衬底。其中，碳化硅衬底及蓝宝石衬底都具有突出的优点，如化学稳定性好、导电性能好、导热性能好、不吸收可见光等，但是，碳化硅衬底相较于蓝宝石衬底而言，具有价格太高、晶体质量较差的缺点。
一般而言，蓝宝石衬底的加工大都釆用砂轮式切割进行，在其加工切割过程中，LED蓝宝石衬底往往由于存在的机械应力造成次品率较高甚至发生崩裂，其加工效率低、成品率低。因此，传统的砂轮式切割手段已无法满足LED产品高效率、高精度生产需求，极大地限制了 LED芯片制造水平的发展。
实用新型内容
有鉴于此，本实用新型的主要目的在于提供一种能够自动调焦、高速、高精度、性能稳定并且带有图像同轴监视定位系统的LED蓝宝石衬底划片机。
为了达到上述目的，本实用新型的技术方案是这样实现的 一种LED蓝宝石衬底划片机，其包括有箱体，所述箱体包括有上半箱体和下半箱体，所述上半箱体的底面以及顶端分别设置有隔板；所述顶端隔板上部设置有用于加装激光器的激光器安装装置、用于所述激光器焦点聚光的外光路系统及图像釆集装置，所述图像釆集装置包括有高倍显微镜头以及能够把光学影像转化为数字信号的图像釆集电荷耦合器件，所述顶端隔板下部设置有气路装置、组合聚焦镜装置以及用于调节所述激光焦点的焦距自动调节装置；
所述底面隔板上设置有组合工作台装置，用于放置LED蓝宝石衬底的组合
工作台装置包括有精密旋转马达以及二维直线电机数控工作台；
所述下半箱体上设置有用于控制所述激光器工作的主控箱以及与主控箱相连接的工控机，所述工控机还分别与图像釆集装置及组合工作台装置相连接。所述隔板与上半箱体之间分别设置有减震垫。所述顶端隔板下部还设置有用于排除加工过程中产生的灰尘粉粒的抽尘装置。
所述组合工作台装置还包括有能够将所述LED蓝宝石衬底吸附固定在工作台台面上的真空吸附装置。
釆用上述技术方案后的有益效果是本实用新型的LED蓝宝石衬底划片机利用精细聚焦的高峰值功率、高重复频率、高光束质量的短脉宽脉冲紫外激光光斑，作为LED蓝宝石切割的工具，配以图像同轴监视系统、自动调焦、精密移位高精度直线电机工作台和高精度旋转马达，通过设置在工控机上的自主开发的智能LED蓝宝石衬底划片专用软件控制，实现准确定位、自动对焦、精密切割的功能，进而实现对LED蓝宝石衬底作高精度自动切割划片。
图1为本实用新型中LED蓝宝石衬底划片机的结构组成示意图，该图中示出了本实用新型的LED蓝宝石衬底划片机的各个组成结构及其连接关系；图2为本实用新型中LED蓝宝石衬底划片机的整体结构示意图。其中l箱体、2抽尘装置、3组合聚焦镜装置、4外光路系统、5焦距自动调节装置、6激光器安装装置、7LED蓝宝石衬底、8组合工作台装置、9气路装置、IO主控箱、ll工控机、12图像釆集装置。
具体实施方式
下面将结合附图对本实用新型中具体实施例作进一步详细说明。
如图1所示，本实用新型的LED蓝宝石衬底划片机，其包括有箱体l，箱体1包括有上半箱体和下半箱体，所述上半箱体的底面以及顶端分别设置有隔板(图中未示)，所述隔板的材料可以为大理石，所述顶端隔板上部设置有用于加装激光器的激光器安装装置6、用于所述激光器焦点聚光的外光路系统4及图像采集装置12，图像釆集装置12包括有高倍显微镜头以及能够把光学影像转化为数字信号的图像采集电荷耦合器件(Charge Coupled Device, CCD),其中，外光路系统4为现有技术，其组成及结构关系容易被本领域的技术人员掌握，在此不再赘述；所述顶端隔板下部设置有气路装置9、组合聚焦镜装置3以及用于调节所述激光焦点的焦距自动调节装置5，所述底面隔板上设置有组合工作台装置8,用于放置LED蓝宝石衬底7的组合工作台装置8包括有精密旋转马达以及二维直线电机数控工作台，组合工作台装置8、气路装置9以及图像釆集装置12共同作用实现LED蓝宝石衬底7的固定、定位以及给进；所述下半箱体上设置有用于控制所述激光器工作的主控箱10以及与主控箱IO相连接的工控机11，所述工控机11还分别与图像釆集装置12及组合工作台装置8相连接，其中，主控箱10以及工控机11均为巿售成熟产品，其组成结构易于被本领域的技术人员所掌握，在此不再赘述。工控机ll上装载有自主开发的智能LED蓝宝石衬底划片专用软件。
焦距自动调节装置5由伺服电机、联轴器、丝杆、导轨和小车等部件组成。通过伺服电机转动带动丝杆转动，使得固定在导轨上的小车上下运动，而组合聚焦镜3固定在小车上随之上、下一起运动，实现焦距自动调节功能。组合聚焦镜3为两片及两片以上球面镜或非球面镜安装在镜简中组合而成，实现了激光的精细聚焦。
所述隔板与上半箱体之间分别设置有减震垫。所述顶端隔板下部还设置有用于排除加工过程中产生的灰尘粉粒的抽尘装置2。
组合工作台装置8还包括有真空吸附装置。真空吸附装置工作时，可将LED蓝宝石衬底7牢固的吸附固定在工作台台面上，真空吸附装置关闭时，可取下吸附在工作台台面上的LED蓝宝石衬底7。
在工作过程中，图像釆集装置12中的高倍显微镜头和图像釆集CCD釆集LED蓝宝石衬底7的图像后，将衬底图像传输给工控机ll进行监视分析，工控机ll向组合工作台装置8发出指令，使精密旋转马达和二维数控直线电机工作台作相应调整而定位，然后自动将LED蓝宝石衬底7移动到组合聚焦镜装置3中的激光光路的焦点下，通过焦距自动调节装置5的上下移动，将激光焦点聚焦于LED蓝宝石衬底7表面，工控机ll指令主控箱IO控制激光器工作。同时，组合工作台装置8中的二维直线电机数控工作台按预设的运动轨迹自动给进,从而实现自动切割划片过程。
以上所述，仅为本实用新型的较佳实施例而已，并非用于限定本实用新型的保护范围。
权利要求1、一种LED蓝宝石衬底划片机，其包括有箱体，所述箱体包括有上半箱体和下半箱体，所述上半箱体的底面以及顶端分别设置有隔板；其特征在于，所述顶端隔板上部设置有用于加装激光器的激光器安装装置、用于所述激光器焦点聚光的外光路系统及图像采集装置，所述图像采集装置包括有高倍显微镜头以及能够把光学影像转化为数字信号的图像采集电荷耦合器件，所述顶端隔板下部设置有气路装置、组合聚焦镜装置以及用于调节所述激光焦点的焦距自动调节装置；所述底面隔板上设置有组合工作台装置，用于放置LED蓝宝石衬底的组合工作台装置包括有精密旋转马达以及二维直线电机数控工作台；所述下半箱体上设置有用于控制所述激光器工作的主控箱以及与主控箱相连接的工控机，所述工控机还分别与图像采集装置及组合工作台装置相连接。
2、 根据权利要求1所述的LED蓝宝石衬底划片机，其特征在于，所述隔 板与上半箱体之间分别设置有减震垫。
3、 根据权利要求1所述的LED蓝宝石衬底划片机，其特征在于，所述顶 端隔板下部还设置有用于排除加工过程中产生的灰尘粉粒的抽尘装置。
4、 根据权利要求1至3中任意一项权利要求所述的LED蓝宝石衬底划片 机，其特征在于，所述组合工作台装置还包括有能够将所述LED蓝宝石衬底吸 附固定在工作台台面上的真空吸附装置。
专利摘要本实用新型公开了一种LED蓝宝石衬底划片机，其包括有箱体，箱体包括有上半箱体和下半箱体，上半箱体的底面以及顶端分别设有隔板；顶端隔板上部设有激光器安装装置、外光路系统及图像采集装置，图像采集装置包括有高倍显微镜头以及图像采集电荷耦合器件，顶端隔板下部设有气路装置、组合聚焦镜装置以及焦距自动调节装置；底面隔板上设置有组合工作台装置，组合工作台装置包括有精密旋转马达以及二维直线电机数控工作台；下半箱体上设有主控箱以及与主控箱相连接的工控机，工控机还分别与图像采集装置及组合工作台装置相连接；本实用新型的LED蓝宝石衬底划片机能够自动调焦、高速、高精度划片并且性能稳定。
文档编号F16F15/04GK201399655SQ200920106829
公开日2010年2月10日 申请日期2009年3月25日 优先权日2009年3月25日
发明者卢飞星, 轶 李, 宇 赵, 闵大勇 申请人:武汉华工激光工程有限责任公司