專利名稱:紫外激光精密打標(biāo)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域:
本發(fā)明涉及一種紫外激光精密打標(biāo)裝置,用于半導(dǎo)體封裝領(lǐng)域晶圓級(jí)打標(biāo)。
背景技術(shù):
激光打標(biāo)是利用高能量密度的激光對(duì)工件進(jìn)行局部照射,使表層材料汽化或發(fā)生顏色變化的化學(xué)反應(yīng),從而留下永久性標(biāo)記的一種打標(biāo)方法。激光打標(biāo)有雕刻和掩模成像兩種方式,掩模式打標(biāo)用激光將模版圖案成像到工件表面而燒蝕出標(biāo)記,雕刻式打標(biāo)是一種高速全功能打標(biāo)系統(tǒng),激光束經(jīng)二維光學(xué)掃描振鏡反射后經(jīng)平場(chǎng)光學(xué)鏡頭聚焦到工件表面,計(jì)算機(jī)控制下按設(shè)定的軌跡使材料汽化,可以打出各種文字、符號(hào)和圖案等,字符大小可以從毫米到微米量級(jí),激光標(biāo)記是永久性的不易磨損,這對(duì)產(chǎn)品的防偽有特殊的意義,已大量用于電子元器件、集成電路打商標(biāo)型號(hào)、給印刷電路板打編號(hào)等。激光打標(biāo)技術(shù)已被廣泛的應(yīng)用于各行各業(yè),為優(yōu)質(zhì)、高效,無(wú)污染和低成本的現(xiàn)代加工生產(chǎn)開(kāi)辟了廣闊的前景。隨著現(xiàn)代激光標(biāo)刻應(yīng)用領(lǐng)域的不斷擴(kuò)展,對(duì)激光制造的設(shè)備系統(tǒng)小型化,高效率和集成化的要求也越來(lái)越高。近年來(lái)紫外波段激光技術(shù)發(fā)展很快,由于材料在紫外波激光作用下發(fā)生電子能帶躍遷,打破或削弱分子間的結(jié)合鍵,從而實(shí)現(xiàn)剝蝕加工,加工邊緣十分齊整,因此在激光標(biāo)記技術(shù)中異軍突起,尤其受到微電子行業(yè)的重視,可實(shí)現(xiàn)亞微米打標(biāo),已廣泛用于微電子領(lǐng)域。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)存在的不足,提供一種打標(biāo)精度高、線寬窄、標(biāo)記處熱影響區(qū)域小且打標(biāo)區(qū)域大的紫外激光精密打標(biāo)裝置。本發(fā)明的目的通過(guò)以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)紫外激光精密打標(biāo)裝置,包括激光器和擴(kuò)束鏡,特點(diǎn)是所述激光器為紫外調(diào)Q固體激光器,紫外調(diào)Q固體激光器的輸出端設(shè)置擴(kuò)束鏡,所述擴(kuò)束鏡的輸出端布置有掃描振鏡,所述掃描振鏡的輸出端連接有聚焦鏡,聚焦鏡的下方布置有二維移動(dòng)平臺(tái);所述紫外調(diào) Q固體激光器發(fā)出的光束射入擴(kuò)束鏡,擴(kuò)束鏡輸出準(zhǔn)直的光束,準(zhǔn)直的光束經(jīng)掃描振鏡后進(jìn)入聚焦鏡,聚焦鏡聚焦后的光束焦點(diǎn)位于二維移動(dòng)平臺(tái)的加工工件上。進(jìn)一步地,上述的紫外激光精密打標(biāo)裝置,其中,所述紫外調(diào)Q固體激光器為輸出波長(zhǎng)是355nm或者的紫外調(diào)Q固體激光器。更進(jìn)一步地,上述的紫外激光精密打標(biāo)裝置,其中,所述聚焦鏡為F-Theta鏡。再進(jìn)一步地,上述的紫外激光精密打標(biāo)裝置,其中,所述二維移動(dòng)平臺(tái)上安裝有吸
氣^^直ο本發(fā)明技術(shù)方案的實(shí)質(zhì)性特點(diǎn)和進(jìn)步主要體現(xiàn)在采用紫外調(diào)Q脈沖激光器,紫外激光因其固有特性,在與材料作用時(shí),并不是通過(guò)熱燒蝕去除物質(zhì),而是通過(guò)打斷材料的化學(xué)鍵來(lái)使分子剝離,可極大地減小熱影響區(qū)域;紫外激光加工又稱為冷加工,可獲得很好的邊緣效果;解決了激光打標(biāo)過(guò)程中的位置精度及效果問(wèn)題,特別適用于半導(dǎo)體領(lǐng)域晶圓級(jí)打標(biāo)應(yīng)用,實(shí)現(xiàn)微米及亞微米打標(biāo)。
下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明技術(shù)方案作進(jìn)一步說(shuō)明圖1 本發(fā)明的構(gòu)造示意圖。圖中各附圖標(biāo)記的含義1-紫外調(diào)Q固體激光器;2-擴(kuò)束鏡;3-掃描振鏡;4-聚焦鏡;5_ 二維移動(dòng)平臺(tái)。
具體實(shí)施例方式如圖1所示,紫外激光精密打標(biāo)裝置,包括激光器和擴(kuò)束鏡,激光器為輸出波長(zhǎng)是 355nm或者的紫外調(diào)Q固體激光器1,紫外調(diào)Q固體激光器1的脈寬為納秒量級(jí),紫外調(diào)Q固體激光器1的輸出端設(shè)置擴(kuò)束鏡2,擴(kuò)束鏡2的輸出端布置有掃描振鏡3,掃描振鏡3的輸出端連接有聚焦鏡4,聚焦鏡4為F-Theta鏡,聚焦鏡4由電機(jī)控制上下移動(dòng),進(jìn)而控制光束焦點(diǎn)位置,聚焦鏡4的下方布置有二維移動(dòng)平臺(tái)5,二維移動(dòng)平臺(tái)5上安裝有吸氣裝置;紫外調(diào)Q固體激光器1發(fā)出的光束射入擴(kuò)束鏡2,擴(kuò)束鏡2輸出準(zhǔn)直的光束,準(zhǔn)直的光束經(jīng)掃描振鏡3后進(jìn)入聚焦鏡4,聚焦鏡4聚焦后的光束焦點(diǎn)位于二維移動(dòng)平臺(tái)5的加工工件上。激光打標(biāo)時(shí),紫外調(diào)Q固體激光器1發(fā)出的激光,聚焦到被加工件表面,與材料作用時(shí),并不是通過(guò)熱燒蝕去除物質(zhì),而是通過(guò)打斷材料的化學(xué)鍵使分子剝離,形成標(biāo)記。因掃描振鏡的掃描區(qū)域有限,小幅面內(nèi)激光打標(biāo)由掃描振鏡單獨(dú)控制,大幅面打標(biāo)由平臺(tái)移動(dòng)拼接及掃描振鏡共同控制完成。打標(biāo)時(shí),打標(biāo)區(qū)域的吸氣裝置抽吸氣化或破碎材料。由高分辨率輔助定位影像系統(tǒng),可以對(duì)打標(biāo)位置進(jìn)行精確定位,使設(shè)備的整體打標(biāo)精度控制在IOum以內(nèi)。采用輸出波長(zhǎng)是355nm紫外調(diào)Q脈沖激光器,紫外激光因其固有特性,在與材料作用時(shí),并不是通過(guò)熱燒蝕去除物質(zhì),而是通過(guò)打斷材料的化學(xué)鍵來(lái)使分子剝離,使用這種方式可以極大地減小熱影響區(qū)域;紫外激光加工又稱為冷加工,可以獲得很好的邊緣效果。本發(fā)明解決了激光打標(biāo)過(guò)程中的位置精度及效果問(wèn)題,同時(shí)也擴(kuò)大了激光打標(biāo)在微制造領(lǐng)域的應(yīng)用,特別適用于半導(dǎo)體領(lǐng)域晶圓級(jí)打標(biāo)應(yīng)用;相對(duì)于傳統(tǒng)的激光打標(biāo)裝置, 本發(fā)明具有諸多優(yōu)勢(shì),如紫外短波長(zhǎng)有效降低衍射效應(yīng),可實(shí)現(xiàn)微米及亞微米打標(biāo)。需要強(qiáng)調(diào)的是以上僅是本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已,并非對(duì)本發(fā)明作任何形式上的限制,凡是依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實(shí)質(zhì)對(duì)以上實(shí)施例所作的任何簡(jiǎn)單修改、等同變化與修飾, 均仍屬于本發(fā)明技術(shù)方案的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.紫外激光精密打標(biāo)裝置,包括激光器和擴(kuò)束鏡,其特征在于所述激光器為紫外調(diào)Q 固體激光器,紫外調(diào)Q固體激光器的輸出端設(shè)置擴(kuò)束鏡,所述擴(kuò)束鏡的輸出端布置有掃描振鏡,所述掃描振鏡的輸出端連接有聚焦鏡,聚焦鏡的下方布置有二維移動(dòng)平臺(tái);所述紫外調(diào)Q固體激光器發(fā)出的光束射入擴(kuò)束鏡,擴(kuò)束鏡輸出準(zhǔn)直的光束,準(zhǔn)直的光束經(jīng)掃描振鏡后進(jìn)入聚焦鏡,聚焦鏡聚焦后的光束焦點(diǎn)位于二維移動(dòng)平臺(tái)的加工工件上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的紫外激光精密打標(biāo)裝置,其特征在于所述紫外調(diào)Q固體激光器為輸出波長(zhǎng)是355nm或者的紫外調(diào)Q固體激光器。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的紫外激光精密打標(biāo)裝置,其特征在于所述聚焦鏡為F-Theta鏡。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的紫外激光精密打標(biāo)裝置,其特征在于所述二維移動(dòng)平臺(tái)上安裝有吸氣裝置。
全文摘要
本發(fā)明涉及紫外激光精密打標(biāo)裝置,紫外調(diào)Q固體激光器的輸出端設(shè)置擴(kuò)束鏡,擴(kuò)束鏡的輸出端布置有掃描振鏡,掃描振鏡的輸出端連接有聚焦鏡,聚焦鏡的下方布置有二維移動(dòng)平臺(tái);紫外調(diào)Q固體激光器發(fā)出的光束射入擴(kuò)束鏡,擴(kuò)束鏡輸出準(zhǔn)直的光束,準(zhǔn)直的光束經(jīng)掃描振鏡后進(jìn)入聚焦鏡,聚焦鏡聚焦后的光束焦點(diǎn)位于二維移動(dòng)平臺(tái)的加工工件上。采用紫外調(diào)Q脈沖激光器,紫外激光因其固有特性,在與材料作用時(shí),并不是通過(guò)熱燒蝕去除物質(zhì),而是通過(guò)打斷材料的化學(xué)鍵來(lái)使分子剝離,可極大地減小熱影響區(qū)域;紫外激光加工又稱為冷加工,可獲得很好的邊緣效果;解決了激光打標(biāo)過(guò)程中的位置精度及效果問(wèn)題,適用于半導(dǎo)體領(lǐng)域晶圓級(jí)打標(biāo)應(yīng)用。
文檔編號(hào)B41J2/435GK102218936SQ201110128479
公開(kāi)日2011年10月19日 申請(qǐng)日期2011年5月18日 優(yōu)先權(quán)日2011年5月18日
發(fā)明者汪昊, 趙裕興 申請(qǐng)人:江陰德力激光設(shè)備有限公司, 蘇州德龍激光有限公司