水導(dǎo)激光切割裝置和切割方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及激光切割技術(shù)領(lǐng)域，更具體地說，涉及一種水導(dǎo)激光切割裝置和切割方法。
【背景技術(shù)】
[0002]水導(dǎo)激光是將激光進(jìn)行聚焦后導(dǎo)入微水柱中，利用微水柱與空氣界面的全反射原理使得激光沿該微水柱傳導(dǎo)。在水柱維持穩(wěn)定的范圍內(nèi)，利用微水柱內(nèi)的激光對待加工的產(chǎn)品進(jìn)行加工，并通過流動的水柱將激光能量累積和傳導(dǎo)產(chǎn)生的熱量帶走，來避免激光對產(chǎn)品切割道周圍的熱損傷及灼燒，保證切割道的清潔。
[0003]現(xiàn)有的一種水導(dǎo)激光裝置包括激光源、聚光透鏡和水容器。水容器具有一透光頂壁和一與頂壁相對的底壁，該水容器內(nèi)容置的水通過底壁的噴水口噴出形成微水柱。激光源設(shè)置于水容器的透光頂壁一側(cè)，聚光透鏡設(shè)置于水容器的頂壁與激光源之間。其中，激光源出射的激光束經(jīng)過聚光透鏡會聚后通過頂壁射入水容器，并在微水柱的引導(dǎo)下從底壁的噴水口射出。
[0004]雖然水導(dǎo)激光切割能夠避免激光對產(chǎn)品切割道周圍的熱損傷及灼燒，但是，隨著人們對切割精度要求的提高以及產(chǎn)量規(guī)模的增大，現(xiàn)有的水導(dǎo)激光切割裝置的切割速度已經(jīng)不能滿足人們的要求。因此，如何提高水導(dǎo)激光切割裝置的切割速度成為當(dāng)前人們亟待解決的問題之一。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]有鑒于此，本發(fā)明提供了一種水導(dǎo)激光切割裝置和切割方法，以解決現(xiàn)有技術(shù)中的水導(dǎo)激光切割裝置的切割速度不能滿足人們要求的問題。
[0006]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案:
[0007]一種水導(dǎo)激光切割裝置，包括激光源、分光系統(tǒng)和多個水容器；
[0008]所述激光源用于發(fā)射激光；
[0009]所述分光系統(tǒng)用于將所述激光分成多個平行的激光束，并使所述激光束入射到對應(yīng)的水容器中，所述水容器與所述激光束一一對應(yīng)；
[0010]所述水容器包括透光的頂壁和與所述頂壁相對的底壁，所述水容器內(nèi)容置有水，所述底壁具有噴水口，所述頂壁將所述激光束透射至所述水容器中，所述噴水口噴出的水柱將所述水容器內(nèi)的激光束傳導(dǎo)至對應(yīng)的待切割物體的表面，以對所述待切割物體進(jìn)行切割。
[0011]優(yōu)選的，所述分光系統(tǒng)包括一個分光元件、一個第一反射元件和兩個聚光透鏡；
[0012]所述分光元件用于將所述激光分成沿不同方向傳輸?shù)膬蓚€激光束；
[0013]所述第一反射元件用于改變其中一個激光束的傳輸方向，以使所述激光束成為與另一激光束傳輸方向相同的平行的激光束；
[0014]每一所述聚光透鏡位于一所述激光束的傳輸路徑上，用于會聚所述激光束，并使會聚后的激光束入射到對應(yīng)的水容器中。
[0015]優(yōu)選的，所述分光系統(tǒng)還包括多個第二反射元件；
[0016]每一所述第二反射元件位于一所述聚光透鏡和一所述水容器之間，用于改變會聚后的激光束的傳輸方向，使所述激光束與所述頂壁呈預(yù)設(shè)的角度進(jìn)入所述水容器并以相同的角度從所述水容器中出射；
[0017]其中，所述水容器噴出的水柱的水流方向與所述激光束的出射方向相同。
[0018]優(yōu)選的，所述分光元件為半反半透片，所述第一反射元件為反射棱鏡，所述第二反射元件為反射鏡。
[0019]優(yōu)選的，所述激光束與所述頂壁的角度范圍為0°C?45°C。
[0020]優(yōu)選的，所述聚光透鏡會聚后的激光束的光斑直徑范圍為5 μπι?12 μm ;所述水容器出射的水柱的直徑范圍為5 μπι?20 μπι。
[0021]—種水導(dǎo)激光切割方法，應(yīng)用于如上任一項(xiàng)所述的水導(dǎo)激光切割裝置，包括:
[0022]激光源發(fā)射激光；
[0023]分光系統(tǒng)將所述激光分成多個平行的激光束，并使所述激光束入射到對應(yīng)的水容器中；
[0024]所述水容器的噴水口噴出的水柱將所述水容器內(nèi)的激光束傳導(dǎo)至對應(yīng)的待切割物體的表面，以對所述待切割物體進(jìn)行切割。
[0025]優(yōu)選的，所述分光系統(tǒng)包括一個分光元件、一個第一反射元件和兩個聚光透鏡，則分光系統(tǒng)將所述激光分成多個平行的激光束，并使所述激光束入射到對應(yīng)的水容器中的過程包括:
[0026]所述分光元件將所述激光分成沿不同方向傳輸?shù)膬蓚€激光束；
[0027]所述第一反射元件改變其中一個激光束的傳輸方向，以使所述激光束成為與另一激光束傳輸方向相同的平行的激光束；
[0028]所述聚光透鏡會聚激光束，并使會聚后的激光束入射到對應(yīng)的水容器中。
[0029]優(yōu)選的，所述分光系統(tǒng)還包括多個第二反射元件，則聚光透鏡會聚激光束之后還包括:
[0030]所述第二反射元件改變會聚后的激光束的傳輸方向，使所述激光束與所述頂壁呈預(yù)設(shè)的角度進(jìn)入所述水容器并以相同的角度從所述水容器中出射，其中，所述水容器噴出的水柱的水流方向與所述激光束的出射方向相同。
[0031]優(yōu)選的，當(dāng)待切割物體為半導(dǎo)體晶圓，且切割后的物體為頂部呈倒臺狀的晶粒時，采用兩個激光束對待切割物體進(jìn)行切割的過程包括:
[0032]采用以預(yù)設(shè)角度從水容器中出射的激光束對半導(dǎo)體晶圓的頂部進(jìn)行第一次切割，以形成晶粒的第一側(cè)面；
[0033]改變所述激光束的出射角度并對所述半導(dǎo)體晶圓的頂部進(jìn)行第二次切割，以形成所述晶粒的第二側(cè)面，所述第一側(cè)面與所述第二側(cè)面對稱，且所述第一側(cè)面和第二側(cè)面使得所述晶粒的頂部呈倒臺狀。
[0034]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明所提供的技術(shù)方案具有以下優(yōu)點(diǎn):
[0035]本發(fā)明所提供的水導(dǎo)激光切割裝置和切割方法，通過分光系統(tǒng)將激光分成多個平行的激光束，通過多個水容器將激光束分別傳導(dǎo)到待切割物體的表面，這樣就能夠通過多個平行激光束同時對多個待切割物體進(jìn)行切割，從而提高了水導(dǎo)激光切割裝置的整體切割速度。
【附圖說明】
[0036]為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的實(shí)施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)提供的附圖獲得其他的附圖。
[0037]圖1為本發(fā)明一個實(shí)施例提供的水導(dǎo)激光切割裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0038]圖2為本發(fā)明一個實(shí)施例提供的激光束在水柱中的傳導(dǎo)示意圖；
[0039]圖3為本發(fā)明一個實(shí)施例提供的一種水導(dǎo)激光切割裝置的具體結(jié)構(gòu)示意圖；
[0040]圖4為本發(fā)明一個實(shí)施例提供的另一種水導(dǎo)激光切割裝置的具體結(jié)構(gòu)示意圖；
[0041]圖5為本發(fā)明另一個實(shí)施例提供的水導(dǎo)激光切割方法的流程圖；
[0042]圖6a為本發(fā)明另一個實(shí)施例提供的半導(dǎo)體晶圓的第一次切割示意圖；
[0043]圖6b為本發(fā)明另一個實(shí)施例提供的半導(dǎo)體晶圓的第二次切割示意圖；
[0044]圖6c為本發(fā)明另一個實(shí)施例提供的半導(dǎo)體晶圓切割后的晶粒的結(jié)構(gòu)不意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0045]下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
[0046]本發(fā)明的一個實(shí)施例提供了一種水導(dǎo)激光切割裝置，該水導(dǎo)激光切割裝置可利用水導(dǎo)激光同時對多個待切割物體進(jìn)行切割，本發(fā)明實(shí)施例中以待切割