專利名稱：一種晶圓切割機床的運動路徑的規(guī)劃方法
技術領域：
本發(fā)明涉及數控機床中的晶圓切割機床，尤其涉及一種晶圓切割機床的運動路徑的規(guī)劃方法。
背景技術：
隨著信息化時代的到來，電子信息、通訊和半導體集成電路等行業(yè)得到迅猛發(fā)展，半導體晶圓得到廣泛應用，需求越來越大。晶圓切割劃片不僅是芯片封裝的核心關鍵エ序之一，也是從圓片級的加工過渡為芯片級加工的地標性エ序。晶圓制備技術和エ藝對晶圓切割劃片批量生產中的成品率、工作效率等要求也越來越高。所以，目前國內外對晶圓切割設備的需求越來越大，要求越來越高，特別是在精度上和效率上，都提出了新的要求。但長期以來，先進的晶圓劃片機的關鍵技術都被國外所壟斷，國內雖有發(fā)展，加工效率很難有新的突破。因此通過優(yōu)化晶圓切割機床的運動路徑，提高晶圓切割機床的工作效率，減少不必要的加工時間，具有非常大意義。如圖1所示，目前晶圓片在切割晶格過程中，激光束的切割范圍為方形，其在晶圓片的兩端形成大量的空切。當每條豎直方向上的切割線完成時，都必須向將Y軸電機運動平臺減速到零，然后再啟動X軸電機運動平臺，驅動晶圓片運動，直到晶圓片運動到相鄰的豎直方向的切割線，然后再次重新啟動Y軸電機運動平臺，將Y軸電機運動平臺加速到設定運動速度。這種將Y軸電機運動平臺減速到零，然后再由X軸電機運動平臺運動到相應位置后，Y軸電機運動平臺再開始加速到設定速度，將Y軸電機運動平臺的減速、加速與X軸電機運動平臺運動分別進行，浪費大量的減速和重新啟動的時間，其工作效率低。晶圓片上每條橫向切割線的完成與豎直方向的切割線操作類似。每個晶圓片內印刷有線路，激光束沿豎直方向和橫向將晶圓片切割成小単元的正方形的晶格10，晶格10單元的放大圖如圖2所示。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的是提供ー種工作效率高、減少機床空切行程的晶圓切割機床的運動路徑的規(guī)劃方法。為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明ー種晶圓切割機床的運動路徑的規(guī)劃方法，該規(guī)劃方法使用的晶圓切割機床包括X、Y軸電機運動平臺，X、Y軸電機運動平臺上設有旋轉電機平臺，旋轉電機平臺的上設有工作臺，晶圓片固定在工作臺上，工作臺上方設有固定不動的激光器，激光器發(fā)出的激光束對準工作臺上的晶圓片，所述晶圓切割機床還包括帶CPU的控制器，控制器分別與X、Y軸電機運動平臺、旋轉電機平臺電連接，控制器內預存有晶圓片的加エ參數；所述規(guī)劃方法包括以下步驟:I)所述晶圓片切割時，在控制器上輸入被加工晶圓片的加工參數，包括晶圓片半徑尺寸r，激光束的圓形切割范圍的半徑尺寸R ;激光束的圓形切割范圍大于晶圓片，并在晶圓片上進行橫向和豎直方向的切割形成切割區(qū)，在晶圓片外做空切；晶圓片上每條橫向切割線長度X和豎直方向的切割線的長度y，橫向或豎直方向上相鄰切割線的間隔為
0.11-0.43mm ;激光束在豎直方向上的總切割線長度y=2」R2 - (R-xf，激光束在橫向方向
上的總切割線長x=2"i 2 -(R-y')2，當激光束在豎直方向切割時，其X'值已知；當激光束在橫向方向切割時，其y'值已知；2)將晶圓片固定在工作臺上，先由Y軸電機運動平臺驅動晶圓片沿第一條豎直方向的切割線軌跡運動；3)當晶圓片運動到第 一條豎直方向切割線的切割區(qū)邊緣吋，Y軸電機運動平臺開始減速；4)當晶圓片沿豎直方向運動到晶圓片第一條豎直方向切割線的端部吋，啟動圓弧插補模塊，X、Y軸電機運動平臺聯(lián)動，驅動晶圓片做圓弧運動，X軸電機運動平臺開始運動，當晶圓片運動到圓弧頂端吋，Y軸電機運動平臺減速到零，然后再開始反向加速；5)當圓弧插補結束時，晶圓片到達第二條豎直方向切割線一端部，此時X軸電機運動平臺停止運動，Y軸電機運動平臺繼續(xù)反向加速，在到達晶圓片的切割區(qū)域時加速到設定速度，激光束對晶圓片進行第二條豎直方向切割線的切割；6)重復以上步驟，激光束完成晶圓片上所有的豎直方向的切割線；7)豎直方向的切割線切割完成后，旋轉電機平臺將晶圓片旋轉90°，重復步驟2)到步驟6)，完成晶圓片所有的橫向切割線的切割。所述步驟I)中，在控制器中輸入的加工參數中，橫向切割線和豎直方向的切割線交叉形成晶格，每個晶格為邊長0.1-0.4mm的正方形，相鄰晶格間的間隙為0.01-0.03mm ；激光束的圓形切割區(qū)域的半徑R比晶圓片的半徑r大1-2_。所述步驟3)中，當晶圓片運動到第一條豎直方向切割線的切割區(qū)邊緣時，此時晶圓片沿豎直方向的運動行程Ll=^Z及2 -(R-X1)2 +」r2 -(F-X1)2。所述步驟4)中，當晶圓片運動到第一條豎直方向切割線的端部時，此時晶圓片沿豎直方向的運動行程L2=2^R2-(R-X2)2。所述步驟5)中，當圓弧插補結束時，晶圓片到達第二條豎直方向切割線一端部，Y軸電機運動平臺加速到達晶圓片的圓形切割區(qū)域吋，Y軸電機運動平臺沿第二條豎直切割
線方向的運動ィ丁程 L3= Wく--- a,)-」f~~ — (r -X3)" o晶圓片在切割過程中，因X、Y軸電機運動平臺運動速度快，加速度也大，因Y軸電機運動平臺設于X軸電機運動平臺上方，所以負載?。辉O于下方的X軸電機運動平臺若要帶動Y軸電機運動平臺一起運動,負載大。所以在切割過程中，均是由Y軸電機運動平臺帶動晶圓片進行運動，X軸電機運動平臺進行定位。采用以上的路徑規(guī)劃方法，激光束的切割范圍為稍大于晶圓片大小的圓形，在晶圓片外形成一小部分的空切。與現(xiàn)有的激光束方形的切割范圍相比，避免了激光束在晶圓片兩端時過多的空切而浪費時間。同時，當進行豎直方向切割時，在空切部分，Y軸電機運動平臺先進行減速，減速到豎直切割線端部吋，X軸電機運動平臺開始運動，這時，晶圓片做圓弧運動，當運動到圓弧端部吋，Y軸電機運動平臺減速到零，然后再反方向加速，當晶圓片運動到相鄰的豎直切割線時，X軸電機運動平臺停止運動，Y軸電機運動平臺加速到設定速度。在以上的過程中，Y軸電機運動平臺的減速及加速與X軸電機運動平臺的運動同步進行，大大節(jié)省了加工的時間，提高了工作效率。晶圓片在橫向的切割與豎直切割操作類似，其操作與現(xiàn)有技術相比也可提高工作效率。綜上所述，采用本發(fā)明的晶圓切割機床的運動路徑的規(guī)劃方法，對晶圓片的切割路徑進行更加合理的規(guī)劃，減少激光束在晶圓片兩端時過多的空切而浪費時間；同時，在切割線的空切區(qū)的圓弧運動部分，將Y軸電機運動平臺的減速到零和加速同時與X軸電機運動平臺的運動同步進行，節(jié)省大量的時間，提高晶圓切割機床的工作效率。在橫向切割線的空切區(qū)的圓弧運動部分與以上操作類似，從而從整體上提高了晶圓片切割的效率。


下面結合附圖和具體實施方式
對本發(fā)明作進ー步詳細的說明:圖1為現(xiàn)有晶圓片設置切割線的結構不意圖；圖2現(xiàn)有晶圓片中的切割晶格放大圖；圖3為本發(fā)明晶圓切割機床的結構不意圖；圖4為本發(fā)明晶圓片上設置豎直方向切割線的結構示意
圖5為Y軸電機運動平臺在豎直方向運動的局部路徑圖；圖6為圖5的 局部放大圖；圖7為本發(fā)明晶圓片上設置橫向切割線的結構示意圖。
具體實施例方式如圖3-7所示，本發(fā)明ー種晶圓切割機床的運動路徑的規(guī)劃方法，該規(guī)劃方法使用的晶圓切割機床包括X、Y軸電機運動平臺1、2，X、Y軸電機運動平臺1、2上設有旋轉電機平臺3，旋轉電機平臺3的上設有工作臺4，晶圓片5固定在工作臺4上，工作臺4上方設有固定不動的激光器6，激光器6發(fā)出的激光束對準工作臺上的晶圓片5，所述晶圓切割機床還包括帶CPU的控制器7，控制器7分別與X、Y軸電機運動平臺1、2、旋轉電機平臺3電連接，控制器7內預存有晶圓片的加工參數；本發(fā)明所述規(guī)劃方法包括以下步驟:1)所述晶圓片5切割時，在控制器7上輸入被加工晶圓片的加工參數，包括晶圓片5半徑尺寸r，激光束的圓形切割范圍的半徑尺寸R ;激光束的圓形切割范圍大于晶圓片5，并在晶圓片5上進行橫向和豎直方向的切割形成切割區(qū)，在晶圓片外做空切；晶圓片5上每條橫向切割線長度X和豎直方向的切割線的長度y，橫向或豎直方向上相鄰切割線8、9的間隔為0.11-0.43mm ;激光束在豎直方向上的總切割線長度
權利要求
1.一種晶圓切割機床的運動路徑的規(guī)劃方法，該規(guī)劃方法使用的晶圓切割機床包括X、Y軸電機運動平臺，X、Y軸電機運動平臺上設有旋轉電機平臺，旋轉電機平臺的上設有エ作臺，晶圓片固定在工作臺上，工作臺上方設有固定不動的激光器，激光器發(fā)出的激光束對準工作臺上的晶圓片，所述晶圓切割機床還包括帶CPU的控制器，控制器分別與X、Y軸電機運動平臺、旋轉電機平臺電連接，控制器內預存有晶圓片的加工參數； 其特征在于:所述規(guī)劃方法包括以下步驟: 1)所述晶圓片切割時，在控制器上輸入被加工晶圓片的加工參數，包括晶圓片半徑尺寸r，激光束的圓形切割范圍的半徑尺寸R ;激光束的圓形切割范圍大于晶圓片，并在晶圓片上進行橫向和豎直方向的切割形成切割區(qū)，在晶圓片外做空切；晶圓片上每條橫向切割線長度X和豎直方向的切割線的長度y，橫向或豎直方向上相鄰切割線的間隔為0.11-0.43mm ;激光束在豎直方向上的總切割線長度
2.根據權利要求1所述的晶圓切割機床的運動路徑的規(guī)劃方法，其特征在于:所述步驟I)中，在控制器中輸入的加工參數中，橫向切割線和豎直方向的切割線交叉形成晶格，每個晶格為邊長0.1-0.4mm的正方形，相鄰晶格間的間隙為0.01-0.03mm ;激光束的圓形切割區(qū)域的半徑R比晶圓片的半徑r大l-2mm。
3.根據權利要求1所述的晶圓切割機床的運動路徑的規(guī)劃方法，其特征在于:所述步驟3)中，當晶圓片運動到第一條豎直方向切割線的切割區(qū)邊緣時，此時晶圓片沿豎直方向的運動行程
4.根據權利要求1所述的晶圓切割機床的運動路徑的規(guī)劃方法，其特征在于:所述步驟4)中，當晶圓片運動到第一條豎直方向切割線的端部時，此時晶圓片沿豎直方向的運動オ于程
5.根據權利要求1所述的晶圓切割機床的運動路徑的規(guī)劃方法，其特征在于:所述步驟5)中，當圓弧插補結束時，晶圓片到達第二條豎直方向切割線一端部，Y軸電機運動平臺加速到達晶圓片的圓形切割區(qū)域吋，Y軸電機運動平臺沿第二條豎直切割線方向的運動行
全文摘要
本發(fā)明公開一種晶圓切割機床的運動路徑的規(guī)劃方法，其包括1)Y軸電機運動平臺驅動晶圓片沿豎直方向的切割線運動；2)當晶圓片到達晶圓片豎直方向切割線的端部時，啟動圓弧插補模塊，X、Y軸電機運動平臺聯(lián)動，驅動晶圓片做圓弧運動；3)圓弧插補結束，晶圓片到達相鄰豎直方向切割線一端部，對另一條豎直方向切割線進行切割；4)重復以上步驟，完成所有豎直方向的切割線；5)采用類似的操作完成所有的橫向切割線的切割。本發(fā)明晶圓片運動路徑的規(guī)劃方法，對晶圓片的切割路徑進行更加合理的規(guī)劃，減少激光束在晶圓片兩端時過多空切而浪費時間；同時，在空切區(qū)的圓弧運動，X、Y軸電機運動平臺同時運行，節(jié)省大量的時間，提高工作效率。
文檔編號B23K26/38GK103111763SQ20131004762
公開日2013年5月22日 申請日期2013年2月4日 優(yōu)先權日2013年2月4日
發(fā)明者翁強 申請人:福建省威諾數控有限公司