CN102218936A - 紫外激光精密打标装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及紫外激光精密打标装置，紫外调Q固体激光器的输出端设置扩束镜，扩束镜的输出端布置有扫描振镜，扫描振镜的输出端连接有聚焦镜，聚焦镜的下方布置有二维移动平台；紫外调Q固体激光器发出的光束射入扩束镜，扩束镜输出准直的光束，准直的光束经扫描振镜后进入聚焦镜，聚焦镜聚焦后的光束焦点位于二维移动平台的加工工件上。采用紫外调Q脉冲激光器，紫外激光因其固有特性，在与材料作用时，并不是通过热烧蚀去除物质，而是通过打断材料的化学键来使分子剥离，可极大地减小热影响区域；紫外激光加工又称为冷加工，可获得很好的边缘效果；解决了激光打标过程中的位置精度及效果问题，适用于半导体领域晶圆级打标应用。
Description
技术领域
本发明涉及一种紫外激光精密打标装置，用于半导体封装领域晶圆级打标。
背景技术
激光打标是利用高能量密度的激光对工件进行局部照射，使表层材料汽化或发生颜色变化的化学反应，从而留下永久性标记的一种打标方法。激光打标有雕刻和掩模成像两种方式，掩模式打标用激光将模版图案成像到工件表面而烧蚀出标记，雕刻式打标是一种高速全功能打标***，激光束经二维光学扫描振镜反射后经平场光学镜头聚焦到工件表面，计算机控制下按设定的轨迹使材料汽化，可以打出各种文字、符号和图案等，字符大小可以从毫米到微米量级，激光标记是永久性的不易磨损，这对产品的防伪有特殊的意义，已大量用于电子元器件、集成电路打商标型号、给印刷电路板打编号等。
激光打标技术已被广泛的应用于各行各业，为优质、高效，无污染和低成本的现代加工生产开辟了广阔的前景。随着现代激光标刻应用领域的不断扩展，对激光制造的设备***小型化，高效率和集成化的要求也越来越高。
近年来紫外波段激光技术发展很快，由于材料在紫外波激光作用下发生电子能带跃迁，打破或削弱分子间的结合键，从而实现剥蚀加工，加工边缘十分齐整，因此在激光标记技术中异军突起，尤其受到微电子行业的重视，可实现亚微米打标，已广泛用于微电子领域。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术存在的不足，提供一种打标精度高、线宽窄、标记处热影响区域小且打标区域大的紫外激光精密打标装置。
本发明的目的通过以下技术方案来实现：
紫外激光精密打标装置，包括激光器和扩束镜，特点是：所述激光器为紫外调Q固体激光器，紫外调Q固体激光器的输出端设置扩束镜，所述扩束镜的输出端布置有扫描振镜，所述扫描振镜的输出端连接有聚焦镜，聚焦镜的下方布置有二维移动平台；所述紫外调Q固体激光器发出的光束射入扩束镜，扩束镜输出准直的光束，准直的光束经扫描振镜后进入聚焦镜，聚焦镜聚焦后的光束焦点位于二维移动平台的加工工件上。
进一步地，上述的紫外激光精密打标装置，其中，所述紫外调Q固体激光器为输出波长是355nm或者266nm的紫外调Q固体激光器。
更进一步地，上述的紫外激光精密打标装置，其中，所述聚焦镜为F-Theta镜。
再进一步地，上述的紫外激光精密打标装置，其中，所述二维移动平台上安装有吸气装置。
本发明技术方案的实质性特点和进步主要体现在：
采用紫外调Q脉冲激光器，紫外激光因其固有特性，在与材料作用时，并不是通过热烧蚀去除物质，而是通过打断材料的化学键来使分子剥离，可极大地减小热影响区域；紫外激光加工又称为冷加工，可获得很好的边缘效果；解决了激光打标过程中的位置精度及效果问题，特别适用于半导体领域晶圆级打标应用，实现微米及亚微米打标。
附图说明
下面结合附图对本发明技术方案作进一步说明：
图1：本发明的构造示意图。
图中各附图标记的含义：
1-紫外调Q固体激光器；2-扩束镜；3-扫描振镜；4-聚焦镜；5-二维移动平台。
具体实施方式
如图1所示，紫外激光精密打标装置，包括激光器和扩束镜，激光器为输出波长是355nm或者266nm的紫外调Q固体激光器1，紫外调Q固体激光器1的脉宽为纳秒量级，紫外调Q固体激光器1的输出端设置扩束镜2，扩束镜2的输出端布置有扫描振镜3，扫描振镜3的输出端连接有聚焦镜4，聚焦镜4为F-Theta镜，聚焦镜4由电机控制上下移动，进而控制光束焦点位置，聚焦镜4的下方布置有二维移动平台5，二维移动平台5上安装有吸气装置；紫外调Q固体激光器1发出的光束射入扩束镜2，扩束镜2输出准直的光束，准直的光束经扫描振镜3后进入聚焦镜4，聚焦镜4聚焦后的光束焦点位于二维移动平台5的加工工件上。
激光打标时，紫外调Q固体激光器1发出的激光，聚焦到被加工件表面，与材料作用时，并不是通过热烧蚀去除物质，而是通过打断材料的化学键使分子剥离，形成标记。因扫描振镜的扫描区域有限，小幅面内激光打标由扫描振镜单独控制，大幅面打标由平台移动拼接及扫描振镜共同控制完成。打标时，打标区域的吸气装置抽吸气化或破碎材料。由高分辨率辅助定位影像***，可以对打标位置进行精确定位，使设备的整体打标精度控制在10um以内。
采用输出波长是355nm紫外调Q脉冲激光器，紫外激光因其固有特性，在与材料作用时，并不是通过热烧蚀去除物质，而是通过打断材料的化学键来使分子剥离，使用这种方式可以极大地减小热影响区域；紫外激光加工又称为冷加工，可以获得很好的边缘效果。
本发明解决了激光打标过程中的位置精度及效果问题，同时也扩大了激光打标在微制造领域的应用，特别适用于半导体领域晶圆级打标应用；相对于传统的激光打标装置，本发明具有诸多优势，如紫外短波长有效降低衍射效应，可实现微米及亚微米打标。
需要强调的是：以上仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。
Claims (4)
1.紫外激光精密打标装置，包括激光器和扩束镜，其特征在于：所述激光器为紫外调Q固体激光器，紫外调Q固体激光器的输出端设置扩束镜，所述扩束镜的输出端布置有扫描振镜，所述扫描振镜的输出端连接有聚焦镜，聚焦镜的下方布置有二维移动平台；所述紫外调Q固体激光器发出的光束射入扩束镜，扩束镜输出准直的光束，准直的光束经扫描振镜后进入聚焦镜，聚焦镜聚焦后的光束焦点位于二维移动平台的加工工件上。
2.根据权利要求1所述的紫外激光精密打标装置，其特征在于：所述紫外调Q固体激光器为输出波长是355nm或者266nm的紫外调Q固体激光器。
3.根据权利要求1所述的紫外激光精密打标装置，其特征在于：所述聚焦镜为F-Theta镜。
4.根据权利要求1所述的紫外激光精密打标装置，其特征在于：所述二维移动平台上安装有吸气装置。
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