应用于LED激光切割设备的XYΘ运动平台.pdf

本发明涉及应用于LED激光切割设备的X-Y-θ运动平台，包括X-Y轴和θ轴，X-Y轴和θ轴均呈中空结构，X-Y轴包含X轴传送单元和Y轴传送单元，X轴传送单元包含X轴板和控制X轴板运动的直线马达，Y轴传送单元包含Y轴板和控制Y轴板运动的直线马达，Y轴传送单元安装于X轴传送单元的X轴板上，在Y轴传送单元的Y轴板上设置θ轴，θ轴包括转轴和控制转轴旋转的电机，在θ轴的转轴中安装真空吸附模块，真空吸附模块的吸附平面高于θ轴转轴的表面，X-Y轴布置在底板上。应用于LED激光切割设备中X-Y-θ运动平台实现了自身惯量小、启动和停止时间短、微米级定位、切割道秒级角度调整功能，满足晶圆切割量产的要求。

1.  应用于LED激光切割设备的X-Y-θ运动平台，其特征在于：包括X-Y轴和θ轴，所述X-Y轴和θ轴均呈中空结构，X-Y轴包含X轴传送单元和Y轴传送单元，X轴传送单元包含X轴板和控制X轴板运动的直线马达，Y轴传送单元包含Y轴板和控制Y轴板运动的直线马达，Y轴传送单元安装于X轴传送单元的X轴板上，在Y轴传送单元的Y轴板上设置θ轴，θ轴包括转轴和控制转轴旋转的压电陶瓷电机，在θ轴的转轴中安装真空吸附模块，真空吸附模块的吸附平面高于θ轴转轴的表面，由θ轴转轴驱动真空吸附模块作旋转运动，由X-Y轴驱动真空吸附模块沿X、Y方向作两个自由度运动；所述X-Y轴布置在底板上，在底板的底部安装有下CCD影像系统，下CCD影像系统透过X-Y轴和θ轴的中空结构与真空吸附模块相对。

2.  根据权利要求1所述的应用于LED激光切割设备的X-Y-θ运动平台，其特征在于：所述Y轴传送单元通过Y直线滑轨安装于X轴传送单元的X轴板上，所述X轴传送单元通过X直线滑轨安装在底板上；并在底板和X轴板之间设置X光栅尺组，在X轴板和Y轴板之间设置Y光栅尺组。

3.  根据权利要求2所述的应用于LED激光切割设备的X-Y-θ运动平台，其特征在于：所述X光栅尺组和Y光栅尺组的分辨率为0.1um。

4.  根据权利要求1所述的应用于LED激光切割设备的X-Y-θ运动平台，其特征在于：所述真空吸附模块的材质为透明材料。

应用于LED激光切割设备的X-Y-θ运动平台
技术领域
本发明涉及一种运动平台，尤其涉及LED激光切割设备中的晶圆切割X-Y-θ运动平台，属于激光精密加工设备技术领域。
背景技术
LED激光切割设备是一种用于蓝宝石衬底GaN蓝光LED晶圆切割的专用激光设备，蓝光LED晶圆通常是通过在蓝宝石基材上采用汽相成积工艺生长GaN晶体，最后在晶圆上采用丝网印刷技术加上电极形成若干个具有独立发光功能的LED发光单元。
目前，蓝光LED晶圆切割设备已经逐渐从金刚石刀切割升级为激光切割。采用无接触式激光加工，设备必需具备精确的定位功能，一般的LED晶圆预留切割道宽约为20～30um，甚至窄至15um，而激光加工影响线宽接近10um，因此要求X-Y运动平台的定位精度和重复精度达到微米量级的精细度。在一张2寸晶圆片上，有400道左右的切割线，平台每加工一张晶圆上都会启动和停止400次左右。在精确定位的情况下要求运动平台在启动和停止上的时间尽可能的短；晶圆摆放在运动平台上的初始位置都会不一样，要求其切割道须精确的调整到X和Y运动方向，运动平台系统须具备秒级旋转精度功能；晶圆在切割时要求晶圆保持位置不变；一般的蓝光LED晶圆切割方式有正切和背切两种方式，正切是激光从GaN发光材料表面切入，而背切则从蓝宝石基底材料表面切入，而切割道一般标记在晶圆的上表面。
为了克服蓝光LED晶圆切割系统以上存在的问题，满足蓝光LED晶圆切割的需要，急需研制出一套针对性的运动平台。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术存在的不足，提供一种适用于LED晶圆激光切割设备的X-Y-θ运动平台，旨在有效解决蓝光LED晶圆切割时平台自身惯量大、启动和停止时间长、定位不精准等问题。
本发明的目的通过以下技术方案来实现：
应用于LED激光切割设备的X-Y-θ运动平台，特点是：包括X-Y轴和θ轴，所述X-Y轴和θ轴均呈中空结构，X-Y轴包含X轴传送单元和Y轴传送单元，X轴传送单元包含X轴板和控制X轴板运动的直线马达，Y轴传送单元包含Y轴板和控制Y轴板运动的直线马达，Y轴传送单元安装于X轴传送单元的X轴板上，在Y轴传送单元的Y轴板上设置θ轴，θ轴包括转轴和控制转轴旋转的电机，在θ轴的转轴中安装真空吸附模块，真空吸附模块的吸附平面高于θ轴转轴的表面，由θ轴转轴驱动真空吸附模块作旋转运动，由X-Y轴驱动真空吸附模块沿X、Y方向作两个自由度运动。
进一步地，上述的应用于LED激光切割设备的X-Y-θ运动平台，其中，所述Y轴传送单元通过Y直线滑轨安装于X轴传送单元的X轴板上，所述X轴传送单元通过X直线滑轨安装在底板上；并在底板和X轴板之间设置X光栅尺组，在X轴板和Y轴板之间设置Y光栅尺组。
更进一步地，上述的应用于LED激光切割设备的X-Y-θ运动平台，其中，所述X光栅尺组和Y光栅尺组的分辨率为0.1um。
再进一步地，上述的应用于LED激光切割设备的X-Y-θ运动平台，其中，所述真空吸附模块的材质为透明材料。
本发明技术方案突出的实质性特点和显著地进步主要体现在：
每个轴都具有独立运动功能，高精度的定位保证运动时达到微米级定位，真空吸附模块保持晶圆在切割过程中位置不变，中空的X-Y-θ轴、透明的真空吸附模块具备了安装下CCD影像系统功能；应用于LED激光切割设备中X-Y-θ运动平台实现了平台自身惯量小、启动和停止时间短、微米级定位、切割道秒级角度调整功能；从而，很好的解决了目前蓝光LED晶圆切割时平台自身惯量大、启动和停止时间长、定位不精准等问题，充分满足蓝光LED晶圆切割量产的要求，简易适用，市场应用前景广阔。
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X-Y-θ运动平台的示意图；
图2：X-Y轴的主视示意图；
图3：X-Y轴的立体结构示意图；
图4：θ轴的结构示意图；
图中各附图标记的含义见下表：