УДК 62

СИСТЕМА ВИДЕО КОНТРОЛЯ ПОЗИЦИОНИРОВАНИЯ ЗАГОТОВОК НА УСТАНОВКАХ ЛАЗЕРНОГО УПРАВЛЯЕМОГО ТЕРМОРАСКАЛЫВАНИЯ

Гиндин П.Д.1, Кондратенко В.С.2, Сорокин А.В.3, Хлызов В.А.4
1Московский государственный университет приборостроения и информатики, д.т.н., доцент
2Московский государственный университет приборостроения и информатики, д.т.н., профессор
3ОАО "МЗ "Сапфир", к.т.н., инженер
4ООО "ЭксДиБиАй", инженер

Аннотация
Рассмотрены установки лазерной резки хрупких не металлических материалов на примере установок РТ-350, РТ-500. Описана система управления установками (LaserCut v.3.0). Описаны системы видео контроля, аппаратная и программная часть. Изложены способы расположения кремниевой пластины на предметном столике.

Ключевые слова: видео камера, интерфейсные окна, кремний, лазер, лазерная резка приборных пластин, лазерное управляемое термораскалывание, не металлические материалы, позиционирование заготовки на предметном столике, программное обеспечение, реперные метки, система управления, установки лазерной резки


VIDEO MONITOR POSITIONING WORKPIECES ON INSTALLATIONS OF LASER GUIDED TERMOCLEAVAGE

Gindin P.D.1, Kondratenko V.S.2, Sorokin A.V.3, Khlyzov V.A.4
1Moscow State University of Instrument Engineering and Computer Science, d.t.s., lecturer
2Moscow State University of Instrument Engineering and Informatics, d.t.s., professor
3OAO "MZ" Sapphire ", k.t.s., engineer
4LLC" EksDiBiAy ", engineer

Abstract
Laser cutting machines RT-350 and RP-500 of brittle non-metallic materials are considered. Laser cutting machines control system (LaserCut v.3.0) is described. Video control system is described, hardware and software part. Arrangement method silicon wafer are stated.

Keywords: control system, interface windows, laser, laser cutting machine, laser cutting of silicon wafer, laser-controlled thermal splitting, non-metallic materials, preparation positioning on subject table, silicon, software, the frame labels, video camera


Рубрика: 05.00.00 ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ

Библиографическая ссылка на статью:
Гиндин П.Д., Кондратенко В.С., Сорокин А.В., Хлызов В.А. Система видео контроля позиционирования заготовок на установках лазерного управляемого термораскалывания // Современные научные исследования и инновации. 2011. № 8 [Электронный ресурс]. URL: http://web.snauka.ru/issues/2011/12/5516 (дата обращения: 28.09.2017).

В статье рассмотрен технологический процесс лазерного управляемого терморасскалывания (ЛУТ) [1]  на установках РТ-350 [2] (Рис.1), РТ-500 [3] выпущенных ОАО «МЗ «Сапфир». Метод ЛУТ, разработанный академиком В.С. Кондратенко, широко используется в таких задачах как: безотходная и высокопрецизионная резка стекла, сапфира, кремния, арсенида галия [4].

 

Рис.1 – Установка лазерной резки полупроводниковых материалов РТ-350.

Для решения задачи позиционирования заготовки на предметном столике установки РТ-350 были использованы две камеры: одна из них в видимом диапазоне – Watec WAT-902H3 Supreme (Тайвань) – для случая, если приборная пластина (заготовка) установлена структурами вверх (лицевой стороной вверх), другая камера – в ИК диапазоне – для случая,  приборная пластина расположена лицевой стороной вниз.

Когда приборная пластина расположена на предметном столике лицевой стороной вверх, контроль ее положения осуществляется в интерфейсном окне программы управления установкой РТ-350 LaserCut v.3.0 (Рис.2). Интерфейсное окно включает в себя значения параметров резки и окно вывода изображения с поверхности разрезаемой приборной пластины. В окне вывода изображения c камеры производится позиционирование и наведение на реперные метки приборной пластины, далее слева в разделе параметры устанавливаются требуемые геометрические и скоростные параметры резки. Таким образом, интерфейс программы LaserCut v.3.0 позволяет позиционировать приборную пластину, задать параметры и выполнить цикл резки.

 Рис.2 – Интерфейсное окно программы управления LaserCut v.3.0 на установках PT-350, РТ-500.

В тех случаях, когда необходимо получить высокую чистоту процесса, на лицевую сторону приборной пластины наклеивается пленка, а сама пластина располагается лицевой стороной вниз. В окне вывода изображения c камеры производится фокусировка на нижнюю поверхность приборной пластины с использованием ИК-камеры и последующее наведение на реперные метки. Данный метод позиционирования заготовки с помощью ИК-камеры используется для разделения кремневых подложек на чипы на установке РТ-350. В основу этого метода было положено свойство кремния пропускать часть спектра ИК-диапазона. На установке ЛУТ РТ-350 установлена камера, разработанная компанией Edmund Optics Ltd. (Германия), модель 1/2″ CCD Near IR AnalogCamera CCIR  NT56-848 с диапазоном чувствительности в спектре 1460-1625нм (Рис.3) и объективом 1.5X AuxiliaryLensfor VIS 7X ZoomLenses 1,5Х (Рис.4). Данное оборудование позволяет получать 12-ти кратное увеличение изображения пластины на дисплее ПК.

 

Рис. 3 – 1/2″ CCDNearIR AnalogCamera, CCIRNT56-848

Рис.4 – 1.5XAuxiliaryLensforVIS 7XZoomLenses

Наведение ИК-камеры производится следующим образом. В ИК-камеру попадает изображение с нижней поверхности приборной пластины, которое отображается в интерфейсном окне. Далее оператор установки производит поиск реперных меток и осуществляет операцию наведения на них. После наведения пластина автоматически ориентируется по линии реза вдоль реперных меток, далее вводятся параметры резки, и производится резка. На (Рис.5) представлена разделенная методом ЛУТ приборная пластина.

Рис.5 – Разделенная методом ЛУТ приборная пластина из кремния.

Предложенные методы позиционирования заготовок на установке РТ-350 с применением программы управления LaserCut v.3.0 широко используются для резки различных приборных пластин из кремния. Предложенный способ позволяет защитить структуры от попадания загрязнения и обеспечивает высокое качество получаемых изделий.


Библиографический список
  1. Кондратенко В.С. Исследование и разработка процесса резки стекла методом лазерного управляемого термораскалывания: Дис. … канд. техн. наук.  Москва, 1983.
  2. Сорокин А.В., Кондратенко В.С., Гиндин П.Д., Колесник В.Д.. Установка для лазерной резки полупроводниковых пластин РТ-350. Труды МНТК «Инновационные технологии в науке, технике и образовании», 14-21 ноября2009 г., Египет, М.: МГУПИ. 2009. – с.6
  3. Сорокин А.В., Кондратенко В.С., Гиндин П.Д., Наумов А.С., Колесник В.Д., Установка для лазерной резки стекла РТ-500. Труды МНТК «Инновационные технологии в науке, технике и образовании», 14-21 ноября2009 г., Египет, М.: МГУПИ. 2009. – с.7
  4. Кондратенко В.С., Гиндин П.Д., Наумов А.С., Черных С.П. Разделение приборных пластин на кристаллы методом лазерного управляемого термораскалывания // Современные технологии в задачах управления, автоматики и обработки информации: Труды XIII Международного научн.-техн. сем., 2004 г., Алушта.
  5. Пат. 2024441, МКИ С 03 В 33/02. Способ резки хрупких материалов / Кондратенко В.С.; Завл. № 5030537/33 от 2.04.1992; Опубл. 15.12.94; Бюл. № 23
  6. Optics and optical instruments catalog, EO Edmund optics GmbH, 2006


Все статьи автора «VladimirKh»


© Если вы обнаружили нарушение авторских или смежных прав, пожалуйста, незамедлительно сообщите нам об этом по электронной почте или через форму обратной связи.

Связь с автором (комментарии/рецензии к статье)

Оставить комментарий

Вы должны авторизоваться, чтобы оставить комментарий.

Если Вы еще не зарегистрированы на сайте, то Вам необходимо зарегистрироваться: