伴随着半导体制造工艺技术的不断发展，电子封装技术变得越来越先进，要求芯片的尺寸和厚度都不断减小，晶圆作为集成电路（IntegratedCircuit，IC）的原始材料，相应地其基片尺寸不断增加、厚度不断减小以及划线尺寸进一步细化，切割技术进一步面临严峻挑战。传统切割技术由于破片率大、热影响严重等弊端开始不能满足这一精细的切割需求，随即一种具有热影响区小、加工质量好及加工速度快等强大优势的绿色微细加工技术——水导激光切割技术便应运而生。本文以水引导激光实现晶圆切割为研究背景，主要针对晶圆在切割工序之前的预对准技术和水束与激光的耦合技术进行深入研究，拟设计出一套高精度、高自动化程度的晶圆预对准系统和一套能生成高质量水束光纤并满足切割需求的水束激光耦合系统。晶圆预对准系统是保证晶圆正确切割的前提，并直接对晶圆的切割精度产生影响。通过分析晶圆预对准系统功能需求，设计其整体结构，搭建出基于视觉系统和运动控制系统的预对准系统硬件平台。在此基础上，基于视觉图像处理技术，建立机床坐标系与图像像素坐标系之间的相互对应关系，并利用MATLAB GUI开发晶圆预对准系统软件，主要完成图像增强、边缘检测、直线拟合、圆检测及切边/缺口检测等处理，最终计算出晶圆中心与承片台中心之间的位置偏差以及方向偏角量，为晶圆切割提供精确的补偿数据。水束与激光耦合技术是水导激光技术实现加工的核心，主要对水束的稳定性和激光在水束中的传输与能量衰减特性进行分析。利用GAMBIT软件建立喷嘴以及耦合装置模型和网格划分，然后通过FLUENT软件设置合理的边界条件仿真分析喷嘴结构参数、喷嘴入口射流速度等对水束稳定性的影响，为试验中水束加工参数的选择提供依据。同时对耦合装置腔体内部流场进行分析，验证设计耦合装置的合理性并提出优化改进方案。在硬件平台搭建好以后，需要对提出的方法进行实验验证，分别进行了双目视觉系统标定和晶圆预对准实验，结果表明其精度在误差范围内满足晶圆切割要求，从而验证了本文提出方法的正确性和合理性。