本发明专利技术提供了一种高稳定性防溅射激光刻蚀设备，包括激光器，驱动所述激光器沿X，Y，Z三轴移动的移载组件，与所述激光器配合且构成转动连接的激光头，以及固设于所述激光头一侧上的清扫机构；所述激光头能够在工件表面加载椭圆形光斑与圆形光斑两种激光光斑，所述圆形光斑位于所述椭圆形光斑内部的某一焦点，且于焦点处形成高能量密度照射区的刻蚀光源，所述椭圆形光斑形成低能量密度激光照射区的维持光源，所述刻蚀光源能够对工件进行刻蚀，所述维持光源对工件刻蚀加工部位的外周进行后处理，使得工件表面在刻蚀过程中产生的溅射物质逐渐分解呈细密分散的颗粒物。通过本发明专利技术的公开，提高了激光刻蚀加工的稳定性与刻蚀精度。提高了激光刻蚀加工的稳定性与刻蚀精度。提高了激光刻蚀加工的稳定性与刻蚀精度。
【技术实现步骤摘要】
一种高稳定性防溅射激光刻蚀设备
[0001]本专利技术涉及激光加工
，更具体涉及一种高稳定性防溅射激光刻蚀设备。
技术介绍
[0002]随着光电技术的飞速发展，激光加工技术应用范围越来越广泛，加工精度以及加工效率要求也越来越高。
[0003]激光加工技术作为一种先进制造技术，因与数控微铣、湿法刻蚀等传统加工方法相比具有加工效率高、无刀具磨损、无接触应力、可加工尺度更小、环保等优势，被广泛应用于材料表面图案刻蚀、焊接、切割等领域。在脉冲激光刻蚀工件过程中，入射到工件表面的激光能量瞬间被材料吸收，转变成热量向四周扩散，此过程可看作在刻蚀轨迹上离散分布着一系列的瞬时点热源，这些点热源使得作用区域发生加热、熔化、汽化，实现刻蚀轨迹上材料的去除。而在激光刻蚀去除的过程中，工件加工区会溅射出粘敷在加工区外周的熔融颗粒物，使得工件表面模糊，从而很大程度上影响了工件的加工刻蚀效果，难以满足高密度微阵列图案完整性的加工要求。因此，脉冲激光刻蚀过程中工件表面的温度分布是激光刻蚀过程中的一个重要的加工参数，温度分布规律的准确描述对研究激光刻蚀高密度图案完整性的影响因素具有重要意义和指导作用。
[0004]有鉴于此，有必要对现有技术中的激光设备结构予以改进，以解决上述问题。
技术实现思路
[0005]本专利技术的目的在于公开一种高稳定性防溅射激光刻蚀设备，能够解决激光刻蚀过程中由于激光能量溢出而造成的溅射现象发生，通过维持光源对工件刻蚀加工部位的外周进行后处理，使得工件表面在刻蚀过程中产生的溅射物质逐渐分解呈细密分散的颗粒物，避免溅射物与工件表面粘结导致工件后期加工精度受到影响，提高了激光刻蚀加工的稳定性与刻蚀精度。
[0006]为实现上述目的，本专利技术提供了一种高稳定性防溅射激光刻蚀设备，包括激光器，驱动所述激光器沿X，Y，Z三轴移动的移载组件，与所述激光器配合且构成转动连接的激光头，以及固设于所述激光头一侧上的清扫机构；
[0007]所述激光头能够在工件表面加载椭圆形光斑与圆形光斑两种激光光斑，所述圆形光斑位于所述椭圆形光斑内部的某一焦点，且于焦点处形成高能量密度照射区的刻蚀光源，所述椭圆形光斑形成低能量密度激光照射区的维持光源，所述刻蚀光源能够对工件进行刻蚀，所述维持光源对工件刻蚀加工部位的外周进行后处理，使得工件表面在刻蚀过程中产生的溅射物质逐渐分解呈细密分散的颗粒物；
[0008]所述清扫机构能够在工件表面形成椭圆形的清扫面，且所述清扫面与所述椭圆形光斑的另一焦点形成共焦。
[0009]作为本专利技术的进一步改进，所述清扫机构采用激光光源清扫的方式对工件表面进行处理。
[0010]作为本专利技术的进一步改进，所述清扫机构的清扫面能够与所述椭圆形光斑形成叠合区。
[0011]作为本专利技术的进一步改进，所述叠合区能够对椭圆形光斑的溅射区域产生的细密分散颗粒物进行激光抛光处理。
[0012]作为本专利技术的进一步改进，所述移载组件驱动所述激光器所发射成形的激光光斑沿某一方向移动，且所述椭圆形光斑的两个焦点之间的时间差为0.1S。
[0013]作为本专利技术的进一步改进，所述激光头内部设有柱状伸缩式光学组件，通过所述柱状伸缩式光学组件的可变焦距，使得激光束的截面形成椭圆形光斑。
[0014]作为本专利技术的进一步改进，所述椭圆形光斑的椭圆率能够随焦距而变化。
[0015]作为本专利技术的进一步改进，所述柱状伸缩式光学组件具有透镜，所述透镜能够旋转以改变激光光斑相对于处理路径的角度。
[0016]作为本专利技术的进一步改进，所述清扫机构上配置有视觉检测装置，所述视觉检测装置能够检测工件表面的颗粒物是否能够被所述清扫机构完全覆盖。
[0017]作为本专利技术的进一步改进，所述清扫机构能够在所述激光头的外侧上作半周转动。
[0018]与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：
[0019](1)一种高稳定性防溅射激光刻蚀设备，利用激光头在工件表面加载形成椭圆形光斑与圆形光斑两种激光光斑，通过两种光斑的协同工作，实现对工件进行高稳定性刻蚀处理，圆形光斑位于椭圆形光斑内部的某一焦点，叠加形成高能量密度的刻蚀光源，在激光刻蚀过程中产生的溅射物质会飞散至加工部位的外围，而椭圆形光斑所具有的低能量密度能够作为维持光源，使得溅射物质维持在熔融态，避免溅射物质冷却粘结在工件的表面，同时维持光源能够将刻蚀过程中产生的溅射物质逐渐分解呈细密分散的颗粒物，降低了后期清扫难度。
[0020](2)清扫机构在工件表面形成椭圆形的清扫面，清扫面与椭圆形光斑共焦点设置，使得清扫面与椭圆形光斑之间形成叠合区，保证了溅射物质在逐渐分解的同时能够被清扫机构清扫，避免了清扫区域的遗漏，清扫机构采用激光光源的方式对工件表面的溅射物质进行抛光处理，保证了激光刻蚀设备对工件的高精度刻蚀，提高了激光刻蚀设备在加工过程中的稳定性。
[0021](3)清扫组件设置在激光光斑扫过的尾端，清扫机构上配置的视觉检测装置能够在激光清扫的同时对工件表面进行检测，确认工件表面的溅射物能够完全被清扫机构覆盖，当覆盖不完全时，视觉检测装置能够发出信号，清扫机构在收到信号后能够在激光头的外侧作半圆周转动，保证清扫机构的清扫面积能够完全覆盖溅射物质的发散区域，保证了工件表面的整洁。
附图说明
[0022]图1为本专利技术一种高稳定性防溅射激光刻蚀设备中圆形光斑，椭圆形光斑以及清扫面的位置关系示意图，且图中示意图了激光设备的刻蚀方向；
[0023]图2为图1中所述清扫面变化后三者的位置关系示意图。
[0024]图中：1、椭圆形光斑；2、圆形光斑；3、清扫面；31、叠合区。
具体实施方式
[0025]下面结合附图所示的各实施方式对本专利技术进行详细说明，但应当说明的是，这些实施方式并非对本专利技术的限制，本领域普通技术人员根据这些实施方式所作的功能、方法、或者结构上的等效变换或替代，均属于本专利技术的保护范围之内。
[0026]在本申请的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。
[0027]为了便于理解本专利技术，下面将参照相关附图对本专利技术进行更全面的描述。附图中给出了本专利技术的较佳实施方式。但是，本专利技术可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施方式。相反地，提供这些实施方式的目的是使对本专利技术的公开内容理解的更加透彻全面。
[0028]请参图1至图2所示出的本专利技术一种高稳定性防溅射激光刻蚀设备的一种具体实施方式。
[0029]参图1所示，本专利技术提供了一种高稳定性防溅射激光刻蚀设备，包括激光器，驱动激光器沿X，Y，Z三轴移动的移载组件，与激光器配合且构成转动连接的激光头，以及固设于激本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种高稳定性防溅射激光刻蚀设备，其特征在于，包括激光器，驱动所述激光器沿X，Y，Z三轴移动的移载组件，与所述激光器配合且构成转动连接的激光头，以及固设于所述激光头一侧上的清扫机构；所述激光头能够在工件表面加载椭圆形光斑与圆形光斑两种激光光斑，所述圆形光斑位于所述椭圆形光斑内部的某一焦点，且于焦点处形成高能量密度照射区的刻蚀光源，所述椭圆形光斑形成低能量密度激光照射区的维持光源，所述刻蚀光源能够对工件进行刻蚀，所述维持光源对工件刻蚀加工部位的外周进行后处理，使得工件表面在刻蚀过程中产生的溅射物质逐渐分解呈细密分散的颗粒物；所述清扫机构能够在工件表面形成椭圆形的清扫面，且所述清扫面与所述椭圆形光斑的另一焦点形成共焦。2.根据权利要求1所述的一种高稳定性防溅射激光刻蚀设备，其特征在于，所述清扫机构采用激光光源清扫的方式对工件表面进行处理。3.根据权利要求2所述的一种高稳定性防溅射激光刻蚀设备，其特征在于，所述清扫机构的清扫面能够与所述椭圆形光斑形成叠合区。4.根据权利要求3所述的一种高稳定性防溅射激光刻蚀设备，其特征在于，所述叠合区能够对椭圆形光斑的溅...
【专利技术属性】
技术研发人员：朱凯，
申请(专利权)人：苏州正夏电子科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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