三维振镜激光蚀刻的制造方法
【专利摘要】本实用新型涉及激光切割【技术领域】，具体涉及一种三维振镜激光蚀刻机。它包括机架、工控机、显示器、激光发生系统、X-Y振镜、动态聚焦振镜、真空吸附平台、CCD定位系统、X轴运动系统、Y轴运动系统和Z轴运动系统，所述动态聚焦振镜安装在Z轴运动系统上位于激光发生系统与X-Y振镜之间，所述动态聚焦振镜与X-Y振镜组合形成三维动态聚焦振镜扫描系统。本实用新型相对于现有蚀刻机，使用了三维动态聚焦激光振镜扫描系统，可以在加工大幅面的同时保证光斑质量，单次加工300×300mm幅面线宽可控制在35μm以内。
【专利说明】三维振镜激光蚀刻机
【技术领域】
[0001]本实用新型属于激光切割【技术领域】，具体涉及一种三维振镜激光蚀刻机。
【背景技术】
[0002]随着触摸屏及液晶显示屏行业的不断发展，对ITO薄膜基材性能需求的不断提高，对ITO薄膜的加工需求也越来越高，幅面大、光斑小的激光刻蚀机成为研究热点。现有的激光刻蚀机一般使用二维振镜扫描器件，即采用高速往复伺服电机带动X与Y两片微小反射镜片协调偏转反射激光束来达到光斑在整个平面上扫描的目的，在刻蚀线宽要求不超过35 μ m的条件下使用F- Θ透镜聚焦单次扫描幅面一般不超过180 X 180mm,在要求单次幅面更大时这种二维振镜扫描加F-O透镜聚焦的方式就很难满足要求。
【发明内容】
[0003]本实用新型的目的就是为了解决上述【背景技术】存在的不足，提供一种扫描幅面更大、扫描精度更高的三维振镜激光蚀刻机。
[0004]本实用新型采用的技术方案是:一种双头激光蚀刻机，包括机架、工控机、显示器、激光发生系统、X-Y振镜、真空吸附平台、CXD定位系统、X轴运动系统、Y轴运动系统和Z轴运动系统，所述工控机、显不器、激光发生系统、X轴运动系统、Y轴运动系统和Z轴运动系统都安装在机架上；所述真空吸附平台由X轴运动系统、Y轴运动系统驱动，真空吸附平台上吸附有ITO薄膜；CCD定位系统固定在Z轴运动系统底部与工控机电连接，所述X-Y振镜安装在Z轴运动系统上，其特征在于:还包括动态聚焦振镜，所述动态聚焦振镜安装在Z轴运动系统上位于激光发生系统与X-Y振镜之间，所述动态聚焦振镜与X-Y振镜组合形成三维动态聚焦振镜扫描系统。
[0005]进一步地，所述真空吸附平台固定在Y轴运动系统上，位于X轴运动系统上方；所述Y轴运动系统安装在X轴运动系统上，并交叉呈十字状，X轴运动系统安装在机架上。
[0006]进一步地，所述X-Y振镜的底部输出孔安装有保护窗口镜。
[0007]更进一步地，所述机架上还设有抽尘装置，抽尘装置位于真空吸附平台上方。
[0008]本实用新型由于是利用X-Y两片微小镜片的偏转来实现扫描，所以具有低扫描惯性，系统的动态响应特征好，振镜可以以高速偏转运动，实现高速扫描；同时因为X-Y两块镜片组合成的空间位置关系，可完成大扫描视场的扫描；并且，在激光发生系统输出口与X-Y振镜中间增加了动态聚焦振镜，可以实时跟踪补偿光斑变化带来的扫描误差，使扫描光斑在整个扫描市场内都能很好的聚焦，达到很高的扫描精度。
[0009]本实用新型相对于现有蚀刻机，使用了三维动态聚焦激光振镜扫描系统，可以在加工大幅面的同时保证光斑质量，单次加工300X300幅面线宽可控制在35μπι以内。
【专利附图】
【附图说明】
[0010]图1为本实用新型的结构示意图。[0011]图2为图1中A处的放大示意图。
[0012]其中:1_可调整脚轮；2_工控机；3_罩壳；4_抽尘装置；5-键盘；6_电气控制；7-显示器；8_保护窗口镜；9-Z轴运动系统；10-X-Y振镜；11_动态聚焦振镜；12_激光发生系统；13-CCD定位系统；14_大理石组件；15-1T0薄膜；16_真空吸附平台；17_Υ轴运动系统；18-Χ轴运动系统；19_机架。
【具体实施方式】
[0013]下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步的详细说明，便于清楚地了解本实用新型，但它们不对本实用新型构成限定。
[0014]如图1、图2所示，本实用新型包括机架19、工控机2、显示器7、激光发生系统12、X-Y振镜10、动态聚焦振镜11、真空吸附平台16、(XD定位系统13、X轴运动系统18、Y轴运动系统17和Z轴运动系统9，所述工控机2、显不器7、激光发生系统12、X轴运动系统18、Y轴运动系统17和Z轴运动系统9都安装在机架19上。所述X-Y振镜10安装在Z轴运动系统9上，为保护振镜里面的反射镜片，在X-Y振镜10底部的输出孔位置设有安装有增透膜的保护窗口镜8。真空吸附平台16固定在Y轴运动系统17上，位于X轴运动系统18的上方；Υ轴运动系统17安装在X轴运动系统18上，并交叉呈十字状，X轴运动系统18安装在机架19上。真空吸附平台16由X轴运动系统18和Y轴运动系统17驱动左右或前后移动，真空吸附平台16上吸附有ITO薄膜15。CXD定位系统13固定在Z轴运动系统9底部与工控机2电连接，并通过显示器7显示，位于真空吸附平台16上方，由工控机2控制CXD定位系统13捕捉ITO薄膜15上的定位点对待刻工件进行定位。所述动态聚焦振镜11安装在Z轴运动系统9上位于激光发生系统12与X-Y振镜10之间，动态聚焦振镜11与X-Y振镜10组合形成三维动态聚焦振镜扫描系统，可增大加工幅面的同时保证光束质量。机架19上还设有抽尘装置4，抽尘装置4位于真空吸附平台16上方。
[0015]本实用新型通过键盘5在显示器7中设置需要的激光刻蚀图形，将裁减好的工件放到真空吸附平台16上，通过CXD定位系统13捕捉ITO薄膜15上的定位点对工件进行定位。上料时，工件放置好后经工控机2控制真空吸附平台16成吸附状态，便于工件切割时不移位；下料时，工作台面的真空吸附平台16由真空吸附切换到压缩气体反吹浮起工件，并回到上料位置，便于工件下料。机架19结构采用大理石组件14组装，在机架19的底部安装可调整脚轮I，方便机架19调整搬动。
[0016]本实用新型在扫描系统光路上增加动态聚焦振镜11来实时保证激光束能很好的实时聚焦在整个工作平面上。激光发生系统12发出的光束经过扩束镜之后变成能量均匀的平行光，然后经过动态聚焦振镜11作用之后，光束变成会聚光束，首先投射到X轴振镜反射面上，经过X轴振镜反射之后再投射到Y轴振镜的反射面，最后经过Y轴振镜的反射后投射到ITO薄膜15表面，按设计的图形通过激光热分解法或是分子链破坏的方式将有用的ITO导电膜区域与需要去除的ITO导电膜区域分隔开。抽尘装置4中设置吹气部件及吸尘部件，吹气部件连接压缩气体，在刻线过程中吹净刻线后薄膜面，其上的吸尘部件连接吸气系统，在刻线过程中吸走刻线后的粉尘。工作过程中由电脑系统全程控制，加工完成真空吸附平台回到上料位置后停机。
[0017]本实用新型中的刻线轨迹可为直线方式，首先将上层基板或下层基板放置于真空吸附平台上，X轴运动系统18与Y轴运动系统17组合运动，带动真空吸附平台按需求图形移动，激光经由激光发生器通过切割头聚焦成小光点，作用在ITO薄膜上，把基板上ITO薄膜刻划成X轴或Y轴阵列排布的导电膜。本实用新型中的刻线轨迹亦可实现非直线方式。X轴运动系统18与Y轴运动系统17的移动控制均由电气控制6内各器件实现，在机架19外部设置罩壳3，将机架19内部的一些结构封住，保证各部件正常使用。
[0018]上述实施例是提供给熟悉本领域内的人员来实现或使用本实用新型的，熟悉本领域的人员可在不脱离本发明的发明思想的情况下，对上述实施例做出种种修改或变化，因而本实用新型的保护范围并不被上述实施例所限，而应该是符合权利要求书提到的创新性特征的最大范围。
【权利要求】
1.一种三维振镜激光蚀刻机，包括机架、工控机、显不器、激光发生系统、X-Y振镜、真空吸附平台、CCD定位系统、X轴运动系统、Y轴运动系统和Z轴运动系统，所述工控机、显示器、激光发生系统、X轴运动系统、Y轴运动系统和Z轴运动系统都安装在机架上；所述真空吸附平台由X轴运动系统、Y轴运动系统驱动，真空吸附平台上吸附有ITO薄膜；CXD定位系统固定在Z轴运动系统底部与工控机电连接，所述X-Y振镜安装在Z轴运动系统上，其特征在于:还包括动态聚焦振镜，所述动态聚焦振镜安装在Z轴运动系统上位于激光发生系统与X-Y振镜之间，所述动态聚焦振镜与X-Y振镜组合形成三维动态聚焦振镜扫描系统。
2.根据权利要求1所述的三维振镜激光蚀刻机，其特征在于:所述真空吸附平台固定在Y轴运动系统上，位于X轴运动系统上方；所述Y轴运动系统安装在X轴运动系统上，并交叉呈十字状，X轴运动系统安装在机架上。
3.根据权利要求1所述的三维振镜激光蚀刻机，其特征在于:所述X-Y振镜的底部输出孔安装有保护窗口镜。
4.根据权利要求1所述的三维振镜激光蚀刻机，其特征在于:所述机架上还设有抽尘装置，抽尘装置位于真空吸附平台上方。
【文档编号】B23K26/38GK203437812SQ201320530401
【公开日】2014年2月19日 申请日期:2013年8月28日 优先权日:2013年8月28日
【发明者】胡兵, 应花山 申请人:武汉拓普银光电技术有限公司