印刷电路板，其中两层铜层均为15微米厚度铜，两层铜之间有聚酰亚胺等绝缘层。
[0098]所述平场聚焦钻孔光束组9在待加工工件表面聚焦成包含两个聚焦光斑的旋转激光聚焦焦点组，每个聚焦焦点光斑的直径为20微米，焦深为200微米。
[0099]实施例5、空心电主轴与摆角压缩振镜并联旋转激光双光束合束钻孔系统。下面结合图5与图8对本实施例提供的系统进行说明。
[0100]本实施例是在前述实施例4的基础上进行了一些改进，主要是在前述实施例4的基础上增加了加热与清洗激光器201，以及减少了激光折射扫描模块5，加热与清洗激光器201设置于激光合束器4之前，加热与清洗激光器201发出加热与清洗激光束200，所述加热与清洗激光束200经第一激光合束元件413分束，50 %反射进入P偏振端激光收集器414，50 %透射成为P偏振端激光合束入射光束415的一部分;所述P偏振端激光合束入射光束415与第四旋转光束324经偏振激光合束元件43输出旋转对称轴平行或者近似平行的钻孔激光束组44 ο
[0101 ]本实施例采用高速旋转模块(即激光束旋转调制器组3)对第一钻孔激光束113进行调制，用于加工盲孔的中心部分;采用高速振镜对第四钻孔激光束124进行调制进行更大直径区域的填充旋转扫描，解决了盲孔远心部分光束扫描的难题(远心部分如果用振镜扫描，则由于扫描曲率过大，振镜做不到高精度高速扫描)。另利用激光扩束器在扩束的时候对激光光束角度压缩的特性，对第四旋转钻孔激光束324进行激光扩束和光轴旋转摆角压缩，将光束的摆角幅度进行压缩后形成旋转摆角幅度压缩的光束，即高速振镜对第四钻孔激光束124调制的角度处于0.2毫弧度到40毫弧度之间，这样能够让高速扫描振镜工作于振镜高频扫描区间(通常光束偏转为0.2毫弧度到40毫弧度之间时，振镜具备最高的往返扫描频率)，经过扩束器222的10倍压缩，第四扩束激光束224的旋转摆角变为0.02毫弧度到4毫弧度之间，这样，宏观的高速扫描振镜高频往返扫描经过所述光束摆角压缩模块后获得精细角度分辨率的微观扫描，既能够提高扫描频率，又获得精细角度扫描分辨率，非常适合于激光精密微加工。本实施例解决了振镜在微细领域高速扫描的问题(请见请见图8中的83部分)，同时也解决了振镜往返是扫描在圆心部分扫描曲率太大，速度与精度上不去的局限(圆心部分用高速旋转扫描，请见图8中的84部分)。
[0102]实施例6、摆角压缩双振镜并联旋转激光双光束合束钻孔系统。下面结合图6与图8对本实施例提供的系统进行说明。
[0103]本实施例是前述实施例5的变种，改变了加热与清洗激光器201的合束位置，将第一激光束旋转调制器311也改为基于反射镜的传统振镜，其中，加热与清洗激光器201的位置可参见前述实施例3，在此不再重复说明。
[0104]总之，本实用新型提出的一种旋转对称中心轴平行的旋转光束组钻孔系统，其重要特点是:高速旋转的激光束组经过激光合束后，形成旋转对称轴平行(含同轴)或者近似平行(含近似同轴)的旋转钻孔激光束组;所述旋转钻孔激光束组经过平场聚焦镜聚焦后，在焦平面上形成旋转激光聚焦焦点组;所述旋转激光聚焦焦点组内各激光焦点中心轨迹为同心圆或者近似同心圆；所述旋转激光聚焦焦点组内各激光焦点在时间与空间上对同一孔位进行钻孔加工，从时间与空间两个维度极大提高了单孔钻孔效率;辅以振镜扫描，把旋转激光聚焦焦点组从一个孔位快速切换到另一个孔位，极大提高了密集群孔微孔加工效率，特别是群孔盲孔加工效率。
[0105]以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
【主权项】
1.一种旋转对称轴平行的旋转光束组钻孔系统，其特征在于，包括激光器组、激光束旋转调制器组、激光合束器、振镜扫描平场聚焦模块、激光钻孔同步控制模块和待加工工件； 所述激光器组，包括至少一个激光器，用于发射两束或两束以上的钻孔激光束； 所述激光束旋转调制器组，包括两个或两个以上的激光束旋转调制器，每一个激光束旋转调制器对应一束钻孔激光束，每一个所述激光束旋转调制器，用于对对应的钻孔激光束进行运动空间调制，获得对应的旋转钻孔激光束，并入射激光合束器，其中，每一束旋转钻孔激光束的光轴与该旋转钻孔激光束的旋转对称轴之间的夹角大于O弧度小于20毫弧度； 所述激光合束器，用于对入射的多束旋转钻孔激光束进行合束，输出旋转钻孔激光束组，其中，合束后的旋转钻孔激光束组内的多束旋转钻孔激光束光轴空间旋转对称轴之间空间平行(含同轴)或者近似平行(含近似同轴)，所述近似平行(含近似同轴)是指所述旋转钻孔激光束组内各旋转钻孔激光束之间的光轴旋转对称轴之间的空间夹角小于I毫弧度； 所述振镜扫描平场聚焦模块，包括扫描振镜和扫描平场聚焦镜，所述旋转钻孔激光束组入射扫描振镜后输出振镜扫描光束组，所述振镜扫描光束组入射扫描平场聚焦镜，获得旋转激光聚焦焦点组，其中，所述旋转激光聚焦焦点组内各激光焦点中心的运动轨迹为同心圆或者近似同心圆，所述近似同心圆是指旋转激光聚焦焦点组内各激光焦点中心运动圆形轨迹的圆心离散度小于50微米，所述同心圆或者近似同心圆的直径小于300微米;所述扫描振镜，用于控制振镜扫描光束组高速切换进而控制旋转激光聚焦焦点组在待加工工件的不同加工孔位之间进行高速切换，或者，用于在待加工工件的一个加工孔位对旋转激光聚焦焦点组进行辅助运动调制； 所述激光钻孔同步控制模块，用于控制所述激光器组、激光束旋转调制器组和振镜扫描平场聚焦模块之间协同动作。2.如权利要求1所述的一种旋转对称轴平行的旋转光束组钻孔系统，其特征在于，所述激光束旋转调制器为声光偏转器或电光偏转器或压电陶瓷驱动反射镜或电流计驱动反射镜或电主轴电机驱动旋转折射棱镜光学元件或者电流计摆动折射棱镜光学元件中的任意一种或多种的串联组合。3.如权利要求2所述的一种旋转对称轴平行的旋转光束组钻孔系统，其特征在于，还包括激光扩束器组，所述激光扩束器组包括两只或两只以上的激光扩束器，所述钻孔激光束组内的每一束钻孔激光束对应一只激光扩束器； 当所述激光束旋转调制器为声光偏转器或电光偏转器或压电陶瓷驱动反射镜或电主轴电机驱动旋转折射棱镜光学元件或电流计摆动折射棱镜光学元件中的任意一种或多种的串联组合时，所述激光扩束器组位于所述激光器组和激光束旋转调制器组之间，用于对激光器组发射的多束钻孔激光束进行扩束;或者，所述激光扩束器组位于激光旋转调制器组和激光合束器之间，用于对多束旋转钻孔激光束进行扩束;或者，所述激光扩束器组位于激光合束器和所述扫描平场聚焦模块之间，用于对合束后的旋转钻孔激光束组进行扩束； 当所述激光束旋转调制器为电流计驱动反射镜时，所述激光扩束器组位于激光旋转调制器组和激光合束器之间，用于对多束旋转钻孔激光束进行扩束;或者，所述激光扩束器组位于激光合束器和所述扫描平场聚焦模块之间，用于对合束后的旋转钻孔激光束组进行扩束。4.如权利要求3所述的一种旋转对称轴平行的旋转光束组钻孔系统，其特征在于，当所述激光束旋转调制器组为电主轴电机驱动旋转折射棱镜光学元件和电流计驱动反射镜的并联组合，或者所述激光束旋转调制器组为电主轴电机驱动旋转折射棱镜光学元件和电流计驱动折射棱镜光学元件的并联组合时，所述旋转激光聚焦焦点组内激光焦点旋转形成的同心圆或者近似同心圆轨迹中，中心的圆形轨迹由电主轴电机驱动旋转折射棱镜光学元件对透射钻孔激光束旋转形成，其他的圆形轨迹由电流计驱动反射镜对反射的钻孔激光束旋转形成或者电流计驱动折射棱镜光学元件对透射的钻孔激光束旋转形成。5.如权利要求1所述的一种旋转对称轴平行的旋转光束组钻孔系统，其特征在于，在所述激光合束器与所述振镜扫描平场聚焦模块之间串入激光折射扫描模块，所述激光折射扫描模块，包括两个或者两个以上串联的透明棱镜光学元件，每一个透明棱镜光学元件安装在对应的振镜电机主轴上，用于在振镜电机的驱动下进行摆动，以调整合束后的旋转钻孔激光束组的偏移角度变化量，以及在所述激光钻孔同步控制模块的控制下，对合束后的旋转钻孔激光束组进行复合扫描运动。6.如权利要求1所述的一种旋转对称轴平行的旋转光束组钻孔系统，其特征在于，还包括加热与清洗激光器； 所述加热与清洗激光器设置于所述激光合束器之前，用于发射加热与清洗激光束； 所述加热与清洗激光束经激光合束器进入所述振镜扫描平场聚焦模块时，其光轴与任一旋转钻孔激光束的光轴旋转对称轴之间的夹角小于I毫弧度;所述加热与清洗激光束经过所述振镜扫描平场聚焦模块聚焦后获得激光加热与清洗光斑，其中，所述旋转激光聚焦焦点组的运动轨迹处于该激光加热与清洗光斑范围内； 当所述旋转激光聚焦焦点组对待加工工件进行扫描钻孔时，所述激光加热与清洗激光光斑在所述旋转激光聚焦焦点组出光前或出光时对扫描钻孔区域进行时空同步的激光加热与清洗预处理;或者，在所述旋转激光聚焦焦点组出光时或者关光后对扫描钻孔区域进行时空同步的激光照射清洗。7.如权利要求1所述的一种旋转对称轴平行的旋转光束组钻孔系统，其特征在于，所述激光合束器为平面合束器或者立方合束器或者平面反射镜中的任意一种或多种的组合。8.如权利要求1所述的一种旋转对称轴平行的旋转光束组钻孔系统，其特征在于，所述激光钻孔同步控制模块能同时控制或选择性控制所述钻孔激光束组内的各钻孔激光束的激光开关光时序、各钻孔激光束的激光脉冲重复频率、各钻孔激光束的激光脉冲能量、钻孔激光束的激光脉冲宽度、各钻孔激光束的激光脉冲波形参数，其中，所述激光开关光时序是指各钻孔激光束可同时出光，也可先后出光，可同时开光，也可先后开光。9.如权利要求8所述的一种旋转对称轴平行的旋转光束组钻孔系统，其特征在于，所述待加工工件由不同种类的薄材料叠加而成，所述钻孔激光器组发射不同波长的多束钻孔激光束，所述激光钻孔同步控制模块控制钻孔激光器组输出的不同波长的多束钻孔激光束的激光开关光的顺序，使得不同波长的钻孔激光束对待加工工件的加工孔内的不同材料层进行加工。10.如权利要求8所述的一种旋转对称轴平行的旋转光束组钻孔系统，其特征在于，在所述激光钻孔同步控制模块控制下，所述激光束旋转调制器对对应的钻孔激光束进行多圈旋转调制，且在此过程中所对应的钻孔激光束可以以不同的激光脉冲能量或不同的激光脉冲宽度或不同的激光脉冲波形或不同的脉冲重复频率变化出光。
【专利摘要】本实用新型公开了一种旋转对称轴平行的旋转光束组钻孔系统，包括激光器组、激光束旋转调制器组、激光合束器、振镜扫描平场聚焦模块、激光钻孔同步控制模块和待加工工件。多束钻孔激光束经过高速旋转调制并进行激光合束后，输出旋转对称轴线空间平行(含同轴)或者近似平行(含近似同轴)的旋转钻孔激光束组，经过振镜扫描平场聚焦模块，在待加工工件上形成旋转的钻孔激光聚焦焦点组，聚焦焦点组内各激光焦点旋转轨迹为同心圆或者近似同心圆，钻孔激光聚焦焦点组从时间与空间两个维度对待加工工件的同一加工孔位进行加工，成倍提高激光钻孔效率，结合扫描振镜将激光聚焦焦点组在孔与孔之间进行高速位置切换等技术，实现高效高精度高质量激光钻孔。
【IPC分类】B23K26/70, B23K26/60, B23K26/067, B23K26/386, B23K26/082, B23K26/046
【公开号】CN205342240
【申请号】CN201620134229
【发明人】张立国
【申请人】武汉铱科赛科技有限公司
【公开日】2016年6月29日
【申请日】2016年2月19日