CN102151983A - 可调节激光束线条长度的激光加工装置 - Google Patents

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Abstract

本发明的可调节激光束线条长度的激光加工装置，包括：向电路板照射线条状激光束的激光照射装置，用于放置上述电路板、以与上述激光束线条垂直的方向水平移动地设置的电路板支撑台，位于上述激光照射装置和上述电路板支撑台之间、屏蔽上述激光束线条两侧端的同时、以可按上述激光束线条长度方向水平移动的方式、相向地设置在上述激光束两侧端的第1光束屏蔽装置及第2光束屏蔽装置，对上述第1光束屏蔽装置及第2光束屏蔽装置的移动进行控制的光束屏蔽控制装置。本发明中，在需要旋转移动电路板的情况下，可以只对电路板的一部分，有所选择地进行热处理。

Description

可调节激光束线条长度的激光加工装置
技术领域
本发明涉及利用激光化学气相沉积或激光对多结晶硅等进行退火(annealing)时使用的激光加工装置，特别是可调节所照射激光束长度的激光加工装置。
背景技术
制造半导体、FPD及太阳光元件时，如果在高温条件下沉积薄膜、则由于热化学反映反应炉有可能发生污染或生成不必要的化学物等出现众多问题。因此为了在低温条件下沉积薄膜，采用激光气相沉积等方法。
随着电路板的大型化，由于在沉积薄膜后进行退火(annealing)处理时、很难保证其均匀性，因此提出了很多方案。而这些方案之一就是利用激光的退火方法。
图1是现有激光加工装置示意图。如图1所示，在反应腔体10上设有流出入口11a、11b，在上端设有石英窗20。在石英窗20的上方，设有激光照射装置40。激光照射装置40照射的激光束通过石英窗20照射在反应腔体10内的电路板30上。
图2是图1的激光照射装置40照射的激光束41形状示意图。如图2所示，激光束41以线条形状照射在电路板30上。电路板30以与激光束41线条垂直的方向(箭头方向)水平移动，让激光束41扫描电路板30的整个面。图2的(a)是电路板30的俯视示意图，图2(b)是电路板示意图。
如图3所示，电路板30包括装载有元件的元件区域32和没有装载元件的边缘部位31。而边缘部位31不能照射激光。但激光束41的边缘(edge)部分有可能产生衍射现象，因此工序中需要考虑这一点。因此有了对激光束41长度调节的需求。可是现有技术中无法调节41的长度，成为问题。
发明内容
本发明的目的在于：提供一种可控制激光束长度，提高激光加工效率的激光加工装置。
为了达到上述目的，本发明一实施例的激光加工装置，其特征在于：包括在内部防止电路板，在顶面设有石英窗的反应腔体；位于上述石英窗上方、设置在上述反应腔体外部，向电路板照射线条状激光束的激光照射装置；位于上述激光照射装置与上述石英窗之间，屏蔽上述激光束线条侧端，可按激光束线条长度方向水平移动，设置在上述激光束两侧端中的至少某一侧的光束屏蔽装置。
在上述光束屏蔽装置的上侧空间，还设置反馈装置或吸收激光束的吸收装置；上述光束屏蔽装置倾斜于激光照射方向；上述反馈装置具有接收由上述光束屏蔽装置反射的激光束、检测其强度的受光元件，把受光元件检测的光束强度反馈到激光照射装置，一次调节上述激光照射装置输出的激光束强度为宜。
这里，上述受光元件可以设置在上述反馈装置的底面某一部位，在没有设置上述受光元件的反馈装置底面其他部位、设置光吸收装置为宜。上述光吸收装置可以通过滚花加工上述反馈装置底面形成。
为了达到上述课题，本发明的激光加工装置，其特征在于：包括向电路板照射线条状激光束的激光照射装置，用于放置上述电路板、以与上述激光束线条垂直的方向水平移动地设置的电路板支撑台，位于上述激光照射装置和上述电路板支撑台之间、屏蔽上述激光束线条两侧端的同时、以可按上述激光束线条长度方向水平移动的方式、相向地设置在上述激光束两侧端的第1光束屏蔽装置及第2光束屏蔽装置，对上述第1光束屏蔽装置及第2光束屏蔽装置的移动进行控制的光束屏蔽控制装置；上述电路板与上述电路板支撑台移动方向形成θ°夹角地旋转放置，而上述第1光束屏蔽装置在上述电路板支撑台移动时、其移动被光束屏蔽控制装置控制、对齐于上述电路板支撑台移动方向、位于上述电路板上的基准线上，上述第2光束屏蔽装置在上述电路板支撑台移动时、其移动被光束屏蔽控制装置控制、位于上述电路板的边上。
上述第1光束屏蔽装置在上述电路板支撑台移动时，其移动被上述光束屏蔽控制装置控制，先对齐于电路板支撑台的移动方向、位于上述电路板上的基准线上，当与上述基准线末端部位相交时、以位于上述电路板边上的方式移动。
上述光束屏蔽控制装置接收由使用者输入的上述电路板支撑台的移动速度、上述电路板的横向及纵向长度、上述基准线与上述电路板形成的夹角以及激光加工起始点位置，对上述第1光束屏蔽装置和第2光束屏蔽装置的移动进行控制。
本发明的实施例中，可以调节照射电路板的激光束长度，并在进行工序的过程中可以实时控制激光束强度。
本领的另一实施例中，需要转动移动电路板时、可以只对电路板的一部分有所选择地进行热处理。这可以应用于(i)电路板过大，激光束长度小于电路板幅度的情况；(ii)对电路板进行一次性加工时，由于激光束的强度不均匀无法保障电路板相当部分质量的情况；(iii)转动移动电路板有利于用激光均匀加工电路板纹路的情况。
附图说明
图1为现有技术的激光加工装置示意图；
图2为图1的激光束41形状示意图；
图3为现有激光加工装置问题点说明示意图；
图4为本发明第1实施例激光加工装置一部分正剖面示意图；
图5为图4的A-A’线剖面示意图；
图6为图5的光束屏蔽装置50移动状态平面示意图；
图7为图5的反馈装置60示意图；
图8为本发明第2实施例的激光加工装置示意图。
附图标记说明
10：反应腔体                11a、11b：反应气体流出入口
20：石英窗                  30：电路板
31：边缘部位                32：元件区域
40：激光照射装置            41：激光束
50、51、52：光束屏蔽装置    60：反馈装置
61：受光元件                62：光吸收装置
70：基准线                  80：光束屏蔽控制装置
具体实施方式
下面，参照附图，对本发明最佳实施例进行详细说明。下面的实施例只是为了说明本发明内容而提出的，对于具有本行业基础知识的人员来说，可以在本发明技术思想范围内进行多种变形。因此本发明的权利范围不受限于这些实施例。
实施例1
图4是本发明第1实施例的激光加工装置一部分正剖面示意图；图5是图4的A-A’线剖面示意图；图6是用于说明光束屏蔽装置50移动的平面示意图。
如图4、图5所示，在激光照射装置40与石英窗20之间，设有光束屏蔽装置50。如图6所示，光束屏蔽装置50以屏蔽线条状激光束41两端的同时、可按激光束41线条长度放下水平移动的方式，分别设置在激光束41的两端侧。从而，光束屏蔽装置50的水平移动决定照射在电路板30的激光束41有效长度。
光束屏蔽装置50为了屏蔽并向上反射激光束41，倾斜于激光束照射方向。图4、图5为了图示上的便利，只图示了两端侧中的一个光束屏蔽装置50。
光束屏蔽装置50反射的激光束41，照射在设置于反馈装置60底面的受光元件61。图7是反馈装置60底面示意图。反馈装置60对受光元件61接收的激光束强度进行检测，向激光照射装置40反馈，以此控制激光照射装置40输出的激光束强度。
为了防治激光束41被反馈装置60反射后照向电路板30、对供需产生恶劣影响，在受光元件61的周围，设有光束吸收装置62。光束吸收装置62可以通过对受光元件61的周围进行滚花(knurling)加工形成。
本发明的第1实施例中，可以调节照射电路板30的激光束41线条长度，并实时检测激光束41的强度、反馈到激光束照射装置40，可在工序进行过程中，实时调节激光束41强度。
实施例2
图8是本发明第2实施例的激光加工装置示意图。与图2的情况不同，图8中不把加工对象物电路板30对齐于电路板移动方向，而是有必要把电路板30以与电路板30移动方向平行的基准线70为准、旋转θ°，进行激光加工。另外，不是对整个电路板30进行加工，而是有必要对一部分有所选择地进行激光加工。图8用于说明这种情况下的光束屏蔽装置51/52的移动控制。
光束屏蔽装置51、52位于激光照射装置40与石英窗20之间，用于屏蔽激光束41线条两侧端，可按激光束41长度方向水平移动的方式、分别设置在激光束41的两侧端。
光束屏蔽装置51、52按激光束41线条长度方向水平移动时，受光束屏蔽控制装置80的控制。
第1光束屏蔽装置51在电路板30移动时，对齐电路板移动方向30、位于电路板30上的基准线70上，当与基准线70末端部位A相交时、顺着电路板30的边进行移动。第2光束屏蔽装置52在电路板30移动时，顺着电路板30的边进行移动。
第1光束屏蔽装置51与第2光束屏蔽装置52总是位于相向的位置，两者间距变化速度由电路板30的移动速度V、电路板30的横向长度L1及纵向长度L2、对齐于电路板30的移动方向并位于电路板30上的基准线70与基板30之间的角度θ°、以及起始点的位置S决定。
光束屏蔽控制装置80事先接收由使用者输入的上述参数，演算决定第1光束屏蔽装置51与第2光束屏蔽装置52之间的间距变化速度后，在进行激光加工工序的过程中，以上述演算结果为基础，对第1光束屏蔽装置51和第2光束屏蔽装置52的移动轨迹进行控制。
上面，说明了以电路板30为准进行控制的情况。但也可以以放置电路板30的电路板支撑台为准，对光束屏蔽装置51、52进行控制。当然，这种情况下，需要根据电路板支撑台与电路板30之间的位置偏差，对结果进行补偿。
根据上述第2实施例，需要对电路板30转动移动时，可以只对电路板30的一部分有所选择地进行热处理。
第2实施例可应用于(i)电路板30过大，激光束41长度小于电路板30幅度的情况；(ii)对电路板30进行一次性加工时，由于激光束41的强度不均匀无法保障电路板30相当部分质量的情况；(iii)转动移动电路板30有利于用激光均匀加工电路板纹路的情况。

Claims (3)

1.一种激光加工装置，其特征在于：包括向电路板照射线条状激光束的激光照射装置，用于放置上述电路板、以与上述激光束线条垂直的方向水平移动地设置的电路板支撑台，位于上述激光照射装置和上述电路板支撑台之间、屏蔽上述激光束线条两侧端的同时、以可按上述激光束线条长度方向水平移动的方式、相向地设置在上述激光束两侧端的第1光束屏蔽装置及第2光束屏蔽装置，对上述第1光束屏蔽装置及第2光束屏蔽装置的移动进行控制的光束屏蔽控制装置；上述电路板与上述电路板支撑台移动方向形成θ°夹角地旋转放置，而上述第1光束屏蔽装置在上述电路板支撑台移动时、其移动被光束屏蔽控制装置控制、对齐于上述电路板支撑台移动方向、位于上述电路板上的基准线上，上述第2光束屏蔽装置在上述电路板支撑台移动时、其移动被光束屏蔽控制装置控制、位于上述电路板的边上。
2.根据权利要求1所述的激光加工装置，其特征在于：上述第1光束屏蔽装置在上述电路板支撑台移动时，其移动被上述光束屏蔽控制装置控制，先对齐于电路板支撑台的移动方向、位于上述电路板上的基准线上，当与上述基准线末端部位相交时、以位于上述电路板边上的方式移动。
3.根据权利要求1所述的激光加工装置，其特征在于：上述光束屏蔽控制装置接收由使用者输入的上述电路板支撑台的移动速度、上述电路板的横向及纵向长度、上述基准线与上述电路板形成的夹角以及激光加工起始点位置，对上述第1光束屏蔽装置和第2光束屏蔽装置的移动进行控制。
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