CN108098135A - 细线宽多振镜头激光刻蚀机 - Google Patents

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袁聪
方小春
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Abstract

本发明的目的是提供一种细线宽多振镜头激光刻蚀机，包括机架、控制系统、计算机系统、激光发生器、吸附平台、二维振镜头、X、Y轴直线运动平台和F‑θ透镜组，控制系统、计算机系统和激光发生器都安装在机架上，激光发生器的激光头、二维振镜头和F‑θ透镜组安装在吸附平台上方，激光发生器的激光头的激光出光孔与二维振镜头的激光进光孔同心，F‑θ透镜组安装在二维振镜头下部，多件激光发生器的激光头、二维振镜头和F‑θ透镜组组合后并排安装相邻的激光发生器的激光头、二维振镜头和F‑θ透镜组组合之间的距离为F‑θ透镜组刻蚀的幅面宽度两倍及以上的整数倍。本发明的细线宽多振镜头激光刻蚀机，加工速度快，生产效率高。

Description

细线宽多振镜头激光刻蚀机
技术领域
本发明涉及一种激光刻蚀设备，特别是涉及细线宽多振镜头激光刻蚀机。
背景技术
用于刻蚀显示触摸屏ITO薄膜、玻璃基底或PET基底的银浆激光刻蚀设备的光路多采用二维振镜头和F-θ透镜组组合，二维振镜头安装在机架或X、Y直线运动平台上，F-θ透镜组安装在二维振镜头下部。
为了保证ITO薄膜和银浆的刻蚀宽度和线性精度，激光刻蚀设备都选择刻蚀幅面比较小的F-θ透镜，这样，一张ITO薄膜或银浆膜往往要多次拼接加工，工作过程中，辅助时间长，生产效率低。
专利号为2012200038147的多振镜头激光刻蚀机，包括机架、控制系统、计算机系统、激光发生器、吸附平台、二维振镜头、两个交叉的直线运动平台和F-θ透镜组，控制系统、计算机系统和激光发生器都安装在机架上，激光发生器的激光头、二维振镜头和F-θ透镜组安装在吸附平台上方，激光发生器的激光头的激光出光孔与二维振镜头的激光进光孔同心，F-θ透镜组安装在二维振镜头下部，两个交叉的直线运动平台运动方向相互垂直，激光发生器、二维振镜头和F-θ透镜组各有多件，多件激光发生器的激光头、二维振镜头和F-θ透镜组组合后并排安装。此多振镜头激光刻蚀机加工速度快，生产效率高。
对于激光刻蚀线宽要求比较窄的显示触摸屏ITO薄膜、玻璃基底或PET基底的银浆（例如，刻蚀线宽要求小于是15nm。），专利号为2012200038147的多振镜头激光刻蚀机就不适用。因为，激光的刻蚀线宽度与F-θ透镜组的焦距有着直接关系，在其他条件不变的情况下，F-θ透镜组的焦距越长，激光的刻蚀线宽度就越宽，激光能刻蚀的范围也越大；反之，F-θ透镜组的焦距越短，激光的刻蚀线宽度就越窄，激光能刻蚀的范围越小。在使用现有二维振镜头和F-θ透镜组组合的情况下，如果要求刻蚀线宽要求小于15nm时，每次刻蚀幅面往往少于75mm×75mm的范围，而二维振镜头的宽度尺寸都大于85mm，也就是说，二维振镜头的尺寸宽度大于单个F-θ透镜刻蚀的幅面宽度，如果像专利号为2012200038147的二维振镜头和F-θ透镜组组合后安装，即使相邻的二维振镜头紧帖着，多个刻蚀的幅面之间仍有部分不能被刻蚀到，所以，细线宽的激光刻蚀机就不能采用专利号为2012200038147所提供的二维振镜头和F-θ透镜组组合后并排安装方法，加工速度慢，生产效率低。
发明内容
本发明的目的是提供一种细线宽多振镜头激光刻蚀机，此细线宽多振镜头激光刻蚀机加工速度快，生产效率高。
为了达到上述目的，本发明的细线宽多振镜头激光刻蚀机，包括机架、控制系统、计算机系统、激光发生器、吸附平台、二维振镜头、X、Y轴直线运动平台和F-θ透镜组，控制系统、计算机系统和激光发生器都安装在机架上，激光发生器的激光头、二维振镜头和F-θ透镜组安装在吸附平台上方，激光发生器的激光头的激光出光孔与二维振镜头的激光进光孔同心，F-θ透镜组安装在二维振镜头下部，X、Y轴直线运动平台运动方向相互垂直，激光发生器、二维振镜头和F-θ透镜组各有多件，多件激光发生器的激光头、二维振镜头和F-θ透镜组组合后并排安装，相邻的激光发生器的激光头、二维振镜头和F-θ透镜组组合之间的距离为F-θ透镜组刻蚀的幅面宽度两倍及以上的整数倍。
因为本发明细线宽多振镜头激光刻蚀机的相邻的激光发生器的激光头、二维振镜头和F-θ透镜组组合之间的距离为F-θ透镜组刻蚀的幅面宽度两倍及以上的整数倍，这样，在细线宽多振镜头激光刻蚀机工作时，第一次刻蚀加工完成后，在相邻的两二维振镜头之间就有一个或多个F-θ透镜组刻蚀的幅面宽度的区域没有被刻蚀到，这时，并排安装的多件激光发生器的激光头、二维振镜头和F-θ透镜组组合沿多个二维振镜头安装的方向移动一个或多个F-θ透镜组刻蚀的幅面宽度的距离再进行刻蚀加工，直到所有区域被完全刻蚀，生产过程中，细线宽多振镜头激光刻蚀机的多个振镜头都同时在工作，所以加工速度快，生产效率高。
所述的细线宽多振镜头激光刻蚀机，基于其结构上的新型设置方式：激光发生器、二维振镜头和F-θ透镜组各有两件，两件激光发生器的激光头、二维振镜头和F-θ透镜组之间的距离为F-θ透镜组刻蚀的幅面宽度两倍。工作时，两个F-θ透镜组组合同时工作，每次加工幅面是单个F-θ透镜组组合的两倍，加工速度快，工作效率高。在加工过程中，第一次刻蚀加工完成后，在相邻的两二维振镜头之间就有一个F-θ透镜组刻蚀的幅面宽度的区域没有被刻蚀到，这时，两件激光发生器的激光头、二维振镜头和F-θ透镜组组合沿两个二维振镜头安装的方向移动一个F-θ透镜组刻蚀的幅面宽度再进行刻蚀加工，这样，所有区域就被完全刻蚀。
优化的，所述的细线宽多振镜头激光刻蚀机，F-θ透镜组的焦距在75mm~300mm之间。因为焦距比较短，所以刻蚀的线宽小、高精度。F-θ透镜组为一组镜片组，其作用是将经过二维振镜头的不同角度激光光束聚焦到一个平面上，所以能对置于吸附平台上的薄膜进行刻蚀加工。
所述的二维振镜头内有两个高速伺服振动电机，每个高速伺服振动电机的轴上安装有激光反射镜片，两个高速伺服振动电机交叉安装。
所述的吸附平台的内部为空腔，上面表设置多个与空腔连通的小孔，吸附平台的侧面或下部开有与空腔相连通的通孔，其中，至少有一个通孔与真空装置或抽风装置连接；真空装置或抽风装置把薄膜吸附于吸附平台，使薄膜平展于吸附平台，保证刻蚀质量。
所述的机架为金属结构件或大理石构件，是整个细线宽多振镜头激光刻蚀机的支撑与连接部件，控制系统、计算机系统和激光发生器都安装在机架上。
所述的X、Y轴直线运动平台为两个交叉的直线运动平台，即X轴直线运动平台和Y轴直线运动平台，X轴直线运动平台与Y轴直线运动平台的运动方向垂直。
所述的控制系统包括工控机及其操作控制软件，其作用是控制细线宽多振镜头激光刻蚀机的运行。
所述的计算机系统包括计算机主机、显示器、键盘和鼠标，其中计算机主机的主板上安装有运动控制卡。计算机系统同控制系统一起控制整个薄膜激光刻蚀运行，显示器的作用是用于显示操作控制软件的界面。
本发明的细线宽多振镜头激光刻蚀机，加工速度快，生产效率高，具有较好的实用效果。
附图说明
图1是本发明实施例的结构示意图。
图2是图1中扫描机构沿两个二维振镜头安装的方向移动一个F-θ透镜组幅面宽度距离进行刻蚀加工后的示意图。
具体实施方式
图1标记的说明：机架1，运动平台底板2，Y轴直线运动平台3，吸附平台4，F-θ透镜组扫描区域5，二维振镜头6，F-θ透镜组7，扫描机构8，激光发生器的激光头9，X轴直线运动平台滑板10，X轴直线运动平台11，控制系统12。
参见图1，本发明的细线宽多振镜头激光刻蚀机的实施例包括机架1、控制系统12、计算机系统、激光发生器、吸附平台4、二维振镜头6、X轴直线运动平台11、Y轴直线运动平台3和F-θ透镜组7，控制系统12、计算机系统和激光发生器都安装在机架1上，激光发生器的激光头9、二维振镜头6和F-θ透镜组7组成扫描机构8后安装在X轴直线运动平台滑板10上，扫描机构8位于吸附平台4上方，激光发生器的激光头9的激光出光孔与二维振镜头6的激光进光孔同心，F-θ透镜组7安装在二维振镜头6下部，X轴直线运动平台11和Y轴直线运动平台3安装在运动平台底板2上，X轴直线运动平台11与Y轴直线运动平台3运动方向相互垂直，激光发生器、二维振镜头6和F-θ透镜组7各有两件，两件激光发生器的激光头9、二维振镜头6和F-θ透镜组7组合后并排安装，两件激光发生器的激光头9、二维振镜头6和F-θ透镜组7组合之间的距离为F-θ透镜组7刻蚀的幅面宽度两倍（L=2K）。
因为本发明细线宽多振镜头激光刻蚀机的实施例激光发生器、二维振镜头6和F-θ透镜组7各有两件，两件激光发生器的激光头9、二维振镜头6和F-θ透镜组7之间的距离为F-θ透镜组7刻蚀的幅面宽度两倍。工作时，两个F-θ透镜组7组合同时工作，每次加工幅面是单个F-θ透镜组7组合的两倍，加工速度快，工作效率高。在加工过程中，第一次刻蚀加工完成后，F-θ透镜组7扫描区域5被刻蚀，在相邻的两二维振镜头6之间就有一个F-θ透镜组7刻蚀的幅面宽度的区域没有被刻蚀到，这时，两件激光发生器的激光头9、二维振镜头6和F-θ透镜组7组合沿两个二维振镜头6安装的方向移动一个F-θ透镜组7刻蚀的幅面宽度(K)再进行刻蚀加工（参见图2），这样，所有区域就被完全刻蚀。
本发明细线宽多振镜头激光刻蚀机实施例的F-θ透镜组7的焦距在75mm~300mm之间。因为焦距比较短，所以刻蚀的线宽小、高精度。F-θ透镜组7为一组镜片组，其作用是将经过二维振镜头6的不同角度激光光束聚焦到一个平面上，所以能对置于吸附平台4上的薄膜进行刻蚀加工。
本发明细线宽多振镜头激光刻蚀机实施例的二维振镜头6内有两个高速伺服振动电机，每个高速伺服振动电机的轴上安装有激光反射镜片，两个高速伺服振动电机交叉安装。吸附平台4的内部为空腔，上面表设置多个与空腔连通的小孔，吸附平台4的侧面或下部开有与空腔相连通的通孔，其中，至少有一个通孔与真空装置或抽风装置连接；真空装置或抽风装置把薄膜吸附于吸附平台4，使薄膜平展于吸附平台4，保证刻蚀质量。机架1为金属结构件，是整个细线宽多振镜头激光刻蚀机的支撑与连接部件，控制系统12、计算机系统和激光发生器都安装在机架1上。
本发明细线宽多振镜头激光刻蚀机实施例的控制系统12包括工控机及其操作控制软件，其作用是控制细线宽多振镜头激光刻蚀机的运行。计算机系统包括计算机主机、显示器、键盘和鼠标，其中计算机主机的主板上安装有运动控制卡。计算机系统同控制系统12一起控制整个薄膜激光刻蚀运行，显示器的作用是用于显示操作控制软件的界面。
本发明的细线宽多振镜头激光刻蚀机，加工速度快，生产效率高，适合于对高精度、线宽要求小的ITO薄膜和银浆的刻蚀，它的推广和应用，对提高ITO薄膜和银浆的刻蚀质量和生产率有着积极的意义，具有较好的实用效果。

Claims (2)

1.细线宽多振镜头激光刻蚀机，包括机架、控制系统、计算机系统、激光发生器、吸附平台、二维振镜头、X、Y轴直线运动平台和F-θ透镜组，控制系统、计算机系统和激光发生器都安装在机架上，激光发生器的激光头、二维振镜头和F-θ透镜组安装在吸附平台上方，激光发生器的激光头的激光出光孔与二维振镜头的激光进光孔同心，F-θ透镜组安装在二维振镜头下部，X、Y轴直线运动平台运动方向相互垂直，激光发生器、二维振镜头和F-θ透镜组各有多件，多件激光发生器的激光头、二维振镜头和F-θ透镜组组合后并排安装，其特征在于：相邻的激光发生器的激光头、二维振镜头和F-θ透镜组组合之间的距离为F-θ透镜组刻蚀的幅面宽度两倍及以上的整数倍。
2.根据权利要1所述的细线宽多振镜头激光刻蚀机，其特征在于：F-θ透镜组的焦距在75mm~300mm之间。
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