CN111958102B - 一种运动式的激光加工环境控制腔室系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种运动式的激光加工环境控制腔室系统，其包括密闭腔室、运动平台、电气传输单元、环境控制单元；所述密闭腔室内固定有加工平台，所述加工平台用于承载工件并提供加工区域，在所述密闭腔室顶部设有用于激光穿过的透射窗口，所述密闭腔室还设有电气接口；所述运动平台用于承载所述密闭腔室，且能够沿预定的运动轨迹运动并带动所述密闭腔室运动；所述电气传输单元用于向所述密闭腔室传输电源和进行气体交换，且跟随密闭腔室的运动而运动；环境控制单元用于通过气体传输单元向所述密闭腔室提供气源。本发明的运动式的激光加工环境控制腔室系统具有占用空间小、环境控制效率高、成本低且工艺稳定性好的优点。

Description

一种运动式的激光加工环境控制腔室系统

技术领域

本发明涉及激光加工技术领域，特别是涉及一种用于半导体器件加工制造的运动式的激光加工环境控制腔室系统。

背景技术

在半导体器件加工技术中，激光扫描加工是常用的加工工艺，而有些激光扫描加工要求工件是在特定的气体氛围下进行加工处理，这就需要加工设备具备腔室结构，以提供符合工艺要求的气体氛围。

现有的加工设备，为了满足上述特定的工艺环境要求，一般采用庞大的环境控制结构。如附图1所示，整体包覆式的环境控制结构包括了一个庞大腔室50，其腔壁还开换气系统50a。在该庞大腔室50内安装了工件承载运动台51，加工工件52固定在工件承载运动台51上，在该庞大腔室50内还固定了光学系统53，且光学系统53在工件承载运动台51的上方。激光扫描加工时，通过换气系统50a向庞大腔室50内输入符合工艺要求的气体，然后工件承载运动台51运动从而带动工件52运动，完成光学系统53对工件52的扫描加工。

以上环境控制结构存在以下缺陷：

第一，由于光学系统及工件承载运动台等部件均置于腔室内部，使得腔室结构庞大，每次需要对腔室内部充入满足工艺环境的气体的时间较长，建立这个工艺环境的时间长、效率低；

第二，满足工艺要求的这些工艺气体是较为昂贵的材料，环境控制成本高昂；

第三，光学系统对工件的扫描加工所产生的粉尘颗粒也在腔室内，无法快速有效地控制。

为了克服以上缺陷，现有技术中产生另一类加工设备，采用固定式的环境控制腔室结构，如附图2所示，固定式的环境控制腔室结构，在换气系统61的上方固定腔室结构62，加工工件63固定在腔室结构62内，然后腔室结构62上方的光学系统64在腔室结构62上方运动，对加工工件63进行扫描加工。此类加工设备由于腔室结构固定，因此，只能通过光学系统运动来对工件进行扫描加工。光学系统的运动，会带来光学系统性能下降的问题，加工效果不稳定。另外，对于光学器件多、体积大、重量重的光学系统，没有运动台可以对其进行承载并进行快速运动，因此，难以实际使用。

发明内容

本发明为了解决激光扫描加工中存在的建立工艺环境时间长、效率低、成本高、加工效果不稳定的技术问题，提供了一种运动式的激光加工环境控制腔室系统，该运动式的激光加工环境控制腔室系统创新地将腔室设为小型的运动式腔室，使得激光扫描加工时光学系统可以固定在上方不动，通过小型腔室的运动实现激光扫描加工，具有占用空间小、环境控制效率高、成本低且工艺稳定性好的优点。

本发明采用的技术方案如下：

一种运动式的激光加工环境控制腔室系统，其包括：

密闭腔室：所述密闭腔室内固定有加工平台，所述加工平台用于承载工件并提供加工区域，在所述密闭腔室顶部设有用于激光穿过的透射窗口，所述密闭腔室还设有电气接口；

运动平台：用于承载所述密闭腔室，所述运动平台能够沿预定的运动轨迹运动并带动所述密闭腔室运动；

电气传输单元：用于向所述密闭腔室传输电源和进行气体交换，所述电气传输单元设有第一电气接口端和第二电气接口端，所述第一电气接口端与所述电气接口通讯连接，且进行气体交换，所述第一电气接口端跟随密闭腔室的运动而运动；

环境控制单元：用于通过气体传输单元向所述密闭腔室提供气源，所述环境控制单元包括电气控制接口，所述电气控制接口与所述第二电气接口端通讯连接，且进行气体交换。

本发明采用了电气传输单元和环境控制单元来控制密闭腔室内部的环境，环境控制单元将供给密闭腔室的环境气体通过电气传输单元输入密闭腔室中，反之，密闭腔室内部的气体可以通过电气传输单元返回环境控制单元中，同时，环境控制单元通过电气传输单元供电以及进行通讯，获得密闭腔室内部的环境信息，根据获得的环境信息通过调节环境气体的传输量来调节密闭腔室内的环境状态，包括环境气体性质、内部压力、真空度等，以使密闭腔室内部的环境状态满足激光加工工艺的要求。因此，仅加工平台固定在密闭腔室内部，电气传输单元和环境控制单元均在密闭腔室的外部，密闭腔室内不必再承载控制其内部环境的部件，可以制成小型的密闭腔室。如此一来，在密闭腔室内建立工艺环境所需要的环境气体体积量便大大减少，建立工艺环境的时间便大大缩小，提高了建立工艺环境的效率。另一方面，密闭腔室是通过电气传输单元来与环境控制单元进行气体交换的，而且电气传输单元与密闭腔室进行气体交换的第一电气接口端是可以跟随着密闭腔室移动的，因此，可以使密闭腔室运动带动密闭腔室内部的工件运动，在激光扫描加工中，通过工件运动来进行扫描，光学系统就可以固定在上方不动，因此，可以保证光学系统性能稳定，进而保证加工效果稳定可靠。

进一步的，所述密闭腔室设有工件入口，还包括用于打开和关闭所述工件入口的门阀。密闭腔室通过工件入口与外界进行工件传输，进入密闭腔室的工件被固定在密闭腔室内的加工平台上，在加工平台上进行激光扫描加工。

进一步的，所述门阀包括门阀转接板和门阀板，所述门阀转接板密封固定在所述密闭腔室的工件入口处，所述门阀转接板具有与工件入口连通的开口结构，所述门阀板在气缸的驱动下打开或封闭所述开口结构。

进一步的，所述密闭腔室内设有用于将气流导流至所述加工平台上的导流结构，有效保证了密闭腔室内的环境气体覆盖加工区域，避免气体流动盲区。

进一步的，所述电气传输单元包括用于气体传输的柔性线管和用于电信号传输的柔性电缆，所述柔性线管和柔性电缆均一端与所述电气接口连接，另一端与所述电气控制接口连接。采用柔性线管来传输环境气体，采用柔性电缆来供电、信号传输，由于柔性线管和柔性电缆自身的柔性特点，其端部可以有多个自由度移动，外部形状可以自由发生变化，例如可以折弯，因此，柔性线管的端部可以跟随着密闭腔室的运动而运动，在密闭腔室的运动过程中仍能保持与密闭腔室紧密固定连接并向密闭腔室传输气体或者信号，为环境控制单元与密闭腔室的分离奠定基础。

进一步的，所述电气传输单元还包括用于安装所述柔性线管和柔性电缆的管线载体，所述管线载体为可折弯基体，且随着腔室的运动所述可折弯基体的折弯部的位置相适应变化。

进一步的，所述可折弯基体为链条式结构，所述链条式结构包括多个链结，相邻链结由轴承结构连接，所述链结为空心块状结构。

进一步的，所述柔性线管和所述柔性电缆嵌入所述管线载体内部，所述柔性线管和所述柔性电缆的最小回转半径均小于所述可折弯基体的最小回转半径，以保证在管线载体内部的柔性线管能够跟随着管线载体的折弯位置的变化相应地折弯。

进一步的，所述管线载体内部还设有管线紧固结构，所述管线紧固结构用于将柔性线端的端部和柔性电缆的端部固定在所述管线载体中。

进一步的，所述运动平台包括两个相互垂直且一上一下布置的运动基座及分别滑动连接于其上的X向运动平台和Y向运动平台，上方的运动基座能够在Y向运动平台牵引下运动，所述密闭腔室固定在所述X向运动平台上；所述电气传输单元的非折弯部分与所述运动基座固定连接，可折弯部分则与所述X向运动平台、Y向运动平台固定连接。

进一步的，所述电气接口包括进气口和排气口；所述电气传输单元包括第一电气传输单元和第二电气传输单元；第一电气传输单元的第一电气接口端与所述进气口通讯连接，且向所述进气口传输气体；所述第二电气传输单元的第一电气接口端与所述排气口通讯连接，且接收所述排气口输出的气体。由于设有两个电气传输单元，因此，密闭腔室的进气和出气可以分开进行。

进一步的，两个所述运动基座上分别固定连接大承载台，所述X向运动平台和Y向运动平台上则分别固定连接小承载台，所述第一电气传输单元和第二电气传输单元的第一电气接口端均固定于所述小承载台上，所述第二电气接口端则均固定于所述大承载台上，所述第一电气传输单元的第一电气接口端与位于上方的运动基座固定连接。

进一步的，所述环境控制单元包括电气管路、环境气体检测器件、气体控制器件，所述电气管路与所述第一电气传输单元连接，所述环境气体检测器件和气体控制器件设在所述电气管路的管路中。

进一步的，所述环境控制单元还通过所述电气传输单元向所述运动平台供电，并与所述运动平台通讯连接。环境控制单元可以向运动平台提供运动动力源，控制运动平台的运动从而控制密闭腔室的运动，获取密闭腔室的位置及运动信息。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明的密闭腔室与控制密闭腔室内的环境状态的环境控制单元是分离的，使得密闭腔室可以为小型化的腔室，在密闭腔室内建立工艺环境所需要的环境气体体积量便大大减少，建立工艺环境的时间便大大缩小，提高了建立工艺环境的效率。而且，小型化的密闭腔室移动更容易也更稳定，本发明通过使密闭腔室运动而带动工件运动，激光扫描加工时，光学系统无需移动，可以保证光学系统性能稳定，进而保证加工效果稳定可靠。

下面结合附图对本发明的运动式的激光加工环境控制腔室系统作进一步说明。

附图说明

图1为背景技术中记载的现有技术的一种整体包覆式的环境控制结构的结构示意图；

图2为背景技术中记载的现有技术的另一种固定式的环境控制腔室结构的结构示意图；

图3为本发明的一种实施方式的运动式的激光加工环境控制腔室系统的结构示意图；

图4为本发明的一种实施方式的密闭腔室的结构示意图；

图5为本发明的一种实施方式的密闭腔室的立体示意图；

图6为图本发明的一种实施方式的密闭腔室上的门阀及其驱动结构的结构示意图；

图7为本发明的一种实施方式的密闭腔室外壁上的检测器的结构示意图；

图8为本发明的一种实施方式的运动平台的结构示意图；

图9为本发明的一种实施方式的电气传输单元的结构示意图；

图10为本发明的一种实施方式的电气传输单元的管线载体的结构示意图；

图11为本发明的一种实施方式的柔性线管和柔性电缆的固定结构示意图；

图12为本发明的一种优选实施方式的结构示意图；

图13为本发明的一种实施方式的环境控制单元的原理示意图；

图14为本发明的环境控制单元的一种结构示意图；

图15为本发明的环境控制单元的另一种结构示意图；

图16为本发明的环境控制单元的又一种结构示意图。

具体实施方式

如图3所示，本发明的运动式的激光加工环境控制腔室系统包括密闭腔室100、运动平台200、电气传输单元300、环境控制单元400。在激光扫描加工时，根据工艺的加工环境气氛的要求，环境控制单元400将符合工艺要求的环境气体通过电气传输单元300送入密闭腔室100内，以使密闭腔室100内充满了工艺要求的加工环境气氛，工件便在密闭腔室100内进行激光扫描加工。而加工完成后，或者是加工要求的环境气氛改变时，密闭腔室100内的废气可以通过电气传输单元300回收入环境控制单元400中。

请结合参照图4，图4显示了密闭腔室100的结构。具体地，所述密闭腔室100内固定有用于承载加工工件(例如晶圆)的加工平台110。所述加工平台110可以是真空卡盘，环境控制单元400通过电气传输单元300向真空卡盘提供真空气源，在真空卡盘的表面产生真空吸附力，真空卡盘通过真空吸附力将晶圆固定在真空卡盘的表面上，在真空卡盘的表面便为激光扫描加工的加工区域。在密闭腔室100的顶部设有透射窗口170，密闭腔室100上方的光学系统所发射的激光束穿过透射窗口170照射在晶圆上，对晶圆进行激光加工处理。透射窗口170采用激光束能够穿过的材料制成，例如石英玻璃。透射窗口170将加工平台110的上方完全覆盖，以保证所有固定在加工平台110上的工件均能够接受激光束的照射。为了确保环境气体覆盖加工区域，在密闭腔室100内设有导流结构150，导流结构150引导进入密闭腔室100内的环境气体流向加工区域的上方，避免因气体流体盲区导致环境建立效率慢。

请结合参照图5、图6。所述密闭腔室100设有工件入口(图未标)，用于与外界传输工件。工件可以通过机械手由工件入口送入到密闭腔室100的加工平台110上，工件在加工平台110上加工完毕后，可以通过机械手从加工平台110上取下工件，经工件入口将工件移出密闭腔室100。密闭腔室100还包括用于打开和关闭所述工件入口的门阀140。为了避免密闭腔室100因设工件入口而出现漏气的情况，在所述工件入口的周缘设有弹性密封件，使得门阀140关闭工件入口时能够完全密封。在一种可能的实施方式中，通过气缸来驱动门阀140封闭所述工件入口，或者打开所述工件入口。所述门阀140包括了门阀转接板144和门阀板143，所述门阀转接板144固定在所述密闭腔室100的工件入口处，并且，在门阀转接板144与密闭腔室100的连接处采用弹性密封件进行密封，以确保在连接处不会漏气。所述门阀转接板144具有开口结构(图未标)，该开口结构与工件入口连通。所述门阀板143在气缸的驱动下打开或封闭该开口结构。同样地，为了使得门阀板143能够将门阀转接板144的开口结构完全密封，所述开口结构的周缘有弹性密封件145，避免门阀板143与开口结构的连接处漏气。具体地，驱动门阀板143运动的气缸包括上下驱动气缸141和前后驱动气缸142。门阀板143与前后驱动气缸142连接，前后驱动气缸142与上下驱动气缸141连接。由上下驱动气缸141驱动前后驱动气缸142上下运动，从而带动门阀板143上下运动；前后驱动气缸142驱动门阀板143前后运动，从而使门阀板143密封或者打开开口结构。在本实施例中，由于门阀板143是经常运动的部件，故其不与密闭腔室100的腔壁180直接接触，而是通过门阀转接板144来间接封闭密闭腔室100腔壁的工件开口，可以避免经常性的运动对密闭腔室100造成破坏。在密闭腔室100的腔壁开设有电气接口，用于与电气传输单元300进行电气连接，实现密闭腔室100和电气传输单元300之间的气体交换和信号传输，并且从电气传输单元300获得电源。进行气体交换，可以通过所述电气接口将密闭腔室100内的气体传输给电气传输单元300，也可以通过所述电气接口将电气传输单元300的气体输入密闭腔室100内。为了避免密闭腔室100与电气传输单元300之间的气体交换出现漏气的情况，所述电气接口采用了法兰接头组件与气体传输单元的传气管道进行连接，并且在连接处设置密封圈以防止在连接处漏气。而密闭腔室100内的环境信息还可以通过电气接口传输至环境控制单元400，同时从环境控制单元400获得电源。

请结合参照图7，上述密闭腔室100的外壁还设有用于检测密闭腔室100内的环境信息的检测器160，例如检测密闭腔室100内的压力信息。一种可能的实施方式如下：所述检测器160包括微压差计161、压力保护开关162。微压差计161用于检测密闭腔室100内的压力信息，压力保护开关162用于调节密闭腔室100内的压力以使符合工艺要求。所述检测器160还包括两个检测转接板165，两个所述检测转接板165均固定安装在密闭腔室100的外壁。所述微压差计161与其中一个所述检测转接板165连接，所述压力保护开关162与另一个所述检测转接板165连接。

在本发明中，密闭腔室100是可移动的。密闭腔室100安装在运动平台200上，运动平台200能够沿预定的运动轨迹运动，从而带动密闭腔室100运动。请结合参照图8，在本发明中，一种可能的实施方式是：所述运动平台200包括两个相互垂直且一上一下布置的运动基座230及分别滑动连接于其上的X向运动平台220和Y向运动平台210，所述运动基座230用于承载X向运动平台220和Y向运动平台210并且为二者提供轴向运动轨道。位于上方的运动基座230与Y向运动平台210固定连接且可在其牵引下在位于下方的运动基座230上滑动。密闭腔室100固定在所述X向运动平台220上。两个运动基座230上分别固定连接大承载台240，X向运动平台220和Y向运动平台210上则分别固定连接小承载台250，大承载台240、小承载台250用于承托电气传输单元300。通过X向运动平台220和Y向运动平台210的运动，密闭腔室100可以移动到平面内的任意一点的位置，从而满足激光扫描工艺的运动轨迹要求。

请结合参照图9至图11，在本发明中，电气传输单元300用于将环境控制单元400提供的电源和气源传输给密闭腔室100；以及，将密闭腔室100内的废气返回给环境控制单元400，密闭腔室100内的环境信息传输给环境控制单元400，例如：密闭腔室100的压力信息，真空度信息等。电气传输单元300设有第一电气接口端320和第二电气接口端310，第一电气接口端320与电气接口通讯连接，且进行气体交换。由于本发明的密闭腔室100是可运动的，因此，与密闭腔室100进行电气连接的第一电气接口端320也跟随着密闭腔室100的运动而运动，为密闭腔室100的运动奠定基础。为了与密闭腔室100既进行气体交互，又进行通讯交互，且能够跟随密闭腔室100的运动而运动，一种可能的实施方式是：所述电气传输单元300包括用于气体传输的柔性线管331和用于电信号传输的柔性电缆332，所述柔性线管331和柔性电缆332均一端与所述电气接口连接，另一端与所述电气控制接口连接。所述柔性线管331和柔性电缆332均设有多组。其中，部分所述柔性电缆331一端与电气接口通讯连接，通过电气接口与检测密闭腔室100环境信息的检测器通讯连接，从而获得密闭腔室100的环境信息。部分所述柔性电缆332还可以与运动平台200通讯连接，使得环境控制单元400能够通过电气传输单元300向运动平台200提供电气源，以驱动和控制运动平台200的运动，从而控制密闭腔室100的运动。优选地，柔性线管331采用高纯气体柔性管路，内层为PTFE塑料材料，具有较好的运动柔性，同时又有极低的漏气率，可以保证环境气体到达密闭腔室100时的纯度。优选地，在柔性线管331的外部增加一层不锈钢材质的金属编制层，为管路提供了一定的刚度和抗摩擦能力。柔性线管331的两端均为面密封螺纹紧固形式接头。所述柔性电缆332采用拖链柔性电缆。所述电气传输单元300还包括用于安装所述柔性线管331和柔性电缆332的管线载体，所述管线载体为可折弯基体，且随着腔室的运动所述可折弯基体的折弯部的位置相适应变化。所述可折弯基体为链条式结构，所述链条式结构包括多个链结322，相邻链结322由轴承结构321连接，所述链结321为空心块状结构。所述柔性线管和所述柔性电缆嵌入所述管线载体内部，所述柔性线管和所述柔性电缆的最小回转半径均小于所述可折弯基体的最小回转半径。本实施例中，所述最小回转半径是指管件的折弯部的外弧所在的圆的最小半径。所述管线载体内部还设有管线紧固结构340，所述管线紧固结构340用于将柔性线管的端部和柔性电缆的端部固定在所述管线载体中。所述管线紧固结构340可以是固定管，在固定管上开设有供柔性线管331和柔性电缆332穿过的通孔，柔性线管331和柔性电缆332的端部穿过通孔，并与通孔过盈配合，从而实现固定。柔性线管331和柔性电缆332固定在管线载体中后，与管线载体形成一体，组成电气传输单元300。整个电气传输单元300由于中部折弯形成了上传输段和下传输段。由于整个电气传输单元300是可折弯的，上传输段在其线性方向上便可以来回往复伸缩，而折弯部的位置跟随着来回往复移动变化。电气传输单元300的第二电气接口端310设有固定连接板333，固定连接板333与环境控制单元400固定连接，实现电气传输单元300的定位。

结合参照图12，在一种优选的实施例中，为了使得电气传输单元300向密闭腔室100输入的气体与接收密闭腔室100输出的气体分开进行，所述电气传输单元300设有两个，包括第一电气传输单元300a和第二电气传输单元300b，第一电气传输单元300a和第二电气传输单元300b的第一电气接口320均固定于小承载台250上，第二电气接口端310则均固定于大承载台240上。相应地，所述密闭腔室100的电气接口包括进气口120和排气口130。所述第一电气传输单元300a与进气口120连接，向密闭腔室100输入环境气体。具体方式为：所述第一电气传输单元300a的第一电气接口端320与所述进气口120通讯连接，且向所述进气口120传输气体。所述第二电气传输单元300b与排气口130连接，接收密闭腔室100输出的环境气体。具体方式为：所述第二电气传输单元300b的第一电气接口端320与所述排气口130通讯连接，且接收所述排气口130输出的气体。

再结合参照图8、图12，第一电气接口端320跟随密闭腔室100的运动相应运动的方式可以是：当X向运动平台220带动密闭腔室100在位于上方的运动基座230上沿X方向来回运动而Y向运动平台210不沿Y向运动时，第二电气传输单元300b的第一电气接口端320跟随着密闭腔室100在X方向上运动；反之，当Y向运动平台210在Y方向上来回运动而X向运动平台220不在X方向上运动时，Y向运动平台210牵引位于上方的运动基座230在位于下方的运动基座230上沿Y向滑动，进而带着X向运动平台220、密闭腔室100、第二电气传输单元300b整体沿Y向滑动，同时，由于第一电气传输单元300a的第一电气接口端320与位于上方的运动基座230固定连接，故密闭腔室100沿Y向运动时，第一电气传输单元300a的第一电气接口端320随着在Y方向上位移。第一电气传输单元300a和第二电气传输单元300b可以分别采用以上的跟随密闭腔室100相应运动的方式，也可以其中一个采用以上的相应运动方式，另一个采用其它的相应运动方式。总之，只要电气传输单元300是柔性的或者是可折弯的，便能够实现电气传输单元300跟随密闭腔室100的运动而相应运动。

请结合参照图13，所述环境控制单元400包括电气管路430、环境气体检测器件410、气体控制器件420，所述电气管路430的出口端与电气传输单元300的第二电气接口端310连接，所述电气管路430的进口端与电源和气源连接。所述环境气体检测器件410和气体控制器件420设在所述电气管路430的管路中。环境气体检测器件410可以包括氧含量分析仪、氦质谱仪、压力检测传感器等。环境气体检测器件410通过面密封螺纹紧固的方式与电气管路430进行连接紧固，通过环境气体检测器件410检测合格的环境电气源可通过电气管路430提供给电气传输单元300，而电气传输单元300返回的电气信息经由环境气体检测器件410检测、判断后可使用气体控制器件420对当前系统状态进行调整，实现工艺条件的闭环控制。气体控制器件420可以包括阀门、过滤器等，通过电缆接头、气路接头等多种形式与电气管路430进行连接，根据环境气体检测器件410的检测判断信号进行工艺条件的调节控制。

具体地，请结合参照图14至图16，环境气体检测器件410包括一处氧分析仪411、三处工艺气体压力开关412、一处真空压力开关413，氧分析仪411对电气传输单元300返回的密闭腔室100内部气体进行氧含量检测，根据氧含量值是否小于2000ppm由气体控制器件420进行控制参数调整。工艺气体压力开关对工艺气体的压力进行检测，当工艺气体压力维持在0.6-0.65Mpa之间时，通过控制气体控制器件420向电气传输单元300提供工艺气体。真空压力开关413对真空气体压力进行检测，当真空大气相对压力小于-200kPa时，通过控制气体控制器件420向电气传输单元300提供真空条件。气体控制器件420包括一处气体质量流量控制器421、多处工艺气体通断阀422、一处真空通断阀423、两组过滤器424。气体质量流量控制器421对工艺气体的质量流量进行控制，当环境气体检测器件410完成工艺气体检测后，控制气体质量流量控制器和工艺气体通断阀对电气传输单元300进行1.5-2.5L/min流量的工艺气体供应，通过过滤器时工艺气体的纯度和洁净程度可以得到控制。真空通断阀对真空气体的通断进行控制，当环境气体检测器件410完成真空气体检测后，控制真空通断阀对电气传输单元300提供真空条件，通过过滤器时真空气体洁净程度可以得到控制。

具体地，密闭腔室100的环境气体控制方法及流程如下：

1)环境控制单元400对系统内所有工艺信息进行收集和检测后，向电气传输单元300提供适合的工艺条件；

2)运动平台200得到供电和控制信号后开始进行运动，并带动密闭腔室100进行运动；

3)电气传输单元300在运动状态下对运动平台200和密闭腔室100保持稳定的连接，持续提供工艺条件以及向环境控制单元400返回系统状态信息。

上文提及的“面密封螺纹紧固”是指内部放置有1片特制金属垫片的气体接头连接形式，当外螺纹或接头本体六角与内螺纹螺母结合期间，垫片被两边的凸缘压紧，实现接头之间的有效连接密封。

以上所述的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。

Claims (13)

1.一种运动式的激光加工环境控制腔室系统，其特征在于，包括：

密闭腔室：所述密闭腔室内固定有加工平台，所述加工平台用于承载工件并提供加工区域，在所述密闭腔室顶部设有用于激光穿过的透射窗口，所述密闭腔室还设有电气接口；运动平台：用于承载所述密闭腔室，所述运动平台能够沿预定的运动轨迹运动并带动所述密闭腔室运动；

电气传输单元：用于向所述密闭腔室传输电源和进行气体交换，所述电气传输单元设有第一电气接口端和第二电气接口端，所述第一电气接口端与所述电气接口通讯连接，且进行气体交换，所述第一电气接口端跟随密闭腔室的运动而运动；

所述密闭腔室的电气接口用于与电气传输单元进行电气连接，实现密闭腔室和电气传输单元之间的气体交换和信号传输，并且从电气传输单元获得电源；

环境控制单元：用于通过气体传输单元向所述密闭腔室提供气源，所述环境控制单元包括电气控制接口，所述电气控制接口与所述第二电气接口端通讯连接，且进行气体交换；所述环境控制单元通过电气传输单元向密闭腔室传输电源供电以及进行通讯，获得密闭腔室内部的环境信息，根据获得的环境信息通过调节环境气体的传输量来调节密闭腔室内的环境状态；所述环境控制单元还通过所述电气传输单元向所述运动平台供电，并与所述运动平台通讯连接。

2.根据权利要求1所述的运动式的激光加工环境控制腔室系统，其特征在于：所述密闭腔室设有工件入口，还包括用于打开和关闭所述工件入口的门阀。

3.根据权利要求2所述的运动式的激光加工环境控制腔室系统，其特征在于：所述门阀包括门阀转接板和门阀板，所述门阀转接板密封固定在所述密闭腔室的工件入口处，所述门阀转接板具有与工件入口连通的开口结构，所述门阀板在气缸的驱动下打开或封闭所述开口结构。

4.根据权利要求1所述的运动式的激光加工环境控制腔室系统，其特征在于：所述密闭腔室内设有用于将气流导流至所述加工平台上的导流结构。

5.根据权利要求1所述的运动式的激光加工环境控制腔室系统，其特征在于：所述电气传输单元包括用于气体传输的柔性线管和用于电信号传输的柔性电缆，所述柔性线管和柔性电缆均一端与所述电气接口连接，另一端与所述电气控制接口连接。

6.根据权利要求5所述的运动式的激光加工环境控制腔室系统，其特征在于：所述电气传输单元还包括用于安装所述柔性线管和柔性电缆的管线载体，所述管线载体为可折弯基体，且随着密闭腔室的运动所述可折弯基体的折弯部的位置相适应变化。

7.根据权利要求6所述的运动式的激光加工环境控制腔室系统，其特征在于：所述可折弯基体为链条式结构，所述链条式结构包括多个链结，相邻链结由轴承结构连接，所述链结为空心块状结构。

8.根据权利要求7所述的运动式的激光加工环境控制腔室系统，其特征在于：所述柔性线管和所述柔性电缆嵌入所述管线载体内部，所述柔性线管和所述柔性电缆的最小回转半径均小于所述可折弯基体的最小回转半径。

9.根据权利要求8所述的运动式的激光加工环境控制腔室系统，其特征在于：所述管线载体内部还设有管线紧固结构，所述管线紧固结构用于将柔性线端的端部和柔性电缆的端部固定在所述管线载体中。

10.根据权利要求6至9中任一项所述的运动式的激光加工环境控制腔室系统，其特征在于：所述运动平台包括两个相互垂直且一上一下布置的运动基座及分别滑动连接于其上的X向运动平台和Y向运动平台，上方的运动基座能够在Y向运动平台牵引下运动，所述密闭腔室固定在所述X向运动平台上；所述电气传输单元的非折弯部分与所述运动基座固定连接，可折弯部分则与所述X向运动平台、Y向运动平台固定连接。

11.根据权利要求10所述的运动式的激光加工环境控制腔室系统，其特征在于：所述电气接口包括进气口和排气口；所述电气传输单元包括第一电气传输单元和第二电气传输单元；第一电气传输单元的第一电气接口端与所述进气口通讯连接，且向所述进气口传输气体；所述第二电气传输单元的第一电气接口端与所述排气口通讯连接，且接收所述排气口输出的气体。

12.根据权利要求11所述的运动式的激光加工环境控制腔室系统，其特征在于：两个所述运动基座上分别固定连接大承载台，所述X向运动平台和Y向运动平台上则分别固定连接小承载台，所述第一电气传输单元和第二电气传输单元的第一电气接口端均固定于所述小承载台上，所述第二电气接口端则均固定于所述大承载台上，所述第一电气传输单元的第一电气接口端与位于上方的运动基座固定连接。

13.根据权利要求11所述的运动式的激光加工环境控制腔室系统，其特征在于：所述环境控制单元包括电气管路、环境气体检测器件、气体控制器件，所述电气管路与所述第一电气传输单元连接，所述环境气体检测器件和气体控制器件设在所述电气管路中。

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