CN113857699A - 盲孔钻孔设备及钻孔方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种盲孔钻孔设备，其包括激光器、分光器、第一光路、第二光路、加工组件以及控制系统，分光器设于激光器的出射端，第一光路、第二光路分别设于分光器的出射端，加工组件设于第一光路、第二光路的出射端，控制系统分别电连接于分光器、加工组件，控制系统用于控制分光器运行以使其将激光器发出的激光束切换后进入第一光路或者第二光路，第一光路或者第二光路出射的激光束进入加工组件以对工件进行加工。本发明利用光学切换的方式来实现焦点位置的调节，克服了现有技术中通过机械式升降使Z轴来回切换进行焦点调节而导致的不稳定问题以及效率低下问题，使加工稳定性更好，并且提高加工效率。本发明还公开一种盲孔钻孔方法。

Description

盲孔钻孔设备及钻孔方法

技术领域

本发明涉及双面覆铜板的盲孔加工领域，尤其涉及一种效率高、稳定性好的盲孔钻孔设备及钻孔方法。

背景技术

多层电路板一般由多层铜层和多层绝缘材料(基材)交替碾压构成，最顶层和最底层均为铜层，在电路板制作过程中盲孔加工是一项重要工艺。现有的盲孔加工方式中，激光钻孔由于可以加工孔径较小的盲孔，并且加工微孔的成本相较于其他钻孔方式有较大优势。

现有的利用激光对双面覆铜板的盲孔进行加工的方式中，较为常用的是采用紫外激光进行加工，因为不论是铜层还是聚酰亚胺(Polyimide，PI)层对紫外激光的吸收都非常好，并且紫外激光光斑小，加工精度和质量是所有方式中最高的。采用紫外激光加工的工艺为先利用在紫外激光在焦点位置先进行去铜，然后再通过改变加工设备的Z轴位置使激光光斑偏离焦点来加工孔底的PI残胶。由于需要进行Z轴的往返切换，Z轴频繁移动需要时间，导致加工效率较低，并且Z轴丝杠容易磨损，进而影响加工的稳定性。

因此，有必要提供一种效率高、稳定性好的盲孔钻孔设备及钻孔方法，以解决上述问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种效率高、稳定性好的盲孔钻孔设备。

本发明的另一目的在于提供一种效率高、稳定性好的盲孔钻孔方法。

为实现上述目的，本发明的技术方案为：提供一种盲孔钻孔设备，其包括激光器、分光器、第一光路、第二光路、加工组件以及控制系统，所述分光器设于所述激光器的出射端，所述第一光路、所述第二光路分别设于所述分光器的出射端，所述加工组件设于所述第一光路、所述第二光路的出射端，所述控制系统分别电连接于所述分光器、所述加工组件，所述控制系统用于控制所述分光器运行以使其将所述激光器发出的激光束切换后进入所述第一光路或者所述第二光路，所述第一光路或者所述第二光路出射的所述激光束进入所述加工组件以对工件进行加工。

较佳地，所述盲孔钻孔设备还包括耦合组件，所述耦合组件设于所述第一光路、所述第二光路的出射端与所述加工组件的入射端之间，用于将所述第一光路或者所述第二光路出射的所述激光束耦合至所述加工组件。

较佳地，所述第一光路包括第一反射镜、第三反射镜以及第一扩束镜，所述第一反射镜设于所述分光器的输出端，所述第三反射镜设于所述第一反射镜的出射端，所述第一扩束镜设于所述第三反射镜的出射端，经所述分光器出射的一所述激光束经所述第一反射镜、所述第三反射镜进入所述第一扩束镜，所述第一扩束镜用于放大所述第三反射镜出射的所述激光束的光斑；所述第二光路包括第二反射镜、第四反射镜以及第二扩束镜，所述第二反射镜设于所述分光器的输出端，所述第四反射镜设于所述第二反射镜的出射端，所述第二扩束镜设于所述第四反射镜，经所述分光器出射的另一所述激光束经所述第二反射镜、所述第四反射镜进入所述第二扩束镜，所述第二扩束镜用于放大所述第四反射镜出射的所述激光束的光斑。

较佳地，所述分光器的出射端设有一固定座，所述固定座具有呈夹角设置的第一侧面以及第二侧面，所述第一反射镜固定于所述第一侧面，所述第二反射镜固定于所述第二侧面，所述第三反射镜、所述第四反射镜分别设于所述第一侧面、所述第二侧面的两侧。

较佳地，所述加工组件包括振镜以及设于其出射端的聚焦透镜，所述振镜接收所述第一光路或所述第二光路出射的激光束并控制其对工件进行扫描加工，所述聚焦透镜用于对所述振镜出射的激光束进行聚焦。

较佳地，所述耦合组件包括第五反射镜及设于其出射端的合束镜，所述合束镜、所述第五反射镜分别设于所述第一光路、所述第二光路的出射端，所述第一光路、所述第二光路中一者出射的激光束经所述合束镜出射至所述加工组件，所述第一光路、所述第二光路中另一者出射的激光束经所述第五反射镜反射后入射至所述合束镜，再经所述合束镜出射至所述加工组件。

较佳地，所述耦合组件还包括反射镜组，所述反射镜组设于所述合束镜的出射端与所述加工组件的入射端之间，用于改变所述合束镜出射的激光束的传路路径。

较佳地，所述盲孔钻孔设备还包括移动装置，所述移动装置包括第一驱动组件、第二驱动组件、第三驱动组件以及吸附平台，所述第一驱动组件可沿第一方向往复移动并连接所述吸附平台，所述第二驱动组件、所述第三驱动组件分别连接于所述加工组件，并且所述第二驱动组可沿垂直于所述第一方向的第二方向往复移动，所述第三驱动组可沿竖直方向往复移动。

较佳地，所述第一驱动组件、所述第二驱动组件均包括无铁芯直线电机以及光栅尺。

对应地，本发明还提供一种使用如上所述的盲孔钻孔设备的盲孔钻孔方法，该方法包括如下步骤：

(1)控制激光器发出激光束；

(2)控制分光器运行，使所述分光器将所述激光束转换成第一激光束或者第二激光束，该第一激光束入射至第一光路并经第一光路传输后入射至加工组件，该第二激光束入射至第二光路并经第二光路传输后入射至加工组件，并且该第一激光束或该第二激光束的聚焦位置不同；

(3)控制加工组件运行，使所述加工组件控制所述第一激光束或所述第二激光束对工件进行加工。

较佳地，在本发明的盲孔钻孔方法中，上述步骤(2)包括如下步骤：

(21)控制所述分光器运行使其将所述激光束转换成第一激光束，所述第一激光束入射至所述第一光路；

(22)控制所述第一光路运行以放大所述第一激光束的光斑，从而调整所述第一激光束的聚焦位置，经调整后的所述第一激光束出射至所述加工组件；

(23)控制所述加工组件运行，使所述加工组件控制所述第一激光束在焦点位置对工件进行表层加工；

(24)再次控制所述分光器运行使其将所述激光束转换成第二激光束，所述第二激光束入射至所述第二光路；

(25)控制所述第二光路运行以放大所述第二激光束的光斑以调整所述第二激光束的聚焦位置，经调整后的所述第二激光束出射至所述加工组件；

(26)控制所述加工组件运行，使所述加工组件控制所述第二激光束在离焦位置对工件的内层介质进行加工。

与现有技术相比，由于本发明的盲孔钻孔设备，其具有分光器、第一光路、第二光路以及一套加工组件，分光器设于激光器的出射端，第一光路、第二光路分别设于分光器的出射端，通过控制分光器运行以将激光器发出的激光束转换成进入第一光路的第一激光束或进入第二光路的第二激光束，使第一激光束或第二激光束进入加工组件以对工件进行加工。由此实现激光束的时间分光，利用光学切换的方式来选择第一激光束或第二激光束进行加工，并且通过第一光路来调节第一激光束的焦点位置、第二光路来调节第二激光束的焦点位置，由此使第一激光束、第二激光束实现焦点位置加工和离焦位置加工，以取代现有的机械式升降来调节焦点位置的方式，从而克服了现有的机械式升降使Z轴来回切换而导致的不稳定问题以及效率低下问题，使加工稳定性更好，并且提高加工效率。

对应地，使用本发明之盲孔钻孔设备的盲孔钻孔方法，也具有相同的技术效果。

附图说明

图1是本发明盲孔钻孔设备的原理框图。

图2是本发明盲孔钻孔设备的光学原理框图。

图3是本发明盲孔钻孔设备的立体图。

图4是图3的正视图。

图5是图3的左视图。

图6是图3的俯视图。

图7是本发明盲孔钻孔设备的光路示意图。

图8是本发明盲孔钻孔设备的移动装置的结构示意图。

图9是本发明中的移动装置与加工组件的结构示意图。

图10是图9中第三驱动组件与加工组件的侧视图。

图11a-11c是本发明盲孔钻孔方法对双面覆铜板进行加工的状态示意图。

具体实施方式

现在参考附图描述本发明的实施例，附图中类似的元件标号代表类似的元件。本发明的盲孔钻孔设备1以及使用该设备1的钻孔方法，主要适用于双面覆铜板的盲孔加工，但是并不以此为限，当然还可以用于对其他相类似的工件进行盲孔加工或者其他工艺加工。

下面先参看图1所示，本发明的盲孔钻孔设备1，其包括激光器100、光路传输系统、加工组件600、支撑结构900`以及控制系统1`。其中，支撑结构900`用于安装激光器100、光路传输系统、加工组件600；激光器100用于产生激光束，光路传输系统用于将所述激光束分成两束，加工组件600用于对工件进行加工，控制系统1`分别与激光器100、光路传输系统、加工组件600电连接，控制系统1`用于控制光路传输系统运行以实现时间分光，具体为，使光路传输系统分成的两束激光束中的一者进入加工组件600，再由加工组件600出射后对工件进行加工，也就是说，光路传输系统分成的两束激光束分别进入加工组件600，由两束激光束分别实现焦点位置加工和离焦位置加工，从而取代现有的机械式升降来调节焦点的方式，提高加工效率以及加工稳定性。

下面结合图1-图2所示，在本发明的盲孔钻孔设备1中，所述光路传输系统包括分光器200、第一光路300、第二光路400。其中，分光器200设于激光器100的出射端，第一光路300、第二光路400分别设于分光器200的出射端，加工组件600设于第一光路300、第二光路400的出射端，控制系统1`分别与激光器100、分光器200以及加工组件600电连接。当激光器100发出激光束之后，控制系统1`控制分光器200运行以将所述激光束出射至第一光路300或第二光路400，经第一光路300或第二光路400出射的激光束进入加工组件600，由加工组件600控制所述激光束以对工件进行加工。本发明通过时间分光的方式，将激光器100出射的激光束选择性地切换出射至第一光路300或第二光路400，再由第一光路300或第二光路400出射至加工组件600进行加工，由此利用两束激光束来分别实现焦点位置加工和离焦位置加工，从而取代现有的机械式升降来调节焦点而进行焦点位置加工和离焦位置加工的方式，提高加工效率以及加工稳定性。

更进一步地，本发明的盲孔钻孔设备1中，所述光路传输系统还包括耦合组件500，耦合组件500设于第一光路300、第二光路400的出射端与加工组件600的入射端之间，用于将第一光路300或者第二光路400出射的激光束耦合至加工组件600，从而使第一光路300、第二光路400可共用一套加工组件600，也即，整个盲孔钻孔设备1只需要设置一套加工组件600，从而简化设备结构。

下面结合图1-6、图8-10所示，本发明的盲孔钻孔设备1还包括移动装置700，该移动装置700用于驱动加工组件600以及待加工的工件移动，以实现工件至少在两个方向上的加工。

如图8-10所示，在本发明的一种具体实施方式中，所述移动装置700包括第一驱动组件710、第二驱动组件720、第三驱动组件730以及吸附平台740。其中，第一驱动组件710可沿第一方向(Y轴方向)往复移动，并且吸附平台740安装于第一驱动组件710，吸附平台740用于吸附待加工的工件，通过第一驱动组件710驱动吸附平台740在第一方向上往复移动以实现工件在第一方向上的加工。第二驱动组件720可沿第二方向(X轴方向)往复移动，并且第二方向与第一方向在同一平面内相垂直，第三驱动组件730可在竖直方向(Z轴方向)往复移动，本实施方式中，第二驱动组件720、第三驱动组件730分别连接加工组件600，参看图9所示，通过第二驱动组件720驱动加工组件600沿第二方向往复移动以实现工件在第二方向上的加工，通过第三驱动组件730驱动加工组件600在竖直方向上移动，以实现焦点位置的调节，但是，本发明的盲孔钻孔设备1，具体在进行焦点位置加工以及离焦位置加工的切换过程中，并不需要第三驱动组件730在Z轴方向的机械式升降，也就是说，并不需要通过机械式升降来调节焦点，而是通过光学切换的方式来改变激光束的焦点位置而进行加工(详见后述)，由此实现焦点位置加工和离焦位置加工，提高加工效率以及稳定性。

在本具体实施方式中，所述第一驱动组件710、第二驱动组件720均优选包括无铁芯直线电机以及光栅尺，通过无铁芯直线电机驱动吸附平台740或者加工组件600往复移动，高分辨率的光栅尺则用于反馈无铁芯直线电机的移动距离，实现精确移动以及定位。当然，第一驱动组件710、第二驱动组件720的具体结构并不以此为限，两者均还可以采用其他方式来进行驱动，例如采用无杆气缸，或者采用电机与丝杆、丝杆螺母的配合等等。另外，第三驱动组件730的结构及原理为本领域的常规结构及方式，不再详细说明。

再次结合图1-6、图8-10所示，本发明的盲孔钻孔设备1还进一步设有一集尘系统800，同时支撑结构900`优选为一机架900。其中，集尘系统800设于加工组件600的下端，参看图3-5所示，用于收集加工过程中产生的粉尘等，集尘系统800的结构及原理为本领域的常规方式，因此不再详细说明。

继续参看图3-5、图7-9所示，本发明的一种具体实施方式中，所述机架900具体包括呈台阶状的第一工作台910以及第二工作台920。其中，第一工作台910优选呈矩形结构，但并不限于该形状，且第一工作台910的纵长方向沿X轴方向延伸，其横宽方向沿Y轴方向延伸；激光器100、分光器200、第一光路300、第二光路400、耦合组件500的一部分均设于第一工作台910。第二工作台920的位置低于第一工作台910的位置，参看图3、图5、图8所示，第二工作台920的形状在此不做具体限定，第一驱动组件710设于第二工作台920。第二驱动组件720、第三驱动组件730则安装于第一工作台910的侧壁，加工组件600安装于第三驱动组件730并位于第二工作台920的上方，参看图3、图9所示。本发明通过台阶状的第一工作台910、第二工作台920以及两者上的各个部件的具体位置布置(详见后述)，大大节省了机架900的安装空间，使整个盲孔钻孔设备1占用的空间较小，有利于设备的小型化。

可以理解地，机架900的结构并不以本实施方式中的为限，可根据具体灵活设置。

下面参看图3-7所示，本发明的一种具体实施方式中，激光器100设于第一工作台910的中部，分光器200设于激光器100的出射端并与之正对，激光器100、分光器200分别与控制系统1`电连接，控制系统1`控制激光器100运行以使其发出激光束，并且控制系统1`还根据后续加工的需要控制分光器200运行，以使分光器200将激光器100发出的所述激光束切换输入第一光路300或者第二光路400，从而实现时间上的分光，例如，通过对分光器200的控制电路的电压进行控制，以使分光器200将所述激光束出射至第一光路300或者第二光路400。当然，分光器200的控制方式并不以此为限。

下面参看图6-7所示，本发明的一种具体实施方式中，第一光路300、第二光路400大致上都沿第一工作台910的纵长方向布置，并且第一光路300、第二光路400均将激光器100发出的激光束转化后沿第一工作台910的纵长方向发射激光束，并且第一光路300、第二光路400转化后发出的激光束分别位于激光器100的两侧，由此使第一工作台910上的各部件之间的布局紧凑。

结合图3、图6-7所示，所述第一光路300包括第一反射镜310、第三反射镜320以及第一扩束镜330，第一反射镜310设于分光器200的出射端，第三反射镜320设于第一反射镜310的出射端，第一扩束镜330设于第三反射镜320的出射端，分光器200出射的激光束经过第一反射镜310的反射后进入第三反射镜320，该激光束经第三反射镜320的反射后进入第一扩束镜330，第一扩束镜330用于将第三反射镜320出射的激光束的光斑进行放大，并且不同的放大倍数，会导致激光聚焦的位置不同，即，通过第一扩束镜330的不同放大倍数实现第一光路300的激光束的焦点位置调节。

对应地，第二光路400包括第二反射镜410、第四反射镜420以及第二扩束镜430，第二反射镜410设于分光器200的出射端，第四反射镜420设于第二反射镜410的出射端，第二扩束镜430设于第四反射镜420的出射端，分光器200出射的激光束经过第二反射镜410的反射后进入第四反射镜420，该激光束经第四反射镜420的反射后进入第二扩束镜430，第二扩束镜430用于将第四反射镜420出射的激光束的光斑进行放大，不同的放大倍数，会导致激光聚焦的位置不同，也即，通过第二扩束镜430的不同放大倍数实现第二光路400的激光束的焦点位置调节。

再次结合图3、图5-7所示，在本具体实施方式中，第一工作台910的纵长方向上的一端设有一固定座930，该固定座930正对分光器200的出射端，也就是说，激光器100、分光器200、固定座930由第一工作台910的中部向其一端依次设置。并且，该固定座930具有呈夹角设置的第一侧面931以及第二侧面932，第一侧面931、第二侧面932的连接处正对分光器200的出射端，第一反射镜310固定于第一侧面931，第二反射镜410固定于第二侧面932，第一侧面931、第二侧面932之间的夹角需要保证第一反射镜310、第二反射镜410可分别接收到分光器200出射的激光束。本发明通过前述固定座930的具体结构以及位置设置，可以简化第一光路300、第二光路400与分光器200之间的对接结构，由此简化设备整体结构。

更具体地，第三反射镜320固定于第一工作台910的横宽方向上的一端并与第一侧面931相对，第三反射镜320的角度设置需保证其能够接收到第一反射镜310反射出的激光束，第一扩束镜330安装于第一工作台910的纵长方向上的中部并位于第三反射镜320的出射端。对应地，第四反射镜420固定于第一工作台910的横宽方向上的另一端并与第二侧面932相对，也即，第四反射镜420、第三反射镜320分别相对地设于固定座930的两侧，第四反射镜420的角度设置需保证其能够接收到第二反射镜410反射出的激光束，第二扩束镜430安装于第一工作台910的纵长方向上的中部并位于第四反射镜420的出射端。至于第一扩束镜330、第二扩束镜430在第一工作台910的具体位置则不作具体限定。本实施方式通过上述具体位置布置，使得第一光路300的第三反射镜320、第一扩束镜330与第二光路400的第四反射镜420、第二扩束镜430均沿第一工作台910的纵长方向排列并分别位于激光器100的两侧，由此使第一工作台910上的各部件之间的布局紧凑，节省安装空间。可理解地，第一光路300、第二光路400并不限于本实施方式中的布局方式。

继续结合图3、图6-7所示，所述耦合组件500安装于第一工作台910的纵长方向上的另一端，即，安装于远离固定座930的一端，并且该耦合组件500设于第一光路300、第二光路400的出射端与加工组件600的入射端之间，通过耦合组件500实现第一光路300、第二光路400与一套加工组件600的对接，即，切换至第一光路300或者第二光路400时，都能使其出射的激光束发射至加工组件600，由此简化设备结构，使设备1的整体布局紧凑，节省安装空间。

本发明的一种具体实施方式中，耦合组件500至少包括第五反射镜510及设于其出射端的合束镜520，并且合束镜520、第五反射镜510分别设于第一光路300、第二光路400的出射端，因此，第一光路300、第二光路400中的一者出射的激光束可直接经合束镜520出射至加工组件600，而第一光路300、第二光路400中的另一者出射的激光束则经第五反射镜510的反射后进入合束镜520，再经合束镜520出射至加工组件600。

在本具体实施方式中，第五反射镜510设于第一光路300的出射端与加工组件600之间，具体设于第一扩束镜330的出射端，并位于第一工作台910的远离固定座930一端的端部；合束镜520设于第二光路400的出射端与加工组件600之间，即，设于第二扩束镜430的出射端。因此，第一光路300的出射端的激光束先经过第五反射镜510的反射后进入合束镜520，再经合束镜520出射至加工组件600，而第二光路400出射的激光束则经合束镜520直接出射到加工组件600，具体可参看图7所示。

继续结合图3-7所示，在本具体实施方式中，耦合组件500还进一步包括第六至第九反射镜530～560，其中，第六反射镜530设于合束镜520的出射端，第七反射镜540设于第六反射镜530的出射端，而第八反射镜550、第九反射镜560依次设于加工组件600的侧部，参看图3、图5所示，并且第八反射镜550位于上方并正对第七反射镜540的出射端，因此，经前述合束镜520出射的激光束依次经过第六至第九反射镜530～560的反射后进入加工组件600。

继续参看图3、图7、图9所示，更具体地，第六反射镜530设于第一工作台910的纵长方向上的端部，具体设于远离固定座930的一端并正对合束镜520，也就是说，在第一工作台910的纵长方向上，第二光路400的第四反射镜420、第二扩束镜430与合束镜520、第六反射镜530依次设置；同时，第六反射镜530还设于第一工作台910的横宽方向上的一端，如图7所示。第七反射镜540设于第一工作台910的横宽方向上的另一端并正第六反射镜530，如图7所示。第八反射镜550则固定于加工组件600的侧部并正对第七反射镜540的出射端，而第九反射镜560则安装于第八反射镜550的下方并正对第八反射镜550的出射端，同时该第九反射镜560的出射端还正对加工组件600，如图3所示。在本具体实施方式中，通过第六至第九反射镜530～560的具体位置布置，使得各反射镜在第一工作台910上占据的空间较小，节省安装空间，同时利用较少的反射镜数量即可实现第一光路300、第二光路400的切换以及耦合，使两个光路共用一套加工组件600，使设备1的整体结构简化。

可以理解地，反射镜组的数量并不限于本实施方式中的四个，其安装位置也不以本实施方式中的为限，可根据具体的安装位置及需求灵活选择其数量。

下面参看图3-5、图9-10所示，在本发明的一种具体实施方式中，所述加工组件600包括振镜610以及设于其出射端的聚焦透镜620，本实施方式中，振镜610设于聚焦透镜620的上方，并且振镜610与上述第九反射镜560的出射端正对，振镜610接收第一光路300或第二光路400出射的激光束并控制该激光束对工件进行扫描加工，聚焦透镜620则用于对振镜610输出的激光束进行聚焦。

在本具体实施方式中，所述加工组件600还进一步包括CCD视觉系统630，该CCD视觉系统630设于聚焦透镜620的侧部，用于采集加工工件的高清图像，CCD视觉系统630为现有的常规结构，不再详细说明。

更具体地，上述振镜610、聚焦透镜620、CCD视觉系统630均安装于前述第三驱动组件730，通过第三驱动组件730带动三者在竖直方向(Z轴方向)上移动，以实现聚焦透镜620、CCD视觉系统630的焦点位置的调节，但是在第一光路300、第二光路400进行切换加工的过程中，第三驱动组件730并不移动，也即加工组件600的Z轴位置固定不动，而是通过光学切换的方式改变第一光路300或者第二光路400的焦点位置来进行加工，并不需要的机械式升降来调节焦点位置，由此提高加工效率以及稳定性。

下面结合图1-10、图11a-11c所示，以双面覆铜板1的盲孔加工为例，对本发明之盲孔钻孔设备1的工作原理及过程进行说明。

加工之前，控制系统1`先控制第三驱动组件730沿Z轴方向移动以调节聚焦透镜620、CCD视觉系统630的焦点位置，调节完成后，第三驱动组件730停止不动。然后，控制系统1`控制激光器100发出激光束以等待加工。

首先，对双面覆铜板2的表面的一铜箔层201进行加工。具体地，控制系统1`控制分光器200运行，使分光器200将激光器100出射的激光束转换成第一激光束300a(图7中实线所示)并出射至第一光路300，即，第一激光束300a出射至第一反射镜310，经第一反射镜310的反射后入射于第三反射镜320，经第三反射镜320反射后出射的第一激光束300a入射于第一扩束镜330，具体参看图7所示，通过第一扩束镜330对第一激光束300a的光斑进行放大，不同的放大倍数使第一激光束300a具有不同的焦点位置，由此实现光学变焦，本实施例中，经过第一扩束镜330对光斑进行放大后，需要实现第一激光束300a在焦点位置的加工，经光斑放大后的第一激光束300a经耦合组件500传输后进入加工组件600，加工组件600的振镜610控制该第一激光束300a在焦点(Z0)位置对双面覆铜板2的表层的铜箔层201进行激光开铜盖加工，加工后的状图如图11b所示。

然后，对双面覆铜板内部的非金属介质层进行加工。具体地，控制系统1`控制分光器200运行，使其将激光器100出射的激光束转换成第二激光束400a(图7中虚线所示)并进入并出射至第二光路400，该第二激光束400a经过第二反射镜410的反射后入射于第四反射镜420，经第四反射镜420的反射后出射的激光束入射于第二扩束镜430，具体参看图7所示，第二扩束镜430对该第二激光束400a的光斑进行放大，由此实现光学变焦，本实施例中，经过第二扩束镜430对光斑进行放大后，需要实现第二激光束400a在离焦位置的加工，经第二扩束镜430进行光斑放大后的第二激光束400a经耦合组件500传输后进入加工组件600，加工组件600的振镜610控制该第二激光束400a在离焦位置对双面覆铜板2的中间介质层202进行加工，具体为清洗双面覆铜板的中间非金属介质层，加工后的状图如图11c所示。

在上述第一激光束300a、第二激光束400a进行切换的过程中，移动装置700的第三驱动组件730始终不动，即，移动装置700在Z轴上保持不动，而是通过光学切换的方式来选择由第一激光束300a或第二激光束400a进行加工，并通过改变第一激光束300a、第二激光束400的光斑直径大小的方式进行光学变焦，取代现有的通过机械式升降来调节焦点的方式，不仅可以提高加工效率，同时还克服了现有的Z轴来回切换所导致的不稳定性问题。

下面再次结合图1-10所示，本发明还公开一种盲孔钻孔方法，该方法使用如上所述的盲孔钻孔设备1，该方法具体包括如下步骤：

S01：控制激光器发出激光束；

S02：控制分光器运行，使分光器将所述激光束转换成第一激光束或者第二激光束，该第一激光束入射至第一光路并经第一光路传输后入射至加工组件，该第二激光束入射至第二光路并经第二光路传输后入射至加工组件，并且该第一激光束或该第二激光束的聚焦位置不同；

S03：控制加工组件运行，使加工组件控制第一激光束或第二激光束对工件进行加工。

结合附图3-8、图10所示，在本发明之盲孔钻孔方法的一种具体实施方式中，上述步骤S02具体包括如下步骤：

S21：控制分光器200运行使其将所述激光束转换成第一激光束300a，并将该第一激光束300a入射至第一光路300；

具体参看图7所示，分光器200将激光器100出射的激光束转换成第一激光束300a(图7中实线所示)并出射至第一光路300的第一反射镜310，经第一反射镜310的反射后入射于第三反射镜320，经第三反射镜320的反射后的第一激光束300a入射于第一扩束镜330。

S22：控制第一光路300运行以放大第一激光束300a的光斑，从而调整该第一激光束300a的聚焦位置，经调整后的所述第一激光束300a出射至所述加工组件600；

具体参看图7所示，通过第一光路300的第一扩束镜330对第一激光束300a的光斑进行放大，不同的放大倍数使第一激光束300a具有不同的焦点位置，由此实现光学变焦，本实施方式中，经过第一扩束镜330对光斑进行放大后，需要实现第一激光束300a在焦点位置的加工，经光斑放大后的第一激光束300a经耦合组件500传输后进入加工组件600。

S23：控制加工组件600运行，以使加工组件600控制第一激光束300a在焦点位置对工件进行表层加工；

具体参看图3-8、图10所示，经光斑放大后的第一激光束300a经耦合组件500传输后进入加工组件600，加工组件600的振镜610控制该第一激光束300a在焦点(Z0)位置对工件进行表层加工。以图11a中的双面覆铜板2的钻孔加工为例，图11a中所示的双面覆铜板2的局部剖视图，具体地，控制第一激光束300a在焦点(Z0)位置对双面覆铜板2的表层铜箔201进行激光开铜盖加工，开铜盖加工后的剖视图如图11b所示。

S24：再次控制分光器200运行使其将所述激光束转换成第二激光束400a，并将该第二激光束400a入射至第二光路400；

具体参看图7所示，分光器200将激光器100出射的激光束转换成第二激光束400a(图7中虚线所示)并入射至第二反射镜410，经第二反射镜410的反射后入射于第四反射镜420，经第四反射镜420反射后的第二激光束400a入射于第二扩束镜430。

S25：控制第二光路400运行以放大第二激光束400a的光斑以调整该第二激光束400a的聚焦位置，经调整后的第二激光束400a出射至加工组件600；

具体参看图7所示，通过第二光路400的第二扩束镜430对第二激光束400a的光斑进行放大，不同的放大倍数使第二激光束400a具有不同的焦点位置，由此实现光学变焦，本实施方式中，经过第二扩束镜430对光斑进行放大后，需要实现第二激光束400a在离焦位置的加工，经光斑放大后的第二激光束400a经耦合组件500传输后进入加工组件600。

S26：控制加工组件600运行，以使加工组件600控制第二激光束400a在离焦位置对工件的内层介质进行加工。

具体参看图3-8、图10-11c所示，以图11a中的双面覆铜板2的钻孔加工为例，经光斑放大后的第二激光束400a经耦合组件500传输后进入加工组件600后，加工组件600的振镜610控制该第二激光束400a在离焦位置对双面覆铜板2的中间介质层202进行加工，具体为清洗双面覆铜板的中间非金属介质层，加工后的剖视图如图11c所示。

下面结合图3、图5-6、图8-10所示，在本发明的盲孔钻孔方法中，上述步骤S23、S26均具体为：首先，控制系统1`控制移动装置700的第一驱动组件710在第一方向(Y轴方向)上往复移动，以带动吸附平台740上的工件在第一方向上往复移动，实现工件在第一方向上的加工；然后，控制第二驱动组件720在第二方向(X轴方向)往复移动，带动驱动组件600在第二方向上移动而实现工件在第二方向上的加工。在第一方向、第二方向的加工过程中以及第一激光束300a、第二激光束400a的切换过程中，第三驱动组件730均不移动，即，Z轴位置固定，从而克服现有技术中Z轴来回切换所导致的不稳定性问题。

更具体地，在上述步骤S23、S26中，均是通过加工组件600的振镜610控制第一激光束300a或第二激光束400a对工件进行扫描加工，在加工过程中，聚焦透镜620对振镜610输出的激光束进行聚焦。

综上所述，由于本发明的盲孔钻孔设备1，其具有分光器200、第一光路300、第二光路400以及一套加工组件600，分光器200设于激光器100的出射端，第一光路300、第二光路400分别设于分光器200的出射端，通过控制分光器200运行以将激光器100发出的激光束转换成进入第一光路300的第一激光束300a或进入第二光路400的第二激光束400a，使第一激光束300a或第二激光束400a进入加工组件600以对工件进行加工。由此实现激光束的时间分光，利用光学切换的方式来选择第一激光束300a或第二激光束400a进行加工，并且通过第一光路300来调节第一激光束300a的焦点位置、第二光路400来调节第二激光束400a的焦点位置，由此使第一激光束300a、第二激光束400a实现焦点位置加工和离焦位置加工，以取代现有技术中通过机械式升降来调节焦点位置的方式，从而克服了现有的机械式升降使Z轴来回切换而导致的不稳定问题以及效率低下问题，使加工稳定性更好，并且提高加工效率。

对应地，使用本发明之盲孔钻孔设备1的盲孔钻孔方法，也具有相同的技术效果。

本发明所涉及到的盲孔钻孔设备1的其他部分的结构均为本领域普通技术人员所熟知的常规方式，在此不再做详细的说明。

以上所揭露的仅为本发明的优选实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，因此依本发明申请专利范围所作的等同变化，仍属本发明所涵盖的范围。

Claims (11)

1.一种盲孔钻孔设备，其特征在于，包括激光器、分光器、第一光路、第二光路、加工组件以及控制系统，所述分光器设于所述激光器的出射端，所述第一光路、所述第二光路分别设于所述分光器的出射端，所述加工组件设于所述第一光路、所述第二光路的出射端，所述控制系统分别电连接于所述分光器、所述加工组件，所述控制系统用于控制所述分光器运行以使其将所述激光器发出的激光束切换后进入所述第一光路或者所述第二光路，所述第一光路或者所述第二光路出射的所述激光束进入所述加工组件以对工件进行加工。

2.如权利要求1所述的盲孔钻孔设备，其特征在于，还包括耦合组件，所述耦合组件设于所述第一光路、所述第二光路的出射端与所述加工组件的入射端之间，用于将所述第一光路或者所述第二光路出射的所述激光束耦合至所述加工组件。

3.如权利要求1所述的盲孔钻孔设备，其特征在于，所述第一光路包括第一反射镜、第三反射镜以及第一扩束镜，所述第一反射镜设于所述分光器的输出端，所述第三反射镜设于所述第一反射镜的出射端，所述第一扩束镜设于所述第三反射镜的出射端，经所述分光器出射的一所述激光束经所述第一反射镜、所述第三反射镜进入所述第一扩束镜，所述第一扩束镜用于放大所述第三反射镜出射的所述激光束的光斑；所述第二光路包括第二反射镜、第四反射镜以及第二扩束镜，所述第二反射镜设于所述分光器的输出端，所述第四反射镜设于所述第二反射镜的出射端，所述第二扩束镜设于所述第四反射镜，经所述分光器出射的另一所述激光束经所述第二反射镜、所述第四反射镜进入所述第二扩束镜，所述第二扩束镜用于放大所述第四反射镜出射的所述激光束的光斑。

4.如权利要求3所述的盲孔钻孔设备，其特征在于，所述分光器的出射端设有一固定座，所述固定座具有呈夹角设置的第一侧面以及第二侧面，所述第一反射镜固定于所述第一侧面，所述第二反射镜固定于所述第二侧面，所述第三反射镜、所述第四反射镜分别设于所述第一侧面、所述第二侧面的两侧。

5.如权利要求1所述的盲孔钻孔设备，其特征在于，所述加工组件包括振镜以及设于其出射端的聚焦透镜，所述振镜接收所述第一光路或所述第二光路出射的激光束并控制其对工件进行扫描加工，所述聚焦透镜用于对所述振镜出射的激光束进行聚焦。

6.如权利要求2所述的盲孔钻孔设备，其特征在于，所述耦合组件包括第五反射镜及设于其出射端的合束镜，所述合束镜、所述第五反射镜分别设于所述第一光路、所述第二光路的出射端，所述第一光路、所述第二光路中一者出射的激光束经所述合束镜出射至所述加工组件，所述第一光路、所述第二光路中另一者出射的激光束经所述第五反射镜反射后入射至所述合束镜，再经所述合束镜出射至所述加工组件。

7.如权利要求6所述的盲孔钻孔设备，其特征在于，所述耦合组件还包括反射镜组，所述反射镜组设于所述合束镜的出射端与所述加工组件的入射端之间，用于改变所述合束镜出射的激光束的传路路径。

8.如权利要求1所述的盲孔钻孔设备，其特征在于，还包括移动装置，所述移动装置包括第一驱动组件、第二驱动组件、第三驱动组件以及吸附平台，所述第一驱动组件可沿第一方向往复移动并连接所述吸附平台，所述第二驱动组件、所述第三驱动组件分别连接于所述加工组件，并且所述第二驱动组可沿垂直于所述第一方向的第二方向往复移动，所述第三驱动组可沿竖直方向往复移动。

9.如权利要求8所述的盲孔钻孔设备，其特征在于，所述第一驱动组件、所述第二驱动组件均包括无铁芯直线电机以及光栅尺。

10.一种使用如权利要求1-9任一项所述的盲孔钻孔设备的盲孔钻孔方法，其特征在于，包括如下步骤：

(1)控制激光器发出激光束；

(2)控制分光器运行，使所述分光器将所述激光束转换成第一激光束或者第二激光束，该第一激光束入射至第一光路并经第一光路传输后入射至加工组件，该第二激光束入射至第二光路并经第二光路传输后入射至加工组件，并且该第一激光束或该第二激光束的聚焦位置不同；

(3)控制加工组件运行，使所述加工组件控制所述第一激光束或所述第二激光束对工件进行加工。

11.如权利要求10所述的盲孔钻孔方法，其特征在于，所述步骤(2)包括如下步骤：

(21)控制所述分光器运行使其将所述激光束转换成第一激光束，所述第一激光束入射至所述第一光路；

(22)控制所述第一光路运行以放大所述第一激光束的光斑，从而调整所述第一激光束的聚焦位置，经调整后的所述第一激光束出射至所述加工组件；

(23)控制所述加工组件运行，使所述加工组件控制所述第一激光束在焦点位置对工件进行表层加工；

(24)再次控制所述分光器运行使其将所述激光束转换成第二激光束，所述第二激光束入射至所述第二光路；

(25)控制所述第二光路运行以放大所述第二激光束的光斑以调整所述第二激光束的聚焦位置，经调整后的所述第二激光束出射至所述加工组件；

(26)控制所述加工组件运行，使所述加工组件控制所述第二激光束在离焦位置对工件的内层介质进行加工。

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