CN209803464U - 分光装置、激光发生装置以及刻划设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种分光装置、激光发生装置以及刻划设备，分光装置包括分光板，分光板上设置有多个透光孔；遮光板，遮光板具有第一位置和第二位置，当遮光板位于第一位置时打开全部的透光孔，当遮光板位于第二位置遮蔽一个或多个透光孔，遮光板能够沿第一方向从第一位置向第二位置运动；多个透光孔包括第一透光孔和第二透光孔，分光板具有第一状态，第一透光孔和第二透光孔之间的连线相对第一方向倾斜；遮光板包括第一边缘，第一边缘在遮光板从第一位置向第二位置运动的过程中首先遮蔽透光孔，第一边缘相对第一方向倾斜，第一边缘相对第一方向的倾斜方向与处于第一状态的分光板的第一透光孔和第二透光孔之间的连线相对第一方向的倾斜方向相反。

Description

分光装置、激光发生装置以及刻划设备

技术领域

本实用新型涉及机械设备技术领域，尤其涉及一种分光装置、激光发生装置以及刻划设备。

背景技术

在光伏芯片加工过程中，采用刻划的工艺去除一部分膜层，常用的划刻工艺又分为机械刻划和激光刻划。

激光刻划即采用激光束照射在工件表面，使被照射区域局部熔化、气化、从而达到去除膜层的目的。激光刻划设备的主要部件为激光发生装置，激光发生装置包括分光板，单束的激光透过分光板上的多个透光孔分成预定间距的多束激光，从而进行刻划，当需要划线的数量少于透光孔的数量时，就需要利用遮光板20’遮蔽一部分的透光孔，减少用于划刻的激光束。

如图1和图2所示，图示出了现有技术中的激光划刻设备中的遮光板20’的结构和工作状态。

图2中的遮光板20’由驱动部50’驱动，在图中沿纸面方向的左右移动以遮蔽或打开第一透光孔111’，但由于移动精度较差且误差范围较小，偶尔会发生移动不到位的情况，无法完全遮蔽第一透光孔111’。

图1中的遮光板20’由于未运行到位仅仅遮蔽了一部分第一透光孔111’，因此依然透射了出了B束光线，相比从第二透光孔112’正常透射的A束光线，B束光线较细，但依然在目标膜层上划刻了一道刻线，造成了残次品。

实用新型内容

为了解决上述技术问题，根据本实用新型的一个方面，提供了一种分光装置，包括分光板，分光板上设置有多个透光孔；分光装置还包括遮光板，遮光板具有第一位置和第二位置，当遮光板位于第一位置时，遮光板打开全部的透光孔，当遮光板位于第二位置时，遮光板遮蔽一个或多个透光孔，遮光板能够沿第一方向从第一位置向第二位置运动；多个透光孔包括第一透光孔和第二透光孔，分光板具有第一状态，在第一状态下，第一透光孔和第二透光孔之间的连线相对第一方向倾斜；遮光板包括第一边缘，第一边缘在遮光板从第一位置向第二位置运动的过程中首先遮蔽透光孔，第一边缘相对第一方向倾斜，第一边缘相对第一方向的倾斜方向与处于第一状态的分光板的第一透光孔和第二透光孔之间的连线相对第一方向的倾斜方向相反。

根据本实用新型的另一个方面，还提供了一种激光发生装置，包括光源和分光装置，分光装置为上述的分光装置，光源发出的光线经由分光装置的分光板上的透光孔射出。

根据本实用新型的另一个方面，还提供了一种刻划设备，包括激光发生装置，激光发生装置包括上述的分光装置，或激光发生装置为上述的激光发生装置。

本实用新型的分光装置的遮光板的第一边缘倾斜设置，且与第一透光孔和第二透光孔之间的连线的倾斜方向相反，因此第一边缘沿第一方向从第一透光孔运动到第二透光孔的距离要大于第一透光孔与第二透光孔在第一方向上的投影的最短距离，因此遮光板的许可误差范围增加，遮光板的运动精度误差对遮光板的遮光效果的影响减小，分光装置的可靠性得到提高。

本实用新型的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本实用新型而了解。本实用新型的目的和其他优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

附图说明

附图用来提供对本实用新型技术方案的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本申请的实施例一起用于解释本实用新型的技术方案，并不构成对本实用新型技术方案的限制。

图1为现有技术中的刻划设备的遮光板未运动到位时进行刻划的示意图；

图2为图1所示的刻划设备的遮光板和透光孔的结构关系示意图；

图3为本实用新型的刻划设备的激光发生装置进行刻划的示意图；

图4为本实用新型的分光装置的遮光板和透光孔的结构关系示意图；

图5为本实用新型的分光装置的遮光板的运行状态示意图；

图6为本实用新型的分光装置的遮光板的结构示意图。

说明：图2、图4和图6中的三角形为便于计算而做的辅助线，并非实体结构，也不属于分光装置、激光发生装置或刻划设备的组件。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例的附图，对本实用新型实施例的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本实用新型的实施例，本领域普通技术人员在无需创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

本实用新型中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括……”限定的要素，并不排除在包括要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

根据本实用新型的一个方面，提供了一种分光装置，如图3至6所示，该分光装置包括分光板10，分光板10上设置有多个透光孔11；分光装置还包括遮光板20，遮光板20具有第一位置和第二位置，当遮光板20位于第一位置时，遮光板20打开全部的透光孔11，当遮光板20位于第二位置时，遮光板20遮蔽一个或多个透光孔11，遮光板20能够沿第一方向从第一位置向第二位置运动；多个透光孔11包括第一透光孔111和第二透光孔112，分光板10具有第一状态，在第一状态下，分光板10的第一透光孔111和第二透光孔112之间的连线相对第一方向倾斜；遮光板20包括第一边缘21，第一边缘21在遮光板20从第一位置向第二位置运动的过程中首先遮蔽透光孔11，第一边缘21相对第一方向倾斜，第一边缘21相对第一方向的倾斜方向与处于第一状态的分光板10的第一透光孔111和第二透光孔112之间的连线相对第一方向的倾斜方向相反。

本实用新型的分光装置的遮光板20的第一边缘21倾斜设置，且与第一透光孔111和第二透光孔112之间的连线的倾斜方向相反，因此第一边缘21沿第一方向从第一透光孔111运动到第二透光孔112的距离X2要大于第一透光孔111与第二透光孔112在第一方向上的投影的最短距离X1，因此遮光板20的许可误差范围增加，遮光板20的运动精度误差对遮光板20的遮光效果的影响减小，分光装置的可靠性得到提高。

结合图2、图4和图6，第一透光孔111和第二透光孔112的中心距为a，第一透光孔111和第二透光孔112之间的连线相比第一方向倾斜角度为α°，因此第一透光孔111和第二透光孔112在第一方向上的投影的中心距为b。

如图2所示，现有的遮光板20’呈矩形，边缘垂直于第一方向，因此遮光板20’在第一透光孔111’和第二透光孔112’之间运行的实际许可误差范围为X1，X1＝b-2r，其中r为透光孔的半径。图4中的遮光板20的第一边缘21相对第一方向倾斜设置，遮光板20’在第一透光孔111’和第二透光孔112’之间运行的实际许可误差为X2。

理论上，遮光板20的第一边缘21与处于第一状态的分光板10的第一透光孔111和第二透光孔112之间的连线间的夹角范围大于0°小于180°。

在第一透光孔111和第二透光孔112之间的连线相对第一方向倾斜，且第一边缘21相对第一方向的倾斜方向与之相反的前提下，第一边缘21与之的夹角越小，许可误差范围越小，反之夹角越大，许可误差范围越大。

因此优选地，遮光板20的第一边缘21与处于第一状态的分光板10的第一透光孔111和第二透光孔112之间的连线间的夹角范围小于180°且不小于45°，即大于或等于45°且小于180°。

在第一透光孔111和第二透光孔112之间的连线与第一方向间的角度不变的情况下，第一边缘21与第一透光孔111和第二透光孔112之间的连线间的夹角越大，则第一边缘21与第一方向间的角度越小，虽然遮光板20的体积不变，但遮光板20在机构中所占用的空间将更大。

因此优选地，遮光板20的第一边缘21与处于第一状态的分光板10的第一透光孔111和第二透光孔112之间的连线间的夹角范围大于45°且不大于120°，即大于45°且小于或等于120°。

更优选地，遮光板20的第一边缘21与处于第一状态的分光板10的第一透光孔111和第二透光孔112之间的连线间的夹角为90°。

如图4所示，第一透光孔111和第二透光孔112之间的连线相比第一方向倾斜角度为α°，第一透光孔111和第二透光孔112之间的连线相对第一方向的倾角角度为β°，二者之和为90°。图4中的两个辅助三角形为相似的直角三角形，根据相似三角形的原理，X2/y＝a/b，其中y＝a-2r。由于直角三角形斜边大于直角边，因此a>b，得出X2>y＝(a-2r)>(b-2r)＝X1，即X2大于X1。

该实施例中，遮光板20为平行四边形，遮光板20的一侧长边为第一边缘21，而一侧短边则与驱动部连接，驱动部50用于驱动遮光板20在第一方向上移动。而在另一些未在附图中示出的实施例中，遮光板20还可以有多种形状，其只要满足第一边缘21相对倾斜且能够遮蔽透光孔11即可。

优选地，分光板10具有第二状态，处于第二状态的分光板10的第一透光孔111和第二透光孔112在第一方向上的投影间的距离大于处于第一状态的分光板10的第一透光孔111和第二透光孔112在第一方向上的投影间的距离，分光板10沿垂直于板面的轴线旋转以运动至第一状态或第二状态。

分光装置包括旋转驱动部，旋转驱动部与分光板10连接以驱动分光板10转动，以调整第一透光孔111和第二透光孔112之间的连线与第一方向的夹角角度。

如图3所示，透光孔11在第一方向上投影的距离即为刻划线的间距。如图5和图6所示，可以通过旋转分光板10调节透光孔11在第一方向上投影的距离，来控制刻划线的间距。

优选地，在分光板10从第一状态运动至第二状态的过程中，处于第二状态的分光板10的第一透光孔111和第二透光孔112在第一方向上的投影间的距离最大，处于第一状态的分光板10的第一透光孔111和第二透光孔112在第一方向上的投影间的距离最小，分光板10从第一状态运动至第二状态所旋转的角度大于0°且小于90°。

实际应用过程中，第一透光孔111和第二透光孔112在第一方向上的投影间的距离不能小于二者的半径之和，即b<2r，若最大旋转角度为θ，则需要满足a*cosθ<b。

优选地，分光板10的旋转中心为以多个透光孔11的外接圆的圆心。

若多个透光孔11呈直线排列时，分光板10的旋转中心为多个遮光孔11的连线的中点。

在如图5所示的实施例中，分光板10为圆形，多个透光孔11以分光板10的圆心为中心对称排列，且分光板10以圆心为旋转中心进行旋转。

优选地，分光板10具有第二状态，处于第二状态的分光板10的第一透光孔111和第二透光孔112之间的连线平行于第一方向。

参考图5示出的实施例，该分光板10上共设置有4个透光孔11，实线表示的透光孔11为分光板10处于第二状态时的分布，可以看出此时透光孔11在第一方向上的投影的距离最大，为a，而以此状态进行刻划后划线间的距离也最大，为a-2r；虚线表示的透光孔11为分光板10处于第一状态时的分布，可以看出此时透光孔11在第一方向上的投影的距离最小，为b，而以此状态进行刻划后划线间的距离也最小，为b-2r。

优选地，分光装置还包括旋转部，与遮光板20连接，用于旋转遮光板20以改变第一边缘21与第一方向间的夹角。

在一些未在附图中示出的实施例中，遮光板20还与旋转部连接，旋转部可以设置在遮光板20与驱动部50之间，用于旋转遮光板20以改变第一边缘21的倾斜角度，从而与分光板10的旋转相配合，若分光板10的旋转角度较小，即第一透光孔111和第二透光孔112之间的连线与第一方向间的夹角较大，则可以通过旋转部驱动遮光板20，使得第一边缘21与第一方向间的夹角变大，从而将遮光板20运动的许可误差范围X2的取值控制在一个合理的区间内，避免X2过大而影响加工效率。

本实用新型的分光装置的一具体实施例，分光板10上的透光孔11的间距为10mm，透光孔直径1mm，若以该分光板10将激光分为间距6mm的光束，则X1为4mm，X2为13.3mm，可见遮光板20的运行的误差范围增加。若以遮光板20没300次移动偏移1mm计算，则现有的分光装置每运行1200次就需要进行一次校准，而本实用新型的分光装置则运行3990次才需要进行一次校准，因此减少了停机校准的频率，节约了人力成本，提高了生产效率。

根据本实用新型的的另一个方面，还提供了一种激光发生装置，如图3所示，该激光发生装置包括光源30和分光装置，分光装置为上述的分光装置，光源30发出的光线经由分光装置的分光板10上的透光孔11射出。

在该实施例中，光源30为激光光源，光源30发出的激光经由反射镜40的反射照射到分光装置上，再经由分光装置分为多束激光对待刻划件100进行激光刻划。

根据本实用新型的的另一个方面，还提供了一种刻划设备，包括激光发生装置，激光发生装置包括上述的分光装置，或激光发生装置为上述的激光发生装置。

所述刻划设备包括用于承载待加工件的载物台，用于定位并固定待加工件的定位夹具。待加工件进入刻划设备后，被定位夹具固定在载物台上，之后激光发生装置发射激光用于去除待加工件上的膜层，形成刻线，即划刻操作。

本实用新型刻划设备可以应用到光伏电池板的生产中，例如对玻璃基板上的镀膜层进行刻划。也可以用用都其他领域中，包括但不限于芯片制造领域或精密加工领域等。

虽然本实用新型所揭露的实施方式如上，但所述的内容仅为便于理解本实用新型而采用的实施方式，并非用以限定本实用新型。任何本实用新型所属领域内的技术人员，在不脱离本实用新型所揭露的精神和范围的前提下，可以在实施的形式及细节上进行任何的修改与变化，但本实用新型的专利保护范围，仍须以所附的权利要求书所界定的范围为准。

Claims (10)

1.一种分光装置，包括分光板(10)，所述分光板(10)上设置有多个透光孔(11)；其特征在于，

所述分光装置还包括遮光板(20)，所述遮光板(20)具有第一位置和第二位置，当所述遮光板(20)位于第一位置时，所述遮光板(20)打开全部的所述透光孔(11)，当所述遮光板(20)位于第二位置时，所述遮光板(20)遮蔽一个或多个所述透光孔(11)，所述遮光板(20)能够沿第一方向从所述第一位置向所述第二位置运动；

多个所述透光孔(11)包括第一透光孔(111)和第二透光孔(112)，所述分光板(10)具有第一状态，在所述第一状态下，所述第一透光孔(111)和所述第二透光孔(112)之间的连线相对所述第一方向倾斜；

所述遮光板(20)包括第一边缘(21)，所述第一边缘(21)在所述遮光板(20)从第一位置向第二位置运动的过程中首先遮蔽所述透光孔(11)，所述第一边缘(21)相对所述第一方向倾斜，所述第一边缘(21)相对所述第一方向的倾斜方向与处于第一状态的所述分光板(10)的所述第一透光孔(111)和所述第二透光孔(112)之间的连线相对所述第一方向的倾斜方向相反。

2.根据权利要求1所述的分光装置，其特征在于，所述遮光板(20)的第一边缘(21)与处于第一状态的所述分光板(10)的所述第一透光孔(111)和所述第二透光孔(112)之间的连线间的夹角范围小于180°且不小于45°。

3.根据权利要求2所述的分光装置，其特征在于，所述遮光板(20)的第一边缘(21)与处于第一状态的所述分光板(10)的所述第一透光孔(111)和所述第二透光孔(112)之间的连线间的夹角为90°。

4.根据权利要求1所述的分光装置，其特征在于，所述分光板(10)具有第二状态，处于第二状态的所述分光板(10)的所述第一透光孔(111)和所述第二透光孔(112)在所述第一方向上的投影间的距离大于处于第一状态的所述分光板(10)的所述第一透光孔(111)和所述第二透光孔(112)在所述第一方向上的投影间的距离，所述分光板(10)沿垂直于板面的轴线旋转以运动至第一状态或第二状态。

5.根据权利要求4所述的分光装置，其特征在于，在所述分光板(10)从第一状态运动至第二状态的过程中，处于第二状态的所述分光板(10)的所述第一透光孔(111)和所述第二透光孔(112)在所述第一方向上的投影间的距离最大，处于第一状态的所述分光板(10)的所述第一透光孔(111)和所述第二透光孔(112)在所述第一方向上的投影间的距离最小，所述分光板(10)从第一状态运动至第二状态所旋转的角度大于0°且小于90°。

6.根据权利要求4所述的分光装置，其特征在于，所述分光板(10)的旋转中心为多个所述透光孔(11)的外接圆的圆心。

7.根据权利要求1所述的分光装置，其特征在于，所述分光板(10)具有第二状态，处于第二状态的所述分光板(10)的所述第一透光孔(111)和所述第二透光孔(112)之间的连线平行于第一方向。

8.根据权利要求1至7中任一项所述的分光装置，其特征在于，所述分光装置还包括旋转部，与所述遮光板(20)连接，用于旋转所述遮光板(20)以改变所述第一边缘(21)与所述第一方向间的夹角。

9.一种激光发生装置，包括光源(30)和分光装置，其特征在于，所述分光装置为权利要求1至8中任一项所述的分光装置，所述光源(30)发出的光线经由所述分光装置的分光板(10)上的透光孔(11)射出。

10.一种刻划设备，包括激光发生装置，其特征在于，所述激光发生装置包括权利要求1至8中任一项所述的分光装置，或所述激光发生装置为权利要求9所述的激光发生装置。