CN210848784U - 一种激光微细加工设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种激光微细加工设备，所述一种激光微细加工设备包括设置的激光光源部件、扫描部件、光束整形部件、光束测定部件、光束控制部件、加工平台部件、照明光源部件和监测部件。所述激光光源部件，用以发射多个激光，且多个激光的波长互不相同；所述光束整形部件用以将激光能量均匀分布于光斑范围内；所述光束测定部件用以测定激光整形光束的输出能量；光束控制部件用以调控激光光束的输出能量，使其稳定输出；所述照明光源部件用以照明样品，样品信息沿原路返回；所述监测部件用以实时监测和采集样品信息，提高加工效率。其结构简单，可对多波长激光进行衰减和选择，保留所需要的波长激光，实现多波长激光微细加工，提高修复效率。

Description

一种激光微细加工设备

技术领域

本实用新型涉及激光微细加工领域，具体涉及一种利用激光进行微细加工的设备。

背景技术

半导体显示面板被广泛应用于手机、平板电脑、电视上。随着显示面板的尺寸越来越大、分辨率越来越高，面板的制造工艺越来越复杂。因此，在大面积玻璃基板上制作几百万到几千万个微米级TFT晶体管和成千上万条扫描线和信号线的过程中，面板缺陷几乎不可避免。其中由于颗粒污染等问题造成的亮点缺陷问题尤为显著，对生产成本造成很大影响，因此需要激光手段对面板进行微细加工，从而消除亮点缺陷。

目前针对面板加工的方式主要包含激光切割、激光沉积、激光剥离、激光焊接和激光烧结等方式，从而实现像素正常化或暗点化修复。例如对于金属层和半导体层进行切割或焊接时，由于其吸收激光能力强，少量激光能量便可将其气化或熔融，受到激光轰击后蒸发面积不可控，因此通常选用破坏作用较小的532nm绿光。对于ITO层的切割，由于其对红光波段吸收率最大，因此适宜选用1064nm红光。对于激光沉积，适宜选用352nm激光，对于激光剥离，则适宜选用355nm激光。因此对于不同的修复方式，选用的激光波长存在差异。但是目前的修复设备中通常只使用一至两个波长激光，且修复方式单一，修复效率低下，且设备集成度较低，不利于降低系统成本。根据半导体显示面板的膜层结构和材料性质以及典型缺陷的修复策略，实现多波长激光微细加工对修复效率的提高和降低系统成本有着至关重要的影响。

实用新型内容

为解决上述技术问题，本实用新型提供一种利用多波长激光实现微细加工的设备。该设备在进行微细加工时，可提供单一波长或多个波长输出的激光器，优化了单一波长激光加工的局限性，提高加工效率，降低成本。

本实用新型的目的还在于，在激光加工过程中，可实时监控激光光束的输出能量，在输出能量减少或异常时，可对激光能量进行调整的装置。

该设备采用控制系统对激光形状和能量进行调控，可实现微细加工的修复效果，且能够针对多种缺陷进行激光修复，相比于一般的修复手段提高了效率，降低了成本。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是，提供一种激光微细加工的设备，具有波长切换方便、能量便于调控、集成度高的特点。

为解决所述技术问题，本实用新型用于激光微细加工的设备主要包括激光光源部件、扫描部件、光束整形部件、光束测定部件、光束控制部件、加工平台部件、照明光源部件、监测部件等。

激光光源部件由一个或多个激光器构成，可输出多个波长激光。利用分束器、衰减器、合束器对特定波长激光进行调控，所述器件按顺序放置。分束器能够在激光光路中将激光按不同波长分束，从而可以分别控制，常用的分束器件包括但不限于分束镜、二向色镜。衰减器在光路中可对各个波长进行一定比例的衰减或完全阻挡，但不限于衰减器中性滤波片、偏振片。合束器将衰减后的不同波长激光合束至同一光路中，包括但不仅限于合束镜或二向色镜。

激光扫描部件位于激光光源部件和光束整形部件之间，通过预设路径及图案进行微细加工。

光束整形部件位于扫描部件之后，将激光能量均匀分布于光斑范围内。

光束测定部件位于光束整形部件与控制部件之间，将激光能量分出1%~2%，用于测定激光整形后生成激光光束的输出能量。

激光控制部件位于光束测定部件与激光部件之间，接收激光测定部件的激光光束的输出信号，可对信息进行分析运算，将信号传送到激光部件，从而调整在激光部件生成的激光光束的输出能量，使其稳定输出。照明光源部件位于样品台上方，对加工样品进行照明，样品信息沿原路返回。激光监测部件位于照明光源部件上方，从而可对样品信息进行实时监测和采集，提高加工效率。

根据如上所述的本实用新型，可切换单个或多个波长输出，并独立控制，满足不同波长的加工需求，提高了设备集成度和生产效益。

可实时接收激光测定部件的激光光束的输出信号，测定激光光束的输出能量。在能量输出异常时，自动调整激光光束能量，增强设备稳定性。

附图说明

图1为经过输出装置示意图

图2为激光光源部件内部结构示意图

10：激光光源部件

20：扫描部件

30：光束整形部件

40：光束测定部件

50：光束控制部件

60：加工平台部件

70：照明光源部件

80：监测部件

11、111、112、113：激光束激光束

101：激光器

102、103、104：分束装置，

105、106、107：衰减器

108、109、110：合束器

910：反射镜

920：半透半反镜

930：光束分离器

具体实施方式

下面将结合附图，对本实用新型中的实施方式进行说明。如图1所示，本实用新型提供了一种激光微细加工设备。该设备包激光光源部件10、扫描部件20、光束整形部件30、光束测定部件40、光束控制部件50、加工平台部件60、照明光源部件70、监测部件80。其中，激光光源部件10生成激光束11，进入扫描部件20，设定扫描路径及扫描速度，随后通过光束整形部件30到达加工平台部件60，加工平台可水平移动。从而调整激光加工位置。光束测定部件40和光束控制部件50位于光束整形部件30和激光光源部件10之间，测定激光能量并控制激光器能量输出。照明光源部件70提供照明光，通过样品台部件60反射样品信息，反馈给监测部件80。

激光光源部件10生成激光束11。作为一例子，可以生成二极管激光、准分子激光等。激光光源部件如图2所示，内部包括激光器101，可以是皮秒激光器或飞秒激光器，从而可进行微细加工。分束装置102，针对355nm波长激光分束；分束装置103，针对532nm波长激光分束；分束装置104，针对1064nm波长激光分束。激光束111，为355nm波长激光；激光束112，为532nm波长激光；激光束113，为1064nm波长激光。衰减器105针对355nm波长激光衰减；衰减器106对532nm波长激光衰减；衰减器107针对1064nm波长激光衰减，可将激光按需要进行衰减或阻挡。作为一例子，可以是中性滤波片、偏振片、挡光片；合束器108、109、110将355nm、532nm、1064nm三个波长的激光进行合束，从而实现波长可独立控制的集成设备。

扫描部件20控制扫描方式、扫描路径、扫描速度等参数，扫描部件有两块可以控制的反射镜构成，共同调控激光出射方向及扫描速度。

光束整形部件将激光光斑整形为能量均匀分布的矩形，从而实现更精细的加工效果。

反射镜910与水平方向呈45°放置，将激光光束方向偏转90°，便于放置照明光源部件70及检测部件80，利于设备集成化。

半透半反镜920放置于反射镜之后，置于照明光源部件70与加工平台部件60之间，激光光束经过半透半反镜920照射至加工平台部件60，然后照明光源部件70发出照明光照射至加工平台部件60上，样品信息再反射至监测部件80。

由于加工需求多样化，因此需要提供激光能量可控的加工设备。据此，光束测定部件40置于光束整形部件30之后，可对激光光束整形部件的激光光束输出能量进行测定，由一个光束分离器930将由光束整形部件30输出的激光分出1%~2%进行测定，按比例可算出光束整形部件30出射的光束能量。部件包括但不仅限于光电二极管，用于将光能转化为电能。

光束控制部件50接收光束测定部件40测定的激光光束11的输出信号，对接收的输出信号进行分析，然后向激光部件10发送信号，从而调整在激光部件10生成的激光光束11的输出能量。

光束控制部件50可对光束测定部件40输出的信号进行数值化处理并显示，该装置可由使用者输入特定的期望数值，然后对其接收的信息进行分析运算，然后将该信息反馈给激光激光部件10，进行实时调整。

以上所述仅为该激光微细加工设备单实施例，但其不限于此。因此在不脱离通过所附权利要求书界定的本实用新型的精神和范围的情况下，可以对其进行各种修改和改变。

Claims (12)

1.一种激光微细加工设备，其特征在于包括设置的激光光源部件(10）、扫描部件(20）、光束整形部件(30）、光束测定部件(40)、光束控制部件(50)、加工平台部件(60)、照明光源部件(70)和监测部件(80)，所述激光光源部件(10）、扫描部件(20）、光束整形部件(30）、光束测定部件(40)、照明光源部件(70)和加工平台部件(60)依次顺序设置，且所述激光光源部件(10）和光束测定部件(40)分别与所述光束控制部件(50)电连接，所述监测部件(80)和照明光源部件(70)电连接。

2.根据权利要求1所述的一种激光微细加工设备，其特征在于：激光光源部件(10)由一个或多个激光器构成，每个激光器分别发射一束波长单一的激光束（11），多个激光束的波长互不相同。

3.根据权利要求1所述的一种激光微细加工设备，其特征在于：激光光源部件(10)包括依次顺序设置的分束器、衰减器、合束器对特定波长激光进行调控。

4.根据权利要求3所述的一种激光微细加工设备，其特征在于：分束器能够在激光光路中将激光按不同波长分束，从而可以分别控制，常用的分束器件包括但不限于分束镜、二向色镜。

5.根据权利要求3所述的一种激光微细加工设备，其特征在于：衰减器在光路中可对各个波长进行一定比例的衰减或完全阻挡，但不限于衰减器、中性滤波片、偏振片。

6.根据权利要求3所述的一种激光微细加工设备，其特征在于：合束器将衰减后的不同波长激光合束至同一光路中，包括但不仅限于合束镜或二向色镜。

7.根据权利要求1所述的一种激光微细加工设备，其特征在于：所述的扫描部件位于激光光源部件和光束整形部件之间，通过预设路径及图案进行微细加工。

8.根据权利要求1所述的一种激光微细加工设备，其特征在于：所述的光束整形部件位于扫描部件之后，将激光能量均匀分布于光斑范围内。

9.根据权利要求1所述的一种激光微细加工设备，其特征在于：所述的光束测定部件位于光束整形部件与控制部件之间，将激光能量分出1%~2%，用于测定激光整形后生成激光光束的输出能量。

10.根据权利要求1所述的一种激光微细加工设备，其特征在于：所述的光束控制部件位于光束测定部件与激光光源部件之间，接收激光测定部件的激光光束的输出信号，可对信息进行分析运算，将信号传送到激光光源部件，从而调整在激光光源部件生成的激光光束的输出能量，使其稳定输出。

11.根据权利要求1所述的一种激光微细加工设备，其特征在于：所述的照明光源部件位于样品台上方，对加工样品进行照明，样品信息沿原路返回。

12.根据权利要求1所述的一种激光微细加工设备，其特征在于：所述的监测部件位于照明光源部件上方，从而可对样品信息进行实时监测和采集，提高加工效率。

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