CN212918054U - 打标装置和激光打标机 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种打标装置和激光打标机，其中，打标装置包括激光器、分光件、打标头组件和扩束镜组件。所述激光器用以发射出激光束，所述分光件设于所述激光器的出光侧，用以将所述激光束分成第一光束和第二光束。所述打标头组件包括第一打标头和第二打标头，所述第一打标头能够接收所述第一光束，所述第二打标头能够接收所述第二光束。所述扩束镜组件包括第一扩束镜和第二扩束镜，所述第一扩束镜设于所述第一打标头的入光口并用以调节所述第一光束的扩散角，所述第二扩束镜设于所述第二打标头的入光口并用以调节所述第二光束的扩散角。本实用新型打标装置能够解决现有的一些打标装置无法兼顾较大的打标范围和较高的打标精度的技术问题。

Description

打标装置和激光打标机

技术领域

本实用新型涉及激光打标技术领域，特别涉及一种打标装置和激光打标机。

背景技术

在IC行业中，应用激光技术对IC产品进行标记的方式越来越广泛。激光打标的效率高，合格率高，打标效果清晰明了，这已经成为一种新的趋势。但是现有的一些打标装置打标范围较小，采用大幅面场镜来增大打标范围时又会降低打标精度，无法兼顾较大的打标范围和较高的打标精度。

上述内容仅用于辅助理解实用新型的技术方案，并不代表承认上述内容是现有技术。

实用新型内容

本实用新型的主要目的是提出一种打标装置，旨在现有的一些激光打标装置无法兼顾较大的打标范围和较高的打标精度的技术问题。

为实现上述目的，本实用新型提出的打标装置，包括激光器、分光件、打标头组件和扩束镜组件。所述激光器用以发射出激光束，所述分光件设于所述激光器的出光侧，用以将所述激光束分成第一光束和第二光束。所述打标头组件包括第一打标头和第二打标头，所述第一打标头能够接收所述第一光束，所述第二打标头能够接收所述第二光束。所述扩束镜组件包括第一扩束镜和第二扩束镜，所述第一扩束镜设于所述第一打标头的入光口并用以调节所述第一光束的扩散角，所述第二扩束镜设于所述第二打标头的入光口并用以调节所述第二光束的扩散角。

在一实施例中，所述分光件为偏振分光片或偏振分束立方体，所述激光束的部分光束被所述分光件反射并形成所述第一光束，所述激光束的部分光束透射所述分光件并形成所述第二光束。

在一实施例中，所述第一光束自所述分光件传播至所述第一打标头的光程等于所述第二光束自所述分光件传播至所述第二打标头的光程。

在一实施例中，所述分光件与所述第一打标头之间的间隔等于所述所述分光件与所述第二打标头之间的间隔；所述打标装置还包括第一反射镜和第二反射镜，所述第一反射镜用以将所述第一光束反射到所述第一打标头，所述第二反射镜用以将所述第二光束反射到所述第二打标头。

在一实施例中，所述分光件具有分光面，所述激光束入射到所述分光件时与所述分光面呈45度角。

在一实施例中，所述扩束镜组件还包括第三扩束镜，所述第三扩束镜设于所述激光器和所述分光件之间，所述第三扩束镜用以改变所述激光束的光束质量。

在一实施例中，所述打标装置还包括半波片，所述半波片设于所述第三扩束镜和所述分光件之间，所述半波片用以调整所述激光束的偏振方向。

在一实施例中，所述分光件与所述半波片之间通过连接组件固定连接。

在一实施例中，所述连接组件包括固定件和限位于所述固定件的多根杆件，所述固定件固定于所述打标装置，所述分光件和所述半波片分别连接于所述多根杆件的两端。

本实用新型还提出一种激光打标机，所述激光打标机包括工作台和打标装置，所述工作台上具有用于放置打标对象的打标区，所述打标装置安装于所述工作台上，所述打标装置包括：

激光器，用以发射出激光束；

分光件，设于所述激光器的出光侧，用以将所述激光束分成第一光束和第二光束；

打标头组件，对应所述打标区设置，所述打标头组件包括第一打标头和第二打标头，所述第一打标头能够接收所述第一光束，所述第二打标头能够接收所述第二光束；以及，

扩束镜组件，包括第一扩束镜和第二扩束镜，所述第一扩束镜设于所述第一打标头的入光口并用以调节所述第一光束的扩散角，所述第二扩束镜设于所述第二打标头的入光口并用以调节所述第二光束的扩散角。

本实用新型打标装置通过分光件将激光器所发出的激光束分成第一光束和第二光束，第一光束和第二光束可以分别被打标头组件中的第一打标头和第二打标头所接收。即本实用新型打标装置在打标时，可以通过两个打标头对需要打标的产品进行打标，明显的增大了打标装置的打标范围，并且第一光束和第二光束分别被第一扩束镜和第二扩束镜改变发散角，使得第一光束和第二光束的光路更直、聚焦效果更好，从而保证了打标装置的打标精度。

另外，本实用新型打标装置通过设置两个打标头而达到的打标范围甚至可以覆盖整个需要打标的产品或覆盖一片来料上的所有产品，进而能够一次性地标记好产品或标记完一片来料上的所有产品，不需要在打标的过程中移动产品或移动打标装置，不仅能够减少打标误差，提高打标精度，还不需要设置相应的移动机构或操作工艺，降低了设备成本和复杂性。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。

图1为本实用新型打标装置一实施例的外部结构示意图；

图2为本实用新型打标装置一实施例的内部结构示意图；

图3为图2中打标装置的俯视图；

图4为本实用新型打标装置一实施例的光束传播示意图；

图5为本实用新型打标装置的连接组件一实施例的结构示意图。

附图标号说明：

本实用新型目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

需要说明，若本实用新型实施例中有涉及方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)，则该方向性指示仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

另外，若本实用新型实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，全文中出现的“和/或”的含义为，包括三个并列的方案，以“A和/或B”为例，包括A方案，或B方案，或A和B同时满足的方案。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本实用新型要求的保护范围之内。

本实用新型提出一种打标装置。

在本实用新型实施例中，如图1至图3所示，该打标装置10主要包括激光器20、分光件30、打标头组件40和扩束镜组件50，当然，该打标装置10还包括壳体60，壳体60的外形大致呈长盒形结构，壳体60内具有安装腔，该安装腔用于为打标装置10的各个零部件提供安装空间和支撑基础。其中，所述激光器20能够发射出激光束，为打标装置10提供打标用的激光源。在本实施例中，激光器20和打标头组件40分别设置于壳体60的两端，激光器20的出光口朝向壳体60的另一端，分光件30、扩束镜组件50等部件设置于激光器20和打标头组件40之间，以使得打标装置10的结构更为简单紧凑、易于组装。

所述分光件30设于所述激光器20的出光侧，用以将所述激光束分成第一光束和第二光束。具体地，分光件30可以为棱镜、偏振分光片、分束立方体或者其他的分光器，在此不做具体的限定，仅需能够将激光束分成两束光束即可。此外，为尽量减少激光束的能量损失，分光件30可以与激光器20的出光口相对设置，以使激光束能够直接射入分光件30内，减少光路变化和能量损失。当然，在实际设计时，可以根据实际情况设置分光件30和激光器20之间的相对位置，例如在安装空间受限时，可以采反射镜将激光束反射到分光件30上。

在本实施例中，所述打标头组件40包括第一打标头41和第二打标头42，所述第一打标头41能够接收所述第一光束，并且对第一光束进行相应处理后将第一光束输出到需要打标的产品上，进而对产品进行打标。同样的，所述第二打标头42能够接收所述第二光束，并且对第二光束进行相应处理后将第二光束输出到需要打标的产品上，进而对产品进行打标。第一打标头41和第二打标头42可以并排设置，在打标时，第一打标头41和第二打标头42可以分别对同一个产品上不同部位进行打标，也可以分别对一片来料上不同区域内的多个产品进行打标，具体的可以根据实际需要打标的产品进行设定。

其中，每个打标头(指第一打标头和第二打标头)均包括扫描头和扫描透镜，扫描头与打标装置10的控制系统电性连接，扫描头在接收第一光束或第二光束后通过控制系统控制光束的偏转角度，再通过扫描透镜将第一光束或第二光束聚焦到产品上，进而对产品进行打标。

可以理解的是，通过在打标装置10上设置两个打标头，两个打标头分别对应结构两束激光束，使得在不使用大幅面场镜的情况下能够有效的增大打标装置10的打标范围，同时不降低打标精度。

另外，在本实施例中，为保证打标装置10的打标精度，所述扩束镜组件50包括第一扩束镜51和第二扩束镜52，所述第一扩束镜51设于所述第一打标头41的入光口并用以调节所述第一光束的扩散角，所述第二扩束镜52设于所述第二打标头42的入光口并用以调节所述第二光束的扩散角，使得由激光束经过分光后分成的第一光束和第二光束光路更直、聚焦效果更好，进而提高打标精度。

本实用新型打标装置10通过分光件30将激光器20所发出的激光束分成第一光束和第二光束，第一光束和第二光束可以分别被打标头组件40中的第一打标头41和第二打标头42所接收。即本实用新型打标装置10在打标时，可以通过两个打标头对需要打标的产品进行打标，明显的增大了打标装置10的打标范围，并且第一光束和第二光束分别被第一扩束镜51和第二扩束镜52改变发散角，使得第一光束和第二光束的光路更直、聚焦效果更好，从而保证了打标装置10的打标精度。因此能够有效的解决现有的一些激光打标装置无法兼顾较大的打标范围和较高的打标精度的技术问题。

另外，本实用新型打标装置10通过设置两个打标头而达到的打标范围甚至可以覆盖整个需要打标的产品或覆盖一片来料上的所有产品，进而能够一次性地标记好产品或标记完一片来料上的所有产品，不需要在打标的过程中移动产品或移动打标装置10，不仅能够减少打标误差，提高打标精度，还不需要设置相应的移动机构或操作工艺，降低了设备成本和复杂性。

在一实施例中，所述分光件30为偏振分光片或偏振分束立方体，以使得激光束能够分成两束功率较为均衡的光束，并且最大限度的减少激光束的能量损失。具体的，所述激光束的部分光束被所述分光件30反射并形成所述第一光束，所述激光束的部分光束透射所述分光件30并形成所述第二光束。

在另外的一些实施例中，分光件30采用高功率偏振分束立方体，以提高分光件30的分光效果。使用高功率偏振分束立方体分光后，经过8小时功率稳定性测试，两束光功率差异百分比最大为0.48％，两束光功率差异最大为0.03W，符合双头平均功率小于0.1W的要求。

在一实施例中，如图4所示，所述第一光束自所述分光件30传播至所述第一打标头41的光程等于所述第二光束自所述分光件30传播至所述第二打标头42的光程。可以理解的是，如此设置使得打标装置10在打标时，第一打标头41和第二打标头42能够同时对产品进行打标，以便于更好的把控整个打标过程，避免时间偏差导致没标记完全、标记错漏或者打标效率低等情况。

需要说明的是，本实施例中的第一打标头41和第二打标头42结构一致，并且在打标时，第一打标头41和第二打标头42与需要打标的产品之间的距离相等，以使得第一光束和第二光束能够同时到达需要打标的产品。

在一实施例中，为使得第一光束自所述分光件30传播至第一打标头41的光程等于第二光束自分光件30传播至第二打标头42的光程，如图4所示，所述分光件30与所述第一打标头41之间的间隔等于所述所述分光件30与所述第二打标头42之间的间隔。具体的，在本实施例中，激光器20和打标头组件40分别设置于壳体60长度方向上的两端，打标头组件40中的第一打标头41和第二打标头42则沿壳体60的宽度方向并排设置。第一打标头41和第二打标头42之间具有沿壳体60长度方向延伸的位置中心线，而分光件30设置于该位置中心线上，使得分光件30与所述第一打标头41之间的间隔等于所述所述分光件30与所述第二打标头42之间的间隔。

并且分光件30设置于该位置中心线上时，为了使得第一光束和第二光束能够顺利的传播到相应的打标头上，所述打标装置10还包括第一反射镜70和第二反射镜80，所述第一反射镜70用以将所述第一光束反射到所述第一打标头41，所述第二反射镜80用以将所述第二光束反射到所述第二打标头42。

其中，第一反射镜70和第二反射镜80的数量可以分别设置有一个或多个，具体的需要根据实际情况进行设定。例如在本实施例中，第一光束自分光件30射出时沿着壳体60的长度方向进行传播，第二光束自分光件30射出时沿着壳体60的长度方向进行传播，此时第一反射镜70设有两个并将第一光束经过两次反射而传播到第一打标头41(或传播到设于第一打标头41的入光口的第一扩束镜51)，第二反射镜80设有一个并对第二光束进行一次反射而传播到第二打标头42(或传播到设于第二打标头42的入光口的第二扩束镜52)。

在一实施例中，如图4所示，所述分光件30具有分光面，所述激光束入射到所述分光件30时与所述分光面呈45度角。如此可以更加方便的控制第一光束和第二光束自分光件30射出时的传播方向，在设置反射镜偏转角度、计算第一光束和第二光束的光程时都更加简单方便，不容易出现错误或偏差。

在一实施例中，如图2或图3所示，所述扩束镜组件50还包括第三扩束镜53，所述第三扩束镜53设于所述激光器20和所述分光件30之间，所述第三扩束镜53用以改变所述激光束的光束质量。具体的，第三扩束镜53可以调节激光束的光斑大小，使得打标时打标线宽加细小，提高打标精度。

在一实施例中，如图2或图3所示，所述打标装置10还包括半波片90，所述半波片90设于所述第三扩束镜53和所述分光件30之间，所述半波片90用以调整所述激光束的偏振方向，进而调节第一光束和第二光束的偏振态比例，得到更为均衡的第一光束和第二光束，确保第一打标头和第二打标头的打标精度基本相等。

在一实施例中，如图2及图5所示，为保证分光件30和半波片90保持同轴(或保持同心)，所述分光件30与所述半波片90之间通过连接组件100固定连接，使得分光件30和半波片90的相对位置保持固定，避免在组装或使用时分光件30和半波片90不同心、进而影响打标精度的情况。

具体的，所述连接组件100包括固定件101和限位于所述固定件101的多根连接杆件102，所述固定件101固定于所述打标装置10，所述分光件30和所述半波片90分别连接于所述多根连接杆件102的两端。本实施例中，固定件101呈方块状且其端面上设有一个通光孔和四个限位孔，通光孔设于固定件101的中部位置，以能是激光束穿过，四个限位孔环绕在通光孔的外周设置，每个限位通孔内限位一根连接杆件102，使得多根连接杆件102在连接分光件30和半波片90时能够更加平衡稳定，并且不会影响到激光束的传播。由固定件101和多根连接杆件102组成的连接组件100结构简单，易于制造和组装。

本实用新型打标装置10中，激光器20发出的激光束分光后，经测试，两束光的光斑圆度分别为97.5％、92.1％，圆度都在90％以上，光斑直径分别为7.417mm、7.4mm，即两束光直径一致性很好。两束光M2分别为1.88、1.76，两束光M2相近。

本实用新型还提出一种激光打标机，该激光打标机包括工作台和打标装置10，所述工作台上具有用于放置打标对象的打标区，所述打标装置10安装于所述工作台上，所述打标头组件40对应所述打标区设置，以能够对位于打标区上的打标对象进行打标。该打标装置10的具体结构参照上述实施例，由于本激光打标机采用了上述所有实施例的全部技术方案，因此至少具有上述实施例的技术方案所带来的所有有益效果，在此不再一一赘述。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是在本实用新型的发明构思下，利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本实用新型的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种打标装置，其特征在于，包括：

激光器，用以发射出激光束；

分光件，设于所述激光器的出光侧，用以将所述激光束分成第一光束和第二光束；

打标头组件，包括第一打标头和第二打标头，所述第一打标头能够接收所述第一光束，所述第二打标头能够接收所述第二光束；以及，

扩束镜组件，包括第一扩束镜和第二扩束镜，所述第一扩束镜设于所述第一打标头的入光口并用以调节所述第一光束的扩散角，所述第二扩束镜设于所述第二打标头的入光口并用以调节所述第二光束的扩散角。

2.如权利要求1所述的打标装置，其特征在于，所述分光件为偏振分光片或偏振分束立方体，所述激光束的部分光束被所述分光件反射并形成所述第一光束，所述激光束的部分光束透射所述分光件并形成所述第二光束。

3.如权利要求1所述的打标装置，其特征在于，所述第一光束自所述分光件传播至所述第一打标头的光程等于所述第二光束自所述分光件传播至所述第二打标头的光程。

4.如权利要求3所述的打标装置，其特征在于，所述分光件与所述第一打标头之间的间隔等于所述分光件与所述第二打标头之间的间隔；

所述打标装置还包括第一反射镜和第二反射镜，所述第一反射镜用以将所述第一光束反射到所述第一打标头，所述第二反射镜用以将所述第二光束反射到所述第二打标头。

5.如权利要求4所述的打标装置，其特征在于，所述分光件具有分光面，所述激光束入射到所述分光件时与所述分光面呈45度角。

6.如权利要求1至5任意一项所述的打标装置，其特征在于，所述扩束镜组件还包括第三扩束镜，所述第三扩束镜设于所述激光器和所述分光件之间，所述第三扩束镜用以改变所述激光束的光束质量。

7.如权利要求6所述的打标装置，其特征在于，所述打标装置还包括半波片，所述半波片设于所述第三扩束镜和所述分光件之间，所述半波片用以调整所述激光束的偏振方向。

8.如权利要求7所述的打标装置，其特征在于，所述分光件与所述半波片之间通过连接组件固定连接。

9.如权利要求8所述的打标装置，其特征在于，所述连接组件包括固定件和限位于所述固定件的多根杆件，所述固定件固定于所述打标装置，所述分光件和所述半波片分别连接于所述多根杆件的两端。

10.一种激光打标机，其特征在于，包括工作台和如权利要求1至9任意一项所述的打标装置，所述工作台上具有用于放置打标对象的打标区，所述打标装置安装于所述工作台上，所述打标头组件对应所述打标区设置。

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