CN220612660U - 用于激光刻蚀的圆盘旋转组件 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种用于激光刻蚀的圆盘旋转组件，涉及激光加工设备领域，包括由伺服电机、减速机、联轴器组成的驱动单元，还包括：与驱动单元的旋转轴传动连接的圆盘式样品装夹板；按预定间距设置在样品装夹板盘面上，以对待刻蚀样品进行固定的工装；通过定位组件设置在样品装夹板盘面上的环形掩模板；其中，所述环形掩模板上设置多个通孔，各通孔在空间上与各待刻蚀样品上的待刻蚀区域相匹配。本实用新型提供一种用于激光刻蚀的圆盘旋转组件，相对于现有的加工技术来说，可以实现对金属表面有机膜的刻蚀的批量加工，通过掩模板的设计使得其能对加工区域进行精确控制。

Description

用于激光刻蚀的圆盘旋转组件

技术领域

本实用新型涉及激光加工设备领域。更具体地说，本实用新型涉及一种用于激光刻蚀的圆盘旋转组件。

背景技术

金属膜/有机膜复合单元器件在先进科学研究、激光装备、电子元器件及芯片制造等领域具有广泛的应用，其制造精度和效率将直接影响到整个系统的可靠性和生产效率；特别在先进科学研究领域，高精度的单元器件刻蚀能够给诸多的科学研究提供支撑，可进一步提升科研进程和拓展研究范围。

金属表面有机膜的刻蚀加工常用的方法包括有机溶剂溶解剥离、机械打磨或热分解去除。但是对于元器件表面特定区域的精确刻蚀加工来说，以上方法均难以控制加工精度，极易对其他区域的材料产生影响，且极易使基底仅为几微米的金属膜产生损伤或脱落。激光加工是一种可选的方法，但是现有的激光装置在对元器件表面进行刻蚀加工时，难以进行高效率的批量加工，当然也有一些装置可以实现多工位的加工，如申请号为202120153320 .6的一种圆盘旋转多工位激光焊接机，其就提供了一种圆盘式结构的旋转组件，用于实现多工位的连续加工，但其加工形式是焊接薄壁材料，无须设置其它的掩模板，其圆盘式结构的旋转组件并不能直接应用于金属表面有机膜的刻蚀加工。

实用新型内容

本实用新型的一个目的是解决上述问题和/或缺陷，并提供后面将说明的优点。

为了实现本实用新型的这些目的和其它优点，提供了一种用于激光刻蚀的圆盘旋转组件，包括由伺服电机、减速机、联轴器组成的驱动单元，还包括：

与驱动单元上的旋转轴传动连接的圆盘式样品装夹板；

按预定间距设置在样品装夹板盘面上，以对待刻蚀样品进行固定的工装；

通过定位组件设置在样品装夹板盘面上的环形掩模板；

其中，所述环形掩模板上设置多个通孔，各通孔在空间上与各待刻蚀样品上的待刻蚀区域相匹配。

优选的是，所述定位组件被配置为包括：

用于将各通孔位置与待刻蚀区域对准的多个定位机构；

用于将环形掩模板固定在样品装夹板上的多个压紧机构。

优选的是，所述定位机构包括：

空间上呈L形的固定件，其上设置有固定孔；

穿过所述固定孔，以将固定件安装在样品装夹板上的固定机构Ⅰ；

其中，所述环形掩模板的内侧边沿上设置有多个定位槽，安装后的各固定件的垂直段与对应定位槽的内侧边缘呈抵紧状态。

优选的是，所述定位槽被配置为弧形结构，且所述垂直段为柱形结构。

优选的是，所述压紧机构被配置为包括：

空间上呈U形结构的弹性压片，其敞开端分别设置有与样品装夹板、环形掩模板表面相配合的延伸部；

穿过弹性压片的中心处，以使延伸部与样品装夹板、环形掩模板表面紧密接触的固定机构Ⅱ。

优选的是，所述工装通过固定机构Ⅲ安装在样品装夹板的预定位置，且所述工装上设置有与待刻蚀样品外部结构相匹配的安装槽。

优选的是，所述样品装夹板通过轴套与旋转轴连接，且轴套与旋转轴采用锥度配合。

优选的是，还包括：

设置在环形掩模板外侧，并与环形掩模板间隔预定距离的弧形遮挡板；

弧形遮挡板通过L形连接板设置在底座上；

其中，所述弧形遮挡板上设置有与通孔相匹配的定位孔，所述定位孔在空间上与至少一个通孔重叠，以构建可供激光刻蚀用的加工通道。

本实用新型至少包括以下有益效果：

其一，本实用新型相对于现有的加工技术来说，可以实现对金属表面有机膜的刻蚀的批量加工，通过掩模板的设计使得其能对加工区域进行精确控制。

其二，本实用新型能够在元器件金属薄膜表面特定区域实现具有一定厚度的有机膜高精度刻蚀加工，并可以通过外部设备对动力单元工作状态的自动化控制，大大提高元器件的生产效率、成品率及质量一致性。

本实用新型的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本实用新型的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。

附图说明

图1为本实用新型的一个实施例中用于激光刻蚀的圆盘旋转组件的主视图；

图2为图1去掉环形掩模板后的结构示意图；

图3为本实用新型中环形掩模板的结构示意图；

图4为本实用新型工装与待刻蚀样品配合的结构示意图；

图5为本实用新型中定位机构的结构示意图；

图6为本实用新型中压紧机构的结构示意图；

图7为本实用新型中动力单元与轴套相配合的结构示意图；

其中，驱动单元-1、伺服电机-10、减速机-11、旋转轴-12、轴套-13、封套-14、轴承-15、高头螺钉-16、螺纹孔-120、斜面Ⅰ-121、斜面Ⅱ-130、圆盘式样品装夹板-2、待刻蚀样品-3、环形掩模板-4、通孔-40、定位槽-41、定位组件-5、定位机构-510、固定件-511、固定孔-512、垂直段-513、压紧机构-520、弹性压片-521、延伸部-522、固定机构Ⅱ-523、工装-6、固定机构Ⅲ-60、安装槽-61、底座-7、弧形遮挡板-70、L形连接板-71、定位孔-72。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。

应当理解，本文所使用的诸如“具有”、“包含”以及“包括”术语并不配出一个或多个其它元件或其组合的存在或添加。

需要说明的是，在本实用新型的描述中，术语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，并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。此外，术语“Ⅰ”、“Ⅱ”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本实用新型的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置有”、“套设/接”、“连接”等，应做广义理解，例如“连接”，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。

此外，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。

实施例1

一种用于激光刻蚀的圆盘旋转组件，其结构如图1-图4、图7所示，包括由伺服电机10、减速机11、联轴器（未示出）组成的驱动单元1，在空间上对驱动单元1进行支撑定位的底座7，还包括：

与驱动单元1上的旋转轴12传动连接的圆盘式样品装夹板2，其用于与旋转轴12连接，以在旋转轴12旋转时带动样品装夹板2上的待刻蚀样品3进行角度调整；

按预定间距设置在样品装夹板2盘面上，以对待刻蚀样品3进行固定的工装6，通常情况下，各工装6的间距保持一致，以减小电机控制的复杂度，即电机可以每次旋转参数一致，使得工装6的旋转角度也保持一致性；

通过定位组件5设置在样品装夹板2盘面上的环形掩模板4，其作用在于对样品无需刻蚀部分进行遮挡，以保证其结构上的完整性，不会被损坏；

其中，所述环形掩模板4上设置多个通孔40，各通孔40在空间上与各待刻蚀样品3上的待刻蚀区域相匹配，这里的通孔40大小，形状与具体的待刻蚀区域相匹配，即其可以是规整的结构，也可以是与待刻蚀区域或待刻蚀图案相配合的异形结构。

工作原理：在实际的应用中，将一定数量的待刻蚀样品3固定于样品装夹板2的工装6上，样品工装6可以根据不同样品的需要改变结构尺寸，通过定位组件5安装掩模板，利用掩模板保护不需刻蚀的部分，露出需要刻蚀的区域，驱动单元1由伺服电机10、减速机11和联轴器组成，通过设定旋转角度实现待刻蚀样品3位置的自动切换，使待刻蚀样品3显露出来的部分与激光器出射光位置相对应，以通过激光对待刻蚀样品3显露出来的部分进行刻蚀，完成批量加工，大大提高元器件的生产效率、成品率及质量一致性。

实施例2

本实施方式2作为本实用新型的一较佳实施例，具体结构如图1-图2、图4所示，其在实施方式1的基础上公开了如下改进：

所述定位组件5被配置为包括：

用于将各通孔40位置与待刻蚀区域对准的多个定位机构510，其用于将环形掩膜板上各通孔40的开孔位置与待刻蚀区域进行对准；

用于将环形掩模板4固定在样品装夹板2上的多个压紧机构520，其用于通过压紧机构520施加的压力，将环形掩模板4固定在样品装夹板2上，完成对待刻蚀的二次固定。

实施例3

本实施方式3作为本实用新型的一较佳实施例，具体结构如图4、图5所示，其在实施方式2的基础上公开了如下改进：

所述定位机构510包括：

空间上呈L形的固定件511，其上设置有固定孔512；

穿过固定孔512，用于将固定件511安装在样品装夹板2上的固定机构Ⅰ（未示出），这里的固定机构Ⅰ可以是螺栓、固定销等可以将两个结构件进行连接的任意一种；

其中，所述环形掩模板4的内侧边沿上设置有多个定位槽41，安装后的各固定件511的垂直段513与对应定位槽41的内侧边缘呈抵紧状态。

进一步地，通过将定位槽41被配置为弧形结构，且所述垂直段513为柱形结构采用弧形的配合方式，可以减少环形掩模板4在安装和拆卸过程中产生的干涉，在实际的应用中可以将定位组件5设置为三个，且在空间上呈品字形布局。

工作原理：在这种结构中，先将螺栓穿过固定孔512，将各固定件511安装在样品装夹板2上，通过调整固定件511上垂直段513的位置，使得其布局在空间上与各定位槽41相对应，进一步通过螺栓对其进行二次紧固，使固定件511的角度不可调整，完成对固定件511的安装，通过垂直段513与定位槽41的配合，使掩膜板上各通孔40的开孔位置与待刻蚀的区域对准，完成对环形掩模板4的初步固定。

实施例4

本实施方式4作为本实用新型的一较佳实施例，具体结构如图1-图4、图6所示，其在实施方式2的基础上公开了如下改进：

所述压紧机构520被配置为包括：

空间上呈U形结构的弹性压片521，其敞开端分别设置有与样品装夹板2、环形掩模板4表面相配合的延伸部522，通过设置U形结构的弹性压片521，使得其中间具有预定的空间高度，可以通过调节弹性压片521中部水平处与样品装夹板2表面之间的间距，进而调整其压紧力；

穿过弹性压片521的中心处，以使延伸部522与样品装夹板2、环形掩模板4表面紧密接触的固定机构Ⅱ523，这里的固定机构Ⅱ523采用螺栓或固定销。

工作原理，在需要取出环形掩模板4时，先通过调节螺栓使得弹性压片521中部水平处与样品装夹板2表面之间的间距增加，其延伸部522施加给样品装夹板2、环形掩模板4表面的压紧作用力减小，通过转动弹性压力，使得延伸部522与样品装夹板2、环形掩模板4表面分离，将环形掩模板4从样品装夹板2上取出，将刻蚀好的样品从工装6上分离，以便于下一批次待刻蚀样品3的安装，而环形掩模板4的安装与取出呈反向操作，故在此不再叙述；

另外，在实际的应用中，弹性压片521两部的延伸部522可以设置不同的平面上，以使其具有高度差，进而与环形掩模板4、样品装夹板2的空间位置相匹配，也可以通过将弹性压片521的敞开端，一侧设置为直角结构，另一侧设置为倾斜结构，以实现同样的功能。

实施例5

本实施方式5作为本实用新型的一较佳实施例，具体结构如图2、图4所示，其在实施方式1的基础上公开了如下改进：

所述工装6通过固定机构Ⅲ60安装在样品装夹板2的预定位置，且所述工装6上与待刻蚀样品3外部结构相匹配的安装槽61，所述安装槽61可以使待刻蚀样品3的3/4均被包覆，以保证其在垂直面上的安装稳定性，这里的固定机构Ⅲ60是螺栓。

工作原理，通过与待刻蚀样品3外部结构相匹配的安装槽61，完成对待刻蚀样品3的初步安装，同时通过安装槽61这样的简洁式的结构设计，还使得其可以与外部的自动上料机械手相配合，实现自动上料、下料。

实施例6

本实施方式6作为本实用新型的一较佳实施例，具体结构如图2、图7所示，其在实施方式1的基础上公开了如下改进：

所述样品装夹板2通过轴套13与旋转轴12连接，且轴套13与旋转轴12采用锥度配合，本方案的圆盘旋转组件整体拆装方便，其只有中心一个高头螺钉16固定，圆盘与旋转轴12的配合采用锥度配合，可有效杜绝间隙。

工作原理，样品装夹板2与轴套13通过相配合的螺钉连接，旋转轴12穿过底座7顶端中部的安装孔，并通过封套14与内部轴承15安装在底座7上，旋转轴12后端与减速机11、伺服电机10联接，以在伺服电机10的带动下具有按规定角度旋转的功能，旋转轴12前端设置有与高头螺钉16相配合的螺纹孔120，旋转轴前端侧壁上设置有与轴套13相配合的斜面Ⅰ121，所述轴套13上设置有与斜面Ⅰ相配合的斜面Ⅱ130；

进一步地，可以将高头螺钉16端部加大并设置滚纹，便于无工具操作。

实施例7

本实施方式7作为本实用新型的一较佳实施例，具体结构如图1、图3所示，其在实施方式1的基础上公开了如下改进：

还包括：

设置在环形掩模板4外侧，并与环形掩模板4间隔预定距离的弧形遮挡板70；

弧形遮挡板70通过L形连接板71设置在底座7上；

其中，所述弧形遮挡板70上设置有与通孔相匹配的定位孔72，所述定位孔72在空间上与至少一个通孔40重叠，以构建可供激光刻蚀用的加工通道。

工作原理，在实际的应用过程中，通过与电机传动连接的旋转轴带动环形掩模板4、样品装夹板及其上的工装转动，完成待刻蚀样品的位置变换，实现批量加工，为了减少加工期间，激光束对其它待刻蚀样品的损坏，通过弧形遮挡板70上的定位孔72提供唯一的一个工作区，该工作区在工装位置变换时，始终会有对应的通孔40与之在空间上重叠，构建可供激光通过进行刻蚀用的加工通道。

以上各方案均只是一种较佳实例的说明，但并不局限于此。在实施本实用新型时，可以根据使用者需求进行适当的替换和/或修改。

这里说明的设备数量和处理规模是用来简化本实用新型的说明的。对本实用新型的应用、修改和变化对本领域的技术人员来说是显而易见的。

尽管本实用新型的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用。它完全可以被适用于各种适合本实用新型的领域。对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改。因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本实用新型并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。

Claims (8)

1.一种用于激光刻蚀的圆盘旋转组件，包括由伺服电机、减速机、联轴器组成的驱动单元，其特征在于，还包括：

与驱动单元上的旋转轴传动连接的圆盘式样品装夹板；

按预定间距设置在样品装夹板盘面上，以对待刻蚀样品进行固定的工装；

通过定位组件设置在样品装夹板盘面上的环形掩模板；

其中，所述环形掩模板上设置多个通孔，各通孔在空间上与各待刻蚀样品上的待刻蚀区域相匹配。

2.如权利要求1所述的用于激光刻蚀的圆盘旋转组件，其特征在于，所述定位组件被配置为包括：

用于将各通孔位置与待刻蚀区域对准的多个定位机构；

用于将环形掩模板固定在样品装夹板上的多个压紧机构。

3.如权利要求2所述的用于激光刻蚀的圆盘旋转组件，其特征在于，所述定位机构包括：

空间上呈L形的固定件，其上设置有固定孔；

穿过所述固定孔，以将固定件安装在样品装夹板上的固定机构Ⅰ；

其中，所述环形掩模板的内侧边沿上设置有多个定位槽，安装后的各固定件的垂直段与对应定位槽的内侧边缘呈抵紧状态。

4.如权利要求3所述的用于激光刻蚀的圆盘旋转组件，其特征在于，所述定位槽被配置为弧形结构，且所述垂直段为柱形结构。

5.如权利要求2所述的用于激光刻蚀的圆盘旋转组件，其特征在于，所述压紧机构被配置为包括：

空间上呈U形结构的弹性压片，其敞开端分别设置有与样品装夹板、环形掩模板表面相配合的延伸部；

穿过弹性压片的中心处，以使延伸部与样品装夹板、环形掩模板表面紧密接触的固定机构Ⅱ。

6.如权利要求1所述的用于激光刻蚀的圆盘旋转组件，其特征在于，所述工装通过固定机构Ⅲ安装在样品装夹板的预定位置，且所述工装上设置有与待刻蚀样品外部结构相匹配的安装槽。

7.如权利要求1所述的用于激光刻蚀的圆盘旋转组件，其特征在于，所述样品装夹板通过轴套与旋转轴连接，且轴套与旋转轴采用锥度配合。

8.如权利要求1所述的用于激光刻蚀的圆盘旋转组件，其特征在于，还包括：

设置在环形掩模板外侧，并与环形掩模板间隔预定距离的弧形遮挡板；

弧形遮挡板通过L形连接板设置在底座上；

其中，所述弧形遮挡板上设置有与通孔相匹配的定位孔，所述定位孔在空间上与至少一个通孔重叠，以构建可供激光刻蚀用的加工通道。