[发明专利]一种新型高精度三维激光曝光固化设备

说明书

本发明提供一种新型高精度三维激光曝光固化设备，包括机架及设置于机架内部的控制器、三维旋转夹具系统及三维动态聚焦系统；三维动态聚焦系统包括激光器、扩束镜、三维动态聚焦振镜、扫描振镜以及场镜；由激光器发射的光束首先射向扩束镜，再由扩束镜进入三维动态聚焦振镜，最后到达扫描振镜区域，并在待加工物件上形成三维聚焦面；还包括用于调节扩束镜与三维动态聚焦振镜之间沿光轴方向距离大小的传动装置；本设计非常适合针对不同高度曲面的曝光固化加工处理，可实现160毫米x160毫米的扫描范围,相对于前聚焦式系统可以得到更小的聚焦光斑,且可以显著的提高聚焦光斑的均匀性，使用效果好。

[技术领域]

本发明涉及激光加工设备技术领域，尤其涉及一种结构设计合理，扫描范围广，且可以得到更小、更均匀的聚焦光斑的新型高精度三维激光曝光固化设备。

[背景技术]

近些年，随着电子技术的快速发展，印制电路板相关技术得到了快速的发展和进步，也使其广泛应用于各个领域，几乎所有的电子设备中都包含相应的印制电路板。

在PCB电路板的制作过程中，曝光处理是整个生产加工过程中的关键环节，然而，目前对于线路板的曝光一般是针对平面状态下的固化处理，在紫外灯照射下进行菲林与干膜的光学聚合反应，光引发剂吸收光能分解成游离基，游离基再引发光聚合单体进行聚合交联反应，反应后形成不溶于稀碱溶液的体型大分子结构，由于无法较好的针对曲面进行固化加工，所以这样的加工方式已经无法满足目前高精度、高复杂度的曝光处理要求。

基于上述问题，本领域的技术人员研发出了采用激光曝光，对感光胶、感光油墨进行固化的加工方式，由于激光具有高亮度、高方向性、高单色性和高相干性，所以可以达到较高的加工精度要求，且制作周期短，越来越受到欢迎。

在激光曝光固化过程中，针对非平面结构，需要快速灵活的调节聚焦光斑高度和大小，形成曲面造型的加工面，才能顺利的完成加工，然而，目前针对这种情况，一般的解决方式是利用不同的激光加工头，分别调节各加工头的高度大小，从而产生曲面的聚焦面，这样的设计不仅大幅度提高了设备的成本，而且维护费用高，操控复杂，不利于设备的广泛推广。

基于上述问题，本领域的技术人员进行了大量的研发和实验，从激光固化的加工原理和处理流程出发进行改进和改善，进行针对性的研发，并取得了较好的成绩。

[发明内容]

为克服现有技术所存在的问题，本发明提供一种结构设计合理，扫描范围广，且可以得到更小、更均匀的聚焦光斑的新型高精度三维激光曝光固化设备。

本发明解决技术问题的方案是提供一种新型高精度三维激光曝光固化设备，包括机架以及设置于机架内部的控制器、三维旋转夹具系统以及三维动态聚焦系统；所述三维动态聚焦系统包括与控制器电性连接的激光器、扩束镜、三维动态聚焦振镜、扫描振镜以及场镜；由激光器发射的光束首先射向扩束镜，再由扩束镜进入三维动态聚焦振镜，最后到达扫描振镜区域，并在待加工物件上形成三维聚焦面；还包括用于调节扩束镜与三维动态聚焦振镜之间沿光轴方向距离大小的传动装置，所述三维动态聚焦振镜设置于该传动装置上；所述三维旋转夹具系统包括第一旋转架、驱动第一旋转架旋转的第一驱动电机以及固定于该第一旋转架一端的第二驱动电机；待加工的物件设置于第一旋转架中，且随第一旋转架旋转；所述三维动态聚焦系统设置于三维旋转夹具系统上部。

优选地，所述三维旋转夹具系统还包括设置于机架内部、用于放置第一旋转架的基座；该所述第一旋转架两端分别设置左连接块以及右连接块；第二驱动电机固定设置于右连接块上，且在所述左连接块和右连接块中间部位都设置有旋转定位件；待加工的物件由两旋转定位件固定，且第二驱动电机的驱动轴与右连接块的旋转定位件相连，驱动旋转定位件以及待加工物件轴向自转。