[发明专利]一种可控椭圆度微孔的激光加工装置与激光加工方法

权利要求书

1.一种可控椭圆度微孔的激光加工装置，包括用以向下发射激光束、且能够沿Z轴方向移动的激光装置(1)，其特征在于，还包括：

设于所述激光装置(1)下方、用以放置待加工工件的底板(21)；

连接于所述底板(21)底部、用以供所述底板(21)沿X轴方向旋转的倾斜装置(22)；

连接于所述倾斜装置(22)底部、用以供所述倾斜装置(22)沿Z轴旋转的旋转装置(23)。

2.根据权利要求1所述的激光加工装置，其特征在于，还包括：

连接于所述旋转装置(23)底部、用以供所述旋转装置(23)分别沿X轴方向和Y轴方向移动的X轴驱动装置(31)和Y轴驱动装置(32)。

3.根据权利要求2所述的激光加工装置，其特征在于，所述倾斜装置(22)能够沿X轴方向旋转的角度范围为±60°，所述旋转装置(23)能够沿Z轴旋转360°。

4.根据权利要求2或3所述的激光加工装置，其特征在于，还包括控制台(5)，所述控制台(5)连接于所述激光装置(1)、所述倾斜装置(22)、所述旋转装置(23)、所述X轴驱动装置(31)和所述Y轴驱动装置(32)，且能够分别调节所述激光装置(1)射出的激光参数、沿X轴方向的旋转角度、沿Z轴方向的旋转角度、沿X轴方向的移动距离和沿Y轴方向的移动距离。

5.根据权利要求4所述的激光加工装置，其特征在于，所述激光装置(1)包括：

用以产生激光的激光源(11)；

用以接收所述激光源(11)产生的激光、并对激光进行参数调节的光学系统(12)；

与所述激光源(11)和所述光学系统(12)两者相连、用以同步驱动上述两者沿Z轴方向移动的Z轴移动平台(13)。

6.根据权利要求4所述的激光加工装置，其特征在于，所述底板(21)具有用以定位工件的限位槽，所述限位槽通过管路连接于真空泵(4)，实现对工件的真空吸附。

7.一种利用上述权利要求1至6任意一项所述的可控椭圆度微孔的激光加工装置进行的激光加工方法，其特征在于，包括：

将清洗并干燥后的待加工工件放置于底板(21)；

根据所需加工的微孔的椭圆度e以及孔型轮廓调节所述倾斜装置(22)和所述旋转装置(23)，实现对激光束相对于待加工工件的表面的入射角α的调节；

利用对焦后的所述激光装置(1)进行激光打孔；

将加工完毕后的工件进行清洗。

8.根据权利要求7所述的激光加工方法，其特征在于，所述将清洗并干燥后的待加工工件放置于底板(21)具体为：

将硅片材质的待加工工件放置于浓度为18％～22％的丙酮溶液中；

利用超声清洗器将放置于浓度为18％～22％的丙酮溶液中的待加工工件进行25分钟～35分钟的超声清洗，用以去除待加工工件表面的有机杂质；

将经过超声清洗的待加工工件放置于无水乙醇溶液中；

利用超声清洗器将放置于无水乙醇溶液中的待加工工件进行25分钟～35分钟的超声清洗，用以去除待加工工件表面的无机杂质；

利用去离子液体将经过超声清洗的待加工工件冲洗干净；

利用氮气将冲洗干净的待加工工件进行干燥。

9.根据权利要求7所述的激光加工方法，其特征在于，所述根据所需加工的微孔的椭圆度调节所述倾斜装置(22)和旋转装置(23)，实现对激光束相对于待加工工件的表面的入射角α的调节具体为：

根据所需加工的微孔的孔型轮廓以及椭圆度e的公式确定所需加工的微孔的最大直径d_maximum和最小直径d_minimum；

根据确定的最大直径d_maximum和最小直径d_minimum调节所述倾斜装置(22)和所述旋转装置(23)的旋转角度，以实现调节激光束相对于待加工工件的表面的入射角α。