[发明专利]激光和化学结合选择性活化绝缘材料制造导电图案的系统

权利要求书

1.一种激光和化学结合选择性活化绝缘材料制造导电图案的系统，包括数据获取与处理系统、设备操作系统、激光光源、光束整形及传输系统、激光聚焦系统、工件夹持及工件的旋转、翻转系统，工件与光束间的运动与控制系统，定位及检测视觉系统，激光功率监测及补偿系统，清洁、恒温系统，特征在于：根据电路图形结构，以单位面积上能量和功率为恒量，匹配不同的光束束腰直径，生成优化的加工参数和加工数据，并能在单位面积上能量和功率恒定于设定值条件下，在线变换激光与材料相互作用的光束直径，进行加工。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于：数据获取与处理系统按照以下规则选择光束束腰直径d：

当图案宽度为d＝d₀时，优先选择光束束腰直径d_r0进行单行/独行加工；

当图案宽度为d_min≤d≤d_max时，优先选择光束束腰直径d_rmin≤d_r≤d_rmax进行单行/独行加工；

当图案宽度d≥d_max时，在满足d_rmin≤d_r≤d_rmax条件下，优先选择d_r，使n为整数且最小时满足n*d_r＝d，进行多行并行接续的扩宽加工；

确定激光能量密度时按以下规则：

P_max＝(d_r/d_r0)²*P_0max，以及

P_min＝(d_r/d_r0)²*P_0min；

确定激光功率密度时按以下规则：

P_max＝(d_r/d_r0)²*P_0max，以及

P_min＝(d_r/d_r0)²*P_0min；

其中：d为经化学处理后的图案宽度，d_r为对应于图案宽度为d的激光光束束腰直径；d₀为默认/缺省条件下化学处理后的图案宽度，d_r0为对应于默认/缺省图案宽度的激光设备的默认/缺省光束束腰直径；d_max和d_min分别为用设备可调的最大和最小直径光束加工经化学处理后图案宽度的最大值和最小值，d_rmax和d_rmin分别为设备可调的最大激光光光束束腰直径和最小激光光束束腰直径；P_0max和P_0min分别为激光光束束腰直径为d_r0时，制造合适凹坑时基材允许的最大功率和最小功率；P_max和P_min分别为激光光束束腰直径为d_r时，制造合适凹坑时基材允许的最大功率和最小功率。

3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于：所述的激光光源参数范围为：波长：266nm-10700nm；脉冲宽度：10fs-1000μs；脉冲重复率：1KHz-100MHz；平均功率：1W-10000W。

4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于：多个系统的运行、控制和驱动使用同一电路主板构成的计算机及通信系统，或使用多电路板构成的计算机及通信系统。

5.根据权利要求1所述的系统，其特征在于：数据获取与处理系统，与设备操作系统分别为两个独立的软件包，使用不同用户界面；或者为一个软件包，使用相同用户界面。

6.根据权利要求1所述的系统，其特征在于：所述的光束整形及传输系统包括用光学器件扩大或缩小激光束束腰直径，以及使光能量在与其传输方向垂直的截面上均匀化分布的光学处理系统。