[发明专利]一种六振镜群孔加工装置及加工方法

说明书

本发明公开了一种六振镜群孔加工装置及加工方法，该装置包括第一振镜组、第一聚焦透镜、第二聚焦透镜、第二振镜组及远心透镜，第一振镜组包括联动控制的X1振镜、Y1振镜、X2振镜及Y2振镜，第二振镜组包括X3振镜及Y3振镜，还包括可以调节焦距的焦点移动机构；X1振镜偏转实现光束在第一聚焦透镜X方向的偏移，X2振镜补偿X1振镜的偏转角度后实现光束在X方向的角度偏移，Y1振镜偏转实现光束在第一聚焦透镜Y方向的偏移，Y2振镜补偿Y1振镜的偏转角度后实现光束在Y方向的角度偏移。调节第二振镜组确定群孔中心位置后，再通过第一振镜组控制加工其中的一个孔，重复上述操作；该群孔加工方法可以实现各种锥度异形群孔的大幅面高速度加工。

技术领域

本发明涉及激光加工领域，尤其涉及一种六振镜群孔加工装置及加工方法。

背景技术

微小孔主要应用在半导体行业和航空航天领域，对于孔的圆度和锥度的要求都十分的高。常用的激光打孔方法为单振镜组扫描和多光楔组合旋切打孔，通过逐层环切扫描或螺旋扫描，这两种方法的优点在于能够解决传统打孔方法中存在的问题，并且能处理微米级别的微小孔，但两者都需要通过确定每一个孔的中心位置后才能完成打孔，打孔效率低下，不适合用于生产工业产品。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供了一种六振镜群孔加工装置，包括加工平台和用于输出激光的激光器，还包括沿激光器和加工平台之间的光路设置的第一振镜组、用于聚焦光束的透镜组件以及第二振镜组，所述第一振镜组包括联动控制的对光束进行整形的X1振镜、Y1振镜、X2振镜和Y2振镜，所述第二振镜组包括用于群孔定位的X3振镜、Y3振镜，所述加工平台上放置有加工件，光束经过所述透镜组件聚焦后的焦点位于加工件上，所述第一聚焦透镜的后焦点与所述第二聚焦透镜的前焦点基准位置重合，该装置还包括可使焦点在加工件上移动的焦点移动机构。

X1振镜、Y1振镜的作用是控制光束的偏移距离，X2振镜、Y2振镜是补偿光束同时控制光束的偏转角度，四个振镜中的两两振镜分别控制X方向和Y方向的光束，通过调节第一振镜组的摆放角度来调节孔的锥度和孔径，满足不同锥度和不同孔径的微孔打孔需求。

较佳地，所述透镜组件包括第一聚焦透镜、第二聚焦透镜和远心透镜，所述第一聚焦透镜和所述第二聚焦透镜设置在所述第一振镜组和所述第二振镜组之间的光路上，所述远心透镜设置在所述第二振镜组和所述加工平台之间的光路上。

较佳地，所述焦点移动机构可使所述第一聚焦透镜、第二聚焦透镜或远心透镜中的一个在光路上来回移动；另一种调节焦点在加工件上移动的方法是，所述焦点移动机构可使所述加工平台沿光路来回移动。

第一聚焦透镜、第二聚焦透镜的重量轻，便于移动，且微小移动即可满足焦点在加工过程中需要移动的距离，可优选对第一聚焦透镜或者第二聚焦透镜进行调节，可使用手动调节装置，或者是振镜电机进行调节，优选高精度的振镜电机进行调节，更加精准。

光束在通过第一聚焦透镜后，第一聚焦透镜的焦点作为第二聚焦透镜的前焦点，加工件所在的位置位于远心透镜的后焦点；通过第二聚焦透镜、X3振镜、Y3振镜和远心透镜的组成完成光束在加工件上孔的定位，最后通过远心透镜完成聚焦；光束在通过第二聚焦透镜、第二振镜组、远心透镜后，其左右的方向会发生倒置，因此在打孔时需要注意左右位置的变换。

较佳地，所述X1振镜、Y1振镜、X2振镜和Y2振镜由一个控制卡进行调控；可以减少外部因素对于打孔的影响。

较佳地，所述X1振镜、Y1振镜、X2振镜和Y2振镜为高速度高精度小通光孔径的振镜，通光孔径为7～10mm；所述X3振镜、Y3振镜为大通光孔径的振镜，通光孔径为14～30mm。