[发明专利]一种皮秒激光切割设备

说明书

本发明公开了一种皮秒激光切割设备，包括多自由度移动装置、激光切割装置和第一对准装置；激光切割装置设置在多自由度移动装置上，激光切割装置包括从上往下依次设置的第二对准装置、光束耦合装置和激光切割头，第一对准装置和第二对准装置对准配合，第一对准装置将射入的激光传输至第二对准装置，第二对准装置将射入的激光传输至光束耦合装置，光束耦合装置对射入的激光依次进行位移偏差消除和扩束后射入激光切割头。本发明有效实现了皮秒紫外激光对承载平台上的材料进行切割，自动化程度高，加工效率高，可广泛应用于加工工艺复杂的产品，实现批量化生产。

技术领域

本发明涉及一种皮秒激光切割设备，属于激光切割领域。

背景技术

随着光电通讯行业的快速发展，晶圆、陶瓷、硅片等半导体材料因其自身良好的性能被广泛的应用于前沿电子领域，并伴随着科技技术的进步以及市场的需要推动着应用这些材料的芯片向小型化、高精度、高工艺要求方向发展。因此在这些材料的切割方面，激光切割也得到了越来越广泛的应用，并且激光切割拥有高速度、高精度、非接触、无污染、低消耗等方面优势。

目前激光切割工艺和设备在玻璃、硅片和晶圆等材料的加工领域取得了不小的成就，并因其在薄厚度下优异的表现也使得激光切割得到了越来越多的重视。相比于传统机械加工方式的刀头易磨损、加工难度大、应力效应大等一系列问题，使得其面对晶圆一类的高附加值原料时的损耗显得格外明显。近年来，随着超短脉冲激光器的迅猛发展，一系列的皮秒激光器都从实验室投入到了工业加工领域的应用中，但是面对晶圆等脆性半导体材料的切割加工工艺并没有成熟可靠的成套加工设备。

发明内容

本发明提供了一种皮秒激光切割设备，解决了背景技术中披露的问题。

为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：

一种皮秒激光切割设备，包括多自由度移动装置、激光切割装置和第一对准装置；

激光切割装置设置在多自由度移动装置上，激光切割装置包括从上往下依次设置的第二对准装置、光束耦合装置和激光切割头，第一对准装置和第二对准装置对准配合，第一对准装置将射入的激光传输至第二对准装置，第二对准装置将射入的激光传输至光束耦合装置，光束耦合装置对射入的激光依次进行位移偏差消除和扩束后射入激光切割头。

光束耦合装置和激光切割头之间设置有旋转套筒，光束耦合装置射出的激光穿过旋转套筒射入激光切割头，旋转套筒用以调节光束耦合装置和激光切割头之间的间距。

还包括用以承载切割物的承载平台，通过多自由度移动装置，激光切割装置在承载平台上方移动，并且射出的激光与承载平台垂直。

多自由度移动装置为二自由度移动装置，包括龙门架，龙门架的两立柱分别与承载平台的两侧滑移连接，激光切割装置滑移连接在龙门架的上横梁上。

承载平台上开有气孔阵列。

每个气孔内设置有阀门。

还包括入射装置和光束抬升柱，入射装置设置在光束抬升柱的底端，第一对准装置设置在光束抬升柱的顶端，入射装置将射入的激光传输至光束抬升柱，光束抬升柱抬升激光光束高度后射入第一对准装置。

本发明所达到的有益效果：本发明通过第一对准装置和第二对准装置的对准配合，保证激光切割装置工作时实时获得激光，通过光束耦合装置的位移偏差消除和扩束，保证激光切割头输出稳定、光斑尺寸小的激光，有效实现了皮秒紫外激光对承载平台上的材料进行切割，自动化程度高，加工效率高，可广泛应用于加工工艺复杂的产品，实现批量化生产。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为激光切割装置设置在多自由度移动装置上的结构示意图。

具体实施方式