專利名稱：激光打標(biāo)機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種激光打標(biāo)技術(shù)，具體涉及一種激光打標(biāo)機(jī)。
技術(shù)背景 激光打標(biāo)是利用能量密度極高的激光束在計(jì)算機(jī)的控制下對(duì)工件表面局部照射，使表層材料迅速汽化或發(fā)生顏色變化，從而露出深層物質(zhì)，或者導(dǎo)致表層物質(zhì)發(fā)生物理化學(xué)變化而刻出痕跡，或者燒掉部分物質(zhì)顯出所需刻蝕的圖形、文字標(biāo)識(shí)。現(xiàn)有的激光打標(biāo)機(jī)一般包括激光器、擴(kuò)束鏡、掃描振鏡系統(tǒng)、聚焦透鏡、工作臺(tái)和控制系統(tǒng)等結(jié)構(gòu)。近年隨著光纖激光器的出現(xiàn)，憑借其體積小、能耗小、易散熱的優(yōu)勢(shì)，特別是光纖激光器的光束質(zhì)量好，打標(biāo)精度高的優(yōu)點(diǎn)，迅速取代傳統(tǒng)激光器成為主流。目前市場(chǎng)上的激光打標(biāo)機(jī)，使用的主要是脈沖光纖激光器。連續(xù)光纖激光器和脈沖光纖激光器相比，光束質(zhì)量更優(yōu)，可實(shí)現(xiàn)更細(xì)的聚焦，從而可獲得更高的打標(biāo)精度，可以滿足集成電路、芯片等高精度打標(biāo)的要求，但是連續(xù)光纖激光器的峰值功率不高，阻礙了其應(yīng)用于激光打標(biāo)機(jī)。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型克服上述困難將連續(xù)光纖激光器應(yīng)用于激光打標(biāo)機(jī)，提供了一種結(jié)構(gòu)簡單、精度高、免維護(hù)的激光打標(biāo)機(jī)。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用下述技術(shù)方案一種激光打標(biāo)機(jī)，包括光纖激光器、調(diào)制電源、擴(kuò)束鏡、掃描振鏡系統(tǒng)、聚焦透鏡、工作臺(tái)和控制系統(tǒng)，所述光纖激光器發(fā)出的激光，經(jīng)擴(kuò)束鏡擴(kuò)束后，進(jìn)入掃描振鏡系統(tǒng)，再經(jīng)聚焦透鏡投射到工作臺(tái)，在控制系統(tǒng)的調(diào)控下對(duì)工件進(jìn)行打標(biāo)。所述光纖激光器是連續(xù)輸出的，輸出的激光被調(diào)制電源調(diào)制。所述光纖激光器是激光打標(biāo)機(jī)的核心，它采用多個(gè)小功率風(fēng)冷激光二極管作為泵浦源，通過多分枝耦合進(jìn)單根激光光纖，以摻稀土元素(Nd，Yb)的光纖作為激光介質(zhì)，以光纖光柵作為諧振腔。所述光纖激光器為輸出功率10W-20W的連續(xù)輸出光纖激光器。所述調(diào)制電源對(duì)光纖激光器進(jìn)行調(diào)制，調(diào)制頻率為1-5KHZ。所述擴(kuò)束鏡的擴(kuò)束倍數(shù)為5-10倍。所述振鏡掃描系統(tǒng)是由兩個(gè)互相垂直的全反射鏡、振鏡電機(jī)和振鏡控制板組成的。所述聚焦透鏡為F- 0透鏡，即平場(chǎng)聚焦透鏡，激光束通過它聚焦到工件表面。所述控制系統(tǒng)為計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)，核心部分是打標(biāo)控制軟件。本實(shí)用新型的有益效果是I、本實(shí)用新型采用連續(xù)光纖激光器，和目前使用的脈沖光纖激光器相比，連續(xù)光纖激光器光束質(zhì)量更優(yōu)，可實(shí)現(xiàn)更細(xì)的聚焦，從而獲得更高的打標(biāo)精度。但連續(xù)光纖激光器，峰值功率不高。本實(shí)用新型通過外置調(diào)制光源，將連續(xù)光纖激光器調(diào)制為頻率l-5KHz的可調(diào)的脈沖激光輸出，既保留了連續(xù)光纖激光器光束質(zhì)量好的優(yōu)點(diǎn)，又保證了足夠高的峰值功率。2、本實(shí)用新型光束質(zhì)量接近衍射極限，脈沖重復(fù)頻率高，輸出功率穩(wěn)定，單脈沖能量波動(dòng)小于I %，從而可實(shí)現(xiàn)高速、穩(wěn)定的激光打標(biāo)，還可精確控制光斑的大小、深度、形狀。3、本實(shí)用新型具有一般光纖激光打標(biāo)機(jī)的優(yōu)點(diǎn)效率高，電光轉(zhuǎn)換效率可達(dá)30%;適應(yīng)性好，可在高震動(dòng)、高濕度環(huán)境下連續(xù)工作；無水冷裝置，長時(shí)間免維護(hù)。

圖I是激光打標(biāo)機(jī)原理不意圖。圖中1.光纖激光器,2.調(diào)制電源，3.擴(kuò)束鏡，4.掃描振鏡系統(tǒng)，5.控制系統(tǒng)，
6.聚焦透鏡，7.工作臺(tái)。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說明。如圖I所示，本實(shí)用新型提供的激光打標(biāo)機(jī)由光纖激光器1，調(diào)制電源2，擴(kuò)束鏡3，掃描振鏡系統(tǒng)4，控制系統(tǒng)5，聚焦透鏡6和工作臺(tái)7組成，用連續(xù)光纖激光器作為光源，并對(duì)連續(xù)光纖激光器進(jìn)行調(diào)制。如圖I所示，經(jīng)過調(diào)制電源調(diào)制的光纖激光器，由連續(xù)輸出變?yōu)槊}沖輸出，脈沖光束經(jīng)擴(kuò)束鏡后，使光束得到擴(kuò)束和準(zhǔn)直，之后光束入射到由X軸和Y軸振鏡組成的掃描振鏡系統(tǒng)上。掃描振鏡在控制系統(tǒng)控制下產(chǎn)生快速擺動(dòng)，使激光束在X、Y兩維方向上進(jìn)行掃描。光束經(jīng)掃描振鏡系統(tǒng)后由平場(chǎng)聚焦鏡聚焦到打標(biāo)工件上。這樣，經(jīng)過連續(xù)不斷的這一過程，預(yù)先編排好的字符、圖形等標(biāo)記內(nèi)容就灼刻在工件表面上。將本實(shí)用新型的關(guān)鍵部件連續(xù)光纖激光器和調(diào)制電源安裝在廣州市瑞通激光科技有限公司的激光打標(biāo)機(jī)上，通過對(duì)手機(jī)芯片的標(biāo)記加工，最小線寬達(dá)到0.005_，大大優(yōu)于其它激光打標(biāo)機(jī)的精度，可以滿足手機(jī)芯片的標(biāo)記加工要求。將本實(shí)用新型的關(guān)鍵部件連續(xù)光纖激光器和調(diào)制電源安裝在華南師范大學(xué)激光加工中心研制的激光精密打標(biāo)機(jī)上，通過對(duì)手機(jī)用集成電路的標(biāo)記加工，最小線寬達(dá)到0. 006mm,大大優(yōu)于其它激光打標(biāo)機(jī)的精度，可以滿足手機(jī)用集成電路的標(biāo)記加工要求。上述實(shí)施例為本實(shí)用新型較佳的實(shí)施方式，但本實(shí)用新型的實(shí)施方式并不受上述是實(shí)施例的限制，其他的任何等效的替換方式，都包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求1、一種激光打標(biāo)機(jī),包括光纖激光器、擴(kuò)束鏡、掃描振鏡系統(tǒng)、聚焦透鏡、工作臺(tái)和控制系統(tǒng)，所述光纖激光器發(fā)出的激光，經(jīng)擴(kuò)束鏡擴(kuò)束后，進(jìn)入掃描振鏡系統(tǒng)，再經(jīng)聚焦透鏡投射到工作臺(tái)，在控制系統(tǒng)的調(diào)控下對(duì)工件進(jìn)行打標(biāo)，其特征是，激光打標(biāo)機(jī)還包括外置的調(diào)制電源，所述光纖激光器是連續(xù)輸出的，輸出的激光被調(diào)制電源調(diào)制。
2、根據(jù)權(quán)利要求I所述的激光打標(biāo)機(jī)，其特征是，所述光纖激光器采用多個(gè)小功率風(fēng)冷激光二極管作為泵浦源，通過多分枝耦合進(jìn)單根激光光纖，以光纖光柵作為諧振腔。
3、根據(jù)權(quán)利要求I所述的激光打標(biāo)機(jī)，其特征是，所述光纖激光器為輸出功率10W-20W的連續(xù)輸出光纖激光器。
4、根據(jù)權(quán)利要求I所述的激光打標(biāo)機(jī)，其特征是，所述調(diào)制電源對(duì)光纖激光器進(jìn)行調(diào)制，調(diào)制頻率為l-5KHz。
5、根據(jù)權(quán)利要求I所述的激光打標(biāo)機(jī)，其特征是，所述擴(kuò)束鏡的擴(kuò)束倍數(shù)為5-10倍。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種用于集成電路、芯片、電子元件等產(chǎn)品高精密打標(biāo)的激光打標(biāo)機(jī)，由光纖激光器、調(diào)制電源、擴(kuò)束鏡、掃描振鏡系統(tǒng)、控制系統(tǒng)、聚焦透鏡和工作臺(tái)組成。本實(shí)用新型采用連續(xù)光纖激光器作為光源，和脈沖光纖激光器相比，連續(xù)光纖激光器光束質(zhì)量更優(yōu),可實(shí)現(xiàn)更細(xì)的聚焦，從而獲得更高的打標(biāo)精度。同時(shí)采用外置調(diào)制電源的方式，將連續(xù)光纖激光器的輸出調(diào)制為頻率1-5KHz內(nèi)可調(diào)的脈沖激光輸出，既保留了連續(xù)光纖激光器光束質(zhì)量好的優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)又保證足夠高的峰值功率。本實(shí)用新型具有精度高、體積小、速度快、免維護(hù)等優(yōu)點(diǎn)，特別適用于精度要求較高的產(chǎn)品打標(biāo)。
文檔編號(hào)B41J2/435GK202498831SQ201120445448
公開日2012年10月24日 申請(qǐng)日期2011年11月11日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月11日
發(fā)明者廖健宏 申請(qǐng)人:廣州市宏安激光科技有限公司