一种变线宽激光振镜扫描快速刻蚀方法

摘要

本发明公开了一种变线宽激光振镜扫描快速刻蚀方法，本发明利用激光束离焦后功率密度梯度变小光斑变大的原理以及高速振镜扫描误差精确矫正方法，通过设置不同的在焦和离焦激光加工距离及对应功率参数和激光振镜扫描参数来控制激光光斑大小，对图形填充区采用离焦后的大光斑光栅扫描填充，然后对图形轮廓进行矢量扫描勾勒。本发明针对不同的工作距离预先进行振镜扫描误差矫正，生成高精度振镜扫描定位表，确保在不同激光加工距离获得同等高精度的振镜扫描定位效果。本发明能实现不同粗细线宽图形的快速精密刻蚀，兼顾了刻蚀精度和加工速度，可广泛应用于平面刻蚀系统和三维激光刻蚀系统，提高装备的加工效率。

主权项

一种变线宽激光振镜扫描快速刻蚀方法，其特征在于，该方法利用激光束离焦后功率密度梯度变小光斑变大的原理以及高速振镜扫描误差精确矫正方法，对图形填充区采用离焦后的大光斑光栅扫描填充，然后对图形轮廓进行矢量扫描勾勒，该方法具体包括下述步骤：(1)将要刻蚀的图案制作成图形文件，并设置图形的激光刻蚀线宽，确定其对应的激光加工距离及其激光功率和振镜扫描参数；(2)将待加工工件放置在激光刻蚀的工作平台上并定位；(3)通过控制系统移动激光加工头与工件表面相对距离到某一激光刻蚀线宽对应的激光加工距离处，调用该激光加工距离对应的激光功率和振镜扫描参数以及振镜扫描定位表，精确控制振镜按照图形文件确定的刻蚀路径进行激光扫描，线条图形直接采用矢量扫描，填充图形的刻蚀路径采用光栅扫描图形填充区；(4)通过控制系统调整激光加工头到下一激光刻蚀线宽对应的激光加工距离处，利用对应线宽的振镜扫描参数和激光功率参数，以及该激光加工距离处的振镜扫描定位表，对该激光加工距离处的所有加工图形进行扫描刻蚀；刻蚀过程中通过设置不同的在焦和离焦激光加工距离及对应功率参数和激光振镜扫描参数来控制激光光斑大小，通过理论计算和实验测试对离焦后大尺寸激光光斑总功率进行补偿，以保证离焦大光斑的激光能量密度满足材料刻蚀阈值；(5)重复步骤(4)直至所有图形全部加工完毕。