一種多級(jí)調(diào)焦裝置及方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及激光直接成像技術(shù)領(lǐng)域，具體而言，涉及一種多級(jí)調(diào)焦裝置及方法。
【背景技術(shù)】
[0002]激光直接成像光刻技術(shù)綜合了高功率激光光纖耦合技術(shù)和以數(shù)字微鏡器件為基礎(chǔ)的圖像掃描技術(shù)，是一項(xiàng)先進(jìn)的激光動(dòng)態(tài)成像技術(shù)(Laser Dynamic Imaging，LDI)。LDI是直接利用CAM工作站輸出的數(shù)據(jù)，驅(qū)動(dòng)激光成像系統(tǒng)，以涂覆有光致抗蝕劑的印制電路板作為像面，將預(yù)設(shè)圖形轉(zhuǎn)移到像面上。
[0003]目前，激光成像系統(tǒng)的調(diào)焦裝置不能夠滿足市場(chǎng)上的板厚為0.025mm-5mm的印制電路板(Printed Circuit Board,PCB)產(chǎn)品。在加工不同板厚的PCB產(chǎn)品時(shí)需要加吸盤(pán)墊板以到達(dá)曝光焦面位置，存在著費(fèi)時(shí)費(fèi)力，耗費(fèi)大等問(wèn)題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于提供一種多級(jí)調(diào)焦裝置及方法，增大調(diào)焦范圍，并實(shí)現(xiàn)焦面位置先粗調(diào)后微調(diào)的多級(jí)調(diào)焦，以有效地改善上述問(wèn)題。
[0005]本發(fā)明是這樣實(shí)現(xiàn)的:
[0006]—種多級(jí)調(diào)焦裝置，應(yīng)用于激光成像系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括激光器，所述多級(jí)調(diào)焦裝置包括:楔形棱鏡組件、階梯棱鏡、第一動(dòng)力機(jī)構(gòu)及用于驅(qū)動(dòng)所述楔形棱鏡組件運(yùn)動(dòng)的第二動(dòng)力機(jī)構(gòu)，所述楔形棱鏡組件包括第一棱鏡組件和第二棱鏡組件；
[0007]所述第一動(dòng)力機(jī)構(gòu)用于驅(qū)動(dòng)所述階梯棱鏡移動(dòng)以改變所述激光器發(fā)出的激光光束在所述激光成像系統(tǒng)中的光程大小，以使所述激光光束的焦面位于第一預(yù)設(shè)位置；
[0008]所述第二動(dòng)力機(jī)構(gòu)用于驅(qū)動(dòng)所述第一棱鏡組件和第二棱鏡組件相對(duì)移動(dòng)，以改變所述激光光束在所述激光成像系統(tǒng)中的光程大小，以調(diào)節(jié)所述激光光束的焦面由所述第一預(yù)設(shè)位置變?yōu)榈诙A(yù)設(shè)位置，其中，所述第二預(yù)設(shè)位置與所述激光成像系統(tǒng)的像面重合。
[0009]優(yōu)選的，沿所述階梯棱鏡移動(dòng)方向，所述階梯棱鏡的多個(gè)階梯面的厚度遞增或遞減。
[0010]優(yōu)選的，所述階梯棱鏡的相鄰兩個(gè)階梯面的厚度梯度為常量。
[0011]優(yōu)選的，所述階梯棱鏡的每一個(gè)階梯面的寬度與所述激光光束的口徑相等。
[0012]優(yōu)選的，所述多級(jí)調(diào)焦裝置還包括第一支撐板和第二支撐板，所述第一支撐板位于所述第二支撐板上，所述楔形棱鏡組件、所述第一動(dòng)力機(jī)構(gòu)及所述第二動(dòng)力機(jī)構(gòu)均設(shè)置于所述第一支撐板上，所述階梯棱鏡設(shè)置于所述第二支撐板上，所述第一動(dòng)力機(jī)構(gòu)用于驅(qū)動(dòng)所述第二支撐板相對(duì)于所述第一支撐板平行移動(dòng)。
[0013]優(yōu)選的，包括電機(jī)和絲杠，所述第一支撐板上安裝有絲杠固定件和絲杠支撐件，所述絲杠的一端可轉(zhuǎn)動(dòng)地連接在所述絲杠固定件上，并與所述電機(jī)的轉(zhuǎn)軸連接，且所述絲杠的另一端與所述絲杠支撐件可轉(zhuǎn)動(dòng)連接，所述絲杠上套設(shè)有相互連接的絲杠螺母和第二支撐板連接塊，所述第二支撐板連接塊與所述第二支撐板連接。
[0014]優(yōu)選的，所述第一棱鏡組件為移動(dòng)楔形棱鏡，所述第二棱鏡組件為固定安裝在所述第二支撐板上的固定楔形棱鏡，所述移動(dòng)楔形棱鏡與所述第二動(dòng)力機(jī)構(gòu)連接，所述移動(dòng)楔形棱鏡的傾斜面與所述固定楔形棱鏡的傾斜面接觸，且所述移動(dòng)楔形棱鏡在所述第二動(dòng)力機(jī)構(gòu)的驅(qū)動(dòng)下相對(duì)于所述固定楔形棱鏡沿傾斜面方向滑動(dòng)。
[0015]優(yōu)選的，所述第二支撐板靠近所述第一支撐板的一面上設(shè)置有滑軌，所述滑軌的長(zhǎng)度方向與所述第二支撐板連接塊的運(yùn)動(dòng)方向一致。
[0016]優(yōu)選的，所述第二動(dòng)力機(jī)構(gòu)包括微動(dòng)平臺(tái)，所述微動(dòng)平臺(tái)與所述移動(dòng)楔形棱鏡連接，所述微動(dòng)平臺(tái)相對(duì)于所述第一支撐板傾斜安裝，且所述微動(dòng)平臺(tái)相對(duì)于所述第一支撐板的傾斜角度與所述移動(dòng)楔形棱鏡的楔形角及所述固定楔形棱鏡的楔形角均一致。
[0017]—種多級(jí)調(diào)焦方法，應(yīng)用于包括所述多級(jí)調(diào)焦裝置的激光成像系統(tǒng)，所述方法包括:
[0018]驅(qū)動(dòng)所述階梯棱鏡移動(dòng)以改變所述激光器發(fā)出的激光光束在所述激光成像系統(tǒng)中的光程大小，以使所述激光光束的焦面位于第一預(yù)設(shè)位置；
[0019]驅(qū)動(dòng)所述第一棱鏡組件和所述第二棱鏡組件相對(duì)移動(dòng)，以改變所述激光光束在所述激光成像系統(tǒng)中的光程大小，以調(diào)節(jié)所述激光光束的焦面由所述第一預(yù)設(shè)位置變?yōu)榈诙A(yù)設(shè)位置，其中，所述第二預(yù)設(shè)位置與所述激光成像系統(tǒng)的像面重合。
[0020]本發(fā)明通過(guò)改變激光光束透過(guò)的階梯棱鏡的厚度，有效地實(shí)現(xiàn)了激光成像系統(tǒng)的焦面位置的粗調(diào)，進(jìn)一步，再通過(guò)改變激光光束透過(guò)的楔形棱鏡組件的厚度，有效地實(shí)現(xiàn)了激光成像系統(tǒng)的焦面位置的微調(diào)，即實(shí)現(xiàn)了激光成像系統(tǒng)的多級(jí)聚焦。
[0021]與現(xiàn)有的激光成像的聚焦裝置相比，基于階梯棱鏡和楔形棱鏡組件的多級(jí)調(diào)焦裝置在保證焦面位置控制精度的基礎(chǔ)上，增大了調(diào)焦范圍，能夠根據(jù)所需要焦面位置進(jìn)行粗調(diào)和微調(diào)，適用于范圍更廣，有效地滿足了市場(chǎng)需求。此外，還具有設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)緊湊、能夠擴(kuò)展使用的優(yōu)點(diǎn)。
[0022]本發(fā)明的其他特征和優(yōu)點(diǎn)將在隨后的說(shuō)明書(shū)闡述，并且，部分地從說(shuō)明書(shū)中變得顯而易見(jiàn)，或者通過(guò)實(shí)施本發(fā)明實(shí)施例而了解。本發(fā)明的目的和其他優(yōu)點(diǎn)可通過(guò)在所寫(xiě)的說(shuō)明書(shū)、權(quán)利要求書(shū)、以及附圖中所特別指出的結(jié)構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)和獲得。
【附圖說(shuō)明】
[0023]為了更清楚地說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見(jiàn)地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。通過(guò)附圖所示，本發(fā)明的上述及其它目的、特征和優(yōu)勢(shì)將更加清晰。在全部附圖中相同的附圖標(biāo)記指示相同的部分。并未刻意按實(shí)際尺寸等比例縮放繪制附圖，重點(diǎn)在于示出本發(fā)明的主旨。
[0024]圖1示出了本發(fā)明實(shí)施例提供的一種多級(jí)調(diào)焦裝置的整體結(jié)構(gòu)示意圖；
[0025]圖2示出了本發(fā)明實(shí)施例提供的一種多級(jí)調(diào)焦裝置的調(diào)焦原理示意圖；
[0026]圖3示出了本發(fā)明實(shí)施例提供的一種多級(jí)調(diào)焦方法的方法流程圖。
[0027]其中，附圖標(biāo)記包括:
[0028]階梯棱鏡100 ;楔形棱鏡組件200 ;第一棱鏡組件210 ;第二棱鏡組件220 ；電機(jī)310 ;聯(lián)軸器320 ;絲杠固定件330 ;絲杠340 ;第二支撐板連接塊350 ;絲杠螺母360 ;絲杠支撐件370 ;第二動(dòng)力機(jī)構(gòu)400 ;第一支撐板500 ;第二支撐板600 ;鏡筒底部透鏡700。
【具體實(shí)施方式】
[0029]下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整的描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
[0030]激光動(dòng)態(tài)成像技術(shù)(Laser Dynamic Imaging，LDI)中的激光成像系統(tǒng)一般包括激光器、調(diào)焦裝置、像面及用于放置透鏡組件的鏡筒等。將LDI技術(shù)應(yīng)用于電路板的加工時(shí)，可以將涂覆有光致抗蝕劑的印制電路板作為像面，并通過(guò)所述調(diào)焦裝置使得激光器發(fā)出的激光光束的曝光焦面能夠位于不同板厚的涂覆有光致抗蝕劑的印制電路板表面。
[0031]目前，激光成像系統(tǒng)的調(diào)焦裝置只能達(dá)到一定的調(diào)焦量，不能滿足市場(chǎng)需求，在加工板厚為0.025mm-5mm的印制電路板產(chǎn)品時(shí)需要加吸盤(pán)墊板以到達(dá)曝光焦面位置，存在著費(fèi)時(shí)費(fèi)力，耗費(fèi)大等問(wèn)題。因此，本發(fā)明實(shí)施例提供了一種多級(jí)調(diào)焦裝置，可以應(yīng)用于激光成像系統(tǒng)中，以實(shí)現(xiàn)激光成像系統(tǒng)的多級(jí)調(diào)焦，有效地增大了激光成像系統(tǒng)的調(diào)焦范圍。
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