[发明专利]一种复合焦点时空同步钻孔系统与方法

权利要求书

1.一种复合焦点时空同步钻孔系统，其特征在于，所述系统包括扫描运动钻孔激光器、扫描运动钻孔激光调制器、加热与清洗激光器、激光合束器、激光聚焦与焦点切换模块和待加工工件；

所述扫描运动钻孔激光器，用于发射第一扫描运动钻孔激光束；

所述扫描运动钻孔激光调制器，用于对所述发射的第一扫描运动钻孔激光束进行运动空间调制，并将调制后的第一扫描运动钻孔激光束入射所述激光合束器；

所述加热与清洗激光器，用于发射第一加热与清洗激光束，并将发射的第一加热与清洗激光束入射所述激光合束器；

所述激光合束器，用于对所述入射的第一扫描运动钻孔激光束及第一加热和清洗激光束进行合束，分别输出第二扫描运动钻孔激光束及第二加热和清洗激光束，其中，所述第二扫描运动钻孔激光束的光轴空间运动轨迹对称轴线与所述第二加热和清洗激光束光轴空间同轴或近轴，所述近轴指所述第二扫描运动钻孔激光束的光轴空间运动轨迹对称轴线与所述第二加热和清洗激光束光轴空间角度小于10°；

所述激光聚焦与焦点切换模块，用于对从所述激光合束器输出的第二扫描运动钻孔激光束和第二加热与清洗激光束进行聚焦，获得所述复合聚焦焦点，并控制所述复合聚焦焦点在待加工工件的不同加工孔位之间进行切换，以使所述复合聚焦焦点对待加工工件的不同孔位进行激光钻孔加工与激光清洗；

其中，所述复合聚焦焦点包括与所述第二扫描运动钻孔激光束对应的第一激光聚焦光斑和与所述第二加热与清洗激光束对应的第二激光聚焦光斑，所述第一激光聚焦光斑尺寸小于300微米，所述第二激光聚焦光斑直径小于1毫米，所述第一激光聚焦光斑运动轮廓位于所述第二激光聚焦光斑范围内；所述第一激光聚焦光斑对待加工工件进行扫描钻孔，所述第二激光聚焦光斑在所述第一激光聚焦光斑出光前或出光时对扫描钻孔区域进行时空同步激光预处理，或者，在所述第一激光聚焦光斑出光时或关光后对扫描钻孔区域进行时空同步激光照射清洗。

2.如权利要求1所述的复合焦点时空同步钻孔系统，其特征在于，所述激光聚焦与焦点切换模块为振镜扫描聚焦单元或平台移动静态聚焦单元；

所述振镜扫描聚焦单元包括扫描平场聚焦镜和扫描振镜；所述扫描平场聚焦镜对从所述激光合束器输出的第二扫描运动钻孔激光束和第二加热与清洗激光束进行聚焦，获得复合聚焦焦点；所述扫描振镜用于控制所述复合聚焦焦点在待加工工件的不同加工孔位之间的高速切换；

或者，所述振镜扫描聚焦单元包括扫描平场聚焦镜和扫描振镜和二维运动平台；所述扫描平场聚焦镜对从所述激光合束器输出的第二扫描运动钻孔激光束和第二加热与清洗激光束进行聚焦，获得复合聚焦焦点；所述扫描振镜用于控制所述复合聚焦焦点在待加工工件的不同加工孔位之间的高速切换；所述二维运动平台用于承载待加工工件以及加工区域的切换；

所述平台移动静态聚焦单元包括静态聚焦镜和线性移动平台，所述静态聚焦镜用于对从所述激光合束器输出的第二扫描运动钻孔激光束和第二加热与清洗激光束进行聚焦，获得复合聚焦焦点；所述线性移动平台用于控制所述复合聚焦焦点在待加工工件的不同加工孔位之间的切换。

3.如权利要求1所述的复合焦点时空同步钻孔系统，其特征在于，所述扫描运动钻孔激光调制器为声光偏转器或电光偏转器或压电陶瓷驱动反射镜或电流计驱动反射镜或电主轴电机驱动旋转折射光学元件或其中任意两者或多者的组合。

4.如权利要求1所述的复合焦点时空同步钻孔系统，其特征在于，所述激光合束器为偏振合束器。

5.如权利要求1所述的复合焦点时空同步钻孔系统，其特征在于，所述待加工工件为电路板基材或者硅片或者陶瓷片，所述电路板基材包括印刷电路板基材和低温共烧陶瓷。