一种光学系统的制作方法

专利检索2025-12-24  9


本技术涉及激光加工,特别涉及一种光学系统。


背景技术:

1、随着mini/micro led产品的大规模实现量产,mini/micro led的良率问题也受到越来越多的关注。由于mini/micro led芯片很小,制作难点较多,对设备的精度提出了更高的要求。传统固晶设备的抓取和贴片精度很难保证最佳的固晶效果(除非降低贴片速度),传统的回焊炉方式也增加了生产过程中的不良。

2、为保证最终成品的质量,需对回炉固化后的mini/micro led进行返修,来剔除和替换焊接不良或芯片不良的元件,现有技术一般通过光学系统来完成这个过程,即在对不合格的mini/micro led显示屏进行检修时,通过激光将芯片上的焊点进行加热,待芯片能够被取下后,更换新的芯片来保证mini/micro led显示屏的正常使用。一般而言,面对不同的mini/micro led显示屏,其可能具有不同尺寸大小的芯片,进而也导致了这些芯片上的焊点的大小不同,而为了对这些芯片上的焊点具有较好的加工效果,需要对这些焊点进行激光加工的光斑的大小与之相适配,然而,现有的光学系统,其用于进行激光加工的光斑,大小是固定、不可调节的,因而,无法同时满足这些不同尺寸大小的芯片的激光加工需要。


技术实现思路

1、本技术实施例提供一种光学系统,旨在解决现有光学系统无法同时满足这些不同尺寸大小的芯片的激光加工需要的技术问题。

2、为此,本技术实施例提供一种光学系统,包括激光光源组件、透镜组件、具有透光孔的可变光阑模组以及物镜,其中,

3、激光光源组件,用于提供初始激光束;

4、透镜组件,位于所述初始激光束的光路中,用于对所述初始激光束进行光学处理,得到完全投影进所述透光孔的第一光束;

5、可变光阑模组,用于通过调整所述透光孔的大小来调整所述第一光束的大小,得到预设尺寸的第二光束;

6、物镜,位于所述第二光束的光路中,用于对所述第二光束进行聚焦处理,得到目标尺寸的激光光斑。

7、可选地,在一些实施例中,所述可变光阑模组包括位于所述第一光束的光路中的第一可变光阑,所述第一可变光阑包括具有所述透光孔的第一光阑、两第一挡板以及第一调节机构,所述两第一挡板活动设置在所述第一光阑远离所述透镜组件的一侧,且所述两第一挡板在第一方向呈相对设置,并在所述第一调节机构的驱动下,在所述第一方向进行相向或反向运动,以在所述第一方向活动遮挡所述透光孔,进而实现所述透光孔在所述第一方向的大小可调。

8、可选地,在一些实施例中,所述第一光阑的第二端的外径大于所述第一光阑的第一端的外径,以在两者连接处形成第一环形台阶面;

9、所述第一环形台阶面上开设有两第一弧形槽,所述两第一弧形槽呈中心对称设置,且每个所述第一弧形槽的第一端与第二端分别位于不同尺寸的圆周上;

10、所述第一调节机构包括第一齿轮、第一齿条、两第一挡板传动件以及驱动所述第一齿条沿第二方向来回移动的第一旋钮调节件,所述第一齿轮套设固定在所述第一光阑的第一端上,且所述第一齿轮与所述第一齿条啮合连接,以通过所述第一齿条在所述第一旋钮调节件的驱动下沿所述第二方向来回移动,来带动所述第一齿轮转动,所述第二方向与所述第一方向相互垂直设置;

11、每个所述第一挡板传动件的一侧固定在一所述第一挡板上,每个所述第一挡板传动件的另一侧凸设有第一柱体,且所述第一柱体卡设在一所述第一弧形槽中,以在所述第一齿轮的转动带动所述第一光阑转动时,通过每个所述第一弧形槽限位带动对应的所述第一柱体沿所述第一方向移动,进而实现所述两第一挡板在所述第一方向进行相向或反向运动。

12、可选地,在一些实施例中,所述第一可变光阑还包括第一盖板,所述第一盖板安设在所述第一光阑邻近所述透镜组件的一侧,且所述第一盖板远离所述第一光阑的一侧凸设有第一凸起部,所述第一盖板还开设有沿所述第二方向延伸设置的第一限位孔;

13、所述第一齿条凸设有第一限位柱,所述第一限位柱远离所述第一齿条的一端穿过所述第一限位孔,并与所述第一凸起部在所述第二方向进行弹性连接。

14、可选地,在一些实施例中,所述可变光阑模组还包括位于所述第一光束的光路中的第二可变光阑,所述第二可变光阑包括具有所述透光孔的第二光阑、两第二挡板以及第二调节机构,所述两第二挡板活动设置在所述第二光阑远离所述透镜组件的一侧,且所述两第二挡板在第二方向呈相对设置,并在所述第二调节机构的驱动下,在所述第二方向进行相向或反向运动,以在所述第二方向活动遮挡所述透光孔,进而实现所述透光孔在所述第二方向的大小可调,所述第二方向与所述第一方向相互垂直设置。

15、可选地,在一些实施例中,所述第二光阑的第二端的外径大于所述第二光阑的第一端的外径,以在两者连接处形成第二环形台阶面;

16、所述第二环形台阶面上开设有两第二弧形槽,所述两第二弧形槽呈中心对称设置,且每个所述第二弧形槽的第一端与第二端分别位于不同尺寸的圆周上;

17、所述第二调节机构包括第二齿轮、第二齿条、两第二挡板传动件以及驱动所述第二齿条沿所述第二方向来回移动的第二旋钮调节件,所述第二齿轮套设固定在所述第二光阑的第一端上,且所述第二齿轮与所述第二齿条啮合连接,以通过所述第二齿条在所述第二旋钮调节件的驱动下沿所述第二方向来回移动,来带动所述第二齿轮转动;

18、每个所述第二挡板传动件的一侧固定在一所述第二挡板上,每个所述第二挡板传动件的另一侧凸设有第二柱体,且所述第二柱体卡设在一所述第二弧形槽中,以在所述第二齿轮的转动带动所述第二光阑转动时,通过每个所述第二弧形槽限位带动对应的所述第二柱体沿所述第二方向移动,进而实现所述两第二挡板在所述第二方向进行相向或反向运动。

19、可选地,在一些实施例中,所述第二可变光阑还包括第二盖板,所述第二盖板安设在所述第二光阑邻近所述透镜组件的一侧,且所述第二盖板远离所述第二光阑的一侧凸设有第二凸起部,所述第二盖板还开设有沿所述第二方向延伸设置的第二限位孔;

20、所述第二齿条凸设有第二限位柱,所述第二限位柱远离所述第二齿条的一端穿过所述第二限位孔,并与所述第二凸起部在所述第二方向进行弹性连接。

21、可选地,在一些实施例中,还包括第一反射镜和第一二向色镜,其中,

22、所述第一反射镜,呈45度角倾斜设置在所述第二光束的光路中,用于使得所述第二光束的光路发生90度改变;

23、所述第一二向色镜,呈45度角倾斜设置在所述第二光束发生所述90度改变后的光路中,用于使得所述第二光束的光路再次发生90度改变;

24、所述物镜,设置在所述第二光束再次发生所述90度改变后的光路中,并对所述第二光束进行聚焦处理,以得到具有第二预设大小的激光光斑。

25、可选地,在一些实施例中,还包括红外测温组件或机器视觉组件,其中,

26、所述第一二向色镜,还用于透射所述物镜所在一侧的高温红外光和可见光;

27、所述红外测温组件或所述机器视觉组件,位于所述第一二向色镜在所述第一方向远离所述物镜的一侧,用于接收所述高温红外光进行温度监测,或接收所述可见光进行视觉监控。

28、可选地,在一些实施例中,还包括第二反射镜、第二二向色镜、红外测温组件以及机器视觉组件,其中,

29、所述第一二向色镜,还用于透射所述物镜所在一侧的高温红外光和可见光;

30、所述第二二向色镜,呈45度倾斜设置在所述第一二向色镜远离所述物镜的一侧,用于透射所述高温红外光,并使得所述可见光的光路发生90度改变;

31、所述第二反射镜,呈45度倾斜设置在所述可见光发生所述90度改变后的光路中,用于使得所述可见光的光路再次发生90度改变;

32、所述红外测温组件,设置在所述第二二向色镜远离所述第一二向色镜的一侧,用于接收所述高温红外光进行温度监测;

33、所述机器视觉组件,位于所述可见光再次发生所述90度改变后光路中,用于接收所述可见光进行视觉监控。

34、本技术技术方案提供的光学系统,其主要由激光光源组件、透镜组件、具有透光孔的可变光阑模组以及物镜组成,通过可变光阑模组的设置,可使得透镜组件出来的第一光束,在可变光阑模组的透光孔的大小调整下,形成预设尺寸的第二光束,进而使得物镜对该第二光束进行聚焦处理时,可针对不同的预设尺寸的第二光束,最终形成不同的目标尺寸的激光光斑。如此,本技术实施例提供的该光学系统,其可根据实际需要进行激光加工的芯片的焊点大小,任意调整其激光光斑的目标尺寸的大小,以对这些焊点具有较好的激光加工效果,进而,本光学系统可同时满足这些不同尺寸大小的芯片的激光加工需要的技术问题。


技术特征:

1.一种光学系统,其特征在于,包括激光光源组件、透镜组件、具有透光孔的可变光阑模组以及物镜,其中,

2.如权利要求1所述的光学系统,其特征在于,所述可变光阑模组包括位于所述第一光束的光路中的第一可变光阑,所述第一可变光阑包括具有所述透光孔的第一光阑、两第一挡板以及第一调节机构,所述两第一挡板活动设置在所述第一光阑远离所述透镜组件的一侧,且所述两第一挡板在第一方向呈相对设置,并在所述第一调节机构的驱动下,在所述第一方向进行相向或反向运动,以在所述第一方向活动遮挡所述透光孔,进而实现所述透光孔在所述第一方向的大小可调。

3.如权利要求2所述的光学系统,其特征在于,所述第一光阑的第二端的外径大于所述第一光阑的第一端的外径,以在两者连接处形成第一环形台阶面;

4.如权利要求3所述的光学系统,其特征在于,所述第一可变光阑还包括第一盖板,所述第一盖板安设在所述第一光阑邻近所述透镜组件的一侧,且所述第一盖板远离所述第一光阑的一侧凸设有第一凸起部,所述第一盖板还开设有沿所述第二方向延伸设置的第一限位孔;

5.如权利要求2所述的光学系统,其特征在于,所述可变光阑模组还包括位于所述第一光束的光路中的第二可变光阑,所述第二可变光阑包括具有所述透光孔的第二光阑、两第二挡板以及第二调节机构,所述两第二挡板活动设置在所述第二光阑远离所述透镜组件的一侧,且所述两第二挡板在第二方向呈相对设置,并在所述第二调节机构的驱动下,在所述第二方向进行相向或反向运动,以在所述第二方向活动遮挡所述透光孔,进而实现所述透光孔在所述第二方向的大小可调,所述第二方向与所述第一方向相互垂直设置。

6.如权利要求5所述的光学系统,其特征在于,所述第二光阑的第二端的外径大于所述第二光阑的第一端的外径,以在两者连接处形成第二环形台阶面;

7.如权利要求6所述的光学系统,其特征在于,所述第二可变光阑还包括第二盖板,所述第二盖板安设在所述第二光阑邻近所述透镜组件的一侧,且所述第二盖板远离所述第二光阑的一侧凸设有第二凸起部,所述第二盖板还开设有沿所述第二方向延伸设置的第二限位孔;

8.如权利要求2-7任一项所述的光学系统,其特征在于,还包括第一反射镜和第一二向色镜,其中,

9.如权利要求8所述的光学系统,其特征在于,还包括红外测温组件或机器视觉组件,其中,

10.如权利要求8所述的光学系统,其特征在于,还包括第二反射镜、第二二向色镜、红外测温组件以及机器视觉组件,其中,


技术总结
本申请公开一种光学系统,该光学系统包括激光光源组件、透镜组件、具有透光孔的可变光阑模组以及物镜,其中,激光光源组件,用于提供初始激光束;透镜组件,位于初始激光束的光路中,用于对初始激光束进行光学处理,以得到完全投影进透光孔的第一光束;可变光阑模组,用于通过调整透光孔的大小来调整第一光束的大小,得到预设尺寸的第二光束;物镜,位于第二光束的光路中,用于对第二光束进行聚焦处理,得到目标尺寸的激光光斑。本技术方案,其可同时满足这些不同尺寸大小的芯片的激光加工需要的技术问题。

技术研发人员:孟宥濂
受保护的技术使用者:骋电电子科技(深圳)有限公司
技术研发日:20231106
技术公布日:2024/5/29
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