本發(fā)明屬于溫度控制，具體涉及的是一種基于pid控制與雙核tec集成的高精密光學(xué)鏡頭光束吸收器快速溫控裝置及溫控方法。

背景技術(shù)：

1、ldi曝光機是一種使用激光直接成像（ldi）技術(shù)的曝光設(shè)備。光束吸收器是激光直接成像系統(tǒng)（ldi）光學(xué)系統(tǒng)的一部分，通常由高吸收性的材料制成。曝光機在處于非工作狀態(tài)時，激光束會被引導(dǎo)至吸收器中，用來吸收和散熱激光能量，將激光能量轉(zhuǎn)化為熱能，并通過散熱結(jié)構(gòu)將熱量釋放。

2、現(xiàn)有曝光機中吸收器的制冷一般使用水冷進行散熱。

3、技術(shù)問題：傳統(tǒng)水冷的散熱方式中，可以設(shè)定降溫的目標參數(shù)很精確，但是，散熱的效率太慢，無法在短時間內(nèi)將光束吸收器的溫度控制在理想范圍。如果光束吸收器溫度過高時會引起結(jié)構(gòu)熱變形，導(dǎo)致曝光過程中的不均勻性或失真，從而影響到印刷電路板的質(zhì)量和精度。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明要解決的技術(shù)問題：如何開發(fā)出一種基于pid控制與tec集成的高精密光學(xué)鏡頭光束吸收器快速溫控裝置，以滿足光束吸收器在工作時的溫控需求，提高設(shè)備的曝光質(zhì)量。

2、本發(fā)明的技術(shù)方案具體為：

3、一種高精密光學(xué)鏡頭光束吸收器快速溫控裝置，包括至少一個制冷模組，制冷模組包括l型的水冷頭，水冷頭內(nèi)部的空腔為儲水室，水冷頭設(shè)有進出水口，進出水口均通過水管連接水冷機，水冷頭的內(nèi)壁上固定l型的金屬導(dǎo)冷板；

4、水冷頭與金屬導(dǎo)冷板之間設(shè)有半導(dǎo)體制冷片，半導(dǎo)體制冷片的冷端接觸金屬導(dǎo)冷板，半導(dǎo)體制冷片的熱端接觸水冷頭；水冷頭上設(shè)有溫度傳感器，溫度傳感器通過數(shù)據(jù)線連接控制箱，控制箱通過電源線連接溫度傳感器、半導(dǎo)體制冷片，實現(xiàn)對二者的供電。

5、水冷頭與金屬導(dǎo)冷板之間設(shè)有隔熱層，隔熱層可以用保溫棉等。

6、控制箱設(shè)有與電源線、數(shù)據(jù)線連接的模組供電及溫傳接口，其設(shè)有與外界電源連接的主電源接口，設(shè)有與外界通訊的通訊接口。

7、半導(dǎo)體制冷片為兩個，水冷頭的一個側(cè)面上設(shè)有一個半導(dǎo)體制冷片。

8、金屬導(dǎo)冷板的工作面設(shè)有柔性導(dǎo)熱材料。

9、金屬導(dǎo)冷板與半導(dǎo)體制冷片的冷端之間、水冷頭與半導(dǎo)體制冷片的熱端之間均勻涂抹導(dǎo)熱材料。

10、制冷模組設(shè)有兩個，其兩個水冷頭的內(nèi)側(cè)、面對面設(shè)置。

11、一種溫控方法，使用上述高精密光學(xué)鏡頭光束吸收器快速溫控裝置，包括第一階段與第二階段：

12、第一階段：也是準備階段，包括：

13、s11、安置好光束吸收器，將金屬導(dǎo)冷板貼在光束吸收器的一個楞處，使溫度傳感器的探頭接觸光束吸收器的外表面；

14、s12、金屬導(dǎo)冷板的溫度逐漸接近觸光束吸收器的溫度；

15、s13、將控制目標溫度t℃輸入給水冷機，水冷機不斷輸入t℃的冷水，該冷水不斷進入水冷頭、再回到水冷機，如此循環(huán)，使水冷頭的溫度保持為t℃；

16、第二階段：也是降溫階段，包括：

17、開始關(guān)閉激光成像系統(tǒng)時，光束將引入光束吸收器中，溫度傳感器開始采集光束吸收器的溫度數(shù)據(jù)傳輸?shù)娇刂葡涞目刂颇K；控制模塊接收到溫度信息，開始啟動分析判斷，當系統(tǒng)判定采集溫度與設(shè)置目標溫度t℃不一致；控制模塊開始進行降溫；降溫一個周期后，系統(tǒng)判定新的采集溫度與設(shè)置目標溫度t℃是否一致，如果“y”，結(jié)束，如果“n”，繼續(xù)降溫；

18、降溫具體為：控制箱控制半導(dǎo)體制冷片得電，導(dǎo)體制冷片開始工作，半導(dǎo)體制冷片的冷端吸收金屬導(dǎo)冷板的熱量，金屬導(dǎo)冷板與光束吸收器的溫度降低；半導(dǎo)體制冷片的熱端輸入熱量給水冷頭，水冷頭的溫度升高；同時，水冷機不斷輸入t℃的冷水，使水冷頭的溫度逐漸變?yōu)閠℃。

19、上述步驟?s11中，制冷模組為兩個時，兩個水冷頭位于光束吸收器對向的兩個楞上。

20、相對于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明的技術(shù)效果為，本發(fā)明的基于光束吸收器的外部結(jié)構(gòu)設(shè)計l型制冷模組進行精準溫控，實現(xiàn)雙核tec快速制冷，tec能夠完全貼合光束吸收器外側(cè)，因此能夠更精確地控制局部或整體的溫度，避免溫度梯度過大或者溫度波動，可以滿足光束吸收器在工作時的溫控需求，提高設(shè)備的曝光質(zhì)量。

技術(shù)特征：

1.一種高精密光學(xué)鏡頭光束吸收器快速溫控裝置，包括至少一個制冷模組（20），其特征在于：

2.如權(quán)利要求1所述的高精密光學(xué)鏡頭光束吸收器快速溫控裝置，其特征在于：水冷頭（21）與金屬導(dǎo)冷板（24）之間設(shè)有隔熱層（25），隔熱層（25）可以用保溫棉等。

3.如權(quán)利要求2所述的高精密光學(xué)鏡頭光束吸收器快速溫控裝置，其特征在于：控制箱（30）設(shè)有與電源線（32）、數(shù)據(jù)線（31）連接的模組供電及溫傳接口（33），其設(shè)有與外界電源連接的主電源接口（34），設(shè)有與外界通訊的（485）通訊接口（35）。

4.如權(quán)利要求3所述的高精密光學(xué)鏡頭光束吸收器快速溫控裝置，其特征在于：半導(dǎo)體制冷片為兩個，水冷頭（21）的一個側(cè)面上設(shè)有一個半導(dǎo)體制冷片。

5.如權(quán)利要求4所述的高精密光學(xué)鏡頭光束吸收器快速溫控裝置，其特征在于：金屬導(dǎo)冷板（24）的工作面設(shè)有柔性導(dǎo)熱材料。

6.如權(quán)利要求5所述的高精密光學(xué)鏡頭光束吸收器快速溫控裝置，其特征在于：金屬導(dǎo)冷板（24）與半導(dǎo)體制冷片的冷端之間、水冷頭（21）與半導(dǎo)體制冷片的熱端（26）之間均勻涂抹導(dǎo)熱材料。

7.如權(quán)利要求6所述的高精密光學(xué)鏡頭光束吸收器快速溫控裝置，其特征在于：制冷模組（20）設(shè)有兩個，其兩個水冷頭（21）的內(nèi)側(cè)、面對面設(shè)置。

8.一種溫控方法，其特征在于：使用如權(quán)利要求1所述的高精密光學(xué)鏡頭光束吸收器快速溫控裝置，包括第一階段與第二階段：

9.如權(quán)利要求9所述的溫控方法，其特征在于：上述步驟?s11中，制冷模組（20）為兩個時，兩個水冷頭（21）位于光束吸收器（90）對向的兩個楞上。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明屬于溫度控制技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及的是一種基于PID控制與雙核TEC集成的高精密光學(xué)鏡頭光束吸收器快速溫控裝置及溫控方法。一種高精密光學(xué)鏡頭光束吸收器快速溫控裝置，包括至少一個制冷模組，制冷模組包括L型的水冷頭，水冷頭內(nèi)部的空腔為儲水室，水冷頭設(shè)有進出水口，進出水口均通過水管連接水冷機，水冷頭的內(nèi)壁上固定L型的金屬導(dǎo)冷板。相對于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明的技術(shù)效果為，本發(fā)明的基于光束吸收器的外部結(jié)構(gòu)設(shè)計L型制冷模組進行精準溫控，提高設(shè)備的曝光質(zhì)量。

技術(shù)研發(fā)人員：趙曉剛,張景雙,龔傲然,張學(xué)旗,趙華東,郭慧然
受保護的技術(shù)使用者：鄭州鄭大智能科技股份有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/5/15