CN102785032B - 激光切割陶瓷电路基片工作台 - Google Patents

Abstract

本发明提出的一种激光切割陶瓷电路基片工作台，所述工作台是由固定座和活动连接移动台构成的上下两部份结构组合体，固定座圆柱筒体中空，底部端密封，筒体径向装有连接真空设备的真空接口气嘴（7），位于固定座（6）之上的活动连接移动台，是一个制有径向外缘环形盘，在轴向上形成圆锥凸台的锁紧环座（2）与同轴配合在该圆锥凸台圆锥面上的锁紧环（1），且在所述锁紧环座内腔锥孔面制有沿内壁锥面逐级放大的圆环台阶，支撑定位待切割钻孔陶瓷基片的金属丝网张紧在锁紧环座（2）中心孔环形端平面上，通过锁紧环与锁紧环座二者之间的锥度配合面完成夹持与张紧。本发明解决了激光切割钻孔陶瓷电路板经常出现难于清理得再凝结Al₂O₃陶瓷溶瘤的问题。

Description

激光切割陶瓷电路基片工作台

技术领域

本发明涉及一种用CO₂激光切割/钻孔Al₂O₃陶瓷电路板基片的工作台。

背景技术

目前应用激光切割加工Al₂O₃陶瓷电路基片切割的方式并不普遍，主要原因在于加工面的再凝结Al₂O₃陶瓷的污染不能很好地解决。虽然CO₂激光机把激光束从压缩气体喷嘴中引出，提高了气化Al₂O₃陶瓷的吹除效率，使切割面减少了积炭和积瘤发生，但如果吹除气流形成反射，再凝结Al₂O₃陶瓷污染不可避免，非常难清除。采用加工高度在20mm以上，且架空加工面可以解决问题，但瓷片零件极薄，如果没有物体支撑，零件在切割后随气流跌落产生缺角、裂纹等损伤，影响成品率。当支撑面的支撑点截面超过0.1mm时，吹除气流会形成反射，加工后表面将再会形成凝结Al₂O₃陶瓷溶瘤。即使不用支撑面，把零件架空，如果高度不够，再凝结Al₂O₃陶瓷溶瘤仍然不能有效消除，因此任何支撑面形成的气流反射都不可避免地产生切割边缘Al₂O₃陶瓷气体再凝结污染。

为了回避激光切割加工的上述缺陷，现有技术通常采用砂轮切割，并硬性地规定瓷片电路只能为矩形，这就限制了异型基片电路和金属化过孔陶瓷电路的应用。

发明内容

本发明针对上述现有技术存在的问题，提供一种简单方便，高效，加工质量稳定可靠，采用激光切割加工陶瓷基材板，加工表面不会形成凝结Al₂O₃陶瓷溶瘤的切割加工陶瓷电路基片钻孔工作台，以解决目前毫米波陶瓷电路基片在用CO₂激光切割钻孔Al₂O₃陶瓷电路板产生表面溶瘤污染的问题。

本发明的上述目的可以通过以下措施来达到：一种激光切割陶瓷电路基片工作台，包括一个可以通过周向密封在固定座6上的活动连接移动台，其特征在于，所述工作台是由固定座6和活动连接移动台构成的上下两部份结构组合体，固定座6圆柱筒体中空，底部端密封，筒体径向装有连接真空设备的真空接口气嘴7，位于固定座6之上的活动连接移动台，是一个制有径向外缘环形盘，在轴向上形成圆锥凸台的锁紧环座2与同轴配合在该圆锥凸台圆锥面上的锁紧环1，通过环形盘周向紧固螺栓固联在一起的组合，且在所述锁紧环座2内腔锥孔面制有沿内壁锥面逐级放大的圆环台阶，支撑定位待切割钻孔陶瓷基片的金属丝网张紧在锁紧环座2中心孔环形端平面上，通过锁紧环1与锁紧环座2二者之间的锥度配合面完成夹持与张紧。

本发明相比于现有技术具有如下有益效果：

本发明采用可组装夹具与易采购材料设计为上下两部份结构组合体，上部份为可移动的台面组合体，下部分为中空固定座，将工作台固定到设备台面，金属丝网通过锁紧环与锁紧环座二者之间的锥度配合面完成夹持与张紧,实现支撑面材料夹持和快速密封周边的可移动平台，确保了激光加工零件支撑固定、材料更换操作简单。工作台选用面上金属丝网，加工的微小零件有支撑面支撑，不易损坏，目数低丝径细，可有效减小气流的阻碍与反射，获得理想的陶瓷薄膜电路加工表面。可移动台面的锥面张紧和螺栓紧固结构方便了零件的安装和支撑面网的更换，固定座设计真空接头，最大限度减小了吹除气流的反射压力；可以实现基片的加工初期的低真空定位；低真空失效后可以用半粘性材料固定；并具有：

（1）简单方便，高效，加工质量稳定可靠，采用金属丝网作为待切割零件支撑面，材料易得，更换方便。相同丝径与目数的金属窗纱或筛网，成本仅为2元/次，价格便宜，夹持锁紧，更换方便。尺寸精度高，效果稳定，零件切割后附着在支撑面网上，不易跌落损坏。锁紧环锁紧接触面为2mm的锥面配合，可以始终保持锁紧，保证锁紧面是平面。靠锥度配合完成支撑面材料在二者之间夹持与张紧的锁紧环与锁紧环座，用螺栓螺母紧固锁紧环与锁紧环座实现较大的锁紧力量，可以实现分离与锁紧夹持瓷片支撑面，锁紧面采用锥度可以消除加工误差产生的间隙，使锁紧面后部尺寸扩大，形成空腔，便于金属丝网折弯变形皱褶的释放，排除长锥面压持因皱褶凸起而使部分支撑面松弛的可能。固定底座接真空装置，保证工作台面组对位与固定，周边可附加胶带密封。

（2）加工表面不会形成凝结Al₂O₃陶瓷溶瘤。锁紧环1与锁紧环座2凸台外侧锥面下部形成锥形台阶空腔，这种设计可提供台面中心孔窗纱由平面转变为锥面产生皱褶的释放空间，避免锁紧力压在皱褶上出现局部张紧失效。锁紧环座2内腔锥孔面制有沿内壁锥面逐级放大的圆环台阶，内侧孔壁加工成台阶形状后，可使冲到底部的反射气流发生折射，减小了反射气流冲击切割点使陶瓷气体再凝结对切割边缘的污染；同时对吹入气流进行及时排空，用真空泵排气，减小反射压力，保证最小吹除气流反射。采用丝径≤0.1mm，张紧力≥0.5Kg/cm²，目数为20目或10目的不锈钢窗纱或筛网制成的陶瓷支撑面，张紧后形成的褶皱小，节点处的最大投影面积只有0.1mm，，而且细丝圆形表面可最大限度地减小CO₂激光吹除气流的反射，气流反射很小，不会在切割边缘形成Al₂O₃陶瓷气体再凝污染，适合陶瓷切割边缘高平直要求的需要。

本发明解决了目前CO₂激光机切割钻孔Al₂O₃陶瓷电路板经常出现难于清理的再凝结Al₂O₃陶瓷溶瘤的问题。

本发明适用于CO₂激光机切割钻孔Al₂O₃陶瓷电路基片工艺。

附图说明

图1是本发明激光切割陶瓷电路基片工作台的半剖带局部视图的主视图。

图2是图1的俯视图。

图中：1锁紧环，2锁紧环座，3金属丝网，4压配螺母，5紧固螺栓，6固定座，7真空接口气嘴，8密封胶带。

具体实施方式

在图1、图2所示的实施例中，激光切割陶瓷电路基片工作台，包括一个可以通过周向密封在固定座6上的活动连接移动台。工作台为上下两部份组合结构，上部份为可移动的活动连接移动台组合台面，是实现支撑面材料金属丝网3夹持、张紧和快速密封周边的支撑体。下部分为中空固定座6，是固定活动连接移动台组合台面和将工作台固定到设备台面和安装真空管路接口的母体。

活动连接移动台是一个由制有径向外缘的环形盘，在轴向上形成圆锥凸台的锁紧环座2与同轴配合在圆锥凸台上的锁紧环1，通过环形盘周向紧固螺栓固联在一起的组合体。台面组合由锁紧环1和锁紧环座2组成，是夹持支撑金属丝网3作支撑面张紧的结构体。锁紧环1与锁紧环座2靠锥度配合完成支撑面材料在二者之间的夹持与张紧。锁紧环座由带环形盘的圆锥凸台构成，锥台面孔壁与锥面的最小厚度为3mm±0.5mm，孔径尺寸比陶瓷基片外接圆尺寸直径大1mm～2mm。锁紧环座2底面制有对称环布圆周的压配螺母孔，压配螺母4高度高出锁紧环座底面1mm～1.5mm，作为定位销落入对应设置在固定座6端面圆周上的定位沉孔内，使安装时与固定座6固定实现定位，使压配螺母在安装后在锁紧环座2底部形成4个1mm～1.5mm的圆柱台阶，与锁紧环座2底部压配螺母圆柱凸台组成销孔定位配合。锁紧座2内部空腔，腔内设有阻止气流直接上返的圆环形多级台阶。支撑定位待切割钻孔陶瓷基片的金属丝网张紧在锁紧环座2中心孔环形端平面上，通过锁紧环1与锁紧环座2二者之间的锥度配合面完成夹持与张紧。锁紧环1与锁紧环座2靠锥度配合完成支撑面材料，在二者之间的夹持与张紧。

组成活动连接移动台的锁紧环1由带锥孔平面圆环构成，锥孔面2mm长度以下是比丝径大2～3倍的扩大直径0.3mm锥孔台阶，这种设计一是金属丝网3张紧平面转变为锥面产生皱褶提供释放空间，以避免锥面锁紧力压金属丝网3，在皱褶上出现局部张紧失效。锁紧环1的锥面尺寸在下部放大，形成与锁紧环座2凸台外侧锥面配合长度为2mm的锥面台阶和0.3mm的空腔，用于释放钢丝网弯曲后形成皱褶。

金属丝网3优选丝径≤0.1mm，张紧力≥0.5Kg/cm²，间距1.25mm-2.5mm，目数为10~20目不锈钢丝网作为支撑面材料，张平压在锁紧环座2上端圆环平面上通过锁紧环1外缘环形盘周向紧固螺栓5紧固。丝网目数（每英寸长度所含孔数）≤20。沿锁紧环1和锁紧环座2的外形修剪多余丝网，可用张力计测试张紧力；钢丝网的张紧力大于1.1Kg/cm²时可用真空法吸住陶瓷片完成钻孔加工，切割加工需要胶带固定，周边可附加胶带密封8。

以上所述的仅是本发明的优选实施例。应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以作出若干变形和改进，比如，可以将活动连接移动台和固定座6制成一个整体结构，这些变更和改变应视为属于本发明的保护范围。 

Claims (5)

1.一种激光切割陶瓷电路基片工作台，包括一个可以通过周向密封在固定座（6）上的活动连接移动台，其特征在于，所述工作台是由固定座（6）和活动连接移动台构成的上下两部份结构组合体，固定座（6）圆柱筒体中空，底部端密封，筒体径向装有连接真空设备的真空接口气嘴（7），位于固定座（6）之上的活动连接移动台，是一个制有径向外缘环形盘，在轴向上形成圆锥凸台的锁紧环座（2）与同轴配合在该圆锥凸台圆锥面上的锁紧环（1），通过环形盘周向紧固螺栓固联在一起的组合，且在所述锁紧环座（2）内腔锥孔面制有沿内壁锥面逐级放大的圆环台阶，支撑定位待切割钻孔陶瓷基片的金属丝网张紧在锁紧环座（2）中心孔环形端平面上，通过锁紧环（1）与锁紧环座（2）二者之间的锥度配合面完成夹持与张紧。

2.根据权利要求1所述的激光切割陶瓷电路基片工作台，其特征在于，组成活动连接移动台的锁紧环（1）的锥面尺寸在下部放大，形成与锁紧环座（2）凸台外侧锥面配合长度为2mm的锥面台阶和0.3mm的空腔，用于释放钢丝网弯曲后形成皱褶。

3. 根据权利要求2所述的激光切割陶瓷电路基片工作台，其特征在于，锁紧环座（2）内腔锥孔面制成沿内壁锥面逐级放大的圆环台阶与固定座（6）筒体的真空接口气嘴（7），组成反射气流减弱消除系统。

4.根据权利要求3所述的激光切割陶瓷电路基片工作台， 其特征在于，锁紧环座（2）底面制有对称环布圆周的压配螺母孔，压配螺母（4）高度高出锁紧环座底面1mm～1.5mm，作为定位销落入对应设置在固定座（6）端面圆周上的定位沉孔内，使安装时与固定座（6）固定实现定位。

5.根据权利要求3所述的激光切割陶瓷电路基片工作台， 其特征在于，金属丝网（3）丝径≤0.1mm，张紧力≥0.5Kg/cm²，间距1.25mm-2.5mm，目数为10~20目不锈钢丝网支撑面材料，张平压在锁紧环座（2）上端圆环平面上通过锁紧环（1）外缘环形盘周向紧固螺栓（5）紧固。