CN103252587A - 玻璃表面盲孔加工方法 - Google Patents
玻璃表面盲孔加工方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN103252587A CN103252587A CN2013101536384A CN201310153638A CN103252587A CN 103252587 A CN103252587 A CN 103252587A CN 2013101536384 A CN2013101536384 A CN 2013101536384A CN 201310153638 A CN201310153638 A CN 201310153638A CN 103252587 A CN103252587 A CN 103252587A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- glass
- blind hole
- processed
- laser
- soda
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Abstract
玻璃表面盲孔加工方法属于激光加工领域。由于玻璃的硬脆特性,长期以来,在玻璃上加工表面光洁度高的盲孔,一直是一个难题,而高光洁度、低粗糙度是光学元件的基本要求。本发明包括以下步骤:将厚度小于1.5mm的钠钙玻璃放置于待加工玻璃上方,排除钠钙玻璃与待加工玻璃之间的空气;利用波长为10.6μm的CO2激光离焦20mm辐照上层玻璃,辐照时间10~15s,功率25~45W;辐照完成后5秒内将上层玻璃去除,完成加工盲孔底面粗糙度与原玻璃表面相近,盲孔周围无微裂纹存在。
Description
技术领域
本发明涉及一种利用激光在玻璃板表面加工球面盲孔的方法。
背景技术
玻璃在工业生产和日常生活中应用非常广泛。由于玻璃的硬脆特性,长期以来,在玻璃上加工表面光洁度高的盲孔,一直是一个难题,而高光洁度、低粗糙度是光学元件的基本要求。盲孔加工是制备微凹透镜阵列的技术前提,同时,盲孔在微流道方面应用极为广泛,一个质量优越的盲孔,对于微流道的质量来说至关重要。利用飞秒、皮秒激光等可以在玻璃上加工微纳米尺度的盲孔,但是在加工大尺寸盲孔方面,利用飞秒和皮秒效率低,而且很难形成球面,同时飞秒和皮秒激光器难以维护,价格昂贵。如果利用CO2激光在玻璃表面直接加工,则会产生难以控制的裂纹,影响加工质量。
发明内容
针对以上内容,有必要提出一种效率高、成本低、效果好的玻璃盲孔加工方法。
玻璃表面盲孔加工方法,其特征在于,包括以下步骤:
(1)将厚度小于1.5mm的钠钙玻璃放置于待加工玻璃上方,排除钠钙玻璃与待加工玻璃之间的空气;
(2)利用波长为10.6μm的CO2激光离焦20mm辐照上层玻璃,辐照时间10~15s,功率25~45W;
(3)辐照完成后5秒内将上层玻璃去除,完成加工。
将薄钠钙玻璃放置于待加工玻璃上表面,具体可以通过两块玻璃之间摩擦排除之间空气,使其紧密粘接。
本发明可以在玻璃上进行球面盲孔加工,本发明中,盲孔加工所使用的装置包括激光控制系统、激光器、工作台。
本发明的工作原理是:当激光辐照上层玻璃时,玻璃受热形变,在辐照光斑范围附近呈现中间厚四周薄的近似凸透镜的形状,这个形状对离焦激光产生了自聚焦作用,再次经过聚焦的激光作用于下层待加工玻璃材料上,对材料进行辐照升温,使其在被辐照的局部升温到流动性比较强的软化状态。辐照接收后,在其冷却到软化点温度之前,将上层玻璃去掉,下层软化的材料也将随之去除,完成球面盲孔的加工。过程中,上层玻璃除激光辐照区域外,周围部分也有一定温升,因为其厚度比较小,所以热量可以传达到下面的待加工玻璃材料上,相当于对待加工材料进行了预热,使得热应力场梯度削弱,避免盲孔周围部分破裂。
本发明可实现在玻璃基板上加工球面盲孔,表面粗糙度与原始玻璃表面粗糙度相近,为20~90nm,盲孔四周无裂纹,盲孔底面为球面,盲孔尺寸在2~8mm可控。
本发明的特点是:
1.利用薄钠钙玻璃作为辅助层,对下层玻璃进行加工。
2.CO2连续激光用来对上层玻璃材料进行辐照,属于非接触加工。
3.盲孔底面为近似球面,粗糙度与加工之前玻璃表面相近。
4.加工时间短,为10s~15s。
附图说明
图1 本发明所使用的激光加工系统的结构示意图
图中:1,CO2激光器,2,聚焦镜,3,反射镜,4,加工平台
加工平台可以上下运动,以控制离焦距离。
图2 玻璃表面盲孔加工原理示意图
图中:5,离焦CO2激光光束,6,辐照过程中,上层玻璃产生的透镜效果示意图,7,上层钠钙玻璃,8,待加工玻璃
图3 玻璃表面球面盲孔实物图
具体实施方式
本发明可以在玻璃上加工底面为球面的盲孔,本发明中,加工所使用的装置包括激光器、加工平台、反射镜、聚焦镜。
其步骤包括:
(1)将薄钠钙玻璃置于待加工玻璃上方,排除两块玻璃之间空气,使其紧密接触。
(2)开启激光器,离焦辐照上层玻璃。
(3)辐照结束后,在5秒内将两块玻璃分离,完成盲孔加工。
所述的薄钠钙玻璃是指厚度在1.5mm以下的普通钠钙玻璃。
所述激光器是指波长为10.6μm的CO2激光器。
所述的离焦辐照是指,将玻璃放置在激光焦点以下20~30mm处,激光功率为25~45W,激光辐照时间为10~15S,随着激光辐照时间增加,盲孔深度0.7mm增加到2.7mm。随着激光功率的增加,盲孔直径2mm~8mm。
首先有必要在此指出的是本实施例只用于对本发明进行进一步说明,不能理解为对本发明保护范围的限制。
本发明选用厚度为1.1mm的普通钠钙玻璃作为上层玻璃;选用超白玻璃作为待加工玻璃。利用CO2激光对玻璃进行加工。
本实例按以下方法进行:将1.1mm后钠钙玻璃和超白玻璃清洗干净,玻璃表面保持湿润,以便更好的粘和在一起,将钠钙玻璃置于超白玻璃上方,轻轻摩擦,排除之间空气。将两块玻璃整体置于加工平台上;调整平台位置,使上层玻璃上表面到激光焦点位置的距离为25mm。设置激光功率为30W,辐照时间为11S,开启激光,开始辐照。辐照完成后5秒内将上层钠钙玻璃与超白玻璃分开,在超白玻璃表面得到底面为球面的盲孔,实物图如3所示,加工完成。
Claims (1)
1.玻璃表面盲孔加工方法,其特征在于,包括以下步骤:
(1)将厚度小于1.5mm的钠钙玻璃放置于待加工玻璃上方,排除钠钙玻璃与待加工玻璃之间的空气;
(2)利用波长为10.6μm的CO2激光离焦20mm辐照上层玻璃,辐照时间10~15s,功率25~45W;
(3)辐照完成后5秒内将上层玻璃去除,完成加工。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN2013101536384A CN103252587A (zh) | 2013-04-27 | 2013-04-27 | 玻璃表面盲孔加工方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN2013101536384A CN103252587A (zh) | 2013-04-27 | 2013-04-27 | 玻璃表面盲孔加工方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN103252587A true CN103252587A (zh) | 2013-08-21 |
Family
ID=48956986
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN2013101536384A Pending CN103252587A (zh) | 2013-04-27 | 2013-04-27 | 玻璃表面盲孔加工方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN103252587A (zh) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN104925746A (zh) * | 2015-05-06 | 2015-09-23 | 厦门大学 | 一种非接触式玻璃微纳结构加工方法 |
CN104923925A (zh) * | 2015-05-12 | 2015-09-23 | 中国科学院微电子研究所 | 一种降低激光热效应的玻璃通孔制作方法 |
CN108381043A (zh) * | 2018-02-27 | 2018-08-10 | 苏州图森激光有限公司 | 一种非平滑表面透明硬脆材料的激光加工方法 |
CN109822222A (zh) * | 2019-03-29 | 2019-05-31 | 湖州师范学院 | 一种利用低脉冲能量飞秒激光快速制备微凹透镜阵列的方法 |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5826772A (en) * | 1995-08-31 | 1998-10-27 | Corning Incorporated | Method and apparatus for breaking brittle materials |
JPH11342485A (ja) * | 1998-05-29 | 1999-12-14 | Nec Corp | レーザ加工機およびスルーホール・ブラインドビアホール用加工孔の形成方法 |
KR20040083546A (ko) * | 2002-03-05 | 2004-10-02 | 지멘스 악티엔게젤샤프트 | 레이저 가공 방법 및 장치 |
CN101468875A (zh) * | 2007-12-24 | 2009-07-01 | 鸿富锦精密工业(深圳)有限公司 | 脆性非金属基材及其切割方法 |
CN102092931A (zh) * | 2010-11-26 | 2011-06-15 | 华中科技大学 | 一种在玻璃材料中制作微通道的方法及装置 |
CN102574722A (zh) * | 2009-08-31 | 2012-07-11 | 康宁股份有限公司 | 薄玻璃的激光划线和折断的方法 |
-
2013
- 2013-04-27 CN CN2013101536384A patent/CN103252587A/zh active Pending
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5826772A (en) * | 1995-08-31 | 1998-10-27 | Corning Incorporated | Method and apparatus for breaking brittle materials |
JPH11342485A (ja) * | 1998-05-29 | 1999-12-14 | Nec Corp | レーザ加工機およびスルーホール・ブラインドビアホール用加工孔の形成方法 |
KR20040083546A (ko) * | 2002-03-05 | 2004-10-02 | 지멘스 악티엔게젤샤프트 | 레이저 가공 방법 및 장치 |
CN101468875A (zh) * | 2007-12-24 | 2009-07-01 | 鸿富锦精密工业(深圳)有限公司 | 脆性非金属基材及其切割方法 |
CN102574722A (zh) * | 2009-08-31 | 2012-07-11 | 康宁股份有限公司 | 薄玻璃的激光划线和折断的方法 |
CN102092931A (zh) * | 2010-11-26 | 2011-06-15 | 华中科技大学 | 一种在玻璃材料中制作微通道的方法及装置 |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN104925746A (zh) * | 2015-05-06 | 2015-09-23 | 厦门大学 | 一种非接触式玻璃微纳结构加工方法 |
CN104925746B (zh) * | 2015-05-06 | 2017-01-18 | 厦门大学 | 一种非接触式玻璃微纳结构加工方法 |
CN104923925A (zh) * | 2015-05-12 | 2015-09-23 | 中国科学院微电子研究所 | 一种降低激光热效应的玻璃通孔制作方法 |
CN108381043A (zh) * | 2018-02-27 | 2018-08-10 | 苏州图森激光有限公司 | 一种非平滑表面透明硬脆材料的激光加工方法 |
CN109822222A (zh) * | 2019-03-29 | 2019-05-31 | 湖州师范学院 | 一种利用低脉冲能量飞秒激光快速制备微凹透镜阵列的方法 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US20200156986A1 (en) | Methods of cutting glass using a laser | |
CN110121396B (zh) | 激光加工层压工件堆叠体的方法 | |
JP6678586B2 (ja) | 3d成形透明脆性基板の加工 | |
TWI573186B (zh) | 加工強化玻璃的方法和裝置及藉此製造的物品 | |
CN105583524B (zh) | 一种精密的激光抛光装置及其方法 | |
KR20140138134A (ko) | 강화 유리를 분리하는 방법과 장치 및 이에 의해 제조된 물품 | |
CN106966580B (zh) | 一种飞秒激光切割玻璃的方法 | |
CN102248302A (zh) | 超短脉冲激光异形切割钢化玻璃的装置及其方法 | |
CN109759727A (zh) | 一种毛玻璃的激光切割方法及系统 | |
US20140093693A1 (en) | Method and apparatus for separation of strengthened glass and articles produced thereby | |
JP2009066851A5 (zh) | ||
TW201703912A (zh) | 顯示器玻璃組成物的雷射切割及處理 | |
TW201002639A (en) | Method of machining vulnerable material substrate | |
CN108381043A (zh) | 一种非平滑表面透明硬脆材料的激光加工方法 | |
CN103252587A (zh) | 玻璃表面盲孔加工方法 | |
KR101440481B1 (ko) | 취성 재료 기판의 스크라이브 방법 및 취성 재료 기판의 스크라이브 장치 | |
CN107000254B (zh) | 平板玻璃的切割方法、平板玻璃的切割装置、切割平板玻璃的制造方法以及切割平板玻璃 | |
TW200948524A (en) | Method for processing fragile material substrate | |
CN103030266A (zh) | 激光切割方法与装置 | |
TW201620845A (zh) | 分斷方法及分斷裝置 | |
JP2021516159A (ja) | 硬脆材料製品の加工方法、装置及びシステム | |
JP6468385B2 (ja) | 板ガラスの切断装置及び方法 | |
CN108569851A (zh) | 玻璃切割方法 | |
KR101124509B1 (ko) | 레이저 가공장치 | |
CN202744452U (zh) | 一种玻璃导边的装置 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C06 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
C10 | Entry into substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
C02 | Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001) | ||
WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20130821 |