CN103433624B - 一种陶瓷基板的激光切割加工方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种陶瓷基板的激光切割加工方法，该方法包括以下步骤，使用脉冲激光器，通过对激光频率重新组合，使多个激光脉冲落到加工工件同一点，实现对陶瓷基板打点刻划或虚线刻划，后期采用裂片方式进行分离；还涉及一种陶瓷基板工件的激光切割系统，包括X轴位移台、Y轴位移台、CCD相机、上下料系统、工件吸盘、定位系统、Z轴位移台、激光聚焦组件；激光聚焦组件设于所述工件吸盘上方，工件吸盘与所述Y轴位移台连接，Z轴位移动台设于所述工件吸盘的上方，与激光聚焦组件相连，CCD相机设于工件吸盘下方；上下料系统包括90度支板，吸盘A与吸盘B，上料盒及下料盒，完成加工工件的自动上下料动作，切口质量、良品率都大幅提升。

Description

一种陶瓷基板的激光切割加工方法及系统

技术领域

本发明涉及激光切割加工方法领域，尤其涉及一种陶瓷基板的激光切割加工方法及系统。

背景技术

陶瓷基板具有优良电绝缘性能，高导热特性，优异的软钎焊性和高的附着强度，并可像PCB板一样能刻蚀出各种图形，具有很大的载流能力。陶瓷基板已成为大功率电力电子电路结构技术和互连技术的基础材料。广泛应用于航天航空及军用电子组件、移动通信、计算机、家用电器和汽车电子等领域。

激光切割技术现已成为一种成熟的工业加工技术，除开传统的以金属作为切割的主要对象外，陶瓷等为切割对象的切割技术成为新兴的研究方向。帝尔激光在研究的过程中发现，陶瓷材料结构致密，并且具有一定的脆性，普通机械方式尽管可以加工，但是在加工过程中存在应力，尤其针对一些厚度很薄的陶瓷片，极易产生碎裂，这使得陶瓷的加工成为了广泛应用的难点。

激光作为一种柔性加工方法，在陶瓷基板加工工艺上展示出了非凡的能力。CO2高功率激光是目前在陶瓷基板的直线切割应用中的传统工艺，其高效的切割以及基本平整的切割断面，目前也是陶瓷分板加工的主流工艺。然而，对于一些更高要求的陶瓷基板的切割加工，微电子应用陶瓷电路基板的切割，比如陶瓷电阻及电路单元外形的直线切割，就无法适用。高功率CO2激光切割的陶瓷基板，激光线宽较宽，且存在锯齿形边缘，特别是切割交叉位置的存在隐裂问题以及大量的表面熔渣问题。

发明内容

本发明实施例所要解决的技术问题在于，提供一种切口质量、良品率都大幅提升的陶瓷基板的激光切割加工方法。

所述陶瓷基板的激光切割加工方法，包括如下步骤：

（1）将陶瓷基板工件放置于切割系统中；

（2）调节切割系统中的脉冲激光器，通过对激光频率重新组合，使多个激光脉冲落到加工工件同一点；

（3）对陶瓷基板打点刻划或虚线刻划；

（4）最后采用裂片方式将切割陶瓷基板工件进行分离。

所述脉冲激光器为10-100W脉冲激光器，所述激光器发出的激光波长355nm或532nm或1064nm中的一种。

所述陶瓷基板工件为0.3毫米至2毫米的陶瓷基板。

本发明实施例还提供了一种陶瓷基板的激光切割加工系统。

所述陶瓷基板的激光切割加工系统，包括二维移台、CCD相机、上下料系统、工件吸盘、定位系统、Z轴位移台、激光聚焦组件；所述激光聚焦组件设于所述工件吸盘上方，所述工件吸盘与所述二维移台连接，所述Z轴位移动台设于所述工件吸盘的上方，与激光聚焦组件相连，CCD相机设于工件吸盘下方；上下料系统包括90度支板，吸盘A与吸盘B，上料盒及下料盒，完成加工工件的自动上下料动作。

所述二维移台包括X轴移台、Y轴移台，其中所述X轴移台与所述Y轴移台水平设置，且通过伺服电机驱动。

所述工件吸盘为负压吸附结构。

所述激光聚焦组件为聚焦镜结构或振镜结构

实施本发明实施例，具有如下有益效果：

本发明实施例本提供的陶瓷基板工件的激光切割方法及系统使得切割厚度在大于0.3毫米至3毫米内的陶瓷基板的切口质量、良品率都大幅提升，尤其针对一些厚度很薄的陶瓷片、一些更高要求的陶瓷基板的切割加工或微电子应用陶瓷基板如陶瓷电阻等的切割，找到了优良的解决方案。

附图说明

图1为激光频率重新组合示意图；

图2为陶瓷基板的激光切割加工系统结构示意图；

图3为上下料系统结构示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步地详细描述。

本发明实施例以图1激光频率重新组合示意图来说明具体实施方式，其特征包括使用脉冲激光器，通过对激光频率重新组合，使多个激光脉冲落到加工工件同一点，实现对陶瓷基板打点刻划或虚线刻划，后期采用裂片方式进行分离；使用本发明工艺方法，调整单个孔中的脉冲个数可以控制孔深变化；完成打点刻划或虚线刻线工艺所使用激光器的功率不需太高，因为多个脉冲可以使孔深增加，达到大功率激光器效果，大大节约了设备成本；另外，多脉冲对同一孔加工，分多次加工得到的孔洞效果是大功率激光器无法达到的，同时解决了切割交叉位置的隐裂问题以及表面熔渣问题；

作为上述实施例方案的优选方案，所述激光器为脉冲激光器，波长为355nm或532nm或1064nm可选。

图2表示了陶瓷基板的激光切割加工系统，图3表示了上下料系统，其特征在于包括以下步骤：

本发明还涉及一种激光切割系统，包括X轴位移台100、Y轴位移台200、CCD相机300、上下料系统400、工件吸盘500、定位系统600、Z轴位移台700、激光聚焦组件800等八部分组成；所述激光聚焦组件800设于所述工件吸盘500上方，所述工件吸盘500与所述Y轴位移台200连接，所述Z轴位移动台700设于所述工件吸盘500的上方，与激光聚焦组件800相连，CCD相机300设于工件吸盘500下方；上下料系统400包括90度支板403，吸盘A402与吸盘B404，上料盒401及下料盒405，完成加工工件的自动上下料动作。

首先上下料系统400中的吸盘A402从上料盒401中吸出待加工件，90度支板403旋转90度，待加工件放置于工件吸盘500上，定位系统600动作完成待加工件定位后被吸附于工件吸盘500上；同时，90度支板403回旋90度复原位；X轴位移台100与Y轴位移200移动使待加工件到CCD相机300上方拍照后X轴位移台100与Y轴位移200移动开始加工；加工完毕后，吸盘B404吸取加工完成品，同时吸盘A402从上料盒401中吸取待加工件，90度支板403旋转90度，吸盘A402将待加工件放置于工件吸盘500上，吸盘B404将加工完成品放置于下料盒405中，完成了上下料、CCD定位、激光加工动作过程。

作为上述实施例方案的优选方案，所述二维移台包括X轴移台100、Y轴移台200水平设置，且通过伺服电机在X轴、Y轴驱动。

作为上述实施例方案的优选方案，所述工件吸盘400为负压吸附结构。

作为上述实施例方案的优选方案，所述激光聚焦组件800为聚焦镜结构或振镜结构。

本发明实施例本提供的陶瓷基板工件的激光切割方法及系统使得切割厚度在大于0.3毫米至3毫米内的陶瓷基板的切口质量、良品率都大幅提升，尤其针对一些厚度很薄的陶瓷片、一些更高要求的陶瓷基板的切割加工或微电子应用陶瓷基板如陶瓷电阻等的切割，找到了优良的解决方案。

以上所揭露的仅为本发明一种较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，因此依本发明权利要求所作的等同变化，仍属本发明所涵盖的范围。

Claims (2)

1.一种陶瓷基板的激光切割加工方法，其特征在于，陶瓷基板的激光切割加工系统，其特征在于：包括二维移台、CCD相机、上下料系统、工件吸盘、定位系统、Z轴位移台、激光聚焦组件；所述激光聚焦组件设于所述工件吸盘上方，所述工件吸盘与所述二维移台连接，所述Z轴位移台设于所述工件吸盘的上方，与激光聚焦组件相连，CCD相机设于工件吸盘下方；上下料系统包括90度支板，吸盘A与吸盘B，上料盒及下料盒，完成加工工件的自动上下料动作；

所述工件吸盘为负压吸附结构；

所述激光聚焦组件为聚焦镜结构或振镜结构；

所述二维移台包括X轴移台、Y轴移台，其中所述X轴移台与所述Y轴移台水平设置，且通过伺服电机驱动；

使用上述系统的切割加工方法：包括如下步骤：

（1）将陶瓷基板工件放置于激光切割加工系统中；

（2）调节激光切割加工系统中的脉冲激光器，通过对激光频率重新组合，使多个激光脉冲落到加工工件同一点；

（3）对陶瓷基板打点刻划或虚线刻划；

（4）最后采用裂片方式将切割陶瓷基板工件进行分离；

所述脉冲激光器为10-100W脉冲激光器，所述激光器发出的激光波长355nm或532nm或1064nm中的一种；

所述陶瓷基板工件为0.3毫米至2毫米的陶瓷基板。

2.一种陶瓷基板的激光切割加工系统，其特征在于：包括二维移台、CCD相机、上下料系统、工件吸盘、定位系统、Z轴位移台、激光聚焦组件；所述激光聚焦组件设于所述工件吸盘上方，所述工件吸盘与所述二维移台连接，所述Z轴位移台设于所述工件吸盘的上方，与激光聚焦组件相连，CCD相机设于工件吸盘下方；上下料系统包括90度支板，吸盘A与吸盘B，上料盒及下料盒，完成加工工件的自动上下料动作；

所述工件吸盘为负压吸附结构；

所述激光聚焦组件为聚焦镜结构或振镜结构；

所述二维移台包括X轴移台、Y轴移台，其中所述X轴移台与所述Y轴移台水平设置，且通过伺服电机驱动。