CN106271085A - 一种基于激光的晶振调频加工装置及加工方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于激光的晶振调频加工装置及加工方法。它包括工作台和安装于工作台上的监测装置、控制系统、吸附定位装置、激光发生系统、驱动装置和抽尘装置，所述监测装置、激光发生系统、驱动装置和抽尘装置分别与控制系统电连接，驱动装置输出端连接吸附定位装置，所述激光发生系统中的激光器输出激光的中心波长为532nm、脉宽范围为1‑2ns、光斑直径为3.5mm，所述待加工产品的体积范围为0.47*0.13*0.07‑0.53*0.19*0.13mm³。本发明适合加工小尺寸体积的晶振产品，对激光发生系统中的激光器输出激光的参数进行限定，采用532nm的激光波长，易于金属银层吸收，使材料瞬间气化，从而可以减少热影响区域以及甭边产生的毛刺从而保证产品精度与一致性。

Description

一种基于激光的晶振调频加工装置及加工方法

技术领域

本发明属于晶振调频技术领域，具体涉及一种基于激光的晶振调频加工装置及加工方法。

背景技术

晶振(晶体振荡器)是指从一块石英晶体上按一定方位角切下薄片(简称为晶片)，石英晶体振荡器，简称为石英晶体或晶体、晶振；而在封装内部添加IC组成振荡电路的晶体元件称为晶体振荡器。其产品一般用金属外壳封装，也有用玻璃壳、陶瓷或塑料封装的。石英晶体振荡器是高精度和高稳定度的振荡器，被广泛应用于彩电、计算机、遥控器等各类振荡电路中，以及通信系统中用于频率发生器、为数据处理设备产生时钟信号和为特定系统提供基准信号。

制作晶振时，需要对其谐振频率进行调整，以确保其谐振频率与预定的频率一致。由于晶振的谐振频率与石英晶体的重量以及镀在石英晶体表面上镀层的重量有关，因此，调节晶振谐振频率的方法大致有以下二种：利用激光切削镀层以减少镀层的重量以及在石英晶体上蒸发镀膜以增加银层的重量。

现有晶振调频的激光调频机只适合体积较大的晶振产品，且加工精度较低，无法满足目前晶振应用小型化、高精度与高稳定度、低噪声与高频化、低功耗、快速启动、低电压工作、低电平驱动和低电流消耗的发展趋势。

发明内容

本发明的目的就是为了解决上述背景技术存在的不足，提供一种精度高、可靠性强的基于激光的晶振调频加工装置及加工方法。

本发明采用的技术方案是：一种基于激光的晶振调频加工装置，包括工作台和安装于工作台上的用于在加工过程中实时检测待加工产品的频率并发送至控制系统的监测装置、用于接收待加工产品的频率并与标称值比较输出控制信号至激光发生系统的控制系统、用于吸附固定待加工产品的吸附定位装置、用于根据控制系统输出的控制信号对待加工产品进行加工的激光发生系统、用于推动吸附定位装置移动将待加工产品移动至监测装置下方的驱动装置和用于抽离加工过程中的粉尘的抽尘装置，所述监测装置、激光发生系统、驱动装置和抽尘装置分别与控制系统电连接，驱动装置输出端连接吸附定位装置，所述激光发生系统中的激光器输出激光的中心波长为532nm、脉宽范围为1-2ns、光斑直径为3.5mm，所述待加工产品的体积范围为0.47*0.13*0.07-0.53*0.19*0.13mm³。

进一步地，所述监测装置由多个高频精细探针组成。

进一步地，所述激光发生系统中的准直光学系统的变焦倍数为4倍、振镜的通光孔径为14mm、聚焦透镜的焦距为160mm。

一种基于上述装置实现晶振调频加工方法，包括以下步骤：

步骤1，将待加工产品放置于吸附定位装置表面固定住；

步骤2，控制系统控制驱动装置调整吸附定位装置位置，使待加工产品移动到激光发生系统的激光焦点处；

步骤3，控制系统控制激光发生系统输出激光对待加工产品进行加工；

步骤4，加工完成后，驱动装置调整吸附定位装置位置，使待加工产品移动到监测装置下方；

步骤5，监测装置检测待加工产品的频率，并发送至控制系统；

步骤6，控制系统接收待加工产品的频率并与标称值比较，当判断待加工产品的频率未达到标称值时，输出控制信号至驱动装置和激光发生系统，返回步骤2进行再次加工，直至判断待加工产品的频率达到标称值时结束加工。

本发明适合加工小尺寸体积的晶振产品，对激光发生系统中的激光器输出激光的参数进行限定，采用532nm的激光波长，易于金属银层吸收(不利于二氧化硅吸收)，使材料瞬间气化，从而可以减少热影响区域以及甭边产生的毛刺从而保证产品精度与一致性；选用4倍的准直系统变焦倍数和160mm的聚焦透镜，可使激光的功率密度大，从而使加工效率更快，加工可靠性更高。而且，使用本发明的装置，可以自动监测加工调频，节约人力成本资源，效率高。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

图中：1-工作台；2-控制系统；3-监测装置；4-吸附定位装置；5-激光发生系统；6-驱动装置；7-抽尘装置；8-显示器。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细说明，便于清楚地了解本发明，但它们不对本发明构成限定。

如图1所示，本发明一种基于激光的晶振调频加工装置，包括工作台1和安装于工作台上的用于在加工过程中实时检测待加工产品的频率并发送至控制系统的监测装置3、用于接收待加工产品的频率并与标称值比较输出控制信号至激光发生系统的控制系统2、用于吸附固定待加工产品的吸附定位装置4、用于根据控制系统输出的控制信号对待加工产品进行加工的激光发生系统5、用于推动吸附定位装置移动将待加工产品移动至监测装置下方或激光发生系统的激光焦点处的驱动装置6和用于抽离加工过程中的粉尘的抽尘装置7，所述监测装置3、激光发生系统5、驱动装置6和抽尘装置7分别与控制系统2电连接，驱动装置5输出端连接吸附定位装置4，激光发生系统5中的激光器输出激光的参数通过与控制系统相连的显示器进行设置，主要参数包括激光的中心波长为532nm、脉宽范围为1-2ns、光斑直径为3.5mm，待加工产品的体积范围为0.47*0.13*0.07-0.53*0.19*0.13mm³。

上述方案中，监测装置3由多个高频精细探针组成，具体地，共有精细探针48根，相当于一次性可以监测48个。

上述方案中，激光发生系统中的准直光学系统的变焦倍数为4倍、振镜的通光孔径为14mm、聚焦透镜的焦距为160mm。

一种基于上述装置实现晶振调频加工方法，包括以下步骤：

步骤1，将待加工产品放置于吸附定位装置4表面固定住；

步骤2，控制系统2控制驱动装置6调整吸附定位装置4位置，使待加工产品移动到激光发生系统5的激光焦点处；

步骤3，控制系统2控制激光发生系统5输出激光对待加工产品进行加工，通过抽尘装置7将加工过程中的粉尘抽走；

步骤4，加工完成后，驱动装置6调整吸附定位装置4位置，使待加工产品移动到监测装置3下方，使待加工产品与监测装置3的精细探针相接触；

步骤5，监测装置检测待加工产品的频率，并发送至控制系统；

步骤6，控制系统接收待加工产品的频率并与标称值比较，当判断待加工产品的频率未达到标称值时，输出控制信号至驱动装置和激光发生系统，返回步骤2进行再次加工，直至判断待加工产品的频率达到标称值时结束加工。

以上内容是结合具体的实施方式对本发明所做的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属的技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。本说明书中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。

Claims (4)

1.一种基于激光的晶振调频加工装置，其特征在于：包括工作台和安装于工作台上的用于在加工过程中实时检测待加工产品的频率并发送至控制系统的监测装置、用于接收待加工产品的频率并与标称值比较输出控制信号至激光发生系统的控制系统、用于吸附固定待加工产品的吸附定位装置、用于根据控制系统输出的控制信号对待加工产品进行加工的激光发生系统、用于推动吸附定位装置移动将待加工产品移动至监测装置下方的驱动装置和用于抽离加工过程中的粉尘的抽尘装置，所述监测装置、激光发生系统、驱动装置和抽尘装置分别与控制系统电连接，驱动装置输出端连接吸附定位装置，所述激光发生系统中的激光器输出激光的中心波长为532nm、脉宽范围为1-2ns、光斑直径为3.5mm，所述待加工产品的体积范围为0.47*0.13*0.07-0.53*0.19*0.13mm³。

2.根据权利要求1所述的一种基于激光的晶振调频加工装置，其特征在于：所述监测装置由多个高频精细探针组成。

3.根据权利要求1所述的一种基于激光的晶振调频加工装置，其特征在于：所述激光发生系统中的准直光学系统的变焦倍数为4倍、振镜的通光孔径为14mm、聚焦透镜的焦距为160mm。

4.一种基于权利要求1-3所述的装置实现晶振调频加工方法，其特征在于：包括以下步骤：

步骤1，将待加工产品放置于吸附定位装置表面固定住；

步骤2，控制系统控制驱动装置调整吸附定位装置位置，使待加工产品移动到激光发生系统的激光焦点处；

步骤3，控制系统控制激光发生系统输出激光对待加工产品进行加工；

步骤4，加工完成后，驱动装置调整吸附定位装置位置，使待加工产品移动到监测装置下方；

步骤5，监测装置检测待加工产品的频率，并发送至控制系统；

步骤6，控制系统接收待加工产品的频率并与标称值比较，当判断待加工产品的频率未达到标称值时，输出控制信号至驱动装置和激光发生系统，返回步骤2进行再次加工，直至判断待加工产品的频率达到标称值时结束加工。