CN106891091A - 一种igbt陶瓷基板的激光切割系统及控制方法 - Google Patents
一种igbt陶瓷基板的激光切割系统及控制方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN106891091A CN106891091A CN201510908020.3A CN201510908020A CN106891091A CN 106891091 A CN106891091 A CN 106891091A CN 201510908020 A CN201510908020 A CN 201510908020A CN 106891091 A CN106891091 A CN 106891091A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- cutting
- laser
- ceramic substrate
- ceramic
- marble
- 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
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
- B23K26/14—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring using a fluid stream, e.g. a jet of gas, in conjunction with the laser beam; Nozzles therefor
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
- B23K26/36—Removing material
- B23K26/38—Removing material by boring or cutting
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K2101/00—Articles made by soldering, welding or cutting
- B23K2101/18—Sheet panels
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Plasma & Fusion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Laser Beam Processing (AREA)
- Processing Of Stones Or Stones Resemblance Materials (AREA)
Abstract
本发明涉及一种IGBT陶瓷基板的激光切割系统及控制方法,包括计算机主机、显示器、工业相机、运动控制卡、直线电机驱动器、直线电机、大理石移动工作台、光纤激光器、激光切割头,所述计算机主机分别与运动控制卡连接,运动控制卡与两个直线电机驱动器连接,两个直线电机驱动器分别与两个直线电机连接,两个直线电机分别与大理石移动工作台连接,运动控制卡与工业相机、激光器连接,激光器与激光切割头连接。本发明简单方便,操作灵活,使切割系统成为闭环系统,经过切割之后的单个陶瓷基板的尺寸精度可以控制到0.05mm以内。
Description
技术领域
本发明涉及一种IGBT陶瓷基板的激光切割系统,本发明还涉及一种IGBT陶瓷基板的激光切割控制方法。
背景技术
本发明做出以前,在IGBT陶瓷基板切割方面,采用传统硬刀片划片的方式进行切割,从理论上看,可以达到0.1mm的精度,但实际使用过程当中还有因机械装置本身带来的误差,及刀片的抖动,所以误差难再减小。
发明内容
本发明的目的是提供一种IGBT陶瓷基板的激光切割系统,简单方便,操作灵活,使切割系统成为闭环系统,经过切割之后的单个陶瓷基板的尺寸精度可以控制到0.05mm以内;本发明的目的还提供一种IGBT陶瓷基板的激光切割控制方法。
为了达到上述目的,本发明有如下技术方案:
本发明的一种IGBT陶瓷基板的激光切割系统,包括计算机主机、显示器、工业相机、运动控制卡、直线电机驱动器、直线电机、大理石移动工作台、光纤激光器、激光切割头,所述计算机主机分别与运动控制卡连接,运动控制卡与两个直线电机驱动器连接,两个直线电机驱动器分别与两个直线电机连接,两个直线电机分别与大理石移动工作台连接,运动控制卡与工业相机、激光器连接,激光器与激光切割头连接;所述切割头侧方有氧气气嘴,用来接氧气进行切割时的保护,氧气压力设在0.5-1mpa,依据陶瓷板的厚度增加气压也相应增加,氧气的作用一是切割时助燃,让陶瓷瞬间融化气化,二是将挂渣吹走保护聚焦镜片以免切割挂渣反溅到镜片上,三是保证切完后陶瓷板的断面不发黄;切割前将切割头离陶瓷基板上表面的距离设在0.2-0.5mm,厚度在1mm及以下的陶瓷基板将激光焦距调整到陶瓷基板的下表面,1mm以上的陶瓷基板将激光焦距调整到陶瓷基板厚度的三分之一到三分之二的位置。
本发明的一种IGBT陶瓷基板的激光切割方法,有以下步骤:
1)装载大理石移动工作台的机柜内采用龙门式结构,该龙门式结构底座为Y轴,横梁为X轴,光纤激光器安装在机柜的底部上,切割头固定在X轴上,切割头上下可调节,切割头在X方向、模具在Y轴方向移动,实现对陶瓷基板的切割;
2)大理石移动工作台上加载二维直线电机,定位精度达到0.005mm,重复定位精度达到0.005mm;
3)在光纤激光器的旁轴光路上加载工业相机,用于识别扑捉大理石移动工作台的工作面上的图像;
4)光纤激光器侧方有同轴气管,用来切割时用氧气保护及助燃;
5)光纤激光器加载F100准直镜配合F80的聚焦镜,能使切割线宽保持在0.05mm以内;
6)在切割前,工业相机采集到陶瓷基板上不同位置的两个标记点,采集完成后计算机主机自动计算陶瓷基板的偏转角度,然后在切割时进行偏转切割。
其中,进一步还有有以下步骤:
1)将所述陶瓷基板平放在模具上利用真空泵吸附,把需要切割图形的CAD文档导入到计算机主机中,然后把陶瓷基板上的标记点移动到工业相机正下方,用来新建扑捉的模板;
2)模板建好后,根据不同的陶瓷厚度调整不同的激光切割参数。
由于采取了以上技术方案,本发明的优点在于:
本发明结构简单方便,操作灵活,使切割系统成为闭环系统,切割误差小,经过切割之后的单个陶瓷基板的尺寸精度可以控制到0.05mm以内。
附图说明
图1为本发明整体结构的方框示意图;
图2为本发明IGBT陶瓷基板的示意图。
具体实施方式
以下实施例用于说明本发明,但不用来限制本发明的范围。
参见图1-2:
本发明的一种IGBT陶瓷基板的激光切割系统,包括计算机主机、显示器、工业相机、运动控制卡、直线电机驱动器、直线电机、大理石移动工作台、光纤激光器、激光切割头,所述计算机主机分别与运动控制卡连接,运动控制卡与两个直线电机驱动器连接,两个直线电机驱动器分别与两个直线电机连接,两个直线电机分别与大理石移动工作台连接,运动控制卡与工业相机、激光器连接,激光器与激光切割头连接;所述切割头侧方有氧气气嘴,用来接氧气进行切割时的保护,氧气压力设在0.5-1mpa,依据陶瓷板的厚度增加气压也相应增加,氧气的作用一是切割时助燃,让陶瓷瞬间融化气化,二是将挂渣吹走保护聚焦镜片以免切割挂渣反溅到镜片上,三是保证切完后陶瓷板的断面不发黄;切割前将切割头离陶瓷基板上表面的距离设在0.2-0.5mm,厚度在1mm及以下的陶瓷基板将激光焦距调整到陶瓷基板的下表面,1mm以上的陶瓷基板将激光焦距调整到陶瓷基板厚度的三分之一到三分之二的位置。
本发明的一种IGBT陶瓷基板的激光切割方法,有以下步骤:
1)装载大理石移动工作台的机柜内采用龙门式结构,该龙门式结构底座为Y轴,横梁为X轴,光纤激光器安装在机柜的底部上,切割头固定在X轴上,切割头上下可调节,切割头在X方向、模具在Y轴方向移动,实现对陶瓷基板的切割;
2)大理石移动工作台上加载二维直线电机,定位精度达到0.005mm,重复定位精度达到0.005mm;
3)在光纤激光器的旁轴光路上加载工业相机,用于识别扑捉大理石移动工作台的工作面上的图像;
4)光纤激光器侧方有同轴气管,用来切割时用氧气保护及助燃;
5)光纤激光器加载F100准直镜配合F80的聚焦镜,能使切割线宽保持在0.05mm以内;
6)在切割前,工业相机采集到陶瓷基板上不同位置的两个标记点,采集完成后计算机主机自动计算陶瓷基板的偏转角度,然后在切割时进行偏转切割。
其中,进一步还有有以下步骤:
1)将所述陶瓷基板平放在模具上利用真空泵吸附,把需要切割图形的CAD文档导入到计算机主机中,然后把陶瓷基板上的标记点移动到工业相机正下方,用来新建扑捉的模板;
2)模板建好后,根据不同的陶瓷厚度调整不同的激光切割参数。
进一步说明:
1.切割头侧方有氧气气嘴,用来接氧气进行切割时的保护,氧气压力在0.5-1mpa,依据陶瓷基板的厚度增加气压也相应增加,氧气的作用一是切割时助燃,让陶瓷瞬间融化气化,二是将挂渣吹走保护聚焦镜片以免切割挂渣反溅到镜片上,三是保证切完后陶瓷基板的断面不发黄。
2.切割前将切割头调到离陶瓷片上表面合适的高度,切割头离陶瓷片上表面的距离在0.2-0.5mm,厚度在1mm及以下的陶瓷基板将焦距调整到陶瓷基板的下表面,1mm以上的根据实际情况将焦距调整到陶瓷基板厚度的三分之一到三分之二的位置。
3.将IGBT陶瓷基板平放在模具上利用真空泵吸附,把需要切割图形的CAD文档导入到切割软件。然后把陶瓷基板上的标记点移动到工业相机正下方,用来新建扑捉的模板。
4.模板建好后,根据不同的陶瓷厚度调整不同的激光切割参数;切割陶瓷一般使用峰值功率高的QCW模式,以厚度0.6mm陶瓷基板为例,脉宽设为0.25ms,频率设为400Hz,功率设为90%,激光切割参数应该根据实际切割效果进行适当的修改,保证切割完成后陶瓷基板断面基本为本色,且光滑,上下两面无挂渣,或者有轻微挂渣但可用手轻轻擦掉。
IGBT陶瓷覆铜基板是利用铜的含氧共晶体直接将铜覆接在陶瓷上,其基本原理是覆接过程前或过程中在铜与陶瓷之间引入适量的氧元素,在1065℃~1083℃范围内(低于铜的熔点1083℃),铜与氧形成铜—氧共晶体,该共晶体一方面与陶瓷发生化学反应生成尖晶石的物质,另外一方面浸润铜箔和陶瓷实现了陶瓷与铜箔的结合。
以上所述的仅是本发明的优选实施方式,应当指出,对于本领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明创造构思的前提下,还可以做出若干变形和改进,这些都属于本发明的保护范围。
Claims (3)
1.一种IGBT陶瓷基板的激光切割系统,其特征在于:包括计算机主机、显示器、工业相机、运动控制卡、直线电机驱动器、直线电机、大理石移动工作台、光纤激光器、激光切割头,所述计算机主机分别与运动控制卡连接,运动控制卡与两个直线电机驱动器连接,两个直线电机驱动器分别与两个直线电机连接,两个直线电机分别与大理石移动工作台连接,运动控制卡与工业相机、激光器连接,激光器与激光切割头连接;所述切割头侧方有氧气气嘴,用来接氧气进行切割时的保护,氧气压力设在0.5-1mpa,依据陶瓷板的厚度增加气压也相应增加,氧气的作用一是切割时助燃,让陶瓷瞬间融化气化,二是将挂渣吹走保护聚焦镜片以免切割挂渣反溅到镜片上,三是保证切完后陶瓷板的断面不发黄;切割前将切割头离陶瓷基板上表面的距离设在0.2-0.5mm,厚度在1mm及以下的陶瓷基板将激光焦距调整到陶瓷基板的下表面,1mm以上的陶瓷基板将激光焦距调整到陶瓷基板厚度的三分之一到三分之二的位置。
2.一种IGBT陶瓷基板的激光切割方法,其特征在于有以下步骤:
1)装载大理石移动工作台的机柜内采用龙门式结构,该龙门式结构底座为Y轴,横梁为X轴,光纤激光器安装在机柜的底部上,切割头固定在X轴上,切割头上下可调节,切割头在X方向、模具在Y轴方向移动,实现对陶瓷基板的切割;
2)大理石移动工作台上加载二维直线电机,定位精度达到0.005mm,重复定位精度达到0.005mm;
3)在光纤激光器的旁轴光路上加载工业相机,用于识别扑捉大理石移动工作台的工作面上的图像;
4)光纤激光器侧方有同轴气管,用来切割时用氧气保护及助燃;
5)光纤激光器加载F100准直镜配合F80的聚焦镜,能使切割线宽保持在0.05mm以内;
6)在切割前,工业相机采集到陶瓷基板上不同位置的两个标记点,采集完成后计算机主机自动计算陶瓷基板的偏转角度,然后在切割时进行偏转切割。
3.按照权利要求2所述的一种IGBT陶瓷基板的激光切割方法,其特征在于有以下步骤:
1)将所述陶瓷基板平放在模具上利用真空泵吸附,把需要切割图形的CAD文档导入到计算机主机中,然后把陶瓷基板上的标记点移动到工业相机正下方,用来新建扑捉的模板;
2)模板建好后,根据不同的陶瓷厚度调整不同的激光切割参数。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201510908020.3A CN106891091A (zh) | 2015-12-10 | 2015-12-10 | 一种igbt陶瓷基板的激光切割系统及控制方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201510908020.3A CN106891091A (zh) | 2015-12-10 | 2015-12-10 | 一种igbt陶瓷基板的激光切割系统及控制方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN106891091A true CN106891091A (zh) | 2017-06-27 |
Family
ID=59187920
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN201510908020.3A Pending CN106891091A (zh) | 2015-12-10 | 2015-12-10 | 一种igbt陶瓷基板的激光切割系统及控制方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN106891091A (zh) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN109366014A (zh) * | 2018-12-21 | 2019-02-22 | 武汉欧双光电科技股份有限公司 | 一种生陶瓷激光切割设备 |
CN111496396A (zh) * | 2020-05-11 | 2020-08-07 | 苏州优快激光科技有限公司 | 陶瓷基板皮秒激光钻孔装置及方法 |
CN112222188A (zh) * | 2020-09-27 | 2021-01-15 | 先导薄膜材料(广东)有限公司 | 高纯铟箔的制备方法 |
CN114985956A (zh) * | 2021-02-20 | 2022-09-02 | 大族激光科技产业集团股份有限公司 | 一种显示屏幕的激光切割装置及方法 |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN101288921A (zh) * | 2007-04-19 | 2008-10-22 | 深圳市大族激光科技股份有限公司 | 激光切割装置 |
US20100072182A1 (en) * | 2008-09-25 | 2010-03-25 | Air Liquide Industrial Us Lp | Fiber Laser Cutting Process with Multiple Foci |
CN102126083A (zh) * | 2011-03-22 | 2011-07-20 | 北京工业大学 | 一种压缩空气辅助激光切割薄钢板的工艺方法 |
CN202571608U (zh) * | 2012-05-30 | 2012-12-05 | 江苏扬力数控机床有限公司 | 三维激光切割机 |
CN203124970U (zh) * | 2013-01-24 | 2013-08-14 | 深圳市大族激光科技股份有限公司 | 三维激光切割机 |
CN104972226A (zh) * | 2014-04-10 | 2015-10-14 | 大族激光科技产业集团股份有限公司 | 一种双头激光加工装置及加工方法 |
-
2015
- 2015-12-10 CN CN201510908020.3A patent/CN106891091A/zh active Pending
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN101288921A (zh) * | 2007-04-19 | 2008-10-22 | 深圳市大族激光科技股份有限公司 | 激光切割装置 |
US20100072182A1 (en) * | 2008-09-25 | 2010-03-25 | Air Liquide Industrial Us Lp | Fiber Laser Cutting Process with Multiple Foci |
CN102126083A (zh) * | 2011-03-22 | 2011-07-20 | 北京工业大学 | 一种压缩空气辅助激光切割薄钢板的工艺方法 |
CN202571608U (zh) * | 2012-05-30 | 2012-12-05 | 江苏扬力数控机床有限公司 | 三维激光切割机 |
CN203124970U (zh) * | 2013-01-24 | 2013-08-14 | 深圳市大族激光科技股份有限公司 | 三维激光切割机 |
CN104972226A (zh) * | 2014-04-10 | 2015-10-14 | 大族激光科技产业集团股份有限公司 | 一种双头激光加工装置及加工方法 |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN109366014A (zh) * | 2018-12-21 | 2019-02-22 | 武汉欧双光电科技股份有限公司 | 一种生陶瓷激光切割设备 |
CN109366014B (zh) * | 2018-12-21 | 2024-07-19 | 武汉欧双光电科技股份有限公司 | 一种生陶瓷激光切割设备 |
CN111496396A (zh) * | 2020-05-11 | 2020-08-07 | 苏州优快激光科技有限公司 | 陶瓷基板皮秒激光钻孔装置及方法 |
CN112222188A (zh) * | 2020-09-27 | 2021-01-15 | 先导薄膜材料(广东)有限公司 | 高纯铟箔的制备方法 |
CN114985956A (zh) * | 2021-02-20 | 2022-09-02 | 大族激光科技产业集团股份有限公司 | 一种显示屏幕的激光切割装置及方法 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US11090728B2 (en) | Apparatus for additive manufacturing and method of additive manufacturing | |
CN106891091A (zh) | 一种igbt陶瓷基板的激光切割系统及控制方法 | |
CN104550953B (zh) | 一种双缸式桌面型激光选区熔化成型设备及方法 | |
CN108080634B (zh) | 层叠造型装置 | |
JP6129945B1 (ja) | 積層造形装置及び積層造形装置用位置ずれ補正方法 | |
JP2019094515A (ja) | 積層造形装置 | |
US10773342B2 (en) | 3D printing device and operation method thereof | |
CN111590197A (zh) | 陶瓷基板多孔阵列皮秒激光振镜扫描钻孔系统及方法 | |
JP6676688B2 (ja) | 三次元造形物の製造方法 | |
CN108406120A (zh) | 对喷漆碳纤维外壳进行镭雕通孔的方法及设备 | |
CN111496396A (zh) | 陶瓷基板皮秒激光钻孔装置及方法 | |
CN106735878A (zh) | 手机后盖及边框的激光加工设备及其方法 | |
CN103071795B (zh) | 移动振镜选择性激光熔化slm成形设备 | |
CN108247208A (zh) | 激光标刻装置及其标刻方法 | |
CN211135919U (zh) | 一种陶瓷材料激光划线加工装置 | |
US20180022033A1 (en) | Data conversion device and additive manufacturing system | |
CN204586136U (zh) | 三轴联动打标机 | |
CN206286708U (zh) | 三维紫外激光加工设备 | |
JP2017078214A (ja) | 積層造形装置 | |
CN209502973U (zh) | 一种激光选区熔化设备 | |
CN205324994U (zh) | 一种金属薄板叠加制造复杂形状零件的设备 | |
CN209050258U (zh) | 一种多功能激光加工设备 | |
CN208628429U (zh) | 一种增材制造装置 | |
KR20140022982A (ko) | 기판 절단용 냉각 장치 및 이를 포함한 레이저 절단 시스템 | |
CN207391548U (zh) | 立体激光熔覆装置 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20170627 |
|
RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |