CN109249128A - 吹气抽尘装置及陶瓷基板激光打孔方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种吹气抽尘装置及陶瓷基板激光打孔方法。该吹气抽尘装置，包括：本体，设有空腔，空腔的第一端与外部连通；透光片，盖设于空腔的第一端上；气嘴，包括第一管体和套设于第一管体上的第二管体，第一管体的第一端设于本体内，并与空腔的第二端连通，第一管体的第二端伸出本体，并设有出气口，第一管体与第二管体之间形成有气道，气道位于本体内的一端为封闭端，位于本体外的一端为开口端；进气管，一端设于本体上，并与空腔连通，另一端与供气装置连接；抽尘管，一端设于本体上，并与气道连通，另一端与抽气装置连接。这种吹气抽尘装置能有效的将陶瓷基板激光打孔时产生的粉尘排出，可以适用于厚度较厚的陶瓷基板，并保证打孔质量。

Description

吹气抽尘装置及陶瓷基板激光打孔方法

技术领域

本发明涉及激光打孔的技术领域，特别是涉及吹气抽尘装置及陶瓷基板激光打孔方法。

背景技术

激光加工技术凭借其无接触、可进行负责加工等突出的优势，被广泛应用于金属、陶瓷等材料的加工领域中。

目前而言，对陶瓷材料进行激光打孔只适用于厚度较薄的陶瓷基板，激光打孔的深度为几毫米。然而，随着电子行业的不断发展，会经常需要对厚度较厚的陶瓷基板进行激光打孔。

发明内容

基于此，有必要针对现有技术中陶瓷基板激光打孔对于厚度的局限性，提供一种能满足厚度较厚的陶瓷基板的激光打孔需求的吹气抽尘装置，以及利用该吹气抽尘装置进行陶瓷基板激光打孔的方法。

一种吹气抽尘装置，包括：

本体，所述本体内部设有空腔，所述空腔的第一端与外部连通；

透光片，所述透光片盖设于所述空腔的第一端上；

气嘴，包括第一管体和套设于所述第一管体上的第二管体，所述第一管体的第一端设于所述本体内，并与所述空腔的第二端连通，所述第一管体的第二端伸出所述本体，并设有出气口，所述第一管体与所述第二管体之间形成有气道，所述气道位于所述本体内的一端为封闭端，位于所述本体外的一端为开口端；

进气管，所述进气管的一端设于所述本体上，并与所述空腔连通，另一端与供气装置连接；

抽尘管，所述抽尘管的一端设于所述本体上，并与所述气道连通，另一端与抽气装置连接。

该吹气抽尘装置可以通过进气管向气嘴内通入高压气体，以及通过抽尘管外接抽气装置对本体内抽气。在陶瓷基板激光打孔时，由出气口向打孔位置高压吹气，使得打孔产生的粉尘被吹起至气道的开口端，再通过抽气装置作用，对气道内抽气将粉尘抽出。吹气和抽尘两种操作不会相互干扰，且可以形成有效的搭配，抽尘效果更好。本吹气抽尘装置可以有效的将陶瓷基板激光打孔过程中所产生的陶瓷粉尘及时排出，避免粉尘在孔中堆积导致打孔不通的现象，满足厚度较厚的陶瓷基板的激光打孔需求，并保证打孔质量。

在其中一个实施例中，所述第一管体和所述第二管体为圆台形，且所述第一管体直径大的圆台端与所述空腔的第二端连通。可以使得出气口对打孔位置吹气时，吹气更加集中，吹气压强更大，粉尘被吹起的效果更好。

在其中一个实施例中，所述空腔的腔壁上开设有第一通孔，所述进气管的一端与所述第一通孔连通，供气装置通过向所述进气管内吹气，使气体由所述第一通孔进入所述空腔，并由所述出气口吹出。便于由进气管向气嘴内吹气。

在其中一个实施例中，所述气道上开设有第二通孔，所述抽尘管的一端与所述第二通孔连通，抽气装置通过对所述抽尘管内吸气，使所述出气口吹起的粉尘由所述气道的开口端进入所述气道，并经由所述抽尘管吸收到抽气装置内。便于由抽尘管对气道口产生的粉尘抽尘。

在其中一个实施例中，所述第一管体的第二端伸出所述本体的长度小于所述第二管体的一端伸出所述本体的长度。可以使得第一管体的第二端与气道的开口端间隔形成空间，便于出气口将粉尘吹起后，由间隔空间进入到气道内，再将粉尘抽出，抽尘效果更好。

本发明还提出了一种陶瓷基板激光打孔方法，该方法包括以下步骤：

清洗干燥，将待加工的陶瓷基板清洗干净，并风干备用；

安装吹气抽尘装置，将如上所述的吹气抽尘装置安装于激光器的打标镜头下方；

安装陶瓷基板，将干燥后的陶瓷基板固定于出气口的下方，使得激光器的打标激光能透过透光片，并穿过空腔、第一管体照射到陶瓷基板需打孔的位置；

激光打孔，通过激光器对陶瓷基板激光打孔，在打孔的同时，向进气管通入气压为5MPa～15MPa的气体，并将抽尘管接入抽气装置，通过出气口向打孔位置吹气，将激光打孔产生的粉尘吹起至气道的开口端，再由抽气装置抽气将粉尘由气道内抽出。

上述陶瓷基板激光打孔方法，在对陶瓷基板进行激光打孔的同时，会对打孔位置高压吹气，吹气压强对打孔效果影响较大，对于厚度较厚的陶瓷基板，需要采用较大的吹气压强才能将打孔产生的全部粉尘吹起，便于对这些粉尘彻底抽尘。这样就能有效防止在对陶瓷基板激光打孔时，所产生的粉尘在孔中堆积，导致打孔不通的现象。边激光打孔，边清理打孔所产生的粉尘，就可以使得打孔的深度更深。可以满足厚度较厚的陶瓷基板的激光打孔需求，并保证打孔质量。

在其中一个实施例中，在清洗干燥步骤中，采用去离子水或酒精对陶瓷基板进行清洗，并擦拭干净。可以将陶瓷基板清洗的更加洁净，避免因陶瓷基板表面脏污或有杂质，而影响激光打孔的质量。

在其中一个实施例中，所述陶瓷基板为氧化锆陶瓷基板、氧化铝陶瓷基板、氮化硅陶瓷基板或碳化硅陶瓷基板。

在其中一个实施例中，所述陶瓷基板的厚度为0.5mm～10mm。满足各种电子器件对陶瓷基板的厚度要求。

在其中一个实施例中，在激光打孔的步骤中，采用的激光波长为1030nm～1064nm，脉宽为5ps～25ps。可以形成对陶瓷基板的皮秒激光加工，皮秒的短脉宽及高的峰值功率能够将陶瓷基板瞬间汽化，并且不会给周围的陶瓷基板带来热影响，有效避免在打孔的过程中因热应力而产生微裂纹。

附图说明

图1为本发明吹气抽尘装置一实施例的结构示意图；

图2为图1所示吹气抽尘装置的剖视图；

图3为本发明吹气抽尘装置另一实施例的剖视图；

图4为本发明陶瓷基板激光打孔方法的操作流程图。

附图中，各标号所代表的部件列表如下：

100、吹气抽尘装置；10、本体；11、空腔；20、透光片；30、气嘴；31、气道；32、第一管体；321、出气口；33、第二管体；40、进气管；50、抽尘管；60、固定支架。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似改进，因此本发明不受下面公开的具体实施的限制。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

请参阅图1和图2，在一实施例中，吹气抽尘装置100，包括：本体10、透光片20、气嘴30、进气管40和抽尘管50。本体10内部设有空腔11，空腔11的第一端与外部连通。透光片20盖合设于空腔11的第一端上。气嘴30包括第一管体32和套设于第一管体32上的第二管体33。第一管体32的第一端设于本体10内，并与空腔11的第二端连通，第一管体32的第二端从本体10的底部伸出，并设有出气口321。第一管体32与第二管体33之间形成有气道31。气道31位于本体10内的一端为封闭端，位于本体10外的一端为开口端。进气管40的一端设于本体10上，并与空腔11连通，另一端与供气装置连接。抽尘管50的一端设于本体10上，并与气道31连通，另一端与抽气装置连接。

在实际应用中，吹气抽尘装置100安装于打标镜头下方，使激光器照射出来的激光能够透过透光片20，并穿过空腔11、第一管体32后从出气口321射出。陶瓷基板固定于吹气抽尘装置100的出气口321下方。进气管40上接高压供气装置，抽尘管50上接真空泵。由进气管40输入高压气体，并经出气口321吹出，使得陶瓷基板激光打孔位置产生的粉尘在气道31的开口端扬起。再由真空泵对气道31内的粉尘抽气。

该吹气抽尘装置100可以通过进气管40向第一管体32内通入高压气体，以及通过抽尘管50外接抽气装置对气道31内抽气。在陶瓷基板激光打孔时，由出气口321向打孔位置高压吹气，使得打孔产生的粉尘被吹起至气道31的开口端，再通过抽气装置作用，对气道31内抽气将粉尘抽出。吹气和抽尘两种操作不会相互干扰，且可以形成有效的搭配，抽尘效果更好。本吹气抽尘装置可以有效的将陶瓷基板激光打孔过程中所产生的陶瓷粉尘及时排出，避免粉尘在孔中堆积导致打孔不通的现象，满足厚度较厚的陶瓷基板的激光打孔需求，并保证打孔质量。

在具体实施方式中，透光片20可以为透光玻璃。第一管体32和第二管体33为圆台形，且第一管体32直径大的圆台端与空腔11的第二端连通，直径小的圆台端从本体10的底部伸出。可以使得出气口321在对打孔位置吹气时，气体输出的气路会逐渐变窄，吹气更加集中，吹气压强更大，粉尘能更加彻底的扬起，保证抽尘的效果。

请参阅图3，在上述实施方式的基础上，第一管体32的第二端伸出本体10的长度小于第二管体33的一端伸出本体10的长度。这样可以使得第一管体32的第二端与气道31的开口端间隔形成空间，便于出气口321将粉尘吹起后，由间隔空间进入到气道31内，再将粉尘抽出，抽尘效果更好。

在另一实施方式中，空腔11的腔壁上开设有第一通孔，进气管40的一端与第一通孔连通。供气装置通过向进气管40内吹气，使气体由第一通孔进入空腔11，并由出气口321吹出。便于由进气管40向第一管体32内吹气，且高压气体能更加顺畅的由出气口321吹出。气道31上开设有第二通孔，抽尘管50的一端与第二通孔连通。抽气装置通过对抽尘管50内吸气，使出气口321吹起的粉尘由气道31的开口端进入气道31，并由抽尘管50吸收到抽气装置内。便于由抽尘管50对气道31口产生的粉尘进行抽尘，且抽尘更加顺畅。

需要说明的是，进气管40和抽尘管50设有单个或者多个，可以根据具体激光打孔的需求进行选择。

请参阅图4，为本发明陶瓷基板激光打孔方法的操作流程图。

在实施例一中，本发明陶瓷基板上激光打孔的方法，包括以下操作步骤：

将2mm厚的氧化锆陶瓷基板用去离子水清洗后擦拭干净，并风干备用；

在图形编辑软件中编辑好打孔的图档，并将所需格式的图档文件导入打标软件中；

将吹气抽尘装置100安装于激光器的打标镜头下方；

把干燥后的氧化锆陶瓷基板固定于出气口321的下方，使得激光器的打标激光能透过透光片20，并穿过空腔11、第一管体32照射到氧化锆陶瓷基板需打孔的位置；

激光器采用波长为1040nm，脉宽为6ps的激光对氧化锆陶瓷基板打孔，在打孔的同时，向进气管40通入气压为6MPa的气体，并将抽尘管50接入抽气装置，通过出气口321向打孔位置吹气，将激光打孔产生的粉尘吹起至气道31的开口端，再由抽气装置抽气将粉尘由气道31内抽出；

激光打孔的过程中，移动激光的焦点，直到将氧化锆陶瓷基板打穿为止。

在实施例二中，本发明陶瓷基板上激光打孔的方法，包括以下操作步骤：

将6mm厚的氧化铝陶瓷基板用酒精清洗后擦拭干净，并风干备用；

在图形编辑软件中编辑好打孔的图档，并将所需格式的图档文件导入打标软件中；

将吹气抽尘装置100安装于激光器的打标镜头下方；

把干燥后的氧化铝陶瓷基板固定于出气口321的下方，使得激光器的打标激光能透过透光片20，并穿过空腔11、第一管体32照射到氧化铝陶瓷基板需打孔的位置；

激光器采用波长为1050nm，脉宽为15ps的激光对氧化铝陶瓷基板打孔，在打孔的同时，向进气管40通入气压为8MPa的气体，并将抽尘管50接入抽气装置，通过出气口321向打孔位置吹气，将激光打孔产生的粉尘吹起至气道31的开口端，再由抽气装置抽气将粉尘由气道31内抽出；

激光打孔的过程中，移动激光的焦点，直到将氧化铝陶瓷基板打穿为止。

在实施例三中，本发明陶瓷基板上激光打孔的方法，包括以下操作步骤：

将10mm厚的氮化硅陶瓷基板用酒精清洗后擦拭干净，并风干备用；

在图形编辑软件中编辑好打孔的图档，并将所需格式的图档文件导入打标软件中；

将吹气抽尘装置100安装于激光器的打标镜头下方；

把干燥后的氮化硅陶瓷基板固定于出气口321的下方，使得激光器的打标激光能透过透光片20，并穿过空腔11、第一管体32照射到氮化硅陶瓷基板需打孔的位置；

激光器采用波长为1060nm，脉宽为20ps的激光对氮化硅陶瓷基板打孔，在打孔的同时，向进气管40通入气压为12MPa的气体，并将抽尘管50接入抽气装置，通过出气口321向打孔位置吹气，将激光打孔产生的粉尘吹起至气道31的开口端，再由抽气装置抽气将粉尘由气道31内抽出；

激光打孔的过程中，移动激光的焦点，直到将氮化硅陶瓷基板打穿为止。

本发明的陶瓷基板上激光打孔的方法，在对陶瓷基板进行激光打孔的同时，会对打孔位置高压吹气，使得打孔产生的粉尘扬起，并对这些粉尘抽尘。这样就能有效防止在对陶瓷基板激光打孔时，所产生的粉尘在孔中堆积，导致打孔不通的现象。边激光打孔，边清理打孔所产生的粉尘，就可以使得打孔的深度更深。可以满足厚度较厚的陶瓷基板的激光打孔需求，并保证打孔质量。此外，本发明方法可以形成对陶瓷基板的皮秒激光加工，皮秒的短脉宽及高的峰值功率能够将陶瓷基板瞬间汽化，并且不会给周围的陶瓷基板带来热影响，有效避免在打孔的过程中因热应力而产生微裂纹。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种吹气抽尘装置，其特征在于，包括：

本体，所述本体内部设有空腔，所述空腔的第一端与外部连通；

透光片，所述透光片盖设于所述空腔的第一端上；

气嘴，包括第一管体和套设于所述第一管体上的第二管体，所述第一管体的第一端设于所述本体内，并与所述空腔的第二端连通，所述第一管体的第二端伸出所述本体，并设有出气口，所述第一管体与所述第二管体之间形成有气道，所述气道位于所述本体内的一端为封闭端，位于所述本体外的一端为开口端；

进气管，所述进气管的一端设于所述本体上，并与所述空腔连通，另一端与供气装置连接；

抽尘管，所述抽尘管的一端设于所述本体上，并与所述气道连通，另一端与抽气装置连接。

2.根据权利要求1所述的吹气抽尘装置，其特征在于，所述第一管体和所述第二管体为圆台形，且所述第一管体直径大的圆台端与所述空腔的第二端连通。

3.根据权利要求1所述的吹气抽尘装置，其特征在于，所述空腔的腔壁上开设有第一通孔，所述进气管的一端与所述第一通孔连通，供气装置通过向所述进气管内吹气，使气体由所述第一通孔进入所述空腔，并由所述出气口吹出。

4.根据权利要求1所述的吹气抽尘装置，其特征在于，所述气道上开设有第二通孔，所述抽尘管的一端与所述第二通孔连通，抽气装置通过对所述抽尘管内吸气，使所述出气口吹起的粉尘由所述气道的开口端进入所述气道，并由所述抽尘管吸收到抽气装置内。

5.根据权利要求1至4任一项所述的吹气抽尘装置，其特征在于，所述第一管体的第二端伸出所述本体的长度小于所述第二管体的一端伸出所述本体的长度。

6.一种陶瓷基板激光打孔方法，其特征在于，包括以下步骤：

清洗干燥，将待加工的陶瓷基板清洗干净，并风干备用；

安装吹气抽尘装置，将如权利要求1至5任一项所述的吹气抽尘装置安装于激光器的打标镜头下方；

安装陶瓷基板，将干燥后的陶瓷基板固定于出气口的下方，使得激光器的打标激光能透过透光片，并穿过空腔、第一管体照射到陶瓷基板需打孔的位置；

激光打孔，通过激光器对陶瓷基板激光打孔，在打孔的同时，向进气管通入气压为5MPa～15MPa的气体，并将抽尘管接入抽气装置，通过出气口向打孔位置吹气，将激光打孔产生的粉尘吹起至气道的开口端，再由抽气装置抽气将粉尘由气道内抽出。

7.根据权利要求6所述的陶瓷基板激光打孔方法，其特征在于，在清洗干燥步骤中，采用去离子水或酒精对陶瓷基板进行清洗，并擦拭干净。

8.根据权利要求6所述的陶瓷基板激光打孔方法，其特征在于，所述陶瓷基板为氧化锆陶瓷基板、氧化铝陶瓷基板、氮化硅陶瓷基板或碳化硅陶瓷基板。

9.根据权利要求6所述的陶瓷基板激光打孔方法，其特征在于，所述陶瓷基板的厚度为0.5mm～10mm。

10.根据权利要求6至9任一项所述的陶瓷基板激光打孔方法，其特征在于，在激光打孔的步骤中，采用的激光波长为1030nm～1064nm，脉宽为5ps～25ps。