CN109719405A - 激光加工方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种激光加工方法，涉及激光表面标记的技术领域，包括利用酒精清洁玻璃背板的玻璃表面和油墨层的表面，将玻璃背板的玻璃表面和油墨层的表面进行风干；设定背板图案、激光加工参数；激光加工参数包括：激光的波长为355nm～532nm，脉宽为2ns～20ns，填充距离为0.005mm～0.02mm，打标速率为500mm/s～1000mm/s，打标频率为30～100Khz，镭射功率为0.1W～2W；将激光的焦点设置在油墨层上，按照背板图案和激光加工参数，对油墨层进行图案镭雕加工。本发明工艺比较简单、加工精度高、加工过程的污染度低，同时，有效减轻鼓泡现象提高用户体验感。

Description

激光加工方法

技术领域

本发明涉及激光表面标记技术领域，尤其是涉及一种激光加工方法。

背景技术

在移动终端市场中，随着消费者消费观念的不断改变，对电子产品的外壳要求也越来越高。从早期的外壳多为塑料材料，到后期发展到以阳极铝为主的金属合金材质，到现在流行的玻璃材质，市场对电子产品的外观的触感提出越来越高的要求，目前绝大多数主流机型均采用了双面玻璃的外观样式，具有极细腻的手感与精致美观的外观。

目前，在电子产品背板上的图案与字符采用的是用丝印、喷绘等印刷工艺手段进行绘制，以丝印为例，一般需要绷网、上浆、干燥、晒版、显影、干燥，然后在切裁、磨边、清洗干燥、印刷并烧结，可以看出，工艺流程比较复杂，同时在利用丝网时，丝网很可能会破损，导致印刷的精度比较低，显影等操作使得该方法废弃物比较多，造成污染比较大。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供激光加工方法，工艺比较简单、加工精度高、加工过程的污染度低，同时，有效减轻鼓泡现象提高用户体验感。

第一方面，本发明实施例提供了一种激光加工方法，包括：

利用酒精清洁玻璃背板的玻璃表面和油墨层的表面，将玻璃背板的玻璃表面和油墨层的表面进行风干；

设定背板图案、激光加工参数；所述激光加工参数包括：激光的波长为355nm～532nm，脉宽为2ns～20ns，填充距离为0.005mm～0.02mm，打标速率为500mm/s～1000mm/s，打标频率为30～100Khz，镭射功率为0.1W～2W；

将所述激光的焦点设置在油墨层上，按照所述背板图案和所述激光加工参数，对所述油墨层进行图案镭雕加工。

结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第一种可能的实施方式，其中，在所述利用酒精清洁玻璃背板的玻璃表面和油墨层的表面，将玻璃背板的玻璃表面和油墨层的表面进行风干的步骤之前，所述方法还包括：

在玻璃背板上形成油墨层。

结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第二种可能的实施方式，其中，所述方法还包括：按照所述玻璃背板的玻璃面正对激光光源进行图案镭雕加工。

结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第三种可能的实施方式，其中，所述油墨层的厚度为10μm～200μm。

结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第四种可能的实施方式，其中，所述激光加工参数还包括：激光发射的重复频率为20～200KHz。

结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第五种可能的实施方式，其中，当所述油墨层的颜色为红色时，所述激光加工参数为：激光的波长为355nm，脉宽为10ns，填充距离为0.01mm，打标速率为800mm/s，重复频率60Khz，镭射功率为0.3W。

结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第六种可能的实施方式，其中，当所述油墨层的颜色为白色时，所述激光加工参数为：激光的波长为355nm，脉宽为18ns，填充距离为0.015mm，打标速率为1000mm/s，重复频率70Khz，镭射功率为0.3W。

结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第七种可能的实施方式，其中，当所述油墨层的颜色为黑色时，所述激光加工参数为：激光的波长为532nm，脉宽为15ns，填充距离为0.02mm，打标速率为650mm/s，重复频率90Khz，镭射功率为0.7W。

本发明实施例带来了以下有益效果：可以通过利用酒精清洁玻璃背板的玻璃表面和油墨层的表面，将玻璃背板的玻璃表面和油墨层的表面进行风干，然后设定背板图案、激光加工参数；所述激光加工参数包括：激光的波长为355nm～532nm，脉宽为2ns～20ns，填充距离为0.005mm～0.02mm，打标速率为500mm/s～1000mm/s，打标频率为30～100Khz，镭射功率为0.1W～2W，将激光的焦点设置在油墨层上，按照所述背板图案和所述激光加工参数，对油墨层进行图案镭雕加工，本发明采用激光照射油墨层使得油墨层因为化学反应而进行图案雕刻，工艺比较简单，且激光的可调行比较大且比较环保从而增强了加工精度和降低了加工过程的污染度，同时，有效减轻鼓泡现象，使得加工后的玻璃背板无明显触感提高用户体验感。

本发明的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的激光加工方法的流程图；

图2为本发明实施例提供的激光入射玻璃背板的示意图；

图3为本发明实施例提供的玻璃背板为红色时的激光加工方法的流程图；

图4为采用Sensofar S lynx 3D轮廓仪测量得到油墨凸起测试结果的示意图；

图5为本发明实施例提供的玻璃背板为白色时的激光加工方法的流程图；

图6为本发明实施例提供的玻璃背板为黑色时的激光加工方法的流程图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在移动终端市场中，随着消费者消费观念的不断改变，对电子产品的外壳要求也越来越高。从早期的外壳多为塑料材料，到后期发展到以阳极铝为主的金属合金材质，到现在流行的玻璃材质，市场对电子产品的外观的触感提出越来越高的要求，目前绝大多数主流机型均采用了双面玻璃的外观样式，具有极细腻的手感与精致美观的外观。

目前，在电子产品背板上的图案与字符采用的是用丝印、喷绘等印刷工艺手段进行绘制，以丝印为例，一般需要绷网、上浆、干燥、晒版、显影、干燥，然后在切裁、磨边、清洗干燥、印刷并烧结，可以看出，工艺流程比较复杂，同时在利用丝网时，丝网很可能会破损，导致印刷的精度比较低，显影等操作使得该方法废弃物比较多，造成污染比较大。

基于此，本发明实施例提供的一种激光加工方法，可以通过利用酒精清洁玻璃背板的玻璃表面和油墨层的表面，将玻璃背板的玻璃表面和油墨层的表面进行风干，然后设定背板图案、激光加工参数；所述激光加工参数包括：激光的波长为355nm～532nm，脉宽为2ns～20ns，填充距离为0.005mm～0.02mm，打标速率为500mm/s～1000mm/s，打标频率为30～100Khz，镭射功率为0.1W～2W，将激光的焦点设置在油墨层上，按照所述背板图案和所述激光加工参数，对油墨层进行图案镭雕加工，本发明采用激光照射油墨层使得油墨层因为化学反应而进行图案雕刻，工艺比较简单，且激光的可调行比较大且比较环保从而增强了加工精度和降低了加工过程的污染度，同时，有效减轻鼓泡现象，使得加工后的玻璃背板无明显触感提高用户体验感。

以下对本发明进行详细介绍：

本发明实施例提供了一种激光加工方法，结合图1所示，该方法包括：

S110：利用酒精清洁玻璃背板的玻璃表面和油墨层的表面，将玻璃背板的玻璃表面和油墨层的表面进行风干；

本发明在进行激光加工工艺时，为了防止在玻璃背板的玻璃表面和油墨层的表面上因为有灰尘或者其他障碍物，而使入射到玻璃背板上的激光发生反射致使激光的质量降低，所以，本发明在激光进行发射之前，所述方法包括：

利用酒精清洁玻璃背板的玻璃表面和油墨层的表面，然后将玻璃背板的玻璃表面和油墨层的表面进行风干。

S120：设定背板图案、激光加工参数；激光加工参数包括：激光的波长为355nm～532nm，脉宽为2ns～20ns，填充距离为0.005mm～0.02mm，打标速率为500mm/s～1000mm/s，打标频率为30～100Khz，镭射功率为0.1W～2W。

可以理解为：背板图案即需要镭雕在玻璃背板的油墨层上的图案，例如：某个公司的LOGO、字符标记、公司的图标等等。

S130：将激光的焦点设置在油墨层上，按照背板图案和激光加工参数，对油墨层进行图案镭雕加工。

在实际操作中，激光在照射到油墨层时，与油墨层中的油墨发生反应使其能够改变颜色，例如，在油墨层是黑色时，由于激光照射使黑色变成银色，在油墨层是红色时，由于激光照射使红色变成白色，当然，颜色的改变还可以有多种，上述描述，仅仅是示例性的，而不是作为限制。

由于激光照射油墨发生化学反应，改变油墨的颜色来达到将预设图案印在玻璃背板上，避免了采用印刷工艺而使精度比较低且污染性比较大的问题。

另外，激光与油墨作用伴随气化现象，气体夹在玻璃与油墨层间无法排除会产生鼓泡现象，采用上述技术方案可有效减轻鼓泡现象，高度差＜3μm，肉眼基本无法分辨且无明显触感，不影响后续加工工序进行。

在一些实施例中，按照所述玻璃背板的玻璃面正对激光光源进行图案镭雕加工，即，油墨层背对激光光源。其中，可以将激光的焦点设置在如图2所示的位置上，即玻璃背板和油墨层紧密相邻的地方。在实际操作中，激光通过玻璃背板对油墨层进行图案镭雕加工。这样与玻璃背板紧邻的油墨层的一面会发生变化，即发生凹凸不平的情况，所以，与玻璃背板远离的油墨层的另一面，即用户会用手触摸的那一面不会形状发生变化，从而可以提高用户的体验感。

在一些实施例中，在所述利用酒精清洁玻璃背板的玻璃表面和油墨层的表面，将玻璃背板的玻璃表面和油墨层的表面进行风干的步骤之前，所述方法还包括：

在玻璃背板上形成油墨层。

其中，油墨的成分可以包括少量天然树脂、合成树脂、纤维素、橡胶衍生物等溶于干性油或溶剂。在本发明中，在玻璃背板上涂上的油墨可以具有不同的颜色，例如：白色、黑色、红色、粉色、蓝色等等，当然，还可以包括混色系等等。

可选的，可以采用以下方法在玻璃背板上形成油墨层，将油墨涂在玻璃背板上，然后通过高温烘烤将油墨层与玻璃紧紧结合在一起，得到具有油墨层的玻璃背板。

其中，油墨层的厚度为10μm～200μm。

其中，所述激光加工参数还包括：激光发射的重复频率为20～200KHz。

基于上述的方法，以下举几个示例进行说明：

示例一：结合图3所示，

S31，将玻璃背板形成红色油墨层；

S32，用酒精清洁玻璃背板的表面和红色油墨层的表面，自然风干；

S33，将所需标记的图案图档导入到激光镭射系统中，设定激光加工参数；其中，激光加工参数为激光的波长为355nm，脉宽为10ns，填充距离为0.01mm，打标速率为800mm/s，重复频率60Khz，镭射功率为0.3W；

S34，将包含有红色油墨层的玻璃背板固定于水平治具上，使玻璃面朝上对着光源，调焦点至玻璃背板下表面；

S35，启动激光器发射激光，对红色油墨层进行镭射加工。

采用上述步骤，可以在红色油墨层中标记上所需标记的图案，不仅精细度高，而且鼓泡现象比较小，提高了用户体验感。

可以采用Sensofar S lynx 3D轮廓仪测量反面油墨鼓泡凸起高度值，如图4所示，横坐标为测试的水平距离，纵坐标为测试的高度距离，两根竖线与样品轮廓线测试交点为测试点，分别为激光未镭射点与镭射后凸起最高点。从图4中可得出测试点水平距离为43.47um，高度差为2.42um，小于标准的3μm，肉眼基本无法分辨且无明显触感，不影响后续加工工序进行。

示例二：结合图5所示，

S51，将玻璃背板形成白色油墨层；

S52，用酒精清洁玻璃背板的表面和白色油墨层的表面，自然风干；

S53，将所需标记的图案图档导入到激光镭射系统中，设定激光加工参数；其中，激光加工参数：激光的波长为355nm，脉宽为18ns，填充距离为0.015mm，打标速率为1000mm/s，重复频率70Khz，镭射功率为0.3W；

S54，将包含有白色油墨层的玻璃背板固定于水平治具上，使玻璃面朝上对着光源，调焦点至玻璃背板下表面；

S55，启动激光器发射激光，对白色油墨层进行镭射加工。

在玻璃背板采用激光镭射标刻完成后，采用与示例一相同的测试方式，所述包括白色油墨层的玻璃背板经激光镭雕标刻完成后，用Sensofar S lynx 3D轮廓仪测量得到背板反面油墨凸起最高值结果，油墨凸起高度值为1.53um，无明显触感。

示例三：结合图6所示，

S61，将玻璃背板形成黑色油墨层；

S62，用酒精清洁玻璃背板的表面和黑色油墨层的表面，自然风干；

S63，将所需标记的图案图档导入到激光镭射系统中，设定激光加工参数；其中，激光加工参数为：激光的波长为532nm，脉宽为15ns，填充距离为0.02mm，打标速率为650mm/s，重复频率90Khz，镭射功率为0.7W；

S64，将包含有黑色油墨层的玻璃背板固定于水平治具上，使玻璃面朝上对着光源，调焦点至玻璃背板下表面；

S65，启动激光器发射激光，对黑色油墨层进行镭射加工。

在玻璃背板采用激光镭射标刻完成后，采用与示例一和示例二相同的测试方式，所述包括黑色油墨层的玻璃背板经激光镭雕标刻完成后，用Sensofar S lynx 3D轮廓仪测量得到背板反面油墨凸起最高值结果，油墨凸起高度值为1.19um，无明显触感。

综上可知，通过对激光焦点位置与单脉冲能量的控制，可使激光完全通过玻璃背板而加工在油墨层表面，不伤及玻璃材料，标刻出对比鲜明、精度高的图案或字符，并有效控制玻璃背板反面油墨层因与激光作用气化造成鼓泡高度＜3um。相比于传统影印等工艺方式，此加工方式具有高效、清洁、精度高，良率高等优点，市场应用前景十分广阔。

在这里示出和描述的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制，因此，示例性实施例的其他示例可以具有不同的值。

除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对步骤、数字表达式和数值并不限制本发明的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

附图中的流程图和框图显示了根据本发明的多个实施例的系统、方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上，流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段或代码的一部分，所述模块、程序段或代码的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。也应当注意，在有些作为替换的实现中，方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如，两个连续的方框实际上可以基本并行地执行，它们有时也可以按相反的顺序执行，这依所涉及的功能而定。也要注意的是，框图和/或流程图中的每个方框、以及框图和/或流程图中的方框的组合，可以用执行规定的功能或动作的专用的基于硬件的系统来实现，或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。

另外，在本发明实施例的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

最后应说明的是：以上所述实施例，仅为本发明的具体实施方式，用以说明本发明的技术方案，而非对其限制，本发明的保护范围并不局限于此，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改或可轻易想到变化，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改、变化或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案的精神和范围，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。

Claims (8)

1.一种激光加工方法，其特征在于，包括：

利用酒精清洁玻璃背板的玻璃表面和油墨层的表面，将玻璃背板的玻璃表面和油墨层的表面进行风干；

设定背板图案、激光加工参数；所述激光加工参数包括：激光的波长为355nm～532nm，脉宽为2ns～20ns，填充距离为0.005mm～0.02mm，打标速率为500mm/s～1000mm/s，打标频率为30～100Khz，镭射功率为0.1W～2W；

将所述激光的焦点设置在油墨层上，按照所述背板图案和所述激光加工参数，对所述油墨层进行图案镭雕加工。

2.根据权利要求1所述的激光加工方法，其特征在于，在所述利用酒精清洁玻璃背板的玻璃表面和油墨层的表面，将玻璃背板的玻璃表面和油墨层的表面进行风干的步骤之前，所述方法还包括：

在玻璃背板上形成油墨层。

3.根据权利要求1所述的激光加工方法，其特征在于，所述方法还包括：按照所述玻璃背板的玻璃面正对激光光源进行图案镭雕加工。

4.根据权利要求1所述的激光加工方法，其特征在于，所述油墨层的厚度为10μm～200μm。

5.根据权利要求1所述的激光加工方法，其特征在于，所述激光加工参数还包括：激光发射的重复频率为20～200KHz。

6.根据权利要求1所述的激光加工方法，其特征在于，当所述油墨层的颜色为红色时，所述激光加工参数为：激光的波长为355nm，脉宽为10ns，填充距离为0.01mm，打标速率为800mm/s，重复频率60Khz，镭射功率为0.3W。

7.根据权利要求1所述的激光加工方法，其特征在于，当所述油墨层的颜色为白色时，所述激光加工参数为：激光的波长为355nm，脉宽为18ns，填充距离为0.015mm，打标速率为1000mm/s，重复频率70Khz，镭射功率为0.3W。

8.根据权利要求1所述的激光加工方法，其特征在于，当所述油墨层的颜色为黑色时，所述激光加工参数为：激光的波长为532nm，脉宽为15ns，填充距离为0.02mm，打标速率为650mm/s，重复频率90Khz，镭射功率为0.7W。