CN110497093A - 激光切割方法及其设备 - Google Patents

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Abstract

一种激光切割方法及其设备，其切割方法主要依序通过切割、覆膜、切断等步骤来进行金属箔的切割，并同时配合夹持治具夹持住欲切割的金属箔，再由位于夹持治具上方的扫描头单元制造出切割用的激光光束并开始进行切割，而在切割的过程中会同时使用上辅助吹气装置以及下辅助吹气装置将冷却气体喷向金属箔，且切割的过程中还会搭配热像仪来监控金属箔的温度，并依照金属箔的温度变化来调控上辅助吹气装置以及下辅助吹气装置的出风量。通过切割金属箔时所预留一处以上的微连接，并搭配覆在金属箔表面的承载膜，使切割和切断的过程中不会有散料的情况发生。同时利用上、下辅助吹气装置并搭配热像仪，使切割的过程中金属箔能保持在最佳的切割温度。

Description

激光切割方法及其设备
本发明有关于一种切割的方法及其设备，特别关于一种用于切割金属箔的激光切割方法及其设备。
背景技术
一般市面上的激光加工机普遍运用在半导体、金属、陶瓷、玻璃及其他多种材料的标记、雕刻、微加工、切割以及钻孔，然而这些激光加工机一旦碰到要在金属箔上进行加工，就会受到激光加工机本身对于金属箔厚度以及激光切割线宽的要求进而产生诸多限制，使金属箔的加工品质普遍不佳甚至是无法进行加工。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种能利用激光光束在金属箔上切割出多边形、圆形或是螺旋的方法以及设备。
为达上述的目的，本发明激光切割方法，通过下列步骤所制成：
切割步骤：利用激光切割设备的激光光束在金属箔上切割出元件的外型，而切割后的元件与金属箔之间仍留有一处以上未切断的微连接。
覆膜步骤：从激光切割设备中取出经过切割步骤处理过的金属箔，并于金属箔的其中一面覆上承载膜。
切断步骤：将完成覆膜的金属箔放回激光切割设备内，再利用激光光束切断元件与金属箔之间的微连接，而切断微连接后的元件仍会附着于承载膜上，最后将元件从承载膜上取下即完成激光切割的加工。
而本发明激光切割设备，包含有扫描头单元、夹持治具、移位机构、上辅助吹气装置、下辅助吹气装置以及热像仪。
所述扫描头单元用于制造以及发射激光光束，并利用该激光光束来切割金属箔。
所述夹持治具设置于扫描头单元下方，用于夹持欲切割的金属箔，该夹持治具由上压治具以及下压治具所组成，而上压治具以及下压治具均设有凸出并用于压合金属箔的支柱，使金属箔被夹持时处于腾空状态。
所述移位机构与夹持治具连接，该移位机构用于固定夹持治具并使夹持治具能于水平方向移动。
所述上辅助吹气装置设置于夹持治具以及扫描头单元之间，该上辅助吹气装置从上方将冷却气体吹向金属箔的表面，借此来将金属箔的表面温度控制在适当的范围内。
所述下辅助吹气装置设置于移位机构内部，该下辅助吹气装置从下方将冷却气体吹向金属箔的表面，借此来将金属箔的表面温度控制在适当的范围内。
所述热像仪设置于激光切割设备内能照射到金属箔的适当位置，该热像仪用于监控切割金属箔时的表面温度变化，并将温度变化信息回报给激光切割设备，借此来帮助调整上辅助吹气装置以及下辅助吹气装置的吹气量。
本发明激光切割方法及其设备的具有下列优点：
切割金属箔时所预留的微连接以及承载膜的运用，使切割和切断的过程中不会有散料的情况发生。
上辅助吹气装置、下辅助吹气装置以及热像仪的搭配，使切割的过程中金属箔能保持在最佳的切割温度。
本发明的激光切割方法及其设备通过切割金属箔时所预留一处以上的微连接，并搭配覆在金属箔表面的承载膜，使切割和切断的过程中不会有散料的情况发生。同时利用上辅助吹气装置以及下辅助吹气装置并搭配热像仪，使切割的过程中金属箔能保持在最佳的切割温度。
附图说明
图1：本发明激光切割方法流程示意图；
图2：本发明激光切割设备剖视示意图；
图3：本发明激光切割方法实施第一示意图；
图4：本发明激光切割方法实施第二示意图。
１ 激光切割方法；
１１ 切割步骤；
１２ 覆膜步骤；
１３ 切断步骤；
２ 激光切割设备；
２１ 扫描头单元；
２２ 夹持治具；
２２１ 上压治具；
２２２ 下压治具；
２３ 移位机构；
２４ 上辅助吹气装置；
２５ 下辅助吹气装置；
２６ 热像仪；
３ 金属箔；
４１、４２、４３、４４、４５ 步骤；
５１、５２、５３、５４ 步骤。
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说明，以使本领域的技术人员可以更好的理解本发明并能予以实施，但所举实施例不作为对本发明的限定。
首先请参阅图1以及图2，图1为本发明激光切割方法流程示意图，图2为本发明激光切割设备剖视示意图。
本发明激光切割方法１，通过下列步骤所制成：
切割步骤１１：利用激光切割设备２的激光光束在金属箔３上切割出元件的外型，而切割后的元件与金属箔３之间仍留有一处以上未切断的微连接，而该微连接能使元件仍连接于金属箔３上，使其在切割的过程中不会有散料的情况发生，其中，切割步骤１１中所使用的激光光束可为脉冲宽度200ns以上的长脉冲激光(long-pulsed)。
覆膜步骤１２：从激光切割设备２中取出经过切割步骤１１处理过的金属箔３，并于金属箔３的其中一面覆上承载膜。
切断步骤１３：将覆有承载膜的金属箔３放回激光切割设备２内，并利用激光光束切断元件与金属箔３之间的微连接，而切断微连接后的元件仍会附着于承载膜上，最后将元件从承载膜上取出即完成激光切割的加工。
另外，本发明激光切割设备２，包含有扫描头单元２１、夹持治具２２、移位机构２３、上辅助吹气装置２４、下辅助吹气装置２５以及热像仪２６。
所述扫描头单元２１用于制造以及发射激光光束，并利用该激光光束来切割金属箔３，而该激光光束可为脉冲宽度200ns以上的长脉冲激光(long-pulsed)。
所述夹持治具２２设置于扫描头单元２１下方，用于夹持欲切割的金属箔３，该夹持治具２２由上压治具２２１以及下压治具２２２所组成，而上压治具２２１以及下压治具２２２均设有凸出并用于压合金属箔３的支柱，使金属箔３被夹持时处于腾空状态。
所述移位机构２３与夹持治具２２连接，该移位机构２３用于固定夹持治具２２并使其能于水平方向移动。
所述上辅助吹气装置２４设置于夹持治具２２以及扫描头单元２１之间，该上辅助吹气装置２４从上方将冷却气体吹向金属箔３的表面，借此来将金属箔３的表面温度控制在适当的范围内，其中，该上辅助吹气装置２４能自由调整吹气的角度、位置以及风量，且该上辅助吹气装置２４能吹出先集中后再散开的气体。
所述下辅助吹气装置２５设置于移位机构２３内部，该下辅助吹气装置２５从下方将冷却气体吹向金属箔３的表面，借此来将金属箔３的表面温度控制在适当的范围内，另外该下辅助吹气装置２５的出气口又以喇叭状的外型为最佳选择，而喇叭状的出气口能有效将冷却气体均匀的吹向金属箔３表面。
所述热像仪２６设置于本发明激光切割设备２内能照射到金属箔３的适当位置，该热像仪２６用于监控切割金属箔３时的表面温度变化，并将温度变化信息回报给激光切割设备２，借此来调整上辅助吹气装置２４以及下辅助吹气装置２５的吹气量。
有关于本发明的实施方式及相关可供参考图式详述如下所示：
续请参阅图3并搭配图2，图3为本发明激光切割方法实施第一示意图。
本发明在下列叙述中使用在铜箔上切割圆做为说明。
如步骤４１所示，在进行圆的切割前需先利用夹持治具２２将铜箔夹紧，并使要进行切割的铜箔部位悬浮于空中。
如步骤４２所示，当确认夹持治具２２夹紧铜箔后，接着就可开启扫描头单元２１利用激光光束并配合移位机构２３的移动，在铜箔上切割切出圆的外型，且在切割的过程中同时使用上辅助吹气装置２４以及下辅助吹气装置２５朝着铜箔吹出冷却气体。
如步骤４３所示，另外在进行切割的过程中还会同步启用热像仪２６来全程监控切割铜箔时的表面温度变化，并将温度变化信息回报给激光切割设备２。
如步骤４４所示，若在切割铜箔时热像仪２６监测到铜箔的表面温度高于最佳切割温度时，激光切割设备２便会自动增强上辅助吹气装置２４以及下辅助吹气装置２５的吹气量，使铜箔表面的温度降低至适当的范围内。
如步骤４５所示，当切割完成后圆形元件与铜箔之间仍保有一处以上未切断的微连接，使元件不会直接从铜箔上脱落。
续请参阅图4并搭配图2，图4为本发明激光切割方法实施第二示意图。
如步骤５１所示，接着从夹持治具２２上取出经切割处理后的铜箔，并在铜箔的其中一面覆上承载膜，使该乘载膜同时包覆铜箔、元件以及微连接处。
如步骤５２所示，将覆有承载膜的铜箔放回夹持治具２２上，并再次启动扫描头单元２１、上辅助吹气装置２４以及下辅助吹气装置２５，准备进行最后的切割。
如步骤５３所示，再次利用扫描头单元２１所产生的激光光束来切断元件与铜箔之间的微连接，而使元件正式与铜箔分离，另外虽然元件已和铜箔分离，但覆在铜箔上的承载膜仍会将元件固定在原先的位置上，达到切断微连接后元件不会直接从铜箔上脱落的效果。
如步骤５４所示，最后再从承载膜上将圆形元件取出即完成在铜箔上切割圆的流程。
综合上述，本发明激光切割方法及其设备其优点在于：
切割金属箔时所预留一处以上的微连接，并搭配覆在金属箔表面的承载膜，使切割和切断的过程中不会有散料的情况发生。
同时利用上辅助吹气装置以及下辅助吹气装置并搭配热像仪，使切割的过程中金属箔能保持在最佳的切割温度。
以上所述实施例仅是为充分说明本发明而所举的较佳的实施例，本发明的保护范围不限于此。本技术领域的技术人员在本发明基础上所作的等同替代或变换，均在本发明的保护范围之内。本发明的保护范围以权利要求书为准。

Claims (10)

1.一种激光切割方法，其特征在于，包含有下列步骤：
切割步骤：利用激光切割设备的激光光束在金属箔上切割出元件的外型，并在切割后让元件与金属箔之间仍留有未切断的微连接，使元件仍连接于金属箔上；
覆膜步骤：从激光切割设备中取出经过切割步骤处理过后的金属箔，并于金属箔的其中的一面覆上承载膜；
切断步骤：将完成覆膜的金属箔放回激光切割设备内，并利用激光光束切断元件与金属箔之间的微连接，而切断微连接后的元件仍会附着于承载膜上，最后将元件从承载膜上取下即完成激光切割的加工。
2.如权利要求1所述的激光切割方法，其特征在于，该切割步骤中未切断的微连接为一处以上。
3.如权利要求1所述的激光切割方法，其特征在于，该切割步骤与切断步骤中所使用的激光光束的脉冲宽度为200ns以上。
4.如权利要求1所述的激光切割方法，其特征在于，该切割步骤与切断步骤中所使用的激光光束为长脉冲激光。
5.一种激光切割设备，其特征在于，包含有扫描头单元、夹持治具、移位机构、上辅助吹气装置以及下辅助吹气装置；
所述扫描头单元用于制造以及发射激光光束，并利用该激光光束来切割金属箔；
所述夹持治具设置于扫描头单元下方，用于夹持欲切割的金属箔，该夹持治具由上压治具以及下压治具所组成，而上压治具以及下压治具均设有凸出并用于压合金属箔的支柱，使金属箔被夹持时处于腾空状态；
所述移位机构与夹持治具连接，该移位机构用于固定夹持治具并使夹持治具能于水平方向移动；
所述上辅助吹气装置设置于夹持治具以及扫描头单元之间，该上辅助吹气装置从上方将冷却气体吹向金属箔的表面，借此来将金属箔的表面温度控制在适当的范围内；
所述下辅助吹气装置设置于移位机构内部，该下辅助吹气装置从下方将冷却气体吹向金属箔的表面，借此来将金属箔的表面温度控制在适当的范围内。
6.如权利要求5所述的激光切割设备，其特征在于，该扫描头单元所使用的激光光束的脉冲宽度为200ns以上。
7.如权利要求5所述的激光切割设备，其特征在于，该扫描头单元所使用的激光光束为长脉冲激光。
8.如权利要求5所述的激光切割设备，其特征在于，该上辅助吹气装置能以先集中后散开的方式吹出气体，且其吹气的角度、位置以及风量均能自由调整。
9.如权利要求5所述的激光切割设备，其特征在于，该下辅助吹气装置的出气口为喇叭状的设计。
10.如权利要求5所述的激光切割设备，其特征在于，该激光切割设备内设有热像仪。
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