CN110860811A

CN110860811A - 一种激光切割载台

Info

Publication number: CN110860811A
Application number: CN201911205500.8A
Authority: CN
Inventors: 王虎; 张鹏远
Original assignee: Shanghai Precision Measurement Semiconductor Technology Inc
Current assignee: Shanghai Precision Measurement Semiconductor Technology Inc
Priority date: 2019-11-29
Filing date: 2019-11-29
Publication date: 2020-03-06

Abstract

本发明实施例公开了一种激光切割载台，包括：气路模块和固定在气路模块上的承载模块；承载模块包括切割平面覆盖有石墨烯薄膜并且包括多条垂直交叉延伸的切割槽的金属板，多条切割槽将切割平面划分为阵列排布的多个矩形区域，矩形区域内包括多个贯穿金属版的吸附孔；气路模块包括呈阵列排布的多个矩形空腔、以及多条真空抽吸气路通道，矩形空腔与矩形区域一一对应设置，并且矩形区域包围矩形空腔在切割平面上的垂直投影，真空抽吸气路通道位于矩形空腔的正下方并与矩形空腔连通，且沿第一方向延伸，用于对矩形空腔进行气体抽吸而形成真空腔。本发明实施例所提供的激光切割载台有较强的吸附力，能够减少材料碳化现象，而且易清洁、成本低。

Description

一种激光切割载台

技术领域

本发明实施例涉及激光切割技术，尤其涉及一种激光切割载台。

背景技术

激光切割速度快、可切割材料种类多且对材料影响小，是一种常用的切割技术。

目前有机发光二极管(Organic Light-Emitting Diode，OLED)面板的激光加工中通常采用多孔陶瓷制造切割载台，以提高切割载台的刚性并使其具备多吸附、尺寸自适应的特性。但是，鉴于OLED柔性屏的加工特性，其激光切割的载台为耗材，而多孔陶瓷载台的造价高昂。

另外，在切割过程中，激光的能量以热的形式作用于材料表面，使材料融化、气化，在此过程中会发生碳化现象。一方面，碳化会使OLED材料表面导电，使得静电经碳化层传导进入内部电路，影响产品良率；另一方面，切割后形成的污染物会粘附在切割载台上，影响切割载台的平整度，进而影响激光加工的切割精度，且人工清理困难。

发明内容

本发明实施例提供一种激光切割载台，以实现制备一种能够减少材料碳化现象、易清洁且造价低廉的激光切割载台的目的。

本发明实施例提供的一种激光切割载台包括：气路模块和固定在气路模块上的承载模块；

承载模块包括金属板，金属板的切割平面覆盖有石墨烯薄膜，金属板的切割平面包括多条垂直交叉延伸的切割槽，多条切割槽将切割平面划分为阵列排布的多个矩形区域，矩形区域内包括多个贯穿金属板的吸附孔；

气路模块包括呈阵列排布的多个矩形空腔，以及多条真空抽吸气路通道；矩形空腔与承载模块上的阵列排布的矩形区域一一对应设置，并且矩形区域包围矩形空腔在切割平面上的垂直投影；真空抽吸气路通道位于矩形空腔的正下方并与矩形空腔连通，且沿第一方向延伸，用于对矩形空腔进行气体抽吸而形成真空腔；其中，第一方向为垂直交叉延伸的多条切割槽的两个延伸方向中的其中一个。

进一步地，真空抽吸气路通道包括第一真空气道，以及连接第一真空气道和矩形空腔的第一连接通道；第一真空气道沿第一方向延伸，第一真空气道的一端终止于气路模块的边缘内侧，第一真空气道的另一端延伸出气路模块形成第一真空气道出口，第一真空气道出口与真空泵连接；第一连接通道与矩形空腔一一对应设置。

进一步地，气路模块还包括：多个清洁气路通道，清洁气路通道与承载模块上的切割槽相连通，并与切割槽一一对应且平行设置，用于吸附待切割材料以及清洁切割废料。

进一步地，与切割槽一一对应的多个清洁气路通道中，延伸方向相互垂直的清洁气路通道之间没有交叠。

进一步地，清洁气路通道包括一条正压气道、一条第二真空气道以及至少一条第二连接通道，第二连接通道连通正压气道、第二真空气道以及与清洁气路通道相对应的切割槽；

正压气道和第二真空气道在气路模块内的延伸方向均与所对应的切割槽的延伸方向相同，并且正压气道和第二真空气道均包括一个延伸出气路模块的端口以形成出口，正压气道和第二真空气道的另一端均终止于气路模块内部，正压气道的出口与气流输入装置连接，第二真空气道的出口与真空泵连接。

进一步地，正压气道和第二真空气道在切割平面上的垂直投影对称分布在所对应的切割槽的两侧。

进一步地，一条清洁气路通道包括多个第二连接通道，第二连接通道沿清洁气路通道的延伸方向等间距均匀排布。

进一步地，第二连接通道的第一截面的形状为倒U型，垂直于所对应的切割槽的延伸方向的平面所截取的第二连接通道的截面为第二连接通道的第一截面。

进一步地，金属板包括铝或铝合金。

进一步地，切割槽的第一截面的形状包括U型、V型和凹型中的任一种，垂直于切割槽延伸方向的平面所截取的切割槽的截面为切割槽的第一截面。

本发明实施例通过在承载模块上设置贯穿承载模块的吸附孔，并在气路模块中设置相互连通的矩形空腔以及真空抽吸气路通道，在切割加工过程中，利用与真空抽吸气路通道相连的真空泵抽离被待切割材料覆盖住的吸附孔下面的矩形空腔的内部空气，使其成为真空腔，从而减小了待切割材料下方的气压，将其真空吸附在激光切割载台上，提高了待切割材料在切割载台上的稳固性，另外，通过在金属板的切割平面镀石墨烯，利用石墨烯的材料特性，减少了材料的碳化现象，提升了产品良率，并且使切割后产生的污染物易于清洁，还降低了激光切割载台的成本与制备难度。

附图说明

图1是本发明实施例提供的一种激光切割载台中承载模块的俯视图；

图2是本发明实施例提供的一种激光切割载台中气路模块的俯视图；

图3是本发明实施例提供的一种激光切割载台沿图1和图2中切割线AA’的剖面图；

图4是本发明实施例提供的另一种激光切割载台中承载模块的俯视图；

图5是本发明实施例提供的另一种激光切割载台中气路模块的俯视图；

图6是本发明实施例提供的另一种激光切割载台沿图4和图5中切割线AA’的剖面图；

图7是本发明实施例提供的再一种激光切割载台沿图4和图5中切割线AA’的剖面图；

图8是本发明实施例提供的又一种激光切割载台沿图4和图5中切割线AA’的剖面图；

图9是与图4-6对应的激光切割载台的三维结构图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。

图1是本发明实施例提供的一种激光切割载台中承载模块的俯视图，图2是本发明实施例提供的一种激光切割载台中气路模块的俯视图，图3是本发明实施例提供的一种激光切割载台沿图1和图2中切割线AA’的剖面图。该激光切割载台可用于承载待切割材料，例如OLED面板。下面结合图1-图3，对激光切割载台10的结构和切割方法进行说明。

如图3所示，激光切割载台10包括气路模块200和固定在气路模块200上的承载模块100。承载模块100包括金属板，金属板的切割平面覆盖有石墨烯薄膜，金属板的切割平面包括多条垂直交叉延伸的切割槽110，多条切割槽110将切割平面划分为阵列排布的多个矩形区域111，矩形区域111内包括多个贯穿金属板的吸附孔120。气路模块200包括呈阵列排布的多个矩形空腔210，以及多条真空抽吸气路通道220，矩形空腔210与承载模块100上的阵列排布的矩形区域111一一对应设置，并且矩形区域111包围矩形空腔210在切割平面上的垂直投影；真空抽吸气路通道220位于矩形空腔210的正下方并与矩形空腔210连通，且沿第一方向延伸，用于对矩形空腔210进行气体抽吸而形成真空腔。其中，第一方向为垂直交叉延伸的多条切割槽110的两个延伸方向中一个。

其中，承载模块100可由金属板加工制成，例如，可以选择硬度较大，且易于表面处理的金属板材，本发明实施例对金属板的材料不作限定。加工承载模块100时，可以将金属板的某一平面作为切割平面，并在切割平面上加工多条垂直交叉延伸切割槽110，以将切割平面划分为阵列排布的多个矩形区域111。可以理解的，切割槽110对应了激光切割过程中的切割线位置，即，在激光切割过程中沿着切割槽110的延伸方向对材料进行切割，最终得到与矩形区域111形状相同的产品。

需要说明的是，本发明实施例以垂直交叉设置的多条切割槽110为例进行说明，可以理解的，切割槽110在承载模块100上的布局可以按照待切割形状进行规划，本发明实施例对此不作限定。

示例性的，金属板可选用金属铝或铝合金板，形成切割槽110后，还可在其切割平面镀石墨烯膜层，并在矩形区域111内形成多个贯穿金属板的吸附孔120。示例性的，可以加工如图3所示的垂直于切割平面的吸附孔120，以贯穿金属板。需要说明的是，采用垂直打孔的方式制备吸附孔120可以降低加工难度，在其他实施例中，吸附孔120还可以以其他方式贯穿金属板，例如吸附孔120的剖面结构还可以是倾斜线或曲线，本发明实施例对此不做限定。通过设置吸附孔120，可以使其与气路模块200配合，实现吸附待切割材料，提高切割准确度的效果。

需要说明的是，现有的多孔陶瓷载台大多存在切割产品良率低、切割产生的污染物不易清洁等问题，而石墨烯不仅具有高硬度、高透光性和高化学稳定性，不易受到激光切割的影响等优点，还具有以下特性，可有效解决上述问题，具体分析如下：

1、高电导率和高热导率。一方面，石墨烯的高电导率可以在激光加工过程中使由于摩擦产生的静电快速逸散，从而减少静电荷的积累，另一方面，石墨烯的高热导率，可使激光加工中产生的热量快速释放掉，从而减少碳化现象的产生，使待切割的OLED面板表面不易形成碳化层，即不具备导电性。基于上述两方面原因，采用石墨烯镀层可降低了静电通过碳化层传导进入内部电路的可能性，从而提升OLED面板切割的良率。

2、疏水性。石墨烯的疏水性可使激光加工过程中由于材料融化而产生的污染物凝为珠状，且不易粘附在切割载台上，从而使得污染物的清洁更加容易。

但是，由于陶瓷材料难于加工且表面难以镀石墨烯膜层，因此，本发明实施例选用铝或铝合金板作为承载模块100的基材，不仅降低了激光切割载台的生产成本和制备难度，还通过在其表面镀石墨烯膜层解决了产品良率低、切割产生的污染物不易清洁等问题。

需要说明的是，金属板还可以包括其他金属材料制备的板材，例如钢材，本发明实施例对此不做限定。

示例性的，气路模块200同样可以利用上述金属材料加工制成。参见图2，气路模块200中的矩形空腔210与承载模块100上的矩形区域111一一对应。为了便于说明，图2以虚线表示切割槽110的位置，从图中可以看出，每一个矩形区域111的正下方对应设置一个矩形空腔210。沿切割线AA’的剖面图(图3)可以看出，矩形空腔210的正下方设置了与其连通并沿第一方向(此处为CC’方向)延伸的真空抽吸气路通道220。示例性的，真空抽吸气路通道220延伸方向的其中一端可以终止于气路模块200内，而另一端设置为开口，并与真空泵连接，以利用真空泵抽离矩形空腔210内的气体。

需要说明的是，真空抽吸气路通道220的延伸方向还可以是BB’方向，换句话说，其延伸方向可以是呈阵列排布的矩形空腔210的两个排布方向中的其中一个，本发明实施例对此不作限定。

需要说明的是，如图2所示，气路模块200的边缘包括凹槽260，用于承载模块100和气路模块200的固定。示例性的，如图3所示，可以通过固定件270将承载模块100与气路模块200固定，固定件270可以是本领域技术人员任意可知的工件，本发明实施例对此不作限定和说明。

本方案的工作原理：如图3所示，在切割时，可将承载模块100通过固定件270固定在气路模块200上，由此可使沿CC’方向延伸的真空抽吸气路通道220、沿CC’方向排布的矩形空腔210，以及与矩形空腔210对应的矩形区域111内的吸附孔120实现空气连通。将待切割材料放到承载模块100的切割平面之后，待切割材料可覆盖吸附孔120，然后开启与真空抽吸气路通道220相连的真空泵，即可抽离沿CC’方向排布的矩形空腔210内的空气，使之成为真空腔，由于待切割材料下方的气压小于上方的气压，因此，实现了将待切割材料真空吸附激光切割载台10上的效果，从而提升了切割精度，另外，石墨烯膜层的存在则减少了碳化现象的发生，提升了切割产品的良率，并且使切割后产生的污染物易于清洁。

需要说明的是，图3提供的剖面图仅以沿CC’方向排布的第一列矩形空腔210进行了说明，其他沿CC’方向排布的矩形空腔210同理，在其正下方也具有真空抽吸气路通道220，通过与真空抽吸气路通道220相连的真空泵抽离其腔体内的空气，使其成为真空腔，从而起到吸附待切割材料的作用。

参见图3，可选的，气路模块200中，真空抽吸气路通道220包括第一真空气道221、以及连接第一真空气道221和矩形空腔210的第一连接通道222，第一真空气道221沿第一方向延伸，第一真空气道221的一端终止于气路模块200边缘内侧，第一真空气道221的另一端延伸出气路模块200形成第一真空气道出口，第一真空气道出口与真空泵连接；第一连接通道222与矩形空腔210一一对应设置。

通过加工与矩形空腔一一对应的第一连接通道222，以及沿矩形空腔210任一排布方向(第一方向)延伸的第一真空气道221，并使第一连接通道222将矩形空腔210与第一真空气道221连通，即可形成与矩形空腔210连通的真空抽吸气路通道220。通过在第一真空气道221的一端设置出口，并连接真空泵，即可实现抽吸矩形空腔210内的气体，使其在切割时形成真空腔，从而起到吸附待切割材料的作用。

可选的，切割槽110的第一截面的形状包括U型、V型和凹型中的任一种，垂直于切割槽110延伸方向的平面所截取的切割槽110的截面为切割槽110的第一截面。

示例性的，图3仅示出了切割槽110的第一截面的形状为凹型的情况，本领域技术人员还可以根据产品设计需要自行设置其他类型的切割槽110，本发明实施例对此不作限定。需要说明的是，本发明实施例对切割槽110的宽度以及切割槽110的布局等均不作限定。

图4是本发明实施例提供的另一种激光切割载台中承载模块的俯视图，图5是本发明实施例提供的另一种激光切割载台中气路模块的俯视图，图6是本发明实施例提供的另一种激光切割载台沿图4和图5中切割线AA’的剖面图。在上述实施例的基础上，下面结合图4-6，对本发明实施例提供的另一种激光切割载台10的结构和切割方法进行说明。

参见图6，可选的，气路模块200还包括：多个清洁气路通道240，清洁气路通道240与承载模块100上的切割槽110相连通，并与切割槽110一一对应且平行设置，用于吸附待切割材料以及清洁切割废料。

可以理解的，与切割槽110一一对应的清洁气路通道240同样为垂直交叉延伸。示例性的，清洁气路通道240延伸方向的两端可以设置开口，并通过在开口处连接气流装置以实现在清洁气路通道240及其对应连通的切割槽110内形成高速气流。当待切割材料未被切开时，该高速气流可在待切割材料下方形成伯努利效应，从而起到进一步吸附待切割材料的效果，另外，待切割材料被切开时形成的污染物也可以随着高速气流沿清洁气路通道240排出气路模块200，实现了污染物的自清洁，节省人力。

需要说明的是，图6仅示例性的示出了沿图4中切割线AA’方向的剖面图中清洁气路通道240及与其对应的切割槽110的位置关系，沿垂直于AA’方向的切割线所截取的剖面图中，清洁气路通道240与切割槽110之间的位置关系与此相同，在此不再赘述。

可选的，与切割槽110一一对应的多个清洁气路通道240中，延伸方向相互垂直的清洁气路通道240之间没有交叠。

通过设置延伸方向相互垂直的清洁气路通道240之间没有交叠，可以使多个清洁气路通道240之间的气流方向仅与其对应的切割槽110的延伸方向一致，而不会相互造成影响，从而保证了每一清洁气路通道240内气流的高速流动，增强吸附效果，提高清洁污染物的能力。

继续参见图6，可选的，清洁气道通路240包括一条正压气道241、一条第二真空气道242以及至少一条第二连接通道243，第二连接通道243连通正压气道241、第二真空气道242以及与清洁气路通道相对应的切割槽110。正压气道241和第二真空气道242在气路模块200内的延伸方向均与所对应的切割槽110的延伸方向相同，并且正压气道241和第二真空气道242均包括一个延伸出气路模块200的端口以形成出口，正压气道241和第二真空气道242的另一端均终止与气路模块200内部，正压气道241的出口与气流输入装置连接，第二真空气道242的出口与真空泵连接。

示例性的，通过加工正压气道241、第二真空气道242以及将两者与对应的切割槽110连通的第二连接通道243，即可得到清洁气路通道240。在切割过程中，通过气流输入装置向气路模块200的正压气道241中通入高速气流，并通过第二真空气道242出口处的真空泵抽离该气流，即可通过清洁气路通道240在与其对应设置的切割槽110下方形成高速气流。当待切割材料未被切断时，该高速气流可在待切割材料下方形成伯努利效应，使得待切割材料下方的气压减小，从而使切割载台对待切割材料的吸附力更强，有利于待切割材料的固定。另外，由于石墨烯材料的疏水性，待切割材料被切开时所形成的污染物会凝结为珠状，随着高速气流被抽离，并沿着第二真空气道242排出，实现自动清洁的效果，节省人力。

需要说明的是，正压气道241的出口以及第二真空气道的出口242可以在同一侧，也可以在对立侧，本发明实施例对此不做限定。

继续参见图6，可选的，正压气道241和第二真空气道242在切割平面上的垂直投影对称分布在所对应的切割槽110的两侧。

通过将正压气道241和第二真空气道242对称分布在切割槽110垂直投影的两侧，可以大大降低气路模块200的加工难度。

需要说明的是，当正压气道241和第二真空气道242对称分布在切割槽110垂直投影的两侧时，将正压气道241和第二真空气道242与对应的切割槽210连通的第二连接通道243的加工方式并不限于图6所示。示例性的，图7是本发明实施例提供的再一种激光切割载台沿图4和图5中切割线AA’的剖面图，图8是本发明实施例提供的又一种激光切割载台沿图4和图5中切割线AA’的剖面图。图7和图8提供了第二连接通道243的另外两种加工方式，这两种方式能够大大降低第二连接通道243的加工难度，本发明实施例对此不做限定，通过第二连接通道243实现切割槽110与正压气道241和第二真空气道242的连通即可。

参见图5和图6，可选的，一条清洁气路通道240包括多个第二连接通道243，第二连接通道243沿清洁气路通道240的延伸方向等间距均匀排布。

可以理解的，将多个第二连接通道243沿切割槽110的延伸方向等间距排布可以使各第二连接通道243内的气流均匀流动，同时可以保证切割槽110中各处的污染物均被抽离。除此之外，加工在清洁气路通道240延伸方向上间隔排布的第二连接通道243还有利于保证气路模块200的稳固性，提高对承载模块的支撑力。

参见图6，可选的，第二连接通道243的第一截面的形状为倒U型，垂直于所对应的切割槽110的延伸方向的平面所截取的第二连接通道243的截面为第二连接通道243的第一截面。

第二连接通道243在气路模块200中可通过打孔制成，通过第二连接通道243，可以实现从正压气道241经过切割槽110至第二真空气道242的空气流通。

图9是与图4-6对应的激光切割载台的三维结构图，其结构不再赘述。本发明实施例提供的激光切割载台不仅成本低，而且能够在切割过程中对待切割材料形成较强的吸附力，提高切割精度，同时还可以减小切割过程中的碳化现象，提升产品良率，实现自清洁的功能，具有良好的应用前景。

注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。

Claims

1.一种激光切割载台，其特征在于，包括：气路模块和固定在所述气路模块上的承载模块；

所述承载模块包括金属板，所述金属板的切割平面覆盖有石墨烯薄膜，所述金属板的切割平面包括多条垂直交叉延伸的切割槽，所述多条切割槽将所述切割平面划分为阵列排布的多个矩形区域，所述矩形区域内包括多个贯穿所述金属板吸附孔；

所述气路模块包括呈阵列排布的多个矩形空腔，以及多条真空抽吸气路通道；所述矩形空腔与所述承载模块上的阵列排布的所述矩形区域一一对应设置，并且所述矩形区域包围所述矩形空腔在所述切割平面上的垂直投影；所述真空抽吸气路通道位于所述矩形空腔的正下方并与所述矩形空腔连通，且沿第一方向延伸，用于对所述矩形空腔进行气体抽吸而形成真空腔；其中，所述第一方向为所述垂直交叉延伸的多条切割槽的两个延伸方向中的其中一个。

2.根据权利要求1所述的激光切割载台，其特征在于，所述真空抽吸气路通道包括第一真空气道，以及连接所述第一真空气道和所述矩形空腔的第一连接通道；所述第一真空气道沿所述第一方向延伸，所述第一真空气道的一端终止于所述气路模块的边缘内侧，所述第一真空气道的另一端延伸出所述气路模块形成第一真空气道出口，所述第一真空气道出口与真空泵连接；所述第一连接通道与所述矩形空腔一一对应设置。

3.根据权利要求1或2所述的激光切割载台，其特征在于，所述气路模块还包括：多个清洁气路通道，所述清洁气路通道与所述承载模块上的所述切割槽相连通，并与所述切割槽一一对应且平行设置，用于吸附待切割材料以及清洁切割废料。

4.根据权利要求3所述的激光切割载台，其特征在于，与所述切割槽一一对应的所述多个清洁气路通道中，延伸方向相互垂直的清洁气路通道之间没有交叠。

5.根据权利要求3所述的激光切割载台，其特征在于，所述清洁气路通道包括一条正压气道、一条第二真空气道以及至少一条第二连接通道，所述第二连接通道连通所述正压气道、所述第二真空气道以及与所述清洁气路通道相对应的切割槽；

所述正压气道和所述第二真空气道在所述气路模块内的延伸方向均与所对应的所述切割槽的延伸方向相同，并且所述正压气道和所述第二真空气道均包括一个延伸出所述气路模块的端口以形成出口，所述正压气道和所述第二真空气道的另一端均终止于所述气路模块内部，所述正压气道的出口与气流输入装置连接，所述第二真空气道的出口与真空泵连接。

6.根据权利要求5所述的激光切割载台，其特征在于，所述正压气道和所述第二真空气道在所述切割平面上的垂直投影对称分布在所对应的所述切割槽的两侧。

7.根据权利要求5所述的激光切割载台，其特征在于，一条所述清洁气路通道包括多个所述第二连接通道，所述第二连接通道沿所述清洁气路通道的延伸方向等间距均匀排布。

8.根据权利要求6所述的激光切割载台，其特征在于，所述第二连接通道的第一截面的形状为倒U型，垂直于所对应的切割槽的延伸方向的平面所截取的所述第二连接通道的截面为所述第二连接通道的第一截面。

9.根据权利要求1所述的激光切割载台，其特征在于，所述金属板包括铝或铝合金。

10.根据权利要求1所述的激光切割载台，其特征在于，所述切割槽的第一截面的形状包括U型、V型和凹型中的任一种，垂直于所述切割槽延伸方向的平面所截取的所述切割槽的截面为所述切割槽的第一截面。