CN207577687U - 一种激光切割系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种激光切割系统，包括激光器，光学耦合系统，扫描振镜和场镜，控制系统，冷却模块，除尘装置，卷辊和真空吸附传送装置，所述光学耦合系统设置在所述激光器的出射端，所述扫描振镜设置在所述光学耦合系统的光束输出端，所述场镜设置在所述扫描振镜的光束输出端，所述场镜的输出端朝上；所述冷却模块与所述激光器相连；所述卷辊包括出卷辊和收卷辊，所述出卷辊和收卷辊均位于所述场镜的输出端的上方，用于在所述场镜的输出端上方展开和收起待切割的覆盖膜；所述真空吸附传送装置设置在所述卷辊的上方，用于真空吸附并移动激光切割后分割开的覆盖膜。本实用新型的激光切割系统，针对PI覆盖膜的切割效果好，且系统自动化程度高。

Description

一种激光切割系统

【技术领域】

本实用新型涉及激光切割系统，特别是涉及一种卷对卷切割覆盖膜的激光切割系统。

【背景技术】

柔性线路板(FPC)以其重量轻、配线密度高、厚度薄等特点，被广泛应用于电子产品中。FPC表面通常有一层树脂薄膜，起到线路保护和阻焊等作用，是FPC产品重要的组成部分，因其主要成分为聚酰亚氨(Polyimide，PI)，故在该领域又被称之为PI 覆盖膜，它是一种分子主链上含有酰亚胺环状结构的耐高温聚合物，在高温下具有突出的介电性能、机械性能、耐辐射性能和耐磨性能等，被广泛应用于航空、兵器、电子、电器等精密电子领域。

PI覆盖膜在与FPC线路层贴合前，需根据线路设计要求，在相应位置切割大小、形状不同的窗口(行业内亦称为PI膜开窗)。在过去很长一段时间，PI膜的切割主要用传统的模切方式实现，该工艺存在加工精度低、制造成本高等问题，且随着电子电路设计向小型化和高密度化发展，传统的模切方式已日渐不能满足设计的要求。

【实用新型内容】

本实用新型所要解决的技术问题是：弥补上述现有技术的不足，提出一种激光切割系统，针对PI覆盖膜的切割效果好，且系统自动化程度高。

本实用新型的技术问题通过以下的技术方案予以解决：

一种激光切割系统，包括激光器，光学耦合系统，扫描振镜和场镜，控制系统，冷却模块，除尘装置，卷辊和真空吸附传送装置，所述光学耦合系统设置在所述激光器的出射端，用于耦合所述激光器发出的激光；所述扫描振镜设置在所述光学耦合系统的光束输出端，所述场镜设置在所述扫描振镜的光束输出端，所述场镜的输出端朝上，用于向上出射激光束；所述控制系统连接所述扫描振镜，用于控制所述振镜偏转使输出的激光束按照预设轨迹移动；所述控制系统还与所述激光器相连，用于控制所述激光器的开关；所述冷却模块与所述激光器相连，用于冷却所述激光器；所述卷辊包括出卷辊和收卷辊，所述出卷辊和收卷辊均位于所述场镜的输出端的上方，用于在所述场镜的输出端上方展开和收起待切割的覆盖膜；所述除尘装置设置在所述场镜的输出端的侧方，用于除去激光切割所述覆盖膜过程中产生的粉尘；所述真空吸附传送装置设置在所述卷辊的上方，用于真空吸附并移动激光切割后分割开的覆盖膜。

优选的技术方案中，

所述真空吸附传送装置包括真空吸附盘和机械臂，所述真空吸附盘设置在所述机械臂的一端，用于吸附所述激光切割后的覆盖膜；所述机械臂用于移动所述真空吸附盘。

所述冷却模块为水冷机或风冷机。

所述激光器为紫外纳秒激光器或者红外皮秒激光器。

所述激光器为功率为10W的紫外纳秒激光器或者功率为5W的红外皮秒激光器。

本实用新型与现有技术对比的有益效果是：

本实用新型的激光切割系统，利用卷对卷的方式展开和收起覆盖膜，并使场镜向上出射激光进行覆盖膜的开窗切割，切割后即通过真空吸附传送装置吸附移动至下一工位处理的位置。通过上述组件可实现针对PI覆盖膜的激光切割，相对于传统的模切切割方式，不仅切割精度高，轮廓边缘齐整圆顺、光滑无毛刺、无明显碳化现象且拐弯处无尖角过烧，还可省去高额的模具费用，产品合格率亦高，能够大大降低生产成本，提高产品质量。而且激光的聚焦光斑仅有几十微米，能够实现高密度线路和微孔的加工，这一优势正迎合了电路设计的发展步伐，也实现PI覆盖膜的精细化开窗加工。此外，配合激光工艺参数的调整以及真空吸附传送装置的工作配合，切割好后即通过真空吸附传送装置吸附移动，无需再通过人工搬运转移，使得整个系统的自动化程度高。

【附图说明】

图1是本实用新型具体实施方式的激光切割系统的侧视结构示意图；

图2是本实用新型具体实施方式的激光切割系统的俯视结构示意图；

图3是本实用新型具体实施方式的激光切割系统的工作流程示意图。

【具体实施方式】

下面结合具体实施方式并对照附图对本实用新型做进一步详细说明。

如图1～2所示，本具体实施方式中的一种卷对卷覆盖膜的激光切割系统，包括激光器，光学耦合系统，扫描振镜和场镜，控制系统，冷却模块，除尘装置，卷辊以及真空吸附传送装置。

其中，激光器、扫描振镜均与控制系统相连；优选激光器为10W紫外纳秒激光器或者5W红外皮秒激光器。

冷却模块可为水冷机或者风冷机。本具体实施方式中冷却模块为水冷机，其与激光器相连，用于冷却激光器。

光学耦合系统设置在激光器前面，用于接收激光器发出的激光，并将其耦合。

控制系统与激光器相连，用于控制激光开关及调节工艺参数。

扫描振镜设置在光学耦合系统的输出端，场镜设置在扫描振镜的光束输出端，控制器通过控制振镜偏转使激光束按照预设轨迹移动，从而在覆盖膜上切出预设的图形。

扫描振镜和场镜倒放，出光口朝上。由于扫描振镜和场镜倒放，出光口朝上，则激光束从下往上经过平台中间的缺口照射到覆盖膜进行相应的切割。

除尘装置安装在场镜侧方，用于除去激光切割覆盖膜时产生的粉尘。

卷辊包括出卷辊和收卷辊，用于展开覆盖膜和收起覆盖膜。

真空吸附传送装置设置在所述卷辊的上方，用于真空吸附并移动激光切割后分割开的覆盖膜。本具体实施方式中，真空吸附传送装置包括为一个带吸附作用的真空吸附盘以及机械臂，真空吸附盘将切割后分割开的覆盖膜吸起来，机械臂将真空吸附盘移动到一外部的传输装置上，通过传输装置可将切好后的覆盖膜传送到下一个工位，进行下一个加工过程。

上述覆盖膜的激光切割系统的工作流程为：

通过出卷辊，将待加工的覆盖膜平整的展开。

开启激光器发射激光，所述激光经过光学耦合系统耦合后，依次通过振镜和场镜，向上出射到达待加工的覆盖膜表面。

控制系统控制振镜按照预设的切割图案轨迹对所述覆盖膜进行切割。

真空吸附传送装置将切割完后分割开的覆盖膜吸起来并移动到一外部的传送带上。后续，传输带将覆盖膜传送到下一个工位，进行下一个加工过程。

本具体实施方式中，激光器为5W的紫外纳秒激光器。扫描振镜为SCANLAB扫描振镜，场镜为LINOS的f-θ场镜，设备切割幅面为200mm×200mm，切割速度可达 600mm/s。通过调整工艺后，切割缝隙更细，整体加工精度达到20μm，切割线宽为 20um，切割速度可达600mm/s，和传统的切割方式相比效率提高了近8倍。

本具体实施方式的卷对卷覆盖膜激光切割系统及方法，该系统包括：激光器，光学耦合系统，扫描振镜和场镜，控制系统，水冷机，除尘装置，传输装置，卷辊以及真空吸附传送装置。其中，光学耦合系统设置在激光器前面，主要用来接收激光器发出的激光，并将其耦合；控制系统与激光器相连，主要起控制激光开关及调节工艺参数作用；扫描振镜设置在光学耦合系统输出端，场镜设置在扫描振镜的光束输出端，控制器通过控制振镜偏转使激光束按照预设轨迹移动，从而在覆盖膜上切出对应的图形；卷辊分为出卷辊和收卷辊，主要起展开覆盖膜和收起覆盖膜作用，当覆盖膜被展开后，开启激光进行相应的切割。真空吸附传送装置为一个带真空吸附盘的机械臂，可将切割后的覆盖膜吸起来，并移动到传输装置上。

采用本具体实施方式的一种卷对卷覆盖膜激光切割系统进行覆盖膜开窗加工时，切割出的覆盖膜不仅轮廓边缘齐整圆顺、光滑无毛刺、无明显碳化现象且拐弯处无尖角过烧，且可省去高额的模具费用，产品精度及合格率亦高，能大大降低生产成本，提高产品质量。而且激光的聚焦光斑仅有几十微米，可实现PI覆盖膜的精细化开窗加工。此外，配合激光工艺参数的调整以及真空吸附传送装置的工作配合，切割好后即通过真空吸附传送装置吸附移动，无需再通过人工搬运转移，使得整个系统的自动化程度高。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本实用新型所作的进一步详细说明，不能认定本实用新型的具体实施只局限于这些说明。对于本实用新型所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下做出若干替代或明显变型，而且性能或用途相同，都应当视为属于本实用新型的保护范围。

Claims (5)

1.一种激光切割系统，其特征在于：包括激光器，光学耦合系统，扫描振镜和场镜，控制系统，冷却模块，除尘装置，卷辊和真空吸附传送装置，所述光学耦合系统设置在所述激光器的出射端，用于耦合所述激光器发出的激光；所述扫描振镜设置在所述光学耦合系统的光束输出端，所述场镜设置在所述扫描振镜的光束输出端，所述场镜的输出端朝上，用于向上出射激光束；所述控制系统连接所述扫描振镜，用于控制所述振镜偏转使输出的激光束按照预设轨迹移动；所述控制系统还与所述激光器相连，用于控制所述激光器的开关；所述冷却模块与所述激光器相连，用于冷却所述激光器；所述卷辊包括出卷辊和收卷辊，所述出卷辊和收卷辊均位于所述场镜的输出端的上方，用于在所述场镜的输出端上方展开和收起待切割的覆盖膜；所述除尘装置设置在所述场镜的输出端的侧方，用于除去激光切割所述覆盖膜过程中产生的粉尘；所述真空吸附传送装置设置在所述卷辊的上方，用于真空吸附并移动激光切割后分割开的覆盖膜。

2.根据权利要求1所述的激光切割系统，其特征在于：所述真空吸附传送装置包括真空吸附盘和机械臂，所述真空吸附盘设置在所述机械臂的一端，用于吸附所述激光切割后的覆盖膜；所述机械臂用于移动所述真空吸附盘。

3.根据权利要求1所述的激光切割系统，其特征在于：所述冷却模块为水冷机或风冷机。

4.根据权利要求1所述的激光切割系统，其特征在于：所述激光器为紫外纳秒激光器或者红外皮秒激光器。

5.根据权利要求1所述的激光切割系统，其特征在于：所述激光器为功率为10W的紫外纳秒激光器或者功率为5W的红外皮秒激光器。