TW202310964A - 運用雷射還原燒成法焊熔陶瓷與目標物之方法 - Google Patents
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Abstract
一種運用雷射還原燒成法焊熔陶瓷與目標物之技術，其步驟大致為先在一陶瓷基板上成型一導電層，接著將作為目標物的金屬導線放置在該導電層上後，再用氧化金屬材料覆蓋住該陶瓷基板、該導線與該導電層，最後用雷射照射氧化金屬材料，使其成為焊接該陶瓷基板、該導線與該導電層的焊接層。
Description
本發明係有關一種運用雷射還原燒成法焊熔陶瓷與目標物之技術，係一種用於製造陶瓷複合產品的工業製造技術者。
陶瓷因具高硬度、高耐熱性等優良特性，所以在機械與醫學等各領域裡都有廣泛的應用，但因陶瓷本身的性質仍有缺陷，所以為增加應用的廣泛性，可能會需要將陶瓷與其它材料製成複合構造，而焊熔為可選擇的方式之一，但目前未有可靠的手段來達成；
例如因陶瓷無法導電，所以在電子電路領域的使用上仍有所限制，雖可考慮將陶瓷與金屬合製成複合結構，但因陶瓷與金屬具膨脹係數不同等性質差異，所以使用一般的焊槍等加工技術來進行處理時，可能會發生金屬無法穩定固著於陶瓷、陶瓷爆裂等情況，仍無有效且可靠的方式來完成金屬與陶瓷之複合。
有鑑於上述缺失弊端，本發明人認為具有改正之必要，遂以從事相關技術以及產品設計製造之多年經驗，秉持優良設計理念，針對以上不良處加以研究創作，在經過不斷的努力後，終乃推出本發明運用雷射還原燒成法焊熔陶瓷與目標物之技術，期以更正產品結構以提升產品優良之功效。
本發明運用雷射還原燒成法焊熔陶瓷與目標物之技術之主要目的，係提供一種可有效將陶瓷與目標物合製成複合構造的方法流程者。
爲達到前揭之目的，本發明運用雷射還原燒成法焊熔陶瓷與目標物之技術，當以金屬導線為目標物時包括有以下步驟：
導電層成型程序，將氧化金屬材料設置於一陶瓷基板上，並使用一雷射裝置所產生的雷射來照射陶瓷基板上的氧化金屬材料，進而對氧化金屬材料產生還原燒效果，使其成為固著於陶瓷基板上的導電層；
清理程序，清除導電層範圍外未受燒結的氧化金屬材料；
目標物設置程序，將金屬導線置放於陶瓷基板上，使導線與導電層相接；
焊材設置程序，將作為焊材使用的氧化金屬材料設置於陶瓷基板上，使其與陶瓷基板、導線及導電層相接；
焊熔程序，使用雷射來照射氧化金屬材料，使其成為熔接陶瓷基板、導線與導電層的焊接層；
清潔程序，清除焊接層範圍外未受燒結的氧化金屬材料。
而與以往具無法將金屬穩定固著於陶瓷等缺點相比，本發明利用了陶瓷與氧化金屬皆具有良好的雷射能量吸收特性，使其能產生融流而完成焊接，進而讓導線能穩定固著於陶瓷上，以完成具實用潛力價值的陶瓷金屬複合構造，並且目標物並不限於金屬導線，因此可製造多種的陶瓷複合構造，顯見本發明為具有進步性的創作。
［請參閱第一圖至第四圖］本發明係有關一種運用雷射還原燒成法焊熔陶瓷與目標物之技術，其包括以下步驟：
導電層成型程序（Ｓ１），將氧化金屬材料設置於一陶瓷基板上，並使用一雷射裝置所產生的雷射來照射陶瓷基板上的氧化金屬材料，進而對氧化金屬材料產生還原燒效果，使其成為固著於陶瓷基板上的導電層；
清理程序（Ｓ２），清除導電層範圍外未受燒結的氧化金屬材料；
目標物設置程序（Ｓ３），將目標物置放於陶瓷基板上，使目標物與導電層相接，在此目標物為金屬導線；
焊材設置程序（Ｓ４），將作為焊材使用的氧化金屬材料設置於陶瓷基板上，使其與陶瓷基板、導電層及目標物相接；
焊熔程序（Ｓ５），使用雷射來照射氧化金屬材料，使其成為熔接陶瓷基板、導電層及目標物的焊接層；
清潔程序（Ｓ６），清除焊接層範圍外未受燒結的氧化金屬材料。
［請參閱第一圖至第四圖］本發明所使用的雷射裝置可為市面上所販售的二氧化碳雷射雕刻機，而用來成型導電層與作為焊材使用的氧化金屬材料可為氧化鐵Fe
2O
3或碳酸銅CuCO
3，所使用的目標物之金屬導線則可為銅線或鐵線；
進行導電層成型程序（Ｓ１）時雷射裝置功率為20W，雷射光點的直徑為0.2mm，而照射時是循多條平行間隔的路徑進行，照射氧化鐵時，光點的移動速度設定為1mm/sec，間隔為0.05mm，而照射碳酸銅時，光點的移動速度為4mm/sec，間隔為0.02mm，後進行焊熔程序（Ｓ５）時，光點的移動速度可設定為1mm/sec，間隔為0.3mm，當然上述的雷射裝置選擇、參數設定、材料選擇等等僅為較佳實施例而不加以限定；
［請一併參閱第五圖］而製出的陶瓷金屬複合構造經測試後，確實具有導電效果。
［請參閱第一圖、第六圖與第七圖］而除了焊熔金屬導線外，也能以陶瓷作為目標物，如此處以800℃燒成的陶瓷作為陶瓷基板，1245℃燒成的陶瓷作為目標物，並欲以陶瓷為目標物進行焊熔時，僅需進行目標物設置程序（Ｓ３）、焊材設置程序（Ｓ４）、焊熔程序（Ｓ５）與清潔程序（Ｓ６），進而將具不同特性的陶瓷製作成複合構造。
唯以上所述者，僅為本發明之一較佳實施例而已，當不能以之限定本發明之範圍。即大凡依申請專利範圍所作之均等變化與修飾，皆應仍屬本創作專利涵蓋之範圍內。
綜上所述，當知本發明具有新穎性、進步性，且本發明未見之於任何刊物，當符合專利法第２２條之規定。
Ｓ１:導電層成型程序
Ｓ２:清理程序
Ｓ３:目標物設置程序
Ｓ４:焊材設置程序
Ｓ５:焊熔程序
Ｓ６:清潔程序
第一圖係本發明運用雷射還原燒成法焊熔陶瓷與目標物之技術的流程方塊圖。
第二圖係本發明運用雷射還原燒成法焊熔陶瓷與目標物之技術的導電層設置程序之示意圖。
第三圖係本發明運用雷射還原燒成法焊熔陶瓷與目標物之技術的目標物設置程序之示意圖。
第四圖係本發明運用雷射還原燒成法焊熔陶瓷與目標物之技術的焊熔程序之示意圖。
第五圖係對本發明所製出的陶瓷金屬複合構造進行導電測試之示意圖。
第六圖係本發明運用雷射還原燒成法焊熔陶瓷與目標物之技術以陶瓷為目標物之示意圖。
第七圖係作為目標物的陶瓷焊固於陶瓷基板上後之示意圖。
無
S1:導電層成型程序
S2:清理程序
S3:目標物設置程序
S4:焊材設置程序
S5:焊熔程序
S6:清潔程序
Claims (5)
- 一種運用雷射還原燒成法焊熔陶瓷與目標物之技術，包括以下步驟： 目標物設置程序，將目標物置放於陶瓷基板上； 焊材設置程序，將作為焊材使用的氧化金屬材料設置於陶瓷基板上，使其與陶瓷基板及目標物相接； 焊熔程序，使用一雷射裝置所產生的雷射來照射氧化金屬材料，進而對氧化金屬材料產生還原燒效果，使其成為熔接陶瓷基板及目標物的焊接層； 清潔程序，清除焊接層範圍外未受燒結的氧化金屬材料者。
- 如請求項1所述之運用雷射還原燒成法焊熔陶瓷與目標物之技術，其中，在該目標物設置程序步驟中目標物為陶瓷者。
- 如請求項1所述之運用雷射還原燒成法焊熔陶瓷與目標物之技術，其中，在該焊材設置程序步驟中，使用的氧化金屬材料為氧化鐵或碳酸銅者。
- 如請求項1所述之運用雷射還原燒成法焊熔陶瓷與目標物之技術，其中，在該目標物設置程序步驟中目標物為金屬導線，並在該目標物設置程序步驟之前還有一導電層成型程序與一清理程序，該導電層成型程序步驟為將氧化金屬材料設置於該陶瓷基板上，並使用雷射來照射氧化金屬材料，使其成為固著於陶瓷基板上的導電層，該清理程序步驟則為清除導電層範圍外未受燒結的氧化金屬材料，另在該目標物設置程序步驟中是使導線與導電層相接，在該焊材設置程序步驟中氧化金屬材料也同時與導電層相接，使得在該焊熔程序步驟中氧化金屬材料也同時熔接導電層者。
- 如請求項4所述之運用雷射還原燒成法焊熔陶瓷與目標物之技術，其中，在該目標物設置程序步驟中使用的金屬導線為銅線或鐵線者。
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