[發明專利]薄且脆的材料的氣助激光切割

無效

• 申請號: 01804775.0
• 申請日: 2001-05-22
• 公開（公告）號: CN1398211A
• 公開（公告）日: 2003-02-19
• 發明（設計）人: B·P·皮夫茨克
• 申請（專利權）人: ASE美國公司
• 主分類號: B23K26/14
• 分類號: B23K26/14;B23K26/38
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司
• 代理人: 崔幼平,黃力行

1.一種用于從工件上切割部段的激光切割裝置，其包括：

一用于產生激光束的激光器；

一噴嘴組件，其包括一噴嘴和光學裝置，所述噴嘴具有入口孔和出口孔以及一用于使輔助氣體進入所述噴嘴的內部以便經所述出口孔射出的氣體入口，所述光學裝置設置在所述入口孔與出口孔之間，其用于(a)使經所述入口孔進入的激光束指向并通過所述出口孔，以及(b)將所述激光束聚焦在需由該激光束切割的工件上；

一提供光路徑的裝置，該光路徑用于所述激光束從所述激光器經所述入口孔至所述光學裝置；

一用于在一選定的壓力下向所述氣體入口供應氣體的裝置，由此產生一從所述出口孔射出的所述氣體的高速氣流；

一噴嘴定位裝置，其包括用于在大致平行于待切割工件的平面的平面內沿X軸和Y軸方向移動所述噴嘴的第一裝置和第二裝置，并且包括用于沿與X軸和Y軸方向正交的Z軸方向移動所述噴嘴的第三裝置；以及

一用于操縱所述第三裝置的控制裝置，其使所述噴嘴位于相對于工件的一選定的切割位置處，在該位置處由所述高速氣流施加在所述工件上的凈力大致為零。

2.按照權利要求1所述的激光切割裝置，其特征在于，當所述噴嘴處于所述選定的切割位置時，所述激光束聚焦在所述工件上。

3.按照權利要求1所述的激光切割裝置，其特征在于，所述噴嘴具有一端部，其特征為圍繞所述出口孔的負凹入表面。

4.按照權利要求1所述的激光切割裝置，其特征在于，對所述控制裝置編制程序，以保持所述噴嘴，從而使其所述端部與所述工件間隔開一大致為1.0mm的選定距離。

5.按照權利要求1所述的激光切割裝置，其特征在于，所述控制裝置包括一自動聚焦裝置，以用于保持所述出口孔離所述工件一選定的距離。

6.按照權利要求1所述的激光切割裝置，其特征在于，所述噴嘴具有一端部，并且所述控制裝置包括一自動聚焦裝置，該自動聚焦裝置用于檢測所述端部與工件之間距離的變化并根據所述變化移動所述噴嘴組件，以便保持該端部與工件間的距離不變。

7.一種使用激光切割裝置對脆性材料的工件進行激光切割的方法，該激光切割裝置包括：一用于產生激光束的激光器；一可移動的激光輔助氣體噴嘴組件，其包括一具有入口孔和出口孔的噴嘴以及一用于使輔助氣體進入所述噴嘴的內部以便經所述出口孔射出的氣體入口；光學裝置設置在所述入口孔與出口孔之間，其用于(a)使經所述入口孔進入的激光束指向并通過所述出口孔，和(b)將所述激光束聚焦在需由該激光束切割的工件上；一提供光路徑的裝置，該光路徑用于所述激光束從所述激光器經所述入口孔至所述光學裝置；一用于在一選定的壓力下向所述氣體入口供應氣體的裝置，由此產生一從所述出口孔射出的所述氣體的高速氣流；以及一噴嘴定位裝置，其包括用于在大致平行于待切割工件的平面的平面內沿X軸和Y軸方向移動所述噴嘴的第一裝置和第二裝置，并且包括用于沿與X軸和Y軸方向正交的Z軸方向移動所述噴嘴的第三裝置；該方法包括以下步驟：

(1)當在一選定的氣壓下向所述入口供應氣體時，定位所述噴嘴，以使所述激光束垂直指向所述工件并使所述噴嘴設置在與所述工件間隔開的一選定的位置處，在該位置處當所述氣體從所述出口孔射出時其在在所述工件上施加一大致為零的凈力；以及

(2)啟動所述激光器以便產生指向并聚焦在所述工件上的激光束，并且同時選擇性地操作所述噴嘴定位裝置以便使所述噴嘴和激光束平行于所述工件側向地移動，從而以選定的圖樣切割所述工件。

8.按照權利要求7所述的方法，其特征在于，所述噴嘴定位裝置包括檢測裝置，其用于檢測所述工件與所述噴嘴之間的距離因所述工件平面度變化引起的變化，并且包括根據所述檢測裝置響應的裝置，其用于使所述第三裝置沿一方向移動所述噴嘴，以保持從所述噴嘴至所述工件的距離恒定不變。

9.按照權利要求7所述的方法，其特征在于，在所述步驟(2)中以矩形的圖樣移動所述噴嘴，以便從所述工件上切出一矩形產品。

10.按照權利要求9所述的方法，其特征在于，所述工件為一硅管，并且操作所述噴嘴定位裝置，以使所述激光束從所述硅管上切出矩形晶片。

11.按照權利要求10所述的方法，其特征在于，所述硅管具有多邊形的截面構形。