[發明專利]用于優化地激光標記對象的方法和設備

無效

• 申請號: 201180072972.6
• 申請日: 2011-11-17
• 公開（公告）號: CN103764337A
• 公開（公告）日: 2014-04-30
• 發明（設計）人: 詹姆斯·布魯克伊塞;凱勒·巴爾
• 申請（專利權）人: 伊雷克托科學工業股份有限公司
• 主分類號: B23K26/362
• 分類號: B23K26/362;B23K26/18;B41M5/24
• 代理公司: 北京銀龍知識產權代理有限公司 11243
• 代理人: 許靜;安利霞

技術領域

本發明是關于對對象進行激光標記。詳細的說，本發明是關于以激光剝蝕一對象的一被覆層，從而露出該對象在該被覆層下方的表面，如此一來，該對象的外露表面與相鄰剩余被覆層間的對比外觀即形成一標記，因而達成對該對象實施激光標記的目的。形成標記的另一方式是以激光剝蝕一第一或最上層被覆層，進而露出其下方的一第二被覆層，此一外露的第二被覆層與相鄰第一被覆層間的對比同樣可形成一標記。激光參數是經挑選，以提供均勻且符合市售水平的外觀，并避免下層表面受損，同時維持可接受的單位時間系統產出量。在此需特別一提的是，激光脈沖包絡線是經量身訂做，故一方面可提供理想的外觀，一方面則可維持可接受的單位時間系統產出量。

背景技術

市售產品通常均須在產品上設置某種標記以達商業、法規遵循、美觀或功能性的目的。“標記”在此定義為一對象表面上的相連區域，且此相連區域與相鄰表面形成視覺對比。此種標記的理想特征包括外觀一致、耐久，以及容易施作。“外觀”是指能以可靠且可重復的方式使標記具有所選形狀及均勻的顏色與光學密度的能力。“耐久”是指盡管標記表面有所磨損但仍可維持不變的性質。“容易施作”是指制造標記所需的材料、時間與資源成本，包括可程序性。“可程序性”是指可借由改變軟件而非改變硬件（例如網版或屏蔽）的方式為一標記裝置設定所欲標記的新圖案的能力。

業界特別感興趣的，是在具有被覆層或涂料的對象上制造標記。以金屬或各種塑料制成的對象，通常均以各種工業涂料加以涂裝或以其他方式被覆，借以保護并改變對象表面的外觀。在對象上制造標記的一理想方式，是以激光剝蝕法去除被覆層上特定圖案的區域，從而露出下方的對象表面。制造標記的另一理想方式，是以二層以上的被覆層覆蓋一對象，然后以激光剝蝕第一被覆層，從而露出下方的第二被覆層。2008年6月26日公開的第2008/0152859號美國專利申請案（發明人為Masanori?Nagai）即說明如何在產品上制造標記，其方法是以激光去除一被覆層以露出其下方的物件。但若想要采用此一方法，被覆層的亮度須大于對象表面的亮度。1992年10月29日公開的第03-150842號日本專利申請案（發明人為Iwasaki?Noboru）則說明如何以激光去除一或多層被覆層以露出下方的被覆層。

上述文獻的一共同點在于，為去除一被覆層而不去除該被覆層下方的材料，待去除材料的激光剝蝕底限須低于下方材料的激光剝蝕底限。“激光剝蝕底限”是指去除材料所需的最少能量。所謂去除可指剝蝕，其是以激光將足夠的能量輸入材料中以使材料解離為電漿；或指透過熱能，其基本上是使材料熔化或氣化；或為兩者之組合。與剝蝕底限相關的另一參數為損害底限。“損害底限”是指使材料外觀產生不良變化所需的最少激光能量。材料的損害底限大多低于且有時遠低于剝蝕底限。“損害”在此定義為：在以激光去除一對象的最上層被覆層后，對材料外觀所造成的任何不良改變，且此一改變對對象本身或下方被覆層有負面影響。

為能準確且澈底去除材料的頂層而不損及對象表面，激光累積通量須大于上方材料的剝蝕底限且小于下方材料或對象表面的剝蝕或損害底限。在許多情況下，上述差距可能甚小，因此必須精確控制激光累積通量。此外，該等材料的實際剝蝕及損害底限值可能有所差異，須視部位及施作時的些微變化而定。再者，該等材料的實際剝蝕及損害底限值可能為時間的函數；詳細的說，在對象的加工過程中，對象或被覆層可能會保留激光去除過程所產生的熱能，而此熱能則將影響剝蝕或損害底限。因此，雖然選用單一的激光累積通量或可在一特定時間點以特定之激光在一特定對象上制造符合市售水平的標記，但只要對象或被覆層或激光有些許變化，同一制程便可能無法產出所需的結果。“剝蝕目標材料所需之最小累積通量”與“不致傷及下方材料之最小累積通量”的差值稱為制程窗口。就制造而言，最好能將一特定對象及標記的制程窗口擴大至可能的最大限度，如此一來便可因應材料與加工系統的變化而不須進行系統調整。系統調整對系統的單位時間產出量將有負面影響。

此項技藝需要但尚未揭露一種可靠且可重復的材料去除法，其既不會在對象表面殘留不應有的材料，亦不須頻頻調整設備。因此，我們迫切需要一種方法，其能以可靠且可重復的方式，利用激光去除一被覆層而不在其下方材料上殘留不應有的材料，從而在一具有被覆層的對象上制造出具有所需外觀之標記，同時維持可接受的系統單位時間產出量。

發明內容