[實用新型]一種基于空間組合激光焦點的多層材料分層銑削加工系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201621106245.3
• 申請日: 2016-10-08
• 公開（公告）號: CN206230160U
• 公開（公告）日: 2017-06-09
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 張立國
• 申請（專利權(quán)）人: 張立國
• 主分類號: B23K26/386
• 分類號: B23K26/386;B23K26/06;B23K26/046;B23K26/0622;B23K26/073;B23K26/082;B23K101/42
• 代理公司: 北京輕創(chuàng)知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司11212
• 代理人: 陳薇

技術(shù)領(lǐng)域

本實用新型涉及激光加工領(lǐng)域，具體涉及一種基于空間組合激光焦點的多層材料分層銑削加工系統(tǒng)。

背景技術(shù)

目前的紫外激光電路板盲孔鉆孔，屬于激光加工領(lǐng)域高難度領(lǐng)域，一般PCB板特別是柔性電路板，是多層材料疊加而成，激光需要在很小的維度(一般是10毫米以內(nèi))進行去除銅皮、銅皮下面的絕緣層，且不傷下一層的底銅，且要求孔壁光滑，表面銅皮不翹起，并要求高速鉆孔。目前據(jù)了解所有的紫外激光PCB盲孔鉆孔，在去除銅皮之間的絕緣層的時候，主要是去除聚酰亞胺等材料，都是采用激光焦點離焦的做法，即激光先聚焦在銅皮表面，去掉銅皮以后，激光焦點離開銅皮，采用離焦大光斑進行清除銅皮下面的絕緣層材料，由于離焦光斑峰值功率低，因此該離焦光斑僅僅去除絕緣層，不去除銅層，因此可以獲得滿意的盲孔。但是，由于激光離焦運動時間遠遠超過激光鉆孔時間，因此，焦點離焦是一個非常低效但是無奈的辦法。

實用新型內(nèi)容

本實用新型提供了一種基于空間組合激光焦點的多層材料分層銑削加工系統(tǒng)，能夠解決現(xiàn)有技術(shù)的缺陷和不足。

本實用新型解決上述技術(shù)問題的技術(shù)方案如下：提供了一種基于空間組合激光焦點的多層材料分層銑削鉆孔系統(tǒng)，包括開窗銑削激光器、選擇銑削激光器、激光合束器和激光聚焦與焦點切換模塊；

所述開窗銑削激光器，用于產(chǎn)生第一開窗銑削激光束，并入射激光合束器；

所述選擇銑削激光器，用于產(chǎn)生第一選擇銑削激光束，并入射激光合束器；

所述激光合束器，用于對入射的所述第一開窗銑削激光束和第一選擇銑削激光束進行合束，輸出相同方向平行傳輸?shù)牡诙_窗銑削激光束和第二選擇銑削激光束，并分別入射所述激光聚焦與焦點切換模塊；

所述激光聚焦與焦點切換模塊，用于對所述相同方向平行傳輸?shù)牡诙_窗銑削激光束和第二選擇銑削激光束進行聚焦，獲得空間組合激光聚焦焦點，并控制所述空間組合激光聚焦焦點在待加工工件的不同孔位之間進行切換，或者，控制所述空間組合激光聚焦焦點在待加工工件的一個孔位處進行銑削運動；其中，所述空間組合激光聚焦焦點包括開窗銑削激光聚焦焦點和選擇銑削激光聚焦焦點，當所述空間組合激光聚焦焦點處于靜態(tài)時，所述開窗銑削激光聚焦焦點的中心和所述選擇銑削激光聚焦焦點的中心的離散度小于10毫米；

所述待加工工件為多層材料疊加而成的薄片板，其中，多層材料分為激光破壞閾值高材料和激光破壞閾值低材料；當所述空間組合激光聚焦焦點銑削所述待加工工件的盲孔時，所述待加工工件包含至少三層，激光傳輸最先遇到的一層材料和所述盲孔的孔底材料為激光破壞閾值高材料，加工盲孔時最后被銑削的一層材料為激光破壞閾值低材料；

在盲孔加工過程中，所述開窗銑削激光器出光，由形成的開窗銑削激光聚焦焦點，通過控制包含開窗銑削激光器激光出光時間、開窗銑削激光焦點運動速度在內(nèi)的工藝條件控制激光銑削深度，對待加工工件的除了加工盲孔時最后被銑削的一層材料外的其他材料層完成銑削加工；然后所述選擇銑削激光器出光，由形成的選擇銑削激光聚焦焦點對待加工工件的加工盲孔時最后被銑削的一層材料完成銑削加工；

所述開窗銑削激光聚焦焦點的激光峰值功率密度高于所述選擇銑削激光聚焦焦點的激光峰值功率密度，且足以銑削所述激光破壞閾值高材料，所述選擇銑削激光聚焦焦點激光峰值功率密度足以銑削所述激光破壞閾值低材料，但不足以銑削所述激光破壞閾值高材料。

需要說明的是，所述開窗銑削激光聚焦焦點的中心和所述選擇銑削激光聚焦焦點的中心的離散度小于10毫米，指的是所述開窗銑削激光聚焦焦點的中心和所述選擇銑削激光聚焦焦點的中心的空間最大距離小于10毫米，只有開窗銑削激光聚焦焦點和選擇銑削激光聚焦焦點才構(gòu)成空間組合激光聚焦焦點。只有激光焦點之間足夠靠近，才能夠在加工盲孔時候發(fā)揮最大的加工效率。

需要說明的是，激光破壞閾值高材料，說明需要高峰值功率密度的激光脈沖聚焦進行加工；激光破壞閾值低材料，說明只需要滿足激光破壞材料閾值的激光脈沖聚焦光斑進行加工即可，即低峰值功率激光器；