[發(fā)明專利]一種可控橢圓度微孔的激光加工裝置與激光加工方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810461208.1
• 申請(qǐng)日: 2018-05-15
• 公開（公告）號(hào): CN108422109A
• 公開（公告）日: 2018-08-21
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 麥錫全;陳云;施達(dá)創(chuàng);陳新;高健;賀云波
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 廣東工業(yè)大學(xué)
• 主分類號(hào): B23K26/382
• 分類號(hào): B23K26/382;B23K26/70
• 代理公司: 北京集佳知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11227
• 代理人: 羅滿

1.一種可控橢圓度微孔的激光加工裝置，包括用以向下發(fā)射激光束、且能夠沿Z軸方向移動(dòng)的激光裝置(1)，其特征在于，還包括：

設(shè)于所述激光裝置(1)下方、用以放置待加工工件的底板(21)；

連接于所述底板(21)底部、用以供所述底板(21)沿X軸方向旋轉(zhuǎn)的傾斜裝置(22)；

連接于所述傾斜裝置(22)底部、用以供所述傾斜裝置(22)沿Z軸旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)裝置(23)。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的激光加工裝置，其特征在于，還包括：

連接于所述旋轉(zhuǎn)裝置(23)底部、用以供所述旋轉(zhuǎn)裝置(23)分別沿X軸方向和Y軸方向移動(dòng)的X軸驅(qū)動(dòng)裝置(31)和Y軸驅(qū)動(dòng)裝置(32)。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的激光加工裝置，其特征在于，所述傾斜裝置(22)能夠沿X軸方向旋轉(zhuǎn)的角度范圍為±60°，所述旋轉(zhuǎn)裝置(23)能夠沿Z軸旋轉(zhuǎn)360°。

4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的激光加工裝置，其特征在于，還包括控制臺(tái)(5)，所述控制臺(tái)(5)連接于所述激光裝置(1)、所述傾斜裝置(22)、所述旋轉(zhuǎn)裝置(23)、所述X軸驅(qū)動(dòng)裝置(31)和所述Y軸驅(qū)動(dòng)裝置(32)，且能夠分別調(diào)節(jié)所述激光裝置(1)射出的激光參數(shù)、沿X軸方向的旋轉(zhuǎn)角度、沿Z軸方向的旋轉(zhuǎn)角度、沿X軸方向的移動(dòng)距離和沿Y軸方向的移動(dòng)距離。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的激光加工裝置，其特征在于，所述激光裝置(1)包括：

用以產(chǎn)生激光的激光源(11)；

用以接收所述激光源(11)產(chǎn)生的激光、并對(duì)激光進(jìn)行參數(shù)調(diào)節(jié)的光學(xué)系統(tǒng)(12)；

與所述激光源(11)和所述光學(xué)系統(tǒng)(12)兩者相連、用以同步驅(qū)動(dòng)上述兩者沿Z軸方向移動(dòng)的Z軸移動(dòng)平臺(tái)(13)。

6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的激光加工裝置，其特征在于，所述底板(21)具有用以定位工件的限位槽，所述限位槽通過(guò)管路連接于真空泵(4)，實(shí)現(xiàn)對(duì)工件的真空吸附。

7.一種利用上述權(quán)利要求1至6任意一項(xiàng)所述的可控橢圓度微孔的激光加工裝置進(jìn)行的激光加工方法，其特征在于，包括：

將清洗并干燥后的待加工工件放置于底板(21)；

根據(jù)所需加工的微孔的橢圓度e以及孔型輪廓調(diào)節(jié)所述傾斜裝置(22)和所述旋轉(zhuǎn)裝置(23)，實(shí)現(xiàn)對(duì)激光束相對(duì)于待加工工件的表面的入射角α的調(diào)節(jié)；

利用對(duì)焦后的所述激光裝置(1)進(jìn)行激光打孔；

將加工完畢后的工件進(jìn)行清洗。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的激光加工方法，其特征在于，所述將清洗并干燥后的待加工工件放置于底板(21)具體為：

將硅片材質(zhì)的待加工工件放置于濃度為18％～22％的丙酮溶液中；

利用超聲清洗器將放置于濃度為18％～22％的丙酮溶液中的待加工工件進(jìn)行25分鐘～35分鐘的超聲清洗，用以去除待加工工件表面的有機(jī)雜質(zhì)；

將經(jīng)過(guò)超聲清洗的待加工工件放置于無(wú)水乙醇溶液中；

利用超聲清洗器將放置于無(wú)水乙醇溶液中的待加工工件進(jìn)行25分鐘～35分鐘的超聲清洗，用以去除待加工工件表面的無(wú)機(jī)雜質(zhì)；

利用去離子液體將經(jīng)過(guò)超聲清洗的待加工工件沖洗干凈；

利用氮?dú)鈱_洗干凈的待加工工件進(jìn)行干燥。

9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的激光加工方法，其特征在于，所述根據(jù)所需加工的微孔的橢圓度調(diào)節(jié)所述傾斜裝置(22)和旋轉(zhuǎn)裝置(23)，實(shí)現(xiàn)對(duì)激光束相對(duì)于待加工工件的表面的入射角α的調(diào)節(jié)具體為：

根據(jù)所需加工的微孔的孔型輪廓以及橢圓度e的公式確定所需加工的微孔的最大直徑d_maximum和最小直徑d_minimum；

根據(jù)確定的最大直徑d_maximum和最小直徑d_minimum調(diào)節(jié)所述傾斜裝置(22)和所述旋轉(zhuǎn)裝置(23)的旋轉(zhuǎn)角度，以實(shí)現(xiàn)調(diào)節(jié)激光束相對(duì)于待加工工件的表面的入射角α。