[實用新型]陶瓷基板皮秒激光鉆孔裝置

有效

• 申請號: 202020771533.0
• 申請日: 2020-05-11
• 公開（公告）號: CN212823458U
• 公開（公告）日: 2021-03-30
• 發明（設計）人: 張軻;龔朋真
• 申請（專利權）人: 蘇州優快激光科技有限公司
• 主分類號: B23K26/382
• 分類號: B23K26/382;B23K26/402;B23K26/70;B23K26/08
• 代理公司: 上海段和段律師事務所 31334
• 代理人: 李佳俊;郭國中

本實用新型提供了一種陶瓷基板皮秒激光鉆孔裝置，包括：皮秒激光發生器(1)、振鏡切割頭(2)、主控制器(3)、視覺定位觀察部件(5)、Z軸切割頭升降滑臺(8)、回旋平臺(9)、工作平臺(15)以及基板構件；所述激光發生器(1)與振鏡切割頭(2)采用光纖相連；所述主控制器(3)與激光發生器(1)、振鏡切割頭(2)、回旋平臺(9)相連；所述Z軸切割頭升降滑臺(8)中心線所在平面與工作平臺(15)中心線所在平面相互垂直。本實用新型采用皮秒激光切割邊緣光滑，圓度好、錐度更小、碎裂幾率低，邊界熱影響區幾乎沒有，邊緣不發黃，對陶瓷基板幾乎無損傷，良品率大大提高，特別適合5G當前的陶瓷基板的高精度應用。

技術領域

本實用新型涉及激光加工領域，具體地，涉及一種陶瓷基板皮秒激光鉆孔裝置。

背景技術

氧化鋁和氮化鋁等陶瓷材料具有高導熱、高絕緣度和耐高溫等優點，在電子及半導體領域具有廣泛的應用。但是陶瓷材料具有很高的硬度和脆性，其成型加工非常困難，特別是微孔的加工尤其困難。由于激光具有高功率密度及良好的方向性，目前陶瓷板材具有普遍采用激光器對陶瓷基板進行打孔加工，當前一般采用脈沖激光器或者準連續激光器，激光束通過光學系統聚焦在與激光軸垂直放置的工件上，發出高能量密度(10⁵-10⁹W/cm2)的激光束使材料熔化，氣化、一般與光束同軸氣流由激光切割頭噴出，將熔化了的材料由切口的底部吹出而逐步形成通孔。傳統的連續激光、脈沖激光、以及納秒激光，激光瞬時峰值功率低，持續時間較長，切割圓孔錐度較大，圓度較差，邊緣的熱影響區較大，對當前快速發展的陶瓷封裝技術，尤其是未來的5G領域對陶瓷等器件超精密打孔，切割乃至焊接的需求無法跟上市場的發展。皮秒激光持續時間僅為皮秒級，激光瞬時峰值功率可達到GW以上級別，對玻璃、陶瓷等器件可實現完美切割，幾乎無傾角，幾乎無熱影響區，碎裂率低，在未來的3C，醫學領域，尤其是5G通訊領域有非常廣闊的市場應用前景。

專利文獻CN110605488A公開了一種陶瓷激光打孔裝置，該實用新型針對電子及半導體器件的陶瓷打孔采用了一種具有xy+回旋振動的三軸激光打孔系統，但對采用什么樣的激光并未涉及，也未對打孔流程進行具體描述，另外通過回旋運動切割較大直徑圓，由于機械本身的慣性導致切割效率低。

專利文獻CN105499812A公開了一種提高陶瓷散熱基板加工品質的方法，該實用新型涉及一種LED陶瓷散熱基板的激光加工方法，該方法主要采用事先涂抹染料，然后烘干，打完孔后再進行清洗的方式來解決陶瓷基板在鉆孔過程中的氧化、發黃等問題，雖然提高了加工質量，但明顯增加了工序，降低了加工效率，另外采用的激光也是常規的連續固態激光器。

實用新型內容

針對現有技術中的缺陷，本實用新型的目的是提供一種陶瓷基板皮秒激光鉆孔裝置。

根據本實用新型提供的一種陶瓷基板皮秒激光鉆孔裝置，其特征在于，包括：皮秒激光發生器1、振鏡切割頭2、主控制器3、視覺定位觀察部件5、Z軸切割頭升降滑臺8、回旋平臺9、工作平臺15以及基板構件；所述激光發生器1與振鏡切割頭2采用光纖相連；所述回旋平臺9設置于工作平臺15的下方；所述視覺定位觀察部件5與振鏡切割頭2相連；所述基板構件設置于工作平臺15上方；所述主控制器3與激光發生器1、振鏡切割頭2、回旋平臺9相連；所述Z軸切割頭升降滑臺8中心線所在平面與工作平臺15中心線所在平面相互垂直。

優選地，還包括：激光防護簾16；所述激光防護簾16設置于裝配工位平臺10、切割工位平臺11之間。

優選地，所述工作平臺15包括：裝配工位平臺10、切割工位平臺11；所述裝配工位平臺10包括：第一xy兩軸滑臺、第一放置工件治具；所述切割工位平臺11包括：第二xy兩軸滑臺、第二放置工件治具；所述主控制器3與第一xy兩軸滑臺、第二xy兩軸滑臺相連。

優選地，還包括：工件位置監視器6、顯示器4；所述工件位置監視器6、顯示器4設置于陶瓷基板皮秒激光鉆孔裝置的一側；所述工件位置監視器6與顯示器4相連。