[發(fā)明專利]激光切割裝置及激光切割方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202210274333.8
• 申請日: 2022-03-18
• 公開（公告）號: CN114473247A
• 公開（公告）日: 2022-05-13
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 孫嘉寧;翟瑞;林小波;朱建海;王朋波;楊立明
• 申請（專利權(quán)）人: 廣東中科微精光子制造科技有限公司
• 主分類號: B23K26/38
• 分類號: B23K26/38;B23K26/402;B23K26/70
• 代理公司: 廣州三環(huán)專利商標(biāo)代理有限公司 44202
• 代理人: 王志

本發(fā)明公開一種激光切割裝置，包括沿激光光路依次排列的激光器、掃描振鏡、聚焦場鏡和工作臺，掃描振鏡與控制裝置電性連接，控制裝置用于控制掃描振鏡的出光角度以使得激光器發(fā)出的激光經(jīng)掃描振鏡后射向聚焦場鏡的邊緣；聚焦場鏡用于將從聚焦場鏡邊緣射入的激光匯聚成錐形光以切割工作臺上的待切割件；錐形光的一側(cè)母線與待切割件的夾角范圍為89°～90°以使得切割后的成品的切割面相對于垂直面的傾斜角度小于1°。本發(fā)明通過控制掃描振鏡的出光角度以使得激光器發(fā)出的激光經(jīng)掃描振鏡后射向聚焦場鏡的邊緣，并使得經(jīng)聚焦場鏡聚焦后的錐形光的一側(cè)母線與待切割件的夾角范圍為89°～90°，從而使得待切割件的成品部分的切割面的傾斜角非常小，切割面整潔。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于激光切割領(lǐng)域，尤其涉及一種激光切割裝置及激光切割方法。

背景技術(shù)

LTCC電子陶瓷逐漸在精密電子工業(yè)占據(jù)重要地位，廣泛應(yīng)用于新興電子領(lǐng)域。但是電子陶瓷的切割工藝仍然以傳統(tǒng)機(jī)械切割為主，效率低下，切割精度難以滿足趨向微型化電子元件的精密加工需求；并且機(jī)械手段無法進(jìn)行異形切割。

短脈沖激光直接破壞材料分子鍵，切割方式具有作用區(qū)域小，切割效率快，切割精度高，加工方式靈活等優(yōu)勢。可以大大提高電子陶瓷切割的效率與切割質(zhì)量，滿足不同形狀的加工需求。但是不同波長、不同功率、不同工藝的激光切割方式也會對電子陶瓷產(chǎn)生不一樣的效果。

由于電子陶瓷具有一定的折、反射率，并在綜合因素影響下，現(xiàn)有的切割工藝中，如圖1所示，光路豎直切割時會使切縫呈“V”字型，切割面與上下表面并非嚴(yán)格垂直，圖1中的ɑ角和β角均明顯大于90度，達(dá)到91°～93°，這是一種工藝缺陷，需要改進(jìn)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種切割面整齊的激光切割裝置及激光切割方法，切割效率高且切割質(zhì)量好。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供的一種激光切割裝置，包括沿激光光路依次排列的激光器、掃描振鏡、聚焦場鏡和工作臺，所述掃描振鏡與控制裝置電性連接，所述控制裝置用于控制掃描振鏡的出光角度以使得激光器發(fā)出的激光經(jīng)掃描振鏡后射向聚焦場鏡的邊緣；

所述聚焦場鏡用于將從聚焦場鏡邊緣射入的激光匯聚成錐形光以切割工作臺上的待切割件；

所述錐形光的一側(cè)母線與待切割件的夾角范圍為89°～90°以使得切割后的成品的切割面相對于垂直面的傾斜角度小于1°。

優(yōu)選地，還包括擴(kuò)束鏡和反射鏡，所述擴(kuò)束鏡在激光光路上位于激光器與掃描振鏡之間，所述反射鏡在激光光路上位于擴(kuò)束鏡與掃描振鏡之間以用于改變光路方向。

優(yōu)選地，所述待切割件通過治具固定在工作臺上，所述治具夾持所述待切割件且使得待切割件的切割區(qū)域的下表面懸空。

優(yōu)選地，還包括設(shè)置在工作臺周向的輔助吹氣裝置，所述輔助吹氣裝置包括吹氣管，所述吹氣管一端與壓縮空氣連接，另一端與氣嘴連接，所述氣嘴對準(zhǔn)切割縫設(shè)置以去除切割縫中的殘渣。

優(yōu)選地，所述待切割件的表面的金屬電路具有第一燒蝕閾值，所述待切割件的切割區(qū)域還設(shè)有保護(hù)層，所述保護(hù)層具有第二燒蝕閾值，所述第二燒蝕閾值大于第一燒蝕閾值。

優(yōu)選地，所述待切割件為LTCC熟瓷。

本發(fā)明還提供一種激光切割方法，包括沿激光光路依次排列的激光器、掃描振鏡、聚焦場鏡和工作臺，所述激光切割方法包括如下步驟：

利用控制裝置控制掃描振鏡的出光角度以使得激光器發(fā)出的激光經(jīng)掃描振鏡后射向聚焦場鏡的邊緣；

利用聚焦場鏡將掃描振鏡邊緣射出的激光匯聚成錐形光，所述錐形光的一側(cè)母線與待切割件的夾角范圍為89°～90°以使得切割后的成品的切割面相對于垂直面的傾斜角度小于1°；

利用錐形光的焦斑對工作臺上的待切割件進(jìn)行初次切割。