[发明专利]一种玻璃的激光加工方法

说明书

本发明提供了一种玻璃的激光加工方法，包括如下步骤：选取相应的激光切割头，调节激光光路确认激光切割玻璃样品焦点；根据玻璃样品种类及厚度选取合适的激光切割参数；通过软件生成切割图档，通过直线电机运动使玻璃样品延图档路径移动进行激光切割，从而获得相应图档形状切割的大块玻璃切割样品；再对大块玻璃切割样品进行整版的清洗、强化、丝印等玻璃后处理工艺，最终采用特定的裂片方式获得一定形状的小片玻璃成品。本发明这种玻璃激光加工方法大大提高了小片玻璃成品的良率和制成效率，同时也降低了激光加工机台小型夹具制作设计难度和成本。

技术领域

本发明属于激光加工技术领域，具体涉及一种玻璃的激光加工方法。

背景技术

激光切割工业应用始于20世纪70年代初期，早期用于硬木板切非穿透槽、嵌刀片等领域，随工业技术发展，现已广泛应用于各种金属和非金属切割领域。玻璃属于高硬度、高熔点的脆性材料，一般的加工方法难已满足工艺需求，而采用激光精密切割技术切割玻璃，能大幅度改善玻璃的表面质量。

传统的激光切割玻璃技术主要是将大块玻璃样品直接通过自动化产线运动到含有CO₂的激光器平台下进行切割后直接裂片制成小片玻璃样品，然后通过产线上大批量的小型自动化夹具收集小片玻璃样品，再进行玻璃清洗、强化、丝印等后处理工序；而在将大块玻璃样品切成小片收集过程中需制备大批量微小夹具，增加了机台的设计难度，也加大了生产成本的投入；另一方面，对小片玻璃样品进行清洗、强化、丝印等后处理时，易污染和损伤玻璃的边缘和断面，极大程度上增加了装夹的难度且降低了生产加工效率，同时也造成了原材料损失。近年来，电子产品的迅猛发展，玻璃等脆性材料在微电子、光纤、新型电源、钢铁市场中应用逐年上升，且保证增长率在20%，迫切需求新工艺制成代替传统的复杂、高成本的制作工艺。

发明内容

本发明的目的是提供一种玻璃的激光加工方法，相较于传统玻璃激光加工，减少了机台大批量微小夹具的制作，减少了玻璃后处理工艺制成周期和装夹难度，提升了玻璃成品良率。

本发明的技术方案是提供了一种玻璃的激光加工方法，包括如下步骤：

1)根据玻璃样品的厚度选取与之相适应的激光切割头，并安装激光切割头，调节激光切割头的输出激光束光路，使激光束垂直于玻璃样品表面；

2)预设玻璃样品不完全切透的切割深度；

3)根据预设的玻璃样品切割深度粗定位激光切割头焦点位置；

4)激光束通过粗定位的激光切割头聚焦于玻璃样品，调节并确定激光切割头的激光切割参数，使玻璃样品上激光束所产生的激光脉冲点间产生延切割方向的裂纹；

5)确定激光切割参数后，通过移动切割焦点位置得到不同切割深度的玻璃切割片，并根据玻璃切割片的切割断面显微图片精确定位切割玻璃深度和激光切割头位置；

6)根据步骤5)精确定位的激光切割头位置和切割玻璃深度，以及步骤4)确定的激光切割参数，采用切割软件编辑所要求的切割图档形状，移动玻璃样品使其延切割图档形状路径运动进行激光切割，获得相应图档形状切割的大块玻璃切割样品；

7)将步骤6)的大块玻璃切割样品整版进行清洗、强化、丝印的后处理工艺后得到待裂片强化料，再进行裂片处理，即得切割图档形状的小片玻璃成品。

进一步的，所述激光切割头的聚焦焦长高于玻璃样品的厚度。

进一步的，所述激光切割头的焦点位置确定方法：将激光束作用于玻璃样品上表面进行切割，通过数控系统控制激光切割头在玻璃样品表面走直线切割，每次切割完成后，激光切割头沿玻璃样品厚度方向向下移动一定步距，同时平台进行横向偏移一定距离，每次移动到位后再次进行切割，重复以上过程，直到显微镜下正反面穿透玻璃样品且点状一致时停止，用显微镜记录下每个步距所对应的切割显微截面深度，根据预设的切割深度所对应的步距，即可得到激光切割头焦点位置。