[发明专利]一种生瓷板的无碳化激光切割装置及工艺方法

说明书

本发明涉及一种生瓷板的无碳化激光切割装置及工艺方法，工艺方法包括：将生瓷板固定，使得生瓷板的切割区域处于镂空状态，并将激光焦点设置在生瓷片的厚度中心；使用选定功率按照原始图形切割生瓷板，测量实际切割的外形尺寸和原始图形的差异值，得到选定功率下生瓷板的烧蚀半径，并利用烧蚀半径对原始图形进行补偿，得到加工图形；由加工图形向远离切割成品的方向偏置一个烧蚀半径的距离，得到偏置图形；先按照偏置图形切割生瓷板，然后按照加工图形二次切割生瓷板，在切割的同时利用除尘装置和空气压缩装置进行粉尘清理，得到切割成品。该无碳化激光切割工艺方法可以得到锥度小、干净、无挂渣、不发黑的生瓷切割断面。

技术领域

本发明属于激光切割技术领域，具体涉及一种生瓷板的无碳化激光切割装置及工艺方法。

背景技术

LTCC/HTCC电子陶瓷广泛用于新兴电子领域，是目前微型集成电路的一个重要发展方向。生瓷是指尚未高温烧结成电子陶瓷的材料。比起烧结后具有硬脆特性的电子陶瓷，生瓷更容易进行切割和打孔加工，因此工业上通常会先进行生瓷板的切割和打孔，然后高温烧结得到所需的LTCC/HTCC电子陶瓷。

传统切割生瓷的方式为接触式机械加工，切割时会造成生瓷板变形，且无法进行精细切割。作为非接触式的激光切割具有精度高，稳定性好，加工方式灵活等特点，可以满足不同形状的加工需求，但由于激光加工会产生热量，导致切割边缘烧蚀，切割断面碳化、发黑，且生瓷越厚所需切割时间越长，热堆积越多，发黑越严重，影响烧结后电子陶瓷的电气性能。

发明内容

为了解决现有技术中存在的上述问题，本发明提供了一种生瓷板的无碳化激光切割装置及工艺方法。本发明要解决的技术问题通过以下技术方案实现：

本发明实施例提供了一种生瓷板的无碳化激光切割装置，包括：激光器、光束调整系统、扫描振镜、远心场景、除尘装置、空气压缩装置和工装治具，其中，

所述激光器用于发射激光束；

所述光束调整系统设置在所述激光器的光路上，用于对所述激光束进行扩束调整、发散角调整和光束方向调整；

所述扫描振镜设置在所述光束调整系统的光路上，用于控制激光束运动的轨迹；

所述远心场景设置在所述扫描振镜的光束发射端，用于对激光束进行聚焦，形成聚焦光斑以切割生瓷板；

所述工装治具设置在所述远心场景聚焦形成的聚焦光斑处，用于固定所述生瓷板，使得所述生瓷板的切割区域处于镂空状态；

所述除尘装置位于所述生瓷板的切割位置处，用于吸附切割时产生的粉尘和烟灰；

所述空气压缩装置位于所述生瓷板的切割位置处且与所述除尘装置相对，用于辅助所述除尘装置进行粉尘清理。

在本发明的一个实施例中，所述光束调整系统包括扩束镜、第一反射镜和第二反射镜，其中，

所述扩束镜设置在所述激光器的光路上，用于对所述激光束进行扩束调整和发散角调整；

所述第一反射镜设置在所述扩束镜的光路上，用于对所述激光束进行第一次导向；

所述第二反射镜设置在所述第一反射镜的光路上，用于对所述激光束进行第二次导向。

在本发明的一个实施例中，当切割成品为内腔生瓷片时，所述工装治具包括基座、若干梁和若干筋，其中，

所述若干梁平行分布在所述基座上，所述若干筋垂直分布在所述若干梁上，所述若干梁上设置有吸附孔以固定所述生瓷板，且所述生瓷板的切割区域位于所述若干梁和所述若干筋交叉形成的区域中。

在本发明的一个实施例中，当切割成品为单片生瓷块时，当所述工装治具包括基座和吸附装置，其中，