專利名稱：連續激光陶瓷劃片機的制作方法
技術領域：
技術鄰域本實用新型涉及一種用于厚膜電路的陶瓷基板劃片的連續激光陶瓷劃片機。
背景技術：
目前在制作厚膜電路前，先在陶瓷基板上按單個電路的外形尺寸、形狀進行劃線刻痕，以便在其上制作完成電路后能進行有效分片。對厚膜電路的陶瓷基板劃片加工方式現有如下幾種最早采用金剛刀劃片工藝，由于加工速度、質量精度、已不適用厚膜電路的陶瓷基板的劃片加工精度要求，被逐步淘汰。
一種采用模壓燒結，由于其固有的收縮量控制精度已不能適應厚膜電路陶瓷基板對尺寸的精度要求，同時由于模具的設計制作成本高，不適應用于小批量和試制產品。
現有國外的一種大型脈沖二氧化碳激光劃片機，該設備脈沖二氧化碳激光劃片雖然速度快，但表面光潔度差，激光劃片線是打點式，當沿激光劃線分片后，其四周端邊的斷面均成鋸齒形，還需增配磨邊工藝和設備。增加企業成本，且價格昂貴，需幾十萬美元/臺，不能滿足我國眾多企業的需求。
現國內有一種激光劃片工藝采用的是固體脈沖型激光器，其重復頻率只能做到幾十次，由于劃片速長慢，激光劃片線是打點式，斷面成鋸齒形，表面質量差，也沒有達到實用。
發明內容
本實用新型的目的是要解決現有厚膜電路的陶瓷基板劃片中存在的加工缺陷，提供一種可連續產生激光對陶瓷基板劃線細、速度快、斷面光滑、表面光潔的連續激光陶瓷劃片機。
本實用新型的目的是這樣實現的，一種連續激光陶瓷劃片機，包括激光器、機柜部件、工作臺以及控制該劃片機工作的控制電路，所述的激光器包括外殼，設在外殼內的反射膜片、聲光開關、光閘、聚光腔、全反射膜片，在同一中心線上順序間隔設置；激光器位于機柜部件上方，所述的機柜內上方左側設有激光電源、聲光電源，中間設有主控制臺，右側設有操作臺，所述的工作臺設在機柜一側，工作臺上方設有的光學聚焦裝置與激光器激光輸出口相對應，中部設有加工臺，加工臺下方設有驅動器，由電纜線分別與操作臺連接。其特點是，所述的聚光腔設為單橢圓腔體，其腔體內設有氪燈、摻釹釔鋁石榴石棒，聚光腔體內全浸水，流通去離子循環冷水，氪燈兩端通過電纜線與激光電源兩端連接；所述的機柜內底部設有雙水冷溫控裝置；所述的加工臺上方設有吸片裝置；其側邊設有吸塵管。
上述的連續激光陶瓷劃片機，其中，所述的雙水冷溫控裝置包括一級水循環裝置和二級水循環裝置構成，所述的一級水循環裝置包括粒子過濾器、熱交換器、去離子槽、水箱、水泵，通過水管相互連通；水泵的出水口通過水管與聚光腔和聲光開關的進水口分別連接，聚光腔和聲光開關的出水口與粒子過濾器通過水管連接；所述的二級水循環裝置包括溫度傳感器、熱電偶、變頻器、冷凍器，通過電纜線相連接，冷凍器的進水口和出水口與熱交換器的出水口和進水口通過水管分別連接。
上述的連續激光陶瓷劃片機，其中，所述的主控制臺內設有控制電路，由電纜線與激光電源接口、聲光電源接口、工作臺驅動器接口聯接。
上述的連續激光陶瓷劃片機，其中，所述的操作臺的面板上設有操作按鈕，操作臺內設有可更換的用戶專用單片機芯片，分別與相關控制電路相連接。
上述的連續激光陶瓷劃片機，其中，所述的吸片裝置包括底板、密封圈、吸片座、氣接頭、O型密封圈、氣管、出水管、射流閥、進水管、進水閥，在加工臺上方設有底板，其內設有吸氣通道，氣道一端進口設在底板頂部，另一端出口設在底板的側邊；吸片座設在底板上方，其上設有若干個通孔；在吸片座與底板之間設有框型密縫圈，底板側邊的氣道口設置O型密封圈，與氣接頭連接，氣接頭另一端與氣管連接；進水閥的進水口連接進水管，進水管與出水管之間串接一射流閥，射流閥上部內腔小于下部內腔，射流閥中部的吸氣口與氣管連接。
本實用新型由于激光器內設有的聚光腔、反射膜片、全反射膜片構成的單燈諧振腔，使激光器輸出效率高于雙燈結構激光器；由于設有機械光閘，當不使用時，可關閉，防止激光發射出，起安全保護作用；由于設有溫度傳感器顯示控制裝置與激光電源接口連接，當水箱溫度超溫時，激光電源自動關閉，起到保護激光器作用；由于在雙水冷溫控裝置中設有熱電偶和變頻器，調節控制水溫，能將恒定的低溫去離子冷水輸入聚光腔內和聲光開關下部腔內，通過冷水循環、快速帶去腔內熱量，確保激光器能在恒定的低溫下獲得穩定功率激光能量輸出；由于在操作臺內設有可根據用戶不同劃片尺寸要求，可更換相應的專用單片機，加工方便；由于在工作臺上設有吸片裝置，可使加工件可靠定位，便于操作，確保加工精度。
本實用新型的具體結構由以下實施例及其附圖進一步給出。
圖1是本實用新型連續激光陶瓷劃片機結構示意圖。
圖2是本實用新型連續激光陶瓷劃片機作用原理框圖。
圖3是本實用新型連續激光陶瓷劃片機雙冷水溫控裝置框圖。
圖4是本實用新型連續激光陶瓷劃片機的吸片裝置結構示意圖。
具體實施方式
請參見圖1、一種連續激光陶瓷劃片機，包括激光器1、機柜部件2、工作臺3，激光器1位于機柜部件上方，激光器1包括外殼11，設在外殼11內的反射膜片12、聲光開關13、光閘14、聚光腔15、全反射膜片16、在同一中心線上順序間隔設置；聚光腔15設為單橢圓形，其內鍍金，腔體內設有氪燈151、摻釹釔鋁石榴石棒152，聚光腔的密封通水外殼采用工程塑料制作，腔體內全浸水，流通去離子循環冷水，氪燈151兩端通過電纜線與激光電源23兩端連接，該腔體結構，可有效提高單燈諧振腔內激光能量的聚集，提高激光器效率；聲光開關13通過同軸電纜線與箱體外的聲光電源24連接，其下部體內流通去離子循環冷水。
機柜部件2包括機柜21、在機柜21內底部設有雙水冷溫控裝置22，機柜內上方左側設有激光電源23，聲光電源24，中間設有主控制臺25，右側設有操作臺26，請配合參見圖3，雙水冷溫控裝置22包括一級水循環裝置和二級水循環裝置構成，所述的一級水循環裝置包括粒子過濾器221、熱交換器222、去離子槽233、水箱224、水泵225；所述的二級水循環裝置包括溫度傳感器226、熱電偶227、變頻器228、冷凍器229。
水泵的出水口由水管2210分別與聚光腔15、聲光開關13的塑料水管的進水口連接，激光器1流出的熱水由水管2211與粒子過濾器221進水口連接，粒子過濾器221的出水口由水管2212與熱交換器222進水口連接，熱交換器222的出水口由水管2213分別與去離子槽223、水箱224的進水口連接，去離子槽223的出水口由水管2214與水箱224的進水口連接，水箱224的出水口由水管2215與水泵225的進水口連接，這樣形成一級水循環。在水箱225中插入有溫度傳感器226、熱電偶227，溫度傳感器226通過電纜線與操作臺26連結，熱電偶227通過電纜線與變頻器228連接，變頻器228通過電纜線與設在冷凍器229內的水泵連接，通過變頻器229，控制冷凍器229內的水泵的轉速，調節水溫，從熱交換器的另一端進水口由水管2217與冷凍機出水口連接，將低溫水通入熱交換器內，冷凍機的進水口由水管2216與熱交換器的出水口連接，形成二級水循環，通過兩級雙冷水循環，將聚光器腔內和聲光開關的熱量帶走和去掉離子，確保激光器在低溫下穩功率輸出，其功率穩定性為連續8小時±2％。
主控制臺25內設有控制電路，由電纜與激光電源接口、聲光電源接口、工作臺驅動器接口聯接。
操作臺26面板上設有操作按鈕，操作臺內設有可更換的用戶專用單片機芯片，分別與相關控制電路相連接。
工作臺3設在機柜一側，工作臺3上方設有的光學聚焦裝置31與激光器激光輸出口17相對應，其側邊設有吸塵管32，吸塵管一端設有風機，吸塵口與加工臺34對應設置，可吸去加工中產生的廢氣和灰塵，中部設有可橫向操作和縱向操作的加工臺34。
吸片裝置33設在加工臺34上，請配合參見圖4，吸片裝置包括底板331、密封圈332、吸片座333、氣接頭334、O型密封圈335、氣管336、出水管337、射流閥338、進水管339、進水閥3310，在加工臺上設有底板331，其內設有吸氣通道，氣道一端進口設在底板頂部，另一端出口設在底板331的側邊；吸片座333設在底板上方，其上設有若干個通孔；在吸片座333與底板331之間設有框型密縫圈332，底板側邊的氣道口設置O型密封圈335，與氣接頭334連接，氣接頭334另一端與氣管336連接；進水閥3310的進水口連接進水管339，進水管339與出水管337之間串接一射流閥338，射流閥338上部內腔小于下部內腔，射流閥338中部的吸氣口與氣管336連接。由于進水口小，水流快，壓力大；出水口大，壓力小，吸氣口產生負壓，從而形成氣流，起到吸片作用，可使加工件可靠定位，便于操作，確保加工精度。加工臺下方設有驅動器35，由電纜線分別與操作臺26連接。
當開機使用時，打開雙水冷溫控裝置，一級循環水箱中的冷水經激光器流出到粒子過濾器、熱交換器、去離子槽，使輸入聚光腔內和聲光開關腔內的水確保去離子的冷水；開啟激光電源，開啟主控制臺后，根據用戶提供陶瓷基板圖樣加工要求，經編程后設置劃片速度、聲光開關頻率、激光器的功率(工作電流)；加工前可自動調整加工臺的加工相對零位，加工中，可任意調整加工臺X-Y的坐標位置，以便執行分段加工程序；主控制臺通過電纜線將信息傳遞至操作臺，激光器功率的預置及實際工作電流調整、及劃片速度、聲光開關的頻率的設置，可通過設有用戶專用的單片機的操作臺人工操作，也可以通過主控制臺內的接口與相應的激光電源，聲光電源，驅動器連接進行自動調整；對主控制臺設置的各項工作參數確認后，打開光閘，通過操作臺操作，即可對陶瓷基板進行劃片，根據測得的光功率信號，實時控制激光電流，通過調節激光電源的電流，可控制激光的劃片的劃線深度，當激光器產生連續的激光束聚焦在陶瓷基板表面，由于激光器的高峰值功率的激光能量以及燒蝕過程中的放熱反應，產生高溫、燒蝕、溶化并汽化陶瓷劃線區，在陶瓷表面沿直線成重疊銜接的黑色空洞溝槽。
本實用新型連續激光陶瓷劃片機，劃片的劃線細，表面光潔、斷面光滑，能做到沿劃線區正確地斷裂分片，而不產生無規則破碎及熱烘烤裂。確保達到用戶的加工要求。
本實用新型結構設計新穎、科學、合理、具有高峰值功率能產生連續激光劃片功能，陶瓷基板加工質量可免于后處理，造價低于國外激光劃片機，具有推廣應用價值。
權利要求1.一種連續激光陶瓷劃片機，包括激光器、機柜部件、工作臺以及控制該劃片機工作的控制電路；所述的激光器包括外殼，設在外殼內的反射膜片、聲光開關、光閘、聚光腔、全反射膜片，在同一中心線上順序間隔設置，激光器位于機柜部件上方；所述的機柜內上方左側設有激光電源、聲光電源，中間設有主控制臺，右側設有操作臺；所述的工作臺設在機柜一側，工作臺上方設有的光學聚焦裝置與激光器激光輸出口相對應，中部設有加工臺，加工臺下方設有驅動器，由電纜線分別與操作臺連接；其特征在于所述的聚光腔設為單橢圓腔體，其腔體內設有氪燈、摻釹釔鋁石榴石棒，聚光腔體內全浸水，流通去離子循環冷水，氪燈兩端通過電纜線與激光電源兩端連接；所述的機柜內底部設有雙水冷溫控裝置；所述的加工臺上方設有吸片裝置；其側邊設有吸塵管。
2.根據權利要求1所述的連續激光陶瓷劃片機，其特征在于所述的雙水冷溫控裝置包括一級水循環裝置和二級水循環裝置構成，所述的一級水循環裝置包括粒子過濾器、熱交換器、去離子槽、水箱、水泵，通過水管相互連通，水泵的出水口通過水管與聚光腔和聲光開關的進水口分別連接，聚光腔和聲光開關的出水口與粒子過濾器通過水管連接；所述的二級水循環裝置包括溫度傳感器、熱電偶、變頻器、冷凍器，通過電纜線相連接，冷凍器的進水口和出水口與熱交換器的出水口和進水口通過水管分別連接。
3.根據權利要求1所述的連續激光陶瓷劃片機，其特征在于所述的主控制臺內設有控制電路，由電纜線與激光電源接口、聲光電源接口、工作臺驅動器接口聯接。
4.根據權利要求1所述的連續激光陶瓷劃片機，其特征在于所述的操作臺的面板上設有操作按鈕，操作臺內設有可更換的用戶專用單片機芯片，分別與相關控制電路相連接。
5.根據權利要求1所述的連續激光陶瓷劃片機，其特征在于所述的吸片裝置包括底板、密封圈、吸片座、氣接頭、O型密封圈、氣管、出水管、射流閥、進水管、進水閥，在加工臺上方設有底板，其內設有吸氣通道，氣道一端進口設在底板頂部，另一端出口設在底板的側邊；吸片座設在底板上方，其上設有若干個通孔；在吸片座與底板之間設有框型密縫圈，底板側邊的氣道口設置O型密封圈，與氣接頭連接，氣接頭另一端與氣管連接；進水閥的進水口連接進水管，進水管與出水管之間串接一射流閥，射流閥上部內腔小于下部內腔，射流閥中部的吸氣口與氣管連接。
專利摘要一種連續激光陶瓷劃片機，包括激光器、機柜部件、工作臺以及控制該劃片機工作的控制電路；激光器包括外殼，設在外殼內的反射膜片、聲光開關、光閘、聚光腔、全反射膜片，在同一中心線上順序間隔設置，激光器位于機柜部件上方；機柜內上方左側設有激光電源，聲光電源，中間設有主控制臺，右側設有操作臺；工作臺設在機柜一側，工作臺上方設有的光學聚焦裝置與激光器激光輸出口相對應，中部設有加工臺，加工臺下方設有驅動器，由電纜線分別與操作臺連接，其特點是，機柜內底部設有雙水冷溫控裝置；加工臺面上方設有吸片裝置；其側邊設有吸塵管。本實用新型具有穩功率產生連續激光劃片功能，陶瓷基板劃線細，表面光潔，斷面光滑。
文檔編號B23K26/00GK2529385SQ0221551
公開日2003年1月1日 申請日期2002年2月1日 優先權日2002年2月1日
發明者沈冠群, 汪秀琳, 吳賓初, 姜兆華, 蔡康澤, 張偉 申請人:上海市激光技術研究所