[发明专利]针对二维和三维脆性材料基板进行加工的激光系统

说明书

本发明提供了针对二维和三维脆性材料基板进行加工的激光系统，涉及激光加工领域。通过提供了针对二维和三维脆性材料基板进行加工的激光系统，并且该系统包括基板，所述基板的材料为透明材质；在所述基板上设置有不透明的图层，用于直接暴露于激光射线中；所述不透明的图层能够明显的吸收或散射入射激光的能量。使得进行加工的时候能够在现有技术的基础上提高效率和可靠性。

技术领域

本发明涉及激光加工领域，具体而言，涉及针对二维和三维脆性材料基板进行加工的激光系统。

背景技术

激光雕刻加工是激光系统最常用的应用。根据激光束与材料相互作用的机理，大体可将激光加工分为激光热加工和光化学反应加工两类。激光热加工是指利用激光束投射到材料表面产生的热效应来完成加工过程，包括激光焊接、激光雕刻切割、表面改性、激光镭射打标、激光钻孔和微加工等；光化学反应加工是指激光束照射到物体，借助高密度激光高能光子引发或控制光化学反应的加工过程。包括光化学沉积、立体光刻、激光雕刻刻蚀等。

激光加工是利用光的能量经过透镜聚焦后在焦点上达到很高的能量密度，靠光热效应来加工的。激光加工不需要工具、加工速度快、表面变形小，可加工各种材料。用激光束对材料进行各种加工，如打孔、切割、划片、焊接、热处理等。某些具有亚稳态能级的物质，在外来光子的激发下会吸收光能，使处于高能级原子的数目大于低能级原子的数目——粒子数反转，若有一束光照射，光子的能量等于这两个能相对应的差，这时就会产生受激辐射，输出大量的光能。

在激光加工领域，用高精度和高质量的玻璃或水晶等脆性材料制成的二维或三维工件，如蓝宝石或陶瓷等，是一个挑战，也是一个技术难点。

制造商、加工商现在越来越多地使用三维的消费电子设备的脆性材料制成的三维基板和切割的基板，以满足所需的工业设计要求。处理这些基板上的激光系统是具有挑战性的。虽然已经取得了一些尝试的成果，但依旧没有人能够很好的处理这些材料，特别是在提高质量或避免过大损耗上采取措施。

发明内容

本发明的目的在于提供针对二维和三维脆性材料基板进行加工的激光系统，以提高激光加工效率。

第一方面，本发明实施例提供了针对二维和三维脆性材料基板进行加工的激光系统，包括基板，所述基板的材料为透明材质；

在所述基板上设置有不透明的图层，用于直接暴露于激光射线中；

所述不透明的图层能够明显的吸收或散射入射激光的能量。

结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第一种可能的实施方式，其中，所述不透明图层在所述基板的表面，工作时，一个清晰的轨迹将被暴露在暴露区域内的切线。

结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第二种可能的实施方式，其中，预先根据被加工的材料的厚度和目标的数值孔径，计算所述轨迹的轨道规格。

结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第三种可能的实施方式，其中，若零部件减少单独运行时，基板的大小为大于或等于0.5mm，从剪线多余材料计算；

若从一个较大的单页材料到几个部分的削减，那么单个零件的设计必须为核算在基板的大小中。

结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第四种可能的实施方式，其中，切割线应位于表面。

结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第五种可能的实施方式，其中，多轴配置系统能保证零件，定位于激光束的激光束入射到90°±10°切割线的表面。

结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第六种可能的实施方式，其中，若基板为曲面，则激光束在凸表面发生。