[实用新型]氧化铝陶瓷的双光路CO2激光加工装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种氧化铝陶瓷的双光路CO₂激光加工装置，属于激光加工技术领域。

背景技术

目前，随着现代科技的飞速发展和进步，陶瓷基片应用也越来越广泛，与金属基片和树脂基片相比较，陶瓷基片作为电子器件衬底具有许多较突出的电绝缘性能、优异的高频特性、较好的导热率和较低的热膨胀率，较强的硬度与电子元件兼容、化学性能稳定等优点，所以未来陶瓷应用将会不可估量。而作为陶瓷种类中的氧化铝陶瓷基片是现在应用最为广泛的陶瓷之一，我国氧化铝基片的年需求量已经超过10⁷m²，并且每年以10～20％的幅度增长。同样伴随着电子产业的发展和进步，氧化铝基片的加工精度和加工效率也要求越来越高。传统的氧化铝基片加工方式很多，常用的有刻蚀法、金刚砂轮切割法、钢丝切割法以及金刚石切割法，对于以上传统的氧化铝基片的切割加工方法都存在各自的问题，例如切割缝大，切割精度不高、加工区材料的变质层大、容易对加工表面造成污染、加工表面易破碎生产成品合格率低，最大的问题是无法进行异型切割和钻孔。正是在这种情况下，激光应用于陶瓷基片加工技术渐渐的被人们所青睐，激光切割陶瓷技术具有非接触性、切缝小、切割速度快效果高、切割断面光滑、切割损伤区域小成品率高、加工精度高，并且极易实现数字化控制加工等一系列的优势。同时激光还可以实现对氧化铝基板的划线半切后裂片成倍的提高了氧化铝基片的加工效率。而作为激光加工必不可少的激光器类型很多，以加工成本低、激光束质量，材料对激光的高吸收率，以及适应产业化发展需求的标准来衡量，CO₂激光器作为热加工光源仍然是陶瓷激光加工的最主要选择。氧化铝陶瓷基板对于10.6μm波长的CO₂激光吸收率非常高，可以达到80％以上。

目前国内常规CO₂激光陶瓷加工装置都是单光束，只能实现单工位加工，加工装置的加工效率有待进一步提高以满足量产的需求，激光切割头无保护镜片容易造成聚焦镜片的污染损坏，变相增加了生产成本，切割头安装的喷嘴无法进行水平位置调节，很难调试出良好的加工效果。

实用新型内容

本实用新型的目的是克服现有技术存在的不足，提供一种氧化铝陶瓷的双光路CO₂激光加工装置，旨在提高氧化铝陶瓷基片的加工效率，降低氧化铝基板加工成本，同时改善氧化铝基片切割和划片工艺效果，提高氧化铝陶瓷基片的加工品质。

本实用新型的目的通过以下技术方案来实现：

氧化铝陶瓷的双光路CO₂激光加工装置，特点是：包含光路结构相同的两套光路系统，每套光路系统均包含射频CO₂激光器、圆偏振器、扩束镜、激光切割头以及三只反射镜，所述射频CO₂激光器的光路输出端布置圆偏振器，圆偏振器的输出光路上依次布置有反射镜、扩束镜、反射镜、反射镜以及激光切割头，激光切割头的光路输出端正对于待加工工件的表面；所述激光切割头内设有CO₂激光聚焦镜片，CO₂激光聚焦镜片下方安装有保护镜片，激光切割头的下部通过位置调节机构安装有喷嘴，可通过调节位置调节机构调整喷嘴的前后左右位置。

进一步地，上述的氧化铝陶瓷的双光路CO₂激光加工装置，其中，所述喷嘴的两侧设有进气接口。

更进一步地，上述的氧化铝陶瓷的双光路CO₂激光加工装置，其中，所述进气接口连接辅助吹气装置。

更进一步地，上述的氧化铝陶瓷的双光路CO₂激光加工装置，其中，所述位置调节机构上设有四个调节旋钮。

更进一步地，上述的氧化铝陶瓷的双光路CO₂激光加工装置，其中，所述光路系统的单边光路设计长度为150cm～200cm。

更进一步地，上述的氧化铝陶瓷的双光路CO₂激光加工装置，其中，所述扩束镜距离射频CO₂激光器出口的距离为20cm～50cm。

本实用新型与现有技术相比具有显著的优点和有益效果，具体体现在以下方面：

①双光路的设计结构相同，光学器件安装对称，加工两片氧化铝陶瓷基板是加工的基板的厚度及加工图形都相同，加工时双光路加工步调完全一致，可以实现加工效果完全一样，实现陶瓷基板的切割钻孔和划片；显著提高了氧化铝陶瓷基板的加工效率，同时改善氧化铝陶瓷基板的切割和划片效果；