[发明专利]板级材料异形加工方法

说明书

本发明提供一种板级材料异形加工方法，包括以下步骤：步骤S1，采用脉冲宽度范围在飞秒至皮秒的激光器产生激光束；步骤S2，激光束经过聚焦处理后从待切割的板级材料的第一表面入射至第二表面；步骤S3，激光束焦点在板级材料的垂直于入射表面方向，自上而下形成由多个微裂点形成的垂直切割柱；步骤S4，激光束与板级材料按需要切割路线做相对移动；在激光束经过的需要切割路线形成多个所述垂直切割柱；步骤S5，通过湿法刻蚀沿着需要切割路线将板级材料分离。进一步地，所述板级材料为透明或半透明材料。本发明可解决切割过程中板级材料容易产生崩边、微裂纹以及分层等损伤问题。

技术领域

本发明属于材料异形加工领域，尤其涉及一种板级材料异形加工的方法。

背景技术

随着电子产品的迅猛发展，移动端的装置都朝着体积更薄、重量更轻以及制造成本更低的方向发展。在这些电子产品中涉及异形加工的包括：玻璃盖板、不锈钢板、硅芯片、三五族芯片、陶瓷材料以及聚合物材料。目前，电子产品上的玻璃薄板的厚度已经降低至0.3mm甚至更低。厚度越薄的玻璃薄板对作用力越敏感，越容易受冲击后发生脆断，这无疑增加了切割加工的难度。

举例说明，现有的切割玻璃方法大致有机械切割法和普通的激光切割法。机械切割法是采用金刚石刀具在玻璃切割道划刻一道纹。但是这种机械切割法存在诸多问题，例如玻璃材料的崩边、碎屑及微裂纹，切割边缘的强度降低，产生的深裂纹通常不垂直于玻璃表面，降低了玻璃的强度以及可靠性，同时产出率也很低。普通的激光切割法是利用玻璃处于软化的温度下具有较好的塑性和延展性，用聚焦的激光照射待切割的玻璃工件的表面，通过超高的能量密度将玻璃融化，同时配合气流吹走熔融的玻璃，从而直接将一整块玻璃工件一分为二切割开来。由于玻璃工件对该激光是热熔化，因此该切割方法的切割效果较差，切缝不整齐，极易在整个切缝断面形成热裂纹使玻璃强度大大降低，并且切割过程中产生的熔渣也会污染玻璃表面。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中存在的不足，提供一种板级材料异形加工方法，可解决切割过程中板级材料容易产生崩边、微裂纹以及分层等损伤问题。本发明采用的技术方案是：

一种板级材料异形加工方法，包括以下步骤：

步骤S1，采用脉冲宽度范围在飞秒至皮秒的激光器产生激光束；

步骤S2，激光束经过聚焦处理后从待切割的板级材料的第一表面入射至第二表面；

步骤S3，激光束焦点在板级材料的垂直于入射表面方向，形成由多个微裂点形成的垂直切割柱；

步骤S4，激光束与板级材料按需要切割路线做相对移动；在激光束经过的需要切割路线形成多个所述垂直切割柱；

步骤S5，通过湿法刻蚀沿着需要切割路线将板级材料分离。

进一步地，垂直切割柱中的所述多个微裂点沿板级材料第一表面至第二表面均匀垂直分布。

进一步地，所述板级材料为透明或半透明材料。

进一步地，激光束的波长为355纳米～1064纳米。

进一步地，步骤S2中，激光束经聚焦后于板级材料从第一表面至第二表面逐个形成垂直均匀光斑，所述垂直均匀光斑的直径范围为0.5微米～15微米。

进一步地，激光束的脉冲宽度范围为10飞秒～100皮秒。

进一步地，激光束聚焦后单点能量范围为0.1μJ～20μJ。

进一步地，所述板级材料包括非石英玻璃、石英玻璃、钽酸锂、铌酸锂或透光的三五族材料。

进一步地，设置平整性检测装置以检测板级材料激光束入射表面的平整性数据；将板级材料的平整性检测装置与激光器的控制装置连接，激光器根据接收的平整性数据移动激光聚焦点。