[实用新型]陶瓷基板皮秒激光钻孔装置

说明书

本实用新型提供了一种陶瓷基板皮秒激光钻孔装置，包括：皮秒激光发生器(1)、振镜切割头(2)、主控制器(3)、视觉定位观察部件(5)、Z轴切割头升降滑台(8)、回旋平台(9)、工作平台(15)以及基板构件；所述激光发生器(1)与振镜切割头(2)采用光纤相连；所述主控制器(3)与激光发生器(1)、振镜切割头(2)、回旋平台(9)相连；所述Z轴切割头升降滑台(8)中心线所在平面与工作平台(15)中心线所在平面相互垂直。本实用新型采用皮秒激光切割边缘光滑，圆度好、锥度更小、碎裂几率低，边界热影响区几乎没有，边缘不发黄，对陶瓷基板几乎无损伤，良品率大大提高，特别适合5G当前的陶瓷基板的高精度应用。

技术领域

本实用新型涉及激光加工领域，具体地，涉及一种陶瓷基板皮秒激光钻孔装置。

背景技术

氧化铝和氮化铝等陶瓷材料具有高导热、高绝缘度和耐高温等优点，在电子及半导体领域具有广泛的应用。但是陶瓷材料具有很高的硬度和脆性，其成型加工非常困难，特别是微孔的加工尤其困难。由于激光具有高功率密度及良好的方向性，目前陶瓷板材具有普遍采用激光器对陶瓷基板进行打孔加工，当前一般采用脉冲激光器或者准连续激光器，激光束通过光学系统聚焦在与激光轴垂直放置的工件上，发出高能量密度(10⁵-10⁹W/cm2)的激光束使材料熔化，气化、一般与光束同轴气流由激光切割头喷出，将熔化了的材料由切口的底部吹出而逐步形成通孔。传统的连续激光、脉冲激光、以及纳秒激光，激光瞬时峰值功率低，持续时间较长，切割圆孔锥度较大，圆度较差，边缘的热影响区较大，对当前快速发展的陶瓷封装技术，尤其是未来的5G领域对陶瓷等器件超精密打孔，切割乃至焊接的需求无法跟上市场的发展。皮秒激光持续时间仅为皮秒级，激光瞬时峰值功率可达到GW以上级别，对玻璃、陶瓷等器件可实现完美切割，几乎无倾角，几乎无热影响区，碎裂率低，在未来的3C，医学领域，尤其是5G通讯领域有非常广阔的市场应用前景。

专利文献CN110605488A公开了一种陶瓷激光打孔装置，该实用新型针对电子及半导体器件的陶瓷打孔采用了一种具有xy+回旋振动的三轴激光打孔系统，但对采用什么样的激光并未涉及，也未对打孔流程进行具体描述，另外通过回旋运动切割较大直径圆，由于机械本身的惯性导致切割效率低。

专利文献CN105499812A公开了一种提高陶瓷散热基板加工品质的方法，该实用新型涉及一种LED陶瓷散热基板的激光加工方法，该方法主要采用事先涂抹染料，然后烘干，打完孔后再进行清洗的方式来解决陶瓷基板在钻孔过程中的氧化、发黄等问题，虽然提高了加工质量，但明显增加了工序，降低了加工效率，另外采用的激光也是常规的连续固态激光器。

实用新型内容

针对现有技术中的缺陷，本实用新型的目的是提供一种陶瓷基板皮秒激光钻孔装置。

根据本实用新型提供的一种陶瓷基板皮秒激光钻孔装置，其特征在于，包括：皮秒激光发生器1、振镜切割头2、主控制器3、视觉定位观察部件5、Z轴切割头升降滑台8、回旋平台9、工作平台15以及基板构件；所述激光发生器1与振镜切割头2采用光纤相连；所述回旋平台9设置于工作平台15的下方；所述视觉定位观察部件5与振镜切割头2相连；所述基板构件设置于工作平台15上方；所述主控制器3与激光发生器1、振镜切割头2、回旋平台9相连；所述Z轴切割头升降滑台8中心线所在平面与工作平台15中心线所在平面相互垂直。

优选地，还包括：激光防护帘16；所述激光防护帘16设置于装配工位平台10、切割工位平台11之间。

优选地，所述工作平台15包括：装配工位平台10、切割工位平台11；所述装配工位平台10包括：第一xy两轴滑台、第一放置工件治具；所述切割工位平台11包括：第二xy两轴滑台、第二放置工件治具；所述主控制器3与第一xy两轴滑台、第二xy两轴滑台相连。

优选地，还包括：工件位置监视器6、显示器4；所述工件位置监视器6、显示器4设置于陶瓷基板皮秒激光钻孔装置的一侧；所述工件位置监视器6与显示器4相连。