专利名称：连续激光陶瓷划片机的制作方法
技术领域：
技术邻域本实用新型涉及一种用于厚膜电路的陶瓷基板划片的连续激光陶瓷划片机。
背景技术：
目前在制作厚膜电路前，先在陶瓷基板上按单个电路的外形尺寸、形状进行划线刻痕，以便在其上制作完成电路后能进行有效分片。对厚膜电路的陶瓷基板划片加工方式现有如下几种最早采用金刚刀划片工艺，由于加工速度、质量精度、已不适用厚膜电路的陶瓷基板的划片加工精度要求，被逐步淘汰。
一种采用模压烧结，由于其固有的收缩量控制精度已不能适应厚膜电路陶瓷基板对尺寸的精度要求，同时由于模具的设计制作成本高，不适应用于小批量和试制产品。
现有国外的一种大型脉冲二氧化碳激光划片机，该设备脉冲二氧化碳激光划片虽然速度快，但表面光洁度差，激光划片线是打点式，当沿激光划线分片后，其四周端边的断面均成锯齿形，还需增配磨边工艺和设备。增加企业成本，且价格昂贵，需几十万美元/台，不能满足我国众多企业的需求。
现国内有一种激光划片工艺采用的是固体脉冲型激光器，其重复频率只能做到几十次，由于划片速长慢，激光划片线是打点式，断面成锯齿形，表面质量差，也没有达到实用。
发明内容
本实用新型的目的是要解决现有厚膜电路的陶瓷基板划片中存在的加工缺陷，提供一种可连续产生激光对陶瓷基板划线细、速度快、断面光滑、表面光洁的连续激光陶瓷划片机。
本实用新型的目的是这样实现的，一种连续激光陶瓷划片机，包括激光器、机柜部件、工作台以及控制该划片机工作的控制电路，所述的激光器包括外壳，设在外壳内的反射膜片、声光开关、光闸、聚光腔、全反射膜片，在同一中心线上顺序间隔设置；激光器位于机柜部件上方，所述的机柜内上方左侧设有激光电源、声光电源，中间设有主控制台，右侧设有操作台，所述的工作台设在机柜一侧，工作台上方设有的光学聚焦装置与激光器激光输出口相对应，中部设有加工台，加工台下方设有驱动器，由电缆线分别与操作台连接。其特点是，所述的聚光腔设为单椭圆腔体，其腔体内设有氪灯、掺钕钇铝石榴石棒，聚光腔体内全浸水，流通去离子循环冷水，氪灯两端通过电缆线与激光电源两端连接；所述的机柜内底部设有双水冷温控装置；所述的加工台上方设有吸片装置；其侧边设有吸尘管。
上述的连续激光陶瓷划片机，其中，所述的双水冷温控装置包括一级水循环装置和二级水循环装置构成，所述的一级水循环装置包括粒子过滤器、热交换器、去离子槽、水箱、水泵，通过水管相互连通；水泵的出水口通过水管与聚光腔和声光开关的进水口分别连接，聚光腔和声光开关的出水口与粒子过滤器通过水管连接；所述的二级水循环装置包括温度传感器、热电偶、变频器、冷冻器，通过电缆线相连接，冷冻器的进水口和出水口与热交换器的出水口和进水口通过水管分别连接。
上述的连续激光陶瓷划片机，其中，所述的主控制台内设有控制电路，由电缆线与激光电源接口、声光电源接口、工作台驱动器接口联接。
上述的连续激光陶瓷划片机，其中，所述的操作台的面板上设有操作按钮，操作台内设有可更换的用户专用单片机芯片，分别与相关控制电路相连接。
上述的连续激光陶瓷划片机，其中，所述的吸片装置包括底板、密封圈、吸片座、气接头、O型密封圈、气管、出水管、射流阀、进水管、进水阀，在加工台上方设有底板，其内设有吸气通道，气道一端进口设在底板顶部，另一端出口设在底板的侧边；吸片座设在底板上方，其上设有若干个通孔；在吸片座与底板之间设有框型密缝圈，底板侧边的气道口设置O型密封圈，与气接头连接，气接头另一端与气管连接；进水阀的进水口连接进水管，进水管与出水管之间串接一射流阀，射流阀上部内腔小于下部内腔，射流阀中部的吸气口与气管连接。
本实用新型由于激光器内设有的聚光腔、反射膜片、全反射膜片构成的单灯谐振腔，使激光器输出效率高于双灯结构激光器；由于设有机械光闸，当不使用时，可关闭，防止激光发射出，起安全保护作用；由于设有温度传感器显示控制装置与激光电源接口连接，当水箱温度超温时，激光电源自动关闭，起到保护激光器作用；由于在双水冷温控装置中设有热电偶和变频器，调节控制水温，能将恒定的低温去离子冷水输入聚光腔内和声光开关下部腔内，通过冷水循环、快速带去腔内热量，确保激光器能在恒定的低温下获得稳定功率激光能量输出；由于在操作台内设有可根据用户不同划片尺寸要求，可更换相应的专用单片机，加工方便；由于在工作台上设有吸片装置，可使加工件可靠定位，便于操作，确保加工精度。
本实用新型的具体结构由以下实施例及其附图进一步给出。
图1是本实用新型连续激光陶瓷划片机结构示意图。
图2是本实用新型连续激光陶瓷划片机作用原理框图。
图3是本实用新型连续激光陶瓷划片机双冷水温控装置框图。
图4是本实用新型连续激光陶瓷划片机的吸片装置结构示意图。
具体实施方式
请参见图1、一种连续激光陶瓷划片机，包括激光器1、机柜部件2、工作台3，激光器1位于机柜部件上方，激光器1包括外壳11，设在外壳11内的反射膜片12、声光开关13、光闸14、聚光腔15、全反射膜片16、在同一中心线上顺序间隔设置；聚光腔15设为单椭圆形，其内镀金，腔体内设有氪灯151、掺钕钇铝石榴石棒152，聚光腔的密封通水外壳采用工程塑料制作，腔体内全浸水，流通去离子循环冷水，氪灯151两端通过电缆线与激光电源23两端连接，该腔体结构，可有效提高单灯谐振腔内激光能量的聚集，提高激光器效率；声光开关13通过同轴电缆线与箱体外的声光电源24连接，其下部体内流通去离子循环冷水。
机柜部件2包括机柜21、在机柜21内底部设有双水冷温控装置22，机柜内上方左侧设有激光电源23，声光电源24，中间设有主控制台25，右侧设有操作台26，请配合参见图3，双水冷温控装置22包括一级水循环装置和二级水循环装置构成，所述的一级水循环装置包括粒子过滤器221、热交换器222、去离子槽233、水箱224、水泵225；所述的二级水循环装置包括温度传感器226、热电偶227、变频器228、冷冻器229。
水泵的出水口由水管2210分别与聚光腔15、声光开关13的塑料水管的进水口连接，激光器1流出的热水由水管2211与粒子过滤器221进水口连接，粒子过滤器221的出水口由水管2212与热交换器222进水口连接，热交换器222的出水口由水管2213分别与去离子槽223、水箱224的进水口连接，去离子槽223的出水口由水管2214与水箱224的进水口连接，水箱224的出水口由水管2215与水泵225的进水口连接，这样形成一级水循环。在水箱225中插入有温度传感器226、热电偶227，温度传感器226通过电缆线与操作台26连结，热电偶227通过电缆线与变频器228连接，变频器228通过电缆线与设在冷冻器229内的水泵连接，通过变频器229，控制冷冻器229内的水泵的转速，调节水温，从热交换器的另一端进水口由水管2217与冷冻机出水口连接，将低温水通入热交换器内，冷冻机的进水口由水管2216与热交换器的出水口连接，形成二级水循环，通过两级双冷水循环，将聚光器腔内和声光开关的热量带走和去掉离子，确保激光器在低温下稳功率输出，其功率稳定性为连续8小时±2％。
主控制台25内设有控制电路，由电缆与激光电源接口、声光电源接口、工作台驱动器接口联接。
操作台26面板上设有操作按钮，操作台内设有可更换的用户专用单片机芯片，分别与相关控制电路相连接。
工作台3设在机柜一侧，工作台3上方设有的光学聚焦装置31与激光器激光输出口17相对应，其侧边设有吸尘管32，吸尘管一端设有风机，吸尘口与加工台34对应设置，可吸去加工中产生的废气和灰尘，中部设有可横向操作和纵向操作的加工台34。
吸片装置33设在加工台34上，请配合参见图4，吸片装置包括底板331、密封圈332、吸片座333、气接头334、O型密封圈335、气管336、出水管337、射流阀338、进水管339、进水阀3310，在加工台上设有底板331，其内设有吸气通道，气道一端进口设在底板顶部，另一端出口设在底板331的侧边；吸片座333设在底板上方，其上设有若干个通孔；在吸片座333与底板331之间设有框型密缝圈332，底板侧边的气道口设置O型密封圈335，与气接头334连接，气接头334另一端与气管336连接；进水阀3310的进水口连接进水管339，进水管339与出水管337之间串接一射流阀338，射流阀338上部内腔小于下部内腔，射流阀338中部的吸气口与气管336连接。由于进水口小，水流快，压力大；出水口大，压力小，吸气口产生负压，从而形成气流，起到吸片作用，可使加工件可靠定位，便于操作，确保加工精度。加工台下方设有驱动器35，由电缆线分别与操作台26连接。
当开机使用时，打开双水冷温控装置，一级循环水箱中的冷水经激光器流出到粒子过滤器、热交换器、去离子槽，使输入聚光腔内和声光开关腔内的水确保去离子的冷水；开启激光电源，开启主控制台后，根据用户提供陶瓷基板图样加工要求，经编程后设置划片速度、声光开关频率、激光器的功率(工作电流)；加工前可自动调整加工台的加工相对零位，加工中，可任意调整加工台X-Y的坐标位置，以便执行分段加工程序；主控制台通过电缆线将信息传递至操作台，激光器功率的预置及实际工作电流调整、及划片速度、声光开关的频率的设置，可通过设有用户专用的单片机的操作台人工操作，也可以通过主控制台内的接口与相应的激光电源，声光电源，驱动器连接进行自动调整；对主控制台设置的各项工作参数确认后，打开光闸，通过操作台操作，即可对陶瓷基板进行划片，根据测得的光功率信号，实时控制激光电流，通过调节激光电源的电流，可控制激光的划片的划线深度，当激光器产生连续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烧蚀过程中的放热反应，产生高温、烧蚀、溶化并汽化陶瓷划线区，在陶瓷表面沿直线成重叠衔接的黑色空洞沟槽。
本实用新型连续激光陶瓷划片机，划片的划线细，表面光洁、断面光滑，能做到沿划线区正确地断裂分片，而不产生无规则破碎及热烘烤裂。确保达到用户的加工要求。
本实用新型结构设计新颖、科学、合理、具有高峰值功率能产生连续激光划片功能，陶瓷基板加工质量可免于后处理，造价低于国外激光划片机，具有推广应用价值。
权利要求1.一种连续激光陶瓷划片机，包括激光器、机柜部件、工作台以及控制该划片机工作的控制电路；所述的激光器包括外壳，设在外壳内的反射膜片、声光开关、光闸、聚光腔、全反射膜片，在同一中心线上顺序间隔设置，激光器位于机柜部件上方；所述的机柜内上方左侧设有激光电源、声光电源，中间设有主控制台，右侧设有操作台；所述的工作台设在机柜一侧，工作台上方设有的光学聚焦装置与激光器激光输出口相对应，中部设有加工台，加工台下方设有驱动器，由电缆线分别与操作台连接；其特征在于所述的聚光腔设为单椭圆腔体，其腔体内设有氪灯、掺钕钇铝石榴石棒，聚光腔体内全浸水，流通去离子循环冷水，氪灯两端通过电缆线与激光电源两端连接；所述的机柜内底部设有双水冷温控装置；所述的加工台上方设有吸片装置；其侧边设有吸尘管。
2.根据权利要求1所述的连续激光陶瓷划片机，其特征在于所述的双水冷温控装置包括一级水循环装置和二级水循环装置构成，所述的一级水循环装置包括粒子过滤器、热交换器、去离子槽、水箱、水泵，通过水管相互连通，水泵的出水口通过水管与聚光腔和声光开关的进水口分别连接，聚光腔和声光开关的出水口与粒子过滤器通过水管连接；所述的二级水循环装置包括温度传感器、热电偶、变频器、冷冻器，通过电缆线相连接，冷冻器的进水口和出水口与热交换器的出水口和进水口通过水管分别连接。
3.根据权利要求1所述的连续激光陶瓷划片机，其特征在于所述的主控制台内设有控制电路，由电缆线与激光电源接口、声光电源接口、工作台驱动器接口联接。
4.根据权利要求1所述的连续激光陶瓷划片机，其特征在于所述的操作台的面板上设有操作按钮，操作台内设有可更换的用户专用单片机芯片，分别与相关控制电路相连接。
5.根据权利要求1所述的连续激光陶瓷划片机，其特征在于所述的吸片装置包括底板、密封圈、吸片座、气接头、O型密封圈、气管、出水管、射流阀、进水管、进水阀，在加工台上方设有底板，其内设有吸气通道，气道一端进口设在底板顶部，另一端出口设在底板的侧边；吸片座设在底板上方，其上设有若干个通孔；在吸片座与底板之间设有框型密缝圈，底板侧边的气道口设置O型密封圈，与气接头连接，气接头另一端与气管连接；进水阀的进水口连接进水管，进水管与出水管之间串接一射流阀，射流阀上部内腔小于下部内腔，射流阀中部的吸气口与气管连接。
专利摘要一种连续激光陶瓷划片机，包括激光器、机柜部件、工作台以及控制该划片机工作的控制电路；激光器包括外壳，设在外壳内的反射膜片、声光开关、光闸、聚光腔、全反射膜片，在同一中心线上顺序间隔设置，激光器位于机柜部件上方；机柜内上方左侧设有激光电源，声光电源，中间设有主控制台，右侧设有操作台；工作台设在机柜一侧，工作台上方设有的光学聚焦装置与激光器激光输出口相对应，中部设有加工台，加工台下方设有驱动器，由电缆线分别与操作台连接，其特点是，机柜内底部设有双水冷温控装置；加工台面上方设有吸片装置；其侧边设有吸尘管。本实用新型具有稳功率产生连续激光划片功能，陶瓷基板划线细，表面光洁，断面光滑。
文档编号B23K26/00GK2529385SQ0221551
公开日2003年1月1日 申请日期2002年2月1日 优先权日2002年2月1日
发明者沈冠群, 汪秀琳, 吴宾初, 姜兆华, 蔡康泽, 张伟 申请人:上海市激光技术研究所