多層板式陣列結構陶瓷濾波器成型方法
2023-09-17 16:29:25
專利名稱：多層板式陣列結構陶瓷濾波器成型方法
技術領域：
本發明涉及一種電子元件的加工成型方法，尤其涉及一種多層板式陣列結 構陶瓷濾波器成型方法。
背景技術：
多層板式陣列結構陶瓷濾波器成型方法，傳統方法採用模具衝孔的方式， 一種是內部通孔採用鑽床鑽孔，外輪廓採用模具衝床衝制。另一種是採用模具， 用衝床將內孔和外輪廓一次性衝製成型。鑽、衝孔方法的缺點是1、通過衝床 進行衝孔或鑽床進行鑽孔，衝床或鑽床壓力大，使落料後的陶瓷濾波器內孔和 外輪廓邊緣有開裂和損傷現象，影響濾波器電性能，同時落料後的濾波器內孔 和外輪廓不光滑，有殘餘膜料，造成濾波器電極不能引出，從而影響濾波器電 容量；2、模具衝制或鑽床鑽孔方式對位精度不高，易造成內孔及外輪廓偏差和 錯位，影響濾波器電性能和裝配；3、模具製作周期長，程序複雜， 一種產品對 應一副模具，由於濾波器品種較多，該方式不適用於品種多元化需要。
發明內容
針對上述現有技術存在的問題，本發明的目的在於利用雷射進行自動捕捉 切割，使其切割精度高，速度快，對濾波器表面損傷小，適用於濾波器小間距、高精度，大容量、超厚度及品種多元化需求，提高了濾波器產品生產效率和合 格率。
本發明的技術方案是多層板式陣列結構陶瓷濾波器成型方法，包括以下 步驟
a、 將印製有定位點的陶瓷坯體放置在工作檯上；
b、 計算機載入設計打孔成型圖形，並設置打孔切割工藝參數； C、設置雷射光源的光能大小；
d、計算機控制機器視覺系統掃描陶瓷坯體上的印製圖形，自動捕捉識別定 位點，根據定位點驅動工作檯將陶瓷坯體移動至雷射束下方的切割位置，並按 照設計打孔成型圖形由計算機根據定位點位置控制振鏡頭運動進行雷射打孔切 割，將陶瓷坯體內孔和外輪廓打孔切割成型。
機器視覺系統，如CCD或CMOS圖像掃描定位系統，CCD (Charge Coupled Device電荷耦合器件)，CCD圖像掃描定位系統，將掃描到的圖象和數據傳輸到 計算機，並能在顯示器上顯示所拍攝的圖象。系統通過將捕捉到目標物體的圖 象和已保存的設計打孔成型圖形進行比較，判定目標物體是否相符，並保存目 標物的機械位置，驅動控制將目標物移至雷射束下進行打孔。系統可對陶瓷坯 體不同的定位點進行識別，並分別以這些定位點為基礎進行切割軌跡的調整， 從而在所需位置進行精確切割，可對光斑軌跡進行精確定位。
其中，所述陶瓷坯體為生料膜經印刷、多層重疊、溫等靜壓後形成，再經 所述a d工藝步驟後成型，或者，所述陶瓷坯體為生料膜經印刷、多層重疊、 溫等靜壓，最後燒結成熟坯後形成，再經所述a d工藝步驟後成型，或者，所 述陶瓷坯體為生料膜，印刷後經所述a d工藝步驟後成型，再經多層重疊、溫等靜壓。
印刷為尼龍絲網印刷。多層重疊為印刷一層後重合鋪一層介質，再印刷一 層再鋪一層介質，如此反覆。溫等靜壓為用溫等靜壓機將印疊後產品牢固粘接 在一起。
其中，所述陶瓷坯體內孔和外輪廓打孔切割成型為單面一次成型或雙面兩 次成型，所謂雙面兩次成型即一面打孔切割至一定深度後再翻面再次打孔切割 至成型。
更進一步地，所述陶瓷坯體上還印有設計打孔成型圖形，用於與試切割產 生的試切割線比較，並根據比較結果調整計算機載入的設計打孔成型圖形，如 圖形的位置、大小、角度和方向等，至最終試切割線與印製設計打孔成型圖形 一致，再最終打孔切割成型。
其中，所述雷射光源為冷光源。作為優選，所述冷光源為綠雷射、紫外光。
其中，所述雷射通過固定焦距的聚焦鏡聚焦，並通過計算機驅動工作檯上 下升降使陶瓷坯體至焦點的方式調焦。
另外，機器視覺系統的攝像頭通過手工調節螺杆使攝像頭上、下升降調焦， 至打孔閨形顯示清晰再開始掃描。
本發明的有益效果是利用雷射進行切割，避免了內孔和外輪廓鑽孔、衝 制時對濾波器拉傷，保證切割後的濾波器內孔和外輪廓的光滑，無多餘膜料殘 留物，採用冷光源鑽孔切割避免燒傷，保證濾波器產品電性能。同時，利用機 器視覺系統掃描定位捕捉功能對圖形進行自動對位捕捉切割，保證了切割的精 度和準確度，且切割速度快，質量好、功耗低、噪音低；避免了開模具周期長，
程序複雜，提高了產品生產進度和效率；適用於多層或單層濾波器單孔晶片或多孔陣列濾波器板的打孔切割成型，且適用於濾波器多品種、小間距、大容量、 超厚度、高精度新品的研發。
圖1為本發明多層板式陣列結構陶瓷濾波器成型方法流程框圖； 圖2為本發明的系統示意圖中l雷射器組件；2光路傳輸系統；3振鏡系統；4機器視覺系統(CCD 圖像掃描定位系統)；5升降系統；6負壓吸附系統；7除塵系統；8高精度運動
系統(工作檯)；9控制系統(計算機)；IO冷卻系統(冷水機)；
圖3為使用本發明打孔切割前"圓形32芯"陶瓷坯體下料框圖； -
圖4為使用本發明實際打孔切割成型後的"圓形32芯"結構示意圖5為使用本發明打孔切割前"矩形9芯"陶瓷坯體下料框圖6為使用本發明實際打孔切割成型後的"矩形9芯"結構示意圖7為使用本發明打孔切割前單孔晶片陶瓷坯體下料框圖8為使用本發明實際打孔切割成型後的單孔晶片結構示意圖9為雷射打孔機雷射光路示意圖。
具體實施例方式
參照圖1至圖9，本發明的一種實施方式，首先將生料膜經印刷、多層重疊、 溫等靜壓後形成的陶瓷坯體放置在工作檯8上，陶瓷坯體上印製有定位點11; 計算機9載入設計打孔成型圖形，如CAD圖，並設置打孔切割工藝參數，如切 割次數、有效向量步長，Q SWTTCH頻率等參數；設置雷射1光源的光能大小；雷射1光源為冷光源。作為優選，所述冷光源為綠雷射、紫外光。雷射1通過
固定焦距的聚焦鏡聚焦，並通過計算機9驅動工作檯8上下升降使陶瓷坯體至 焦點高度的方式調焦；機器視覺系統4的攝像頭通過手工調節螺杆使攝像頭上、 下升降調焦，至打孔圖形顯示清晰再開始掃描；計算機9控制機器視覺系統4 掃描陶瓷坯體上的印製圖形，自動捕捉識別定位點ll，根據定位點ll驅動工作 臺8前後、左右移動將陶瓷坯體移動至雷射束下方的切割位置，並按照設計打 孔成型圖形由計算機根據定位點11位置控制振鏡頭3運動進行雷射打孔切割， 雷射束經聚焦透鏡組將雷射聚焦在陶瓷坯體表面上，形成一個個細微的、高能 量密度的光斑使物體加熱氣化或熔融分開，通過振鏡頭3的運動，把一系列光 斑連成特定的軌跡，從而將被切割物體按一定的幾何形狀切割開，實現將陶瓷 坯體內孔14和外輪廓13單面一次打孔切割成型，或雙面兩次成型，即一面打 孔切割至一定深度後再翻面再次打孔切割至成型。當坯體較薄時，為陶瓷濾坯 體單面一次成型，當坯體較厚時無法一次單面切割完成，需一面切進一定深度 後，再翻轉另一面進行切割，為陶瓷坯體雙面兩次成型，使陶瓷濾波器整體厚 度可達2mm 4ram，實現了電容濾波器大容量要求，又保證了陶瓷濾波器整體機 械強度。成型後的陶瓷坯體最後再排粘燒結，排粘燒結採用排粘燒結一體化工 藝，燒結溫度為1110°C 1170°C,時間為lh 3h。
更進一步地，為了確保更佳的精度和準確度，前述陶瓷坯體上還可以印製 有設計打孔成型圖形12，用於與試切割產生的試切割線比較，並根據比較結果 調整計算機載入的設計打孔成型圖形，如圖形的位置、大小、角度和方向等， 至最終試打孔切割線與印製設計打孔成型圖形12 —致，再最終打孔切割成型。
本發明的另一種實施方式，其他方法步驟與前述實施方式相同，其區別在於放置在工作檯上準備雷射打孔切割成型的陶瓷坯體為生料膜經印刷、多層 重疊、溫等靜壓,最後燒結成熟坯後形成，再經前述實施方式中的雷射打孔切割 成型工藝步驟後成型。
本發明的第三種實施方式，其他方法步驟與前述實施方式相同，其區別在 於放置在工作檯上準備雷射打孔切割成型的陶瓷坯體為生料膜，印刷後經前 述實施方式中的雷射打孔切割成型工藝步驟後，再經多層重疊、溫等靜壓後， 最後再排粘燒結成瓷。
應用實施例如圖2至圖4所示，製作外形尺寸為4>30. 8mm，厚度為2. lmm， 孔徑為4) 1. 5mm的圓形32芯多層板式陣列結構陶瓷濾波器的打孔切割成型，外 形如圖3所示，打孔成型過程如下
首先打開控制系統(計算機)9，開冷卻系統(冷水機)10，開綠雷射雷射 器l，開負壓吸附系統(吸盤風機)6和除塵系統(吸塵風機)7，將32芯印刷、 多層重疊、溫等靜壓後的陶瓷坯體放置在高精度運動系統(工作檯)8上，計算 機9載入設計好的CAD打孔切割圖形，設置打孔切割循環次數為1次，有效向 量步長0.001mm， Q SWTTCH頻率10kHz，手工調節雷射1電流為10A,計算機9 通過升降系統5使工作檯8升降調整雷射經聚焦鏡聚焦至陶瓷坯體對應高度， 手動調整機器視覺系統(CCD圖像掃描定位系統)4的圖像掃描用攝像頭至打孔 圖形顯示清晰，計算機9控制CCD圖像掃描定位系統4掃描陶瓷坯體上的印製 圖形，自動捕捉識別定位點11，根據定位點11驅動工作檯8前後、左右移動將 陶瓷坯體移動至雷射束下方的切割位置，設置完成後進行產品試切割，計算機9 按照設計打孔成型圖形根據定位點11位置控制振鏡頭3運動進行雷射打孔切 割，雷射器1經光路傳輸系統2後通過振鏡系統3開始在陶瓷坯體表面試切割，形成試切割線，如與陶瓷坯體表面印製的設計打孔成型圖形12比較有稍許偏差， 再根據試切割情況微微調整計算機9載入的設計打孔成型圖形的X軸、Y軸位置 及大小、角度、方向等，待試切割線與陶瓷坯體表面印製的設計打孔成型圖形 12完全重合後，將雷射1電流調節為16A，打孔切割循環次數設置為40次，再 進行產品正式切割，將陶瓷坯體內孔14和外輪廓13單面一次打孔切割成型， 切割完成後從工作檯面上取出打孔切割成型產品，如圖4。
如圖5和圖6所示，為本發明另一應用的"矩形9芯"陶瓷坯體成型前後 示意圖。如圖7和圖8所示，為本發明另一應用的單孔晶片陶瓷坯體成型前後 示意圖。如圖9所示，為雷射打孔機雷射光路示意圖，雷射從雷射器射出，經 擴束鏡擴束和三次45°反射鏡反射和振鏡頭後到達聚焦鏡，最後通過聚焦鏡片 將光束聚焦到陶瓷坯體工件表面。
以上對本發明所提供的多層板式陣列結構陶瓷濾波器成型方法進行了詳盡 介紹，本文中應用了具體個例對本發明的原理及實施方式進行了闡述，以上實 施例的說明只是用於幫助理解本發明的方法及其核心思想；同時，對於本領域 的一般技術人員，依據本發明的思想，在具體實施方式
及應用範圍上均會有改 變之處，綜上所述，本說明書內容不應理解為對本發明的限制。
權利要求
1.多層板式陣列結構陶瓷濾波器成型方法，其特徵在於所述工藝方法包括以下步驟a、將印製有定位點的陶瓷坯體放置在工作檯上；b、計算機載入設計打孔成型圖形，並設置打孔切割工藝參數；c、設置雷射光源的光能大小；d、計算機控制機器視覺系統掃描陶瓷坯體上的印製圖形，自動捕捉識別定位點，根據定位點驅動工作檯將陶瓷坯體移動至雷射束下方的切割位置，並按照設計打孔成型圖形由計算機根據定位點位置控制振鏡頭運動進行雷射打孔切割，將陶瓷坯體內孔和外輪廓打孔切割成型。
2. 根據權利要求1所述的多層板式陣列結構陶瓷濾波器成型方法，其特徵 在於所述陶瓷坯體為生料膜經印刷、多層重疊、溫等靜壓後形成，再經所述a d工藝步驟後成型。
3. 根據權利要求1所述的多層板式陣列結構陶瓷濾波器成型方法，其特徵 在於所述陶瓷坯體為生料膜經印刷、多層重疊、溫等靜壓，最後燒結成熟坯後 形成，再經所述a d工藝步驟後成型。
4. 根據權利要求1所述的多層板式陣列結構陶瓷濾波器成型方法，其特徵 在於所述陶瓷坯體為生料膜，印刷後經所述a d工藝步驟成型後，再經多層 重疊、溫等靜壓。
5. 根據權利要求1至4中任一權利要求中所述的多層板式陣列結構陶瓷濾 波器成型方法，其特徵在於所述陶瓷坯體內孔和外輪廓打孔切割成型為單面 一次成型或雙面兩次成型，即一面打孔切割至一定深度後再翻面再次打孔切割至成型。
6. 根據權利要求5所述的多層板式陣列結構陶瓷濾波器成型方法，其特徵在於所述陶瓷坯體上還印製有設計打孔成型圖形，用於與試切割產生的試切 割線比較，並根據比較結果調整計算機載入的設計打孔成型圖形，至最終試切 割線與印製設計打孔成型圖形一致，再最終打孔切割成型。
7. 根據權利要求6所述的多層板式陣列結構陶瓷濾波器成型方法，其特徵 在於所述雷射光源為冷光源。
8. 根據權利要求7所述的多層板式陣列結構陶瓷濾波器成型方法，其特徵 在於所述冷光源為綠雷射、紫外光。
9. 根據權利要求6至8中任一權利要求中所述的多層板式陣列結構陶瓷濾 波器成型方法，其特徵在於所述雷射通過固定焦距的聚焦鏡聚焦，並通過計 算機驅動工作檯上下升降使陶瓷坯體至焦點的方式調焦。
10. 根據權利要求9所述的多層板式陣列結構陶瓷濾波器成型方法，其特徵 在於機器視覺系統的攝像頭通過手工調節螺杆使攝像頭上、下升降調焦，至 打孔圖形顯示清晰再開始掃描。
全文摘要
本發明公開了多層板式陣列結構陶瓷濾波器成型方法，涉及一種電子元件的加工成型方法，包括下列主要步驟將印製有定位點的陶瓷坯體放置在工作檯上；計算機載入設計打孔成型圖形，並設置打孔切割工藝參數；設置雷射光源的光能大小；計算機控制機器視覺系統掃描陶瓷坯體上的印製圖形，自動捕捉識別定位點，根據定位點驅動工作檯將陶瓷坯體移動至雷射束下方的切割位置，並按照設計打孔成型圖形由計算機根據定位點位置控制振鏡頭運動進行雷射打孔切割，將陶瓷坯體內孔和外輪廓打孔切割成型。本發明利用雷射進行自動捕捉切割，使其切割精度高，速度快，對濾波器表面損傷小，適用於濾波器小間距、高精度，大容量、超厚度及品種多元化需求，提高了濾波器產品生產效率和合格率。
文檔編號B28D1/22GK101673868SQ20091016769
公開日2010年3月17日 申請日期2009年9月22日 優先權日2009年9月22日
發明者伍虹凌, 玲 楊, 崗 童 申請人:成都宏明電子股份有限公司