一種雙波長雷射切割鋼化玻璃的裝置的製作方法

2023-08-02 16:22:46

專利名稱：一種雙波長雷射切割鋼化玻璃的裝置的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種雙波長雷射切割鋼化玻璃的裝置，屬於蓋板玻璃、觸屏和玻璃雷射微加工領域。
背景技術：
由於手機觸控螢幕、晶圓玻璃產品持續增長需求，對於玻璃強化程度要求不斷增加，玻璃強度主要以鋼化深度來衡量，鋼化層深度主要在OumlOum變化。鋼化玻璃是一種預應力玻璃，為提高玻璃的強度，通常使用化學或物理的方法，從而提高了承載能力，增強玻璃自身抗風壓性，寒暑性，衝擊性等。一般的鋼化玻璃存在難切割和切割效果較差問題，無法滿足觸控螢幕和晶圓半導體行業的要求。 傳統的鋼化玻璃切割方式以刀輪切割為主，通過數控工具機控制刀輪切割位置，利用CCD對位，完成鋼化玻璃切割。切割中刀輪與玻璃接觸，由於存在壓應力，使鋼化玻璃易碎裂，切割良品率較低，且刀輪在長時間的磨損中，也易損壞，需要經常更換。
發明內容本實用新型的目的在於克服上述不足，提供一種切割良品率高且切割效率高的雙波長雷射切割鋼化玻璃的裝置。本實用新型的目的是這樣實現的一種雙波長雷射切割鋼化玻璃的裝置，所述裝置包含有一產生綠光雷射和紫外雷射的雷射產生裝置，該雷射產生裝置射出的綠光波長的雷射依次經擴束鏡二、半波片一、格蘭稜鏡一和雷射經聚焦鏡一後進入掃描場鏡一，該雷射產生裝置射出的紫外雷射依次經反射鏡一、擴束鏡一、半波片二、格蘭稜鏡二、反射鏡二和聚焦鏡二後進入掃描場鏡二，射出掃描場鏡一的綠光波長的雷射和射出掃描場鏡二的紫外波長的雷射分別均射向置於載物平臺上的加工物件。本實用新型一種雙波長雷射切割鋼化玻璃的裝置，上述雷射產生裝置為一同時發出綠光雷射和紫外雷射的雙波長雷射發生器，所述雷射器發出的雷射經光閘後射向全反全透鏡，全反全透鏡將綠光雷射全部反射，將紫外雷射全部透射，反射後的綠光雷射和透射後的紫外雷射分別呈兩條光路射出雷射產生裝置。本實用新型一種雙波長雷射切割鋼化玻璃的裝置，上述雷射產生裝置為包含有兩個雷射器，一個為發生綠光雷射的雷射器，另一個為產生紫外雷射的雷射器。本實用新型一種雙波長雷射切割鋼化玻璃的裝置，產生的綠光雷射的波長為515nm 532nm,產生的紫外雷射的波長為190nm 355nm。本實用新型一種雙波長雷射切割鋼化玻璃的裝置，所述描場鏡一和掃描場鏡二上分別安裝有CXD系統一和CXD系統二，且CXD系統一和CXD系統二的鏡頭均朝向加工物件。本實用新型一種雙波長雷射切割鋼化玻璃的裝置，所述載物平臺的兩側分別安裝有吹氣裝置和集塵裝置。本實用新型一種雙波長雷射切割鋼化玻璃的裝置，所述反射鏡一、反射鏡二和反射鏡三均分別與入射到其表面的光路呈45°。與現有技術相比，本實用新型的有益效果是本實用新型的雙波長雷射切割可以改善傳統切割方式存在的問題，而且雷射具有非接觸、無汙染環境、易控制等特性；經過試驗研究，先用綠光聚焦於玻璃下表面，從下至上切割玻璃，預留100unT300um厚度，然後換用紫外雷射聚焦於玻璃上表面，從上往下切割，將綠光切割預留部分全部切除，這種切割方式可以克服傳統切割方式的難題，而且也避免了單一波長雷射切割鋼化玻璃時，玻璃邊緣崩邊大的問題，為鋼化玻璃難加工、加工效果差給予了解決方案。·
圖I為本實用新型一種雙波長雷射切割鋼化玻璃的裝置的結構示意圖。其中雷射器I、光閘2、全反全透鏡3、反射鏡一 4、擴束鏡一 5、擴束鏡二 6、半波片一 7、格蘭稜鏡一 8、反射鏡三9、聚焦鏡一 10、掃描場鏡一 11、(XD系統一 12、半波片二 13、格蘭稜鏡二 14、反射鏡二 15、聚焦鏡二 16、掃描場鏡二 17、CXD系統二 18、吹氣裝置19、加工物件20、載物平臺21、集塵裝置22。
具體實施方式
參見圖1，本實用新型涉及的一種雙波長雷射切割鋼化玻璃的方法，所述方法包含有以下步驟步驟一、波長為515nm 532nm、脈寬為IOOps 100ns、頻率為IKHz IOOOKHz的雷射將焦點聚焦到鋼化玻璃的下表面上；步驟二、雷射的聚焦焦點按切割形狀在鋼化玻璃的下表面上移動，在移動過程中，在移動軌跡內的鋼化玻璃氣化，從而形成切割形狀所需的切割溝道；步驟三、將雷射聚焦焦點由下往上移動，並重複步驟二，直至切割溝道距離上表面IOOum 300um ；步驟四、波長為190nm 355nm，脈寬在IOOps 100ns，頻率在IKHz IOOOKHz的雷射將焦點聚焦到鋼化玻璃的上表面；步驟五、雷射的聚焦焦點按切割形狀在鋼化玻璃的上表面上移動，在移動過程中，在移動軌跡內的鋼化玻璃氣化，從而形成切割形狀所需的切割溝道；步驟五、將雷射聚焦焦點由上往下移動，並重複步驟五，直至將剩餘的厚度為IOOum 300um的玻璃去除，從而完成整個切割過程。雙波長切割優越性在於該加工方法克服單波長雷射加工效果差、成品率低問題。研究實驗發現，用單一的綠光(波長為515nm 532nm)至下往上切穿玻璃時，切割到玻璃上表面時容易在玻璃上表面切割邊緣處形成較大的崩邊，無法達到加工要求；同樣利用紫外雷射(波長為190nm 355nm)，至上而下加工時，當紫外雷射切穿下表面時，會在玻璃下表面切割邊緣留下無法容忍的崩邊，導致成品率較低的現象。上述方法可由以下一種雙波長雷射切割鋼化玻璃的裝置實現；本實用新型涉及的一種雙波長雷射切割鋼化玻璃的裝置，所述裝置包含有雷射器I，所述雷射器I為雙波長高頻率短脈衝雷射機，即雷射器I可發出波長為515nm 532nm的綠光雷射和波長為190nm 355nm紫外雷射這兩種雷射，所述雷射器I發出的雷射經光閘2後射向全反全透鏡3，全反全透鏡3將波長為515nm 532nm的綠光雷射全部反射，將波長為190nm 355nm紫外雷射全部透射，混合有綠光波長和紫外波長的兩路雷射經全反全透鏡3分別反射和折射後，綠光波長的雷射和紫外波長的雷射分別沿兩條光路前進，綠光波長的雷射經擴束鏡二 6、半波片一 7和格蘭稜鏡一 8後入射到反射鏡三9上改變光路方向，經反射鏡三9改變光路後的雷射經聚焦鏡一 10後進入掃描場鏡一 11,隨後由掃描場鏡一 11將雷射射向置於載物平臺21上的加工物件20 ;另一路紫外波長的雷射經反射鏡一4改變光路方向後依次經擴束鏡一 5、半波片二 13、格蘭稜鏡二 14、反射鏡二 15和聚焦鏡二16後進入掃描場鏡二 17,隨後由掃描場鏡二 17將雷射射向加工物件20,所述描場鏡一 11和掃描場鏡二 17上分別安裝有CXD系統一 12和CXD系統二 18，且CXD系統一 12和CXD系統二 18的鏡頭均朝向加工物件20，所述載物平臺21的兩側分別安裝有吹氣裝置19和集塵裝置22。本實用新型通過使用雙波長高頻率的綠光紫外脈衝雷射器作為雷射源，通過CCD抓靶加工材料的靶標位置，確定加工圖形與平臺上的樣品位置一一對應，對鋼化玻璃用綠光先切割，再利用紫外雷射二次對位切割預留厚度，產生的粉塵在經過特製的吹氣系統和大流量積塵系統集塵，實現鋼化玻璃切割，加工出無汙染、切割效果優良的觸控螢幕和晶圓玻璃等電子行業產品。同時，本實用新型也可由以下一種雙波長雷射切割鋼化玻璃的裝置實現；本實用新型涉及的一種雙波長雷射切割鋼化玻璃的裝置，所述裝置包含有兩個雷射器，一個雷射器發出波長為515nm 532nm的綠光雷射，另一個雷射器發出波長為190nm 355nm紫外雷射(且綠光雷射和紫外雷射的脈寬均為IOOps 100ns，頻率均為IKHz ΙΟΟΟΚΗζ)，綠光雷射依次經擴束鏡、半波片、格蘭稜鏡、反射鏡和聚焦鏡後進入掃描場鏡，紫外雷射同樣經擴束鏡、半波片、格蘭稜鏡、反射鏡和聚焦鏡後進入另一掃描場鏡，兩個掃描場鏡上均安裝有CCD系統，且射出兩個掃描場鏡的雷射均射向加工物件。
權利要求1.一種雙波長雷射切割鋼化玻璃裝置，其特徵在於所述裝置包含有一產生綠光雷射和紫外雷射的雷射產生裝置，該雷射產生裝置射出的綠光波長的雷射依次經擴束鏡二(6)、半波片一(7)、格蘭稜鏡一(8)和雷射經聚焦鏡一(10)後進入掃描場鏡一(11),該雷射產生裝置射出的紫外雷射依次經反射鏡一(4)、擴束鏡一(5)、半波片二(13)、格蘭稜鏡二(14)、反射鏡二(15)和聚焦鏡二( 16)後進入掃描場鏡二( 17)，射出掃描場鏡一(11)的綠光波長的雷射和射出掃描場鏡二(17)的紫外波長的雷射分別均射向置於載物平臺(21)上的加工物件(20)。
2.如權利要求I所述一種雙波長雷射切割鋼化玻璃裝置，其特徵在於上述雷射產生裝置為一同時發出綠光雷射和紫外雷射的雙波長雷射發生器(1)，所述雷射器(I)發出的雷射經光閘(2)後射向全反全透鏡(3)，全反全透鏡(3)將綠光雷射全部反射，將紫外雷射全部透射，反射後的綠光雷射和透射後的紫外雷射分別呈兩條光路射出雷射產生裝置。
3.如權利要求I所述一種雙波長雷射切割鋼化玻璃裝置，其特徵在於上述雷射產生裝置為包含有兩個雷射器，一個為發生綠光雷射的雷射器，另一個為產生紫外雷射的雷射器。
4.如權利要求I或2或3所述一種雙波長雷射切割鋼化玻璃裝置，其特徵在於產生的綠光雷射的波長為515nm 532nm，產生的紫外雷射的波長為190nm 355nm。
5.如權利要求I或2或3所述一種雙波長雷射切割鋼化玻璃裝置，其特徵在於所述描場鏡一(11)和掃描場鏡二( 17)上分別安裝有CXD系統一(12)和CXD系統二( 18)，且CXD系統一(12 )和CXD系統二( 18 )的鏡頭均朝向加工物件(20 )。
6.如權利要求I或2或3所述一種雙波長雷射切割鋼化玻璃裝置，其特徵在於所述載物平臺(21)的兩側分別安裝有吹氣裝置(19)和集塵裝置(22)。
7.如權利要求I或2或3所述一種雙波長雷射切割鋼化玻璃的裝置，其特徵在於所述反射鏡一(4)、反射鏡二(15)和反射鏡三(9)均分別與入射到其表面的光路呈45°。
專利摘要本實用新型涉及一種雙波長雷射切割鋼化玻璃裝置，所述裝置包含有一產生綠光雷射和紫外雷射的雷射產生裝置，該雷射產生裝置射出的綠光波長的雷射依次經擴束鏡二(6)、半波片一(7)、格蘭稜鏡一(8)和雷射經聚焦鏡一(10)後進入掃描場鏡一(11)，該雷射產生裝置射出的紫外雷射依次經反射鏡一(4)、擴束鏡一(5)、半波片二(13)、格蘭稜鏡二(14)、反射鏡二(15)和聚焦鏡二(16)後進入掃描場鏡二(17)，射出掃描場鏡一(11)的綠光波長的雷射和射出掃描場鏡二(17)的紫外波長的雷射分別均射向置於載物平臺(21)上的加工物件(20)。本實用新型涉及一種雙波長雷射切割鋼化玻璃的裝置，切割良品率高且切割效率高。
文檔編號C03B33/08GK202671408SQ20122026638
公開日2013年1月16日 申請日期2012年6月7日 優先權日2012年6月7日
發明者趙裕興, 狄建科, 張子國, 益凱劼, 張偉, 蔡仲雲, 閆華 申請人:江陰德力雷射設備有限公司