激光打孔方法及激光打孔系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種激光打孔方法及激光打孔系統(tǒng)，該激光打孔方法包括：孔邊界形成步驟：輸出脈沖激光光束，在待打孔基板上進行掃描，形成預(yù)成型孔的邊界切割槽；孔內(nèi)材料加熱步驟：輸出CO2激光光束，使CO2激光光束與預(yù)成型孔相對準(zhǔn)，對預(yù)成型孔的基板材料進行預(yù)定時間的加熱；孔成型步驟：對預(yù)成型孔的基板材料進行冷卻，使基板材料發(fā)生變形而能夠從待打孔基板上脫落。本發(fā)明所述方法及系統(tǒng)，能夠解決現(xiàn)有技術(shù)的激光打孔方式無法適應(yīng)于超高化學(xué)強度的基板，以及孔加工表面品質(zhì)差的問題。
【專利說明】激光打孔方法及激光打孔系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及激光加工【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其是指一種激光打孔方法及激光打孔系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]激光打孔是指激光經(jīng)聚焦后作為高強度熱源對材料進行加熱，使激光作用區(qū)內(nèi)材料熔化或汽化繼而蒸發(fā)，從而形成孔洞的激光加工過程。目前現(xiàn)有的激光打孔技術(shù)主要使用CO2連續(xù)激光，工作原理示意圖如圖I所示，CO2激光器I輸出連續(xù)激光，在基板2上沿需要打孔的邊緣區(qū)域進行高溫聚焦，進行材料消熔，實現(xiàn)打孔。
[0003]然而，由于采用CO2激光打孔時，對于某些基板，例如超高化學(xué)強度的玻璃基板，易發(fā)生整片碎裂的情況，因此對于玻璃基板打孔，CO2激光打孔的方式主要應(yīng)用于非化學(xué)強化玻璃基板的打孔，無法對應(yīng)適用于超高化學(xué)強度的玻璃基板；而且CO2激光打孔的方式還普遍存在孔加工表面品質(zhì)差，無法實現(xiàn)孔加工材料殘條或廢料du_y自行掉落的情況。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明技術(shù)方案的目的是提供一種激光打孔方法及激光打孔系統(tǒng)，用于解決現(xiàn)有技術(shù)的激光打孔方式無法適應(yīng)于超高化學(xué)強度的基板材料，以及孔加工表面品質(zhì)差的問題。
[0005]本發(fā)明提供一種激光打孔方法，所述激光打孔方法包括：
[0006]孔邊界形成步驟：輸出脈沖激光光束，在待打孔基板上進行掃描，形成預(yù)成型孔的邊界切割槽；
[0007]孔內(nèi)材料加熱步驟：輸出CO2激光光束，使CO2激光光束與預(yù)成型孔相對準(zhǔn)，對預(yù)成型孔的基板材料進行預(yù)定時間的加熱；
[0008]孔成型步驟：對預(yù)成型孔的基板材料進行冷卻，使基板材料發(fā)生變形而能夠從待打孔基板上脫落。
[0009]優(yōu)選地，上述所述的激光打孔方法，在孔邊界形成步驟中，執(zhí)行輸出脈沖激光光束，在待打孔基板上進行掃描的步驟時，所述脈沖激光光束相對于所述待打孔基板的垂直線傾斜預(yù)定角度。
[0010]優(yōu)選地，上述所述的激光打孔方法，在輸出脈沖激光光束，在待打孔基板上進行掃描的步驟中、輸出CO2激光光束，對預(yù)成型孔的基板材料進行預(yù)定時間的加熱的步驟中以及對預(yù)成型孔的基板材料進行冷卻的步驟的執(zhí)行過程中，還包括：
[0011]粉末排除步驟，在待打孔基板其中一側(cè)的表面，通過噴嘴朝所述邊界切割槽吹氣或吸氣，使切割過程中產(chǎn)生的粉末排出。
[0012]優(yōu)選地，上述所述的激光打孔方法，在通過噴嘴朝所述邊界切割槽吹氣或吸氣的步驟中，設(shè)置多個所述噴嘴，分別繞所述邊界切割槽均勻分布。
[0013]優(yōu)選地，上述所述的激光打孔方法，還包括：
[0014]孔檢測步驟：輸出脈沖激光光束，使脈沖激光光束與預(yù)成型孔相對準(zhǔn)，判斷預(yù)成型孔中是否有基板材料燒蝕的亮光露出，若有亮光露出，則確定所述基板材料未掉落；若沒有亮光露出，則確定所述基板材料已掉落。
[0015]優(yōu)選地，上述所述的激光打孔方法，當(dāng)通過所述孔邊界形成步驟、所述孔內(nèi)材料加熱步驟、所述孔成型步驟形成一個預(yù)成型孔時，則對形成的一個所述預(yù)成型孔執(zhí)行所述孔檢測步驟。
[0016]優(yōu)選地，上述所述的激光打孔方法，當(dāng)判斷確定所述基板材料還未掉落時，還進一步包括：
[0017]輸出脈沖激光光束，再次在所述邊界切割槽進行掃描；
[0018]輸出CO2激光光束，使CO2激光光束與預(yù)成型孔相對準(zhǔn)，再次對預(yù)成型孔的基板材料進行預(yù)定時間的加熱；
[0019]再次對預(yù)成型孔的基板材料進行冷卻。
[0020]優(yōu)選地，上述所述的激光打孔方法，所述孔內(nèi)材料加熱的步驟中，使CO2激光光束與預(yù)成型孔的中心相對準(zhǔn)。
[0021]優(yōu)選地，上述所述的激光打孔方法，所述孔成型步驟中，對預(yù)成型孔的基板材料進行冷卻的步驟包括：朝預(yù)成型孔的基板材料輸入低溫氣體或者低溫液體。
[0022]優(yōu)選地，上述所述的激光打孔方法，所述傾斜角度位于+ 45度與一 45度的范圍內(nèi)。
[0023]本發(fā)明還提供一種激光打孔系統(tǒng)，所述激光打孔系統(tǒng)包括：
[0024]脈沖激光輸出結(jié)構(gòu)，用于輸出脈沖激光光束，在待打孔基板上進行掃描，形成預(yù)成型孔的邊界切割槽；
[0025]CO2激光輸出結(jié)構(gòu)，用于輸出CO2激光光束，使CO2激光光束與預(yù)成型孔的中心相對準(zhǔn)，對預(yù)成型孔的基板材料進行預(yù)定時間的加熱；
[0026]冷卻結(jié)構(gòu)，對預(yù)成型孔的基板材料進行冷卻，使基板材料發(fā)生變形從待打孔基板上脫落。
[0027]優(yōu)選地，上述所述的激光打孔系統(tǒng)，還包括：
[0028]粉末排除結(jié)構(gòu)，包括通氣管道和噴嘴，沿待打孔基板的相對兩個表面的其中一側(cè)設(shè)置所述通氣管道，所述通氣管道上設(shè)置有所述噴嘴，通過所述噴嘴朝所述邊界切割槽吹氣或吸氣，使切割過程中產(chǎn)生的粉末排出。
[0029]優(yōu)選地，上述所述的激光打孔系統(tǒng)，所述脈沖輸出結(jié)構(gòu)還用于：當(dāng)所述冷卻結(jié)構(gòu)對預(yù)成型孔的基板材料進行冷卻后，輸出脈沖激光光束，使脈沖激光光束與預(yù)成型孔相對準(zhǔn)，用以檢測所述基板材料是否掉落。
[0030]優(yōu)選地，上述所述的激光打孔系統(tǒng)，還包括：檢測結(jié)構(gòu)，用于當(dāng)所述冷卻結(jié)構(gòu)對預(yù)成型孔的基板材料進行冷卻后，所述脈沖輸出結(jié)構(gòu)輸出脈沖激光光束，脈沖激光光束與預(yù)成型孔相對準(zhǔn)時，檢測判斷預(yù)成型孔中是否有亮光露出，若有亮光露出，則確定所述基板材料未掉落；若沒有亮光露出，則確定所述基板材料已掉落。
[0031]優(yōu)選地，上述所述的激光打孔系統(tǒng)，所述檢測結(jié)構(gòu)包括CXD攝像機或CXD照相機。
[0032]本發(fā)明具體實施例上述技術(shù)方案中的至少一個具有以下有益效果：
[0033]通過采用脈沖激光光束在待打孔基板上進行掃描，利用脈沖激光光束的特性，經(jīng)過脈沖激光掃描后，在待打孔基板的內(nèi)部加熱，形成一系列連續(xù)的細(xì)線，該些細(xì)線組合形成為脈沖激光掃描后預(yù)成型孔的邊界切割槽，不會對待打孔基板的表面產(chǎn)生破壞，也不會對待打孔基板的內(nèi)部產(chǎn)生較大的應(yīng)力，可以應(yīng)用于高化學(xué)強度的待打孔基板打孔，且孔加工表面不會由于破壞嚴(yán)重而較差，保證孔加工表面的品質(zhì)；此外，在通過激光脈沖形成預(yù)成型孔的邊界切割槽的基礎(chǔ)上，進一步利用CO2激光光束在預(yù)成型孔的中心進行加熱，實現(xiàn)高溫匯聚加熱，之后予以迅速冷卻，通過熱脹冷縮的原理使預(yù)成型孔處的基板材料變形而能夠從待打孔基板上脫落，保證打孔的實現(xiàn)。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0034]圖I表不現(xiàn)有技術(shù)CO2激光打孔的原理結(jié)構(gòu)不意圖；
[0035]圖2表示本發(fā)明具體實施例所述激光打孔方法的原理結(jié)構(gòu)示意圖；
[0036]圖3表示采用本發(fā)明具體實施例所述激光打孔方法，對預(yù)成型孔處的基板材料進行高溫匯聚加熱之后再進行迅速冷卻的變形原理示意圖；
[0037]圖4表不激光打孔時產(chǎn)生粉末的原理不意圖；
[0038]圖5表示采用本發(fā)明具體實施例所述激光打孔方法，通過噴嘴吹除粉末的第一種實施結(jié)構(gòu)的示意圖；
[0039]圖6表示采用本發(fā)明具體實施例所述激光打孔方法，通過噴嘴吹除粉末的第二種實施結(jié)構(gòu)的示意圖。
【具體實施方式】
[0040]為使本發(fā)明要解決的技術(shù)問題、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚，下面將結(jié)合具體實施例及附圖進行詳細(xì)描述。
[0041]圖2為本發(fā)明具體實施例所述激光打孔方法的原理結(jié)構(gòu)示意圖，結(jié)合圖2，本發(fā)明具體實施例所述激光打孔方法，包括：
[0042]步驟一，孔邊界形成步驟：輸出脈沖激光光束100，在待打孔基板10上進行掃描，形成預(yù)成型孔的邊界切割槽20 ；
[0043]步驟二，孔內(nèi)材料加熱步驟：輸出CO2激光光束200，使CO2激光光束200與預(yù)成型孔相對準(zhǔn)，對預(yù)成型孔的基板材料30進行預(yù)定時間的加熱；
[0044]步驟三，孔成型步驟：對預(yù)成型孔的基板材料30進行冷卻，使基板材料30發(fā)生變形從待打孔基板10上脫落。
[0045]所述激光打孔方法通過采用脈沖激光光束在待打孔基板上進行掃描，利用脈沖激光光束的特性，經(jīng)過脈沖激光掃描后，在待打孔基板的內(nèi)部加熱形成一系列連續(xù)的細(xì)線，這些細(xì)線組合形成為脈沖激光掃描后預(yù)成型孔的邊界切割槽，不會對待打孔基板的表面產(chǎn)生破壞，也不會對待打孔基板的內(nèi)部產(chǎn)生較大的應(yīng)力，可以應(yīng)用于高化學(xué)強度的待打孔基板打孔，且孔加工表面不會由于破壞嚴(yán)重而較差，保證孔加工表面的品質(zhì)；此外，在通過激光脈沖形成預(yù)成型孔的邊界切割槽的基礎(chǔ)上，進一步利用CO2激光光束在預(yù)成型孔的中心進行加熱，實現(xiàn)高溫匯聚加熱，之后予以迅速冷卻，通過熱脹冷縮的原理使預(yù)成型孔處的基板材料變形而能夠從待打孔基板上脫落，保證打孔的實現(xiàn)。
[0046]圖3所示為采用本發(fā)明具體實施例所述激光打孔方法，對預(yù)成型孔處的基板材料進行高溫匯聚加熱之后再進行迅速冷卻的變形原理示意圖，預(yù)成型孔的基板材料30在熱脹冷縮原理的作用下，邊緣向上翹曲，整體相對于待打孔基板10向下凹陷，從而能夠順利掉落。
[0047]上述的步驟二，對孔內(nèi)材料加熱的步驟中，優(yōu)選地，使CO2激光光束與預(yù)成型孔的中心相對準(zhǔn)。
[0048]本發(fā)明具體實施例，上述的步驟三中，對預(yù)成型孔的基板材料30進行冷卻的步驟包括：通過噴嘴朝預(yù)成型孔的基板材料30輸入低溫氣體(如為氮氣）或者低溫液體。
[0049]最佳地，如圖2所示，在所述步驟一，也即孔邊界形成步驟，輸出脈沖激光光束100，在待打孔基板10上進行掃描的步驟中，所述脈沖激光光束100相對于所述待打孔基板10的垂直線傾斜預(yù)定角度，以使脈沖激光光束100能夠在待打孔基板10上聚焦不同厚度點，在整個厚度方向聚焦，從而透射整個待打孔基板10的厚度。優(yōu)選地，相對于待打孔基板10垂直線所傾斜的預(yù)定角度位于+ 45度至一 45度之間，優(yōu)選地為+ 15度至+ 30度，或者為-15度至一 30度。
[0050]本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解，如圖4所示，采用激光打孔時，會在邊界切割槽20中產(chǎn)生粉末11，該粉末11需要及時排出，若不及時排出，會使邊界切割槽20發(fā)生堵塞，使預(yù)成型孔的基板材料30不能順利掉落。
[0051]采用本發(fā)明具體實施例所述激光打孔方法，優(yōu)選地，在上述步驟一、步驟二和步驟三的執(zhí)行過程中，還包括：
[0052]粉末排除步驟：在待打孔基板10其中一側(cè)的表面，通過噴嘴朝所述邊界切割槽20吹氣或吸氣，使切割過程中產(chǎn)生的粉末排出。
[0053]執(zhí)行上述步驟時噴嘴的設(shè)置結(jié)構(gòu)如圖5或圖6所示，在待打孔基板10的上方或下方設(shè)置粉末排除結(jié)構(gòu)，包括通氣管道40和噴嘴41，與通氣管道40相連接設(shè)置噴嘴41，噴嘴41朝邊界切割槽20吹氣或吸氣，使邊界切割槽20內(nèi)的粉末11能夠在氣流的作用下從除排出預(yù)成型孔的周圍。
[0054]此外，當(dāng)按照如圖5所示，將噴嘴41設(shè)置于待打孔基板10的上方，使噴嘴41朝邊界切割槽20吹氣，且使吹出氣體朝下吹向邊界切割槽20內(nèi)的粉末11時，由于噴嘴41吹出氣體對預(yù)成型孔的基板材料30的向下作用力，還能夠進一步達到加速基板材料30從待打孔基板10上掉落的目的。
[0055]進一步，為使預(yù)成型孔的邊界切割槽20內(nèi)的每一處都能夠接收到噴嘴41吹氣或吸氣時的氣流，保證整個邊界切割槽20內(nèi)的粉末11完全被排出，優(yōu)選地，在通過上述圖5或圖6方式，利用噴嘴41朝邊界切割槽20吹氣或吸氣的步驟中，設(shè)置多個噴嘴41，分別繞邊界切割槽20均勻分布。
[0056]通過噴嘴向所述邊界切割槽20吹氣或吸氣的步驟，優(yōu)選地是在上述步驟一、步驟二和步驟三的執(zhí)行過程中，均執(zhí)行該步驟，但也可以僅在其中之一步驟或者其中的兩個步驟執(zhí)行時，才執(zhí)行該步驟，例如僅當(dāng)在步驟一利用脈沖激光光束在待打孔基板上進行掃描，形成預(yù)成型孔的邊界切割槽的步驟和步驟二輸出CO2激光光束，對預(yù)成型孔的基板材料進行預(yù)定時間的加熱的步驟時，利用噴嘴進行吹氣或吸氣，在步驟三也可以不采用噴嘴吹氣或吸氣，利用步驟三吹入冷卻氣體的氣體壓力，也可以達到吹除粉末的效果。
[0057]優(yōu)選地，本發(fā)明具體實施例所述激光打孔方法，除上述步驟一至步驟三外，還進一步包括：[0058]步驟四，孔檢測步驟：輸出脈沖激光光束，使脈沖激光光束與預(yù)成型孔相對準(zhǔn)，判斷預(yù)成型孔中是否有基板材料燒蝕的亮光露出，若有亮光露出，則確定所述基板材料未掉落；若沒有亮光露出，則確定所述基板材料已掉落。
[0059]本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解，當(dāng)通過激光光束照射物質(zhì)材料,使物質(zhì)材料燒蝕時,在激光能量作用上產(chǎn)生物質(zhì)材料的等離子體，等離子體發(fā)生能量躍遷會發(fā)光，根據(jù)該一原理，當(dāng)采用不可見光的脈沖激光照射預(yù)成型孔時，若預(yù)成型孔內(nèi)的基板材料已掉落形成通透孔，則不會產(chǎn)生發(fā)光，預(yù)成型孔內(nèi)不會有亮光露出；若預(yù)成型孔內(nèi)的基板材料未完全掉落，則基板材料在脈沖激光的燒蝕下會發(fā)光，預(yù)成型孔內(nèi)會有亮光露出；當(dāng)采用可見光的脈沖激光照射預(yù)成型孔時，若預(yù)成型孔內(nèi)的基板材料已掉落形成通透孔，則形成為一定顏色(紅色或綠色）從通透孔中穿過，不會產(chǎn)生基板材料燒蝕時的亮光；若預(yù)成型孔內(nèi)的基板材料未完全掉落，則基板材料在脈沖激光的燒蝕下會發(fā)光，預(yù)成型孔內(nèi)會有亮光露出。
[0060]因此，采用上述的步驟四，在完成上述的步驟一至步驟三后，再次朝預(yù)成型孔的中心入射脈沖激光，通過判斷預(yù)成型孔內(nèi)是否有亮光露出，即能夠確定預(yù)成型孔的基板材料是否完全掉落；當(dāng)切割形成多個孔時，通過上述方式依次對每一個預(yù)成型孔進行檢測，確定每一個預(yù)成型孔內(nèi)的基板材料是否完全掉落；具體地，可以采用方式為：當(dāng)通過所述孔邊界形成步驟、所述孔內(nèi)材料加熱步驟、所述孔成型步驟形成一個預(yù)成型孔后，則對形成的一個所述預(yù)成型孔執(zhí)行所述孔檢測步驟，也即采用打一個孔則對該所形成的一個孔即進行檢測的方式，也可以采用方式為：當(dāng)通過所述孔邊界形成步驟、所述孔內(nèi)材料加熱步驟、所述孔成型步驟在基板上形成所述預(yù)成型孔后，再分別依次對每一預(yù)成型孔執(zhí)行孔檢測步驟的方式。另外，執(zhí)行孔檢測步驟時輸出脈沖激光光束的激光輸出設(shè)備可以與孔邊界形成步驟時輸出脈沖激光光束的激光輸出設(shè)備，為同一個設(shè)備，也可為不同的設(shè)備。
[0061]當(dāng)預(yù)成型孔內(nèi)有亮光露出，基板材料未完全從待打孔基板上掉落出時，可以利用噴嘴朝預(yù)成型孔向下吹氣，利用氣流壓力使基板材料掉落，或者可以重復(fù)上述的步驟一至步驟三，重新在該預(yù)成型孔內(nèi)進行脈沖激光打孔。
[0062]本發(fā)明中，所述待打孔基板可以為玻璃基板，但不僅限于應(yīng)用于玻璃基板，如也可以應(yīng)用于金屬材料基板和塑料材料基板的打孔。
[0063]采用本發(fā)明具體實施例所述激光打孔方法對玻璃基板進行激光打孔的舉例說明如下：
[0064]當(dāng)對O. 7mm厚Soda-Iime (蘇打）玻璃基板進行激光打孔時，在步驟一中，輸出脈沖激光光束100的功率為40-60W，頻率為450-550KHZ在玻璃基板上進行掃描，形成預(yù)成型孔的邊界切割槽20 ；
[0065]在步驟二中，輸出CO2激光光束200的功率為90-110W，頻率為7_10KHz，對預(yù)成型孔的基板材料30進行加熱，之后采用步驟三進行冷卻，即能夠完成O. 7mm厚Sodalime玻璃基板的打孔過程。
[0066]當(dāng)對O. 7mm厚Dragontail (升龍）玻璃基板進行激光打孔時,在步驟一中，輸出脈沖激光光束100的功率為40-45W，頻率為450-550KHZ在玻璃基板上進行掃描，形成預(yù)成型孔的邊界切割槽20 ；
[0067]在步驟二中，輸出CO2激光光束200的功率為90-110W，頻率為7_10KHz，對預(yù)成型孔的基板材料30進行加熱，之后采用步驟三進行冷卻，即能夠完成O. 7mm厚Dragontail玻璃基板的打孔過程。
[0068]本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該能夠理解采用本發(fā)明所述激光打孔方法時，對于不同材料的待打孔基板，如何確定脈沖激光和CO2激光的光束參數(shù)，即能夠完成打孔過程，在此不一一舉例說明。
[0069]另外，在上述的步驟四中，用于校驗預(yù)成型孔的基板材料是否完全掉落所輸出脈沖激光的光束參數(shù)，相較于步驟一所輸出的脈沖激光的光束參數(shù)，兩者可以相同，也可以不同，只要能夠?qū)崿F(xiàn)各自目的即可。
[0070]本發(fā)明中，上述中所提及的“預(yù)成型孔”根據(jù)孔直徑大小不同而不同，具體依據(jù)加工要求確定，其中“該預(yù)成型孔”包括了經(jīng)過步驟一形成邊界，孔內(nèi)基板材料未掉落之后的狀態(tài)，同時由于基板材料掉落形成通孔后，與基板材料掉落之前相比，由步驟一形成邊界所界定的孔的尺寸不會發(fā)生改變，因此本發(fā)明中“該預(yù)成型孔”同樣包括基板材料掉落形成通孔后的狀態(tài)。
[0071]本發(fā)明具體實施例另一方面還提供了一種激光打孔系統(tǒng)，其中所述激光打孔系統(tǒng)包括：
[0072]脈沖激光輸出結(jié)構(gòu)，用于輸出脈沖激光光束，在待打孔基板上進行掃描，形成預(yù)成型孔的邊界切割槽；
[0073]CO2激光輸出結(jié)構(gòu)，用于輸出CO2激光光束，使CO2激光光束與預(yù)成型孔的中心相對準(zhǔn)，對預(yù)成型孔的基板材料進行預(yù)定時間的加熱；
[0074]冷卻結(jié)構(gòu)，對預(yù)成型孔的基板材料進行冷卻，使基板材料發(fā)生變形從待打孔基板上脫落。
[0075]優(yōu)選地，所述激光打孔系統(tǒng)還包括：
[0076]粉末排除結(jié)構(gòu)，包括通氣管道和噴嘴，沿待打孔基板的相對兩個表面的其中一側(cè)設(shè)置所述通氣管道，每一所述通氣管道上設(shè)置有所述噴嘴，通過所述噴嘴朝所述邊界切割槽吹氣或吸氣，使切割過程中產(chǎn)生的粉末排出。
[0077]進一步地，當(dāng)通過所述冷卻結(jié)構(gòu)對預(yù)成型孔的基板材料進行冷卻后，所述脈沖輸出結(jié)構(gòu)還用于：輸出脈沖激光光束，使脈沖激光光束與預(yù)成型孔相對準(zhǔn)，用以校驗預(yù)成型孔內(nèi)的基板材料是否完全掉落；
[0078]所述激光打孔系統(tǒng)還包括：檢測結(jié)構(gòu)，用于當(dāng)所述冷卻結(jié)構(gòu)對預(yù)成型孔的基板材料進行冷卻后，所述脈沖輸出結(jié)構(gòu)輸出脈沖激光光束，脈沖激光光束與預(yù)成型孔相對準(zhǔn)時，檢測判斷預(yù)成型孔中是否有亮光露出，若有亮光露出，則確定所述基板材料未掉落；若沒有亮光露出，則確定所述基板材料已掉落。
[0079]具體地，該檢測結(jié)構(gòu)可以為一 CXD攝像機或CXD照相機等。
[0080]本發(fā)明所述激光打孔系統(tǒng)中，上述的脈沖激光輸出結(jié)構(gòu)、CO2激光輸出結(jié)構(gòu)、冷卻結(jié)構(gòu)及噴氣結(jié)構(gòu)可以集成于一個工作臺上，并通過該工作臺上的控制器分別控制上述各結(jié)構(gòu)的動作輸出。
[0081]本發(fā)明具體實施例所述激光打孔方法及激光打孔系統(tǒng)，具有以下有益效果：
[0082]通過采用脈沖激光光束在待打孔基板上進行掃描，利用脈沖激光光束的特性，不會對待打孔基板的表面產(chǎn)生破壞，也不會對待打孔基板的內(nèi)部產(chǎn)生較大的應(yīng)力，可以應(yīng)用于高化學(xué)強度的待打孔基板打孔，且孔加工表面不會由于破壞嚴(yán)重而較差，保證孔加工表面的品質(zhì)；
[0083]在通過激光脈沖形成預(yù)成型孔的邊界切割槽的基礎(chǔ)上，進一步利用CO2激光光束在預(yù)成型孔的中心進行加熱，實現(xiàn)高溫匯聚加熱，之后予以迅速冷卻，通過熱脹冷縮的原理使預(yù)成型孔處的基板材料變形而能夠從待打孔基板上脫落，保證打孔的實現(xiàn)；
[0084]通過設(shè)置噴嘴朝邊界切割槽吹氣或吸氣，使邊界切割槽內(nèi)的粉末及時排出，避免邊界切割槽內(nèi)發(fā)生堵塞；
[0085]在切割步驟完成后，通過再次輸入脈沖激光光束，使脈沖激光光束與預(yù)成型孔相對準(zhǔn)，能夠校驗預(yù)成型孔內(nèi)的基板材料是否完全掉落。
[0086]以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種激光打孔方法，其特征在于，所述激光打孔方法包括: 孔邊界形成步驟:輸出脈沖激光光束，在待打孔基板上進行掃描，形成預(yù)成型孔的邊界切割槽； 孔內(nèi)材料加熱步驟:輸出CO2激光光束，使CO2激光光束與預(yù)成型孔相對準(zhǔn)，對預(yù)成型孔的基板材料進行預(yù)定時間的加熱； 孔成型步驟:對預(yù)成型孔的基板材料進行冷卻，使基板材料發(fā)生變形而能夠從待打孔基板上脫落。
2.如權(quán)利要求1所述的激光打孔方法，其特征在于，在孔邊界形成步驟中，執(zhí)行輸出脈沖激光光束，在待打孔基板上進行掃描的步驟時，所述脈沖激光光束相對于所述待打孔基板的垂直線傾斜預(yù)定 角度。
3.如權(quán)利要求1所述的激光打孔方法，其特征在于，在輸出脈沖激光光束，在待打孔基板上進行掃描的步驟中、輸出CO2激光光束，對預(yù)成型孔的基板材料進行預(yù)定時間的加熱的步驟中以及對預(yù)成型孔的基板材料進行冷卻的步驟的執(zhí)行過程中，還包括: 粉末排除步驟，在待打孔基板其中一側(cè)的表面，通過噴嘴朝所述邊界切割槽吹氣或吸氣，使切割過程中產(chǎn)生的粉末排出。
4.如權(quán)利要求3所述的激光打孔方法，其特征在于，在通過噴嘴朝所述邊界切割槽吹氣或吸氣的步驟中，設(shè)置多個所述噴嘴，分別繞所述邊界切割槽均勻分布。
5.如權(quán)利要求1所述的激光打孔方法，其特征在于，所述激光打孔方法還包括: 孔檢測步驟:輸出脈沖激光光束，使脈沖激光光束與預(yù)成型孔相對準(zhǔn)，判斷預(yù)成型孔中是否有基板材料燒蝕的亮光露出，若有亮光露出，則確定所述基板材料未掉落；若沒有亮光露出，貝1J確定所述基板材料已掉落。
6.如權(quán)利要求5所述的激光打孔方法，其特征在于，當(dāng)通過所述孔邊界形成步驟、所述孔內(nèi)材料加熱步驟、所述孔成型步驟形成一個預(yù)成型孔后，則對形成的一個所述預(yù)成型孔執(zhí)行所述孔檢測步驟。
7.如權(quán)利要求5所述的激光打孔方法，其特征在于，當(dāng)判斷確定所述基板材料還未掉落時，還進一步包括: 輸出脈沖激光光束，再次在所述邊界切割槽進行掃描； 輸出CO2激光光束，使CO2激光光束與預(yù)成型孔相對準(zhǔn)，再次對預(yù)成型孔的基板材料進行預(yù)定時間的加熱； 再次對預(yù)成型孔的基板材料進行冷卻。
8.如權(quán)利要求1所述的激光打孔方法，其特征在于，所述孔內(nèi)材料加熱的步驟中，使CO2激光光束與預(yù)成型孔的中心相對準(zhǔn)。
9.如權(quán)利要求1所述的激光打孔方法，其特征在于，所述孔成型步驟中，對預(yù)成型孔的基板材料進行冷卻的步驟包括:朝預(yù)成型孔的基板材料輸入低溫氣體或者低溫液體。
10.如權(quán)利要求2所述的激光打孔方法，其特征在于，所述傾斜角度位于+45度與一45度的范圍內(nèi)。
11.一種激光打孔系統(tǒng)，其特征在于，所述激光打孔系統(tǒng)包括: 脈沖激光輸出結(jié)構(gòu)，用于輸出脈沖激光光束，在待打孔基板上進行掃描，形成預(yù)成型孔的邊界切割槽；CO2激光輸出結(jié)構(gòu)，用于輸出CO2激光光束，使CO2激光光束與預(yù)成型孔的中心相對準(zhǔn)，對預(yù)成型孔的基板材料進行預(yù)定時間的加熱； 冷卻結(jié)構(gòu)，對預(yù)成型孔的基板材料進行冷卻，使基板材料發(fā)生變形從待打孔基板上脫落。
12.如權(quán)利要求11所述的激光打孔系統(tǒng)，其特征在于，所述激光打孔系統(tǒng)還包括: 粉末排除結(jié)構(gòu)，包括通氣管道和噴嘴，沿待打孔基板的相對兩個表面的其中一側(cè)設(shè)置所述通氣管道，所述通氣管道上設(shè)置有所述噴嘴，通過所述噴嘴朝所述邊界切割槽吹氣或吸氣，使切割過程中產(chǎn)生的粉末排出。
13.如權(quán)利要求11所述的激光打孔系統(tǒng)，其特征在于，所述脈沖輸出結(jié)構(gòu)還用于:當(dāng)所述冷卻結(jié)構(gòu)對預(yù)成型孔的基板材料進行冷卻后，輸出脈沖激光光束，使脈沖激光光束與預(yù)成型孔相對準(zhǔn)，用以檢測所述基板材料是否掉落。
14.如權(quán)利要求13所述的激光打孔系統(tǒng)，其特征在于，所述激光打孔系統(tǒng)還包括:檢測`結(jié)構(gòu)，用于當(dāng)所述冷卻結(jié)構(gòu)對預(yù)成型孔的基板材料進行冷卻后，所述脈沖輸出結(jié)構(gòu)輸出脈沖激光光束，脈沖激光光束與預(yù)成型孔相對準(zhǔn)時，檢測判斷預(yù)成型孔中是否有亮光露出，若有亮光露出，則確定所述基板材料未掉落；若沒有亮光露出，則確定所述基板材料已掉落。
15.如權(quán)利要求14所述的激光打孔系統(tǒng)，其特征在于，所述檢測結(jié)構(gòu)包括CCD攝像機或CCD照相機。
【文檔編號】B23K26/70GK103831539SQ201410058041
【公開日】2014年6月4日 申請日期:2014年2月20日 優(yōu)先權(quán)日:2014年1月10日
【發(fā)明者】董岱, 公偉剛, 黃陽, 陶勝 申請人:合肥鑫晟光電科技有限公司, 京東方科技集團股份有限公司