透明平面基板形成特定轮廓分离的方法、设备及产品技术

本发明专利技术公开了一种透明平面基板形成特定轮廓分离的方法、设备及产品，所述方法包括如下步骤：轮廓切割步骤，用第一激光光束在所述透明平面基板上，沿所述特定轮廓方向进行切割，使透明平面基板沿特定轮廓包围的内部透明平面基板定向损伤；热影响步骤，用第二激光光束在所述特定轮廓包围的内部透明平面基板上产生热影响区域，使轮廓内部的透明平面基板发生形变；轮廓分离步骤，用压缩空气或加热液体流对已经发生形变的轮廓内部透明平面基板进行吹喷，使其可与轮廓外的平面基板实现整体分离。该方法适用的透明基板厚度范围更大，分离出的特定轮廓尺寸也更大，得到的特定轮廓孔内壁崩边更小，从而满足更多的应用需求。

【技术实现步骤摘要】
透明平面基板形成特定轮廓分离的方法、设备及产品
本专利技术涉及激光切割领域，具体为透明平面基板形成特定轮廓分离的方法、设备及产品。
技术介绍
由于5G技术日渐成熟以及透明材料的工业应用场景越来越丰富，激光加工透明材料的技术也受到越来越多的关注，目前市场上激光加工透明材料的主流方法主要有3种，分别为CO2激光器加热裂片法、纳秒和皮秒激光去除材料加工法以及超快激光成丝切割法。而且随着产品的不断升级和发展，对玻璃面板的需求也越来越大，由于产品的结构需要，比如扬声器、传感器、信号天线等元器件，如果被面板覆盖得话会极大的影响这些元器件的性能，所以需要在面板上对应的位置分离出与这些元器件对应的形状轮廓。现有技术中公开了一种超快激光成丝切割法的用于在透明基板上进行特定轮廓分离的方法，通过产生两个不同的激光光束和两组不同的光束引导透镜系统，但两组系统的聚焦点不同，而且其中一组光束的透镜的焦距显著大于另一组，例如120mm相比于40mm，分别产生两组切割线以此来在平面基板上分离出特定轮廓，但是此方法具有一定的局限性，偏向于轮廓直径小于2.5mm的圆型孔或长孔，如果要在厚度为0.5mm至2.5mm甚至更厚透明基板上，分离出直径大于4mm的圆孔或者其他特定轮廓，其内壁可能会产生微裂纹，效果不理想。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述缺陷，提供了一种透明平面基板形成特定轮廓分离的方法、设备及产品。该方法适用的透明基板厚度范围更大，分离出的特定轮廓尺寸也更大，得到的特定轮廓孔内壁崩边更小，从而满足更多的应用需求。本专利技术解决技术问题所采用的技术方案如下：一种用激光在透明平面基板上形成特定轮廓分离的方法，所述方法包括如下步骤：轮廓切割步骤，用第一激光光束在所述透明平面基板上，沿所述特定轮廓方向进行切割，使透明平面基板沿特定轮廓包围的内部透明平面基板定向损伤；热影响步骤，用第二激光光束在所述特定轮廓包围的内部透明平面基板上产生热影响区域，使轮廓内部的透明平面基板发生形变，其中第二激光光束的能量密度小于第一激光光束；轮廓分离步骤，用压缩空气或加热液体流对已经发生形变的轮廓内部透明平面基板进行吹喷，使其可与轮廓外的平面基板实现整体分离。进一步的，所述第二激光光束为高斯激光光束，所述热影响步骤具体为：以束腰半径为0.5mm至4mm的高斯激光光束沿所述特定轮廓方向，保持0.5mm至3mm距离扫描，使透明平面基板上产生热影响区域，使轮廓内部的透明平面基板发生形变。通过控制第二激光光束与特定轮廓的距离，来避免在第二激光光束扫描时，影响在轮廓切割步骤时在特定轮廓方向内部产生定向损伤裂纹，从而影响定向损伤裂纹的内孔的切割效果。再进一步的，所述扫描为整体扫描一次，使轮廓内的透明平面基板产生连续的热影响区，或者整体依次扫描若干次，使轮廓内的透明平面基板产生若干独立的热影响区。当特定轮廓形状为简单形状时，如圆形，可以采用一次扫描的方式进行轮廓内部进行激光扫描，当特定轮廓形状相对复杂时，如形状有多个折角或轮廓尺寸较大时，这是采用多次扫描的方式，沿着轮廓内部产生若干个热影响区域，使轮廓变形。再进一步的，所述第二激光光束的波长为5000nm至11000nm，功率为10W至400W，重复频率为1kHz至20kHz。在上述参数范围内，对透明平面基板进行扫描能够兼顾能量消耗和特定轮廓分离的效果，生产的产品切割效果更佳。再进一步的，所述轮廓切割步骤采用激光成丝切割；所述激光成丝切割采用的激光器参数为：波长为300nm至1100nm，功率为1W到50W，重复频率为10kHZ至200KH,单脉冲能量为100μJ至400μJ，或者100uJ到1000uJ,激光脉冲宽度为300fs到50ps。在上述参数范围内，对透明平面基板进行扫描能够兼顾能量消耗和特定轮廓分离的效果，生产的产品切割效果更佳。再进一步的，所述轮廓分离步骤具体为：用压强为20kPa至100kPa的压缩空气对已经发生形变的轮廓内部透明平面基板进行吹喷，使其可与轮廓外的平面基板实现整体分离，或用压强为1atm到10atm的加热液体流对已经发生形变的轮廓内部透明平面基板进行吹喷，使其可与轮廓外的平面基板实现整体分离。再进一步的，所述透明平面基板的厚度大于0.1mm。一种应用上述用激光在透明平面基板上形成特定轮廓分离的方法的设备，包括第一激光器、第二激光器、激光切割头、激光扫描器、气压泵或液压泵以及配合的管路，所述第一激光器用于产生第一激光光束，所述第一激光光束射入所述激光切割头并沿所述特定轮廓方向进行切割；所述第二激光器用于产生第二激光光束，所述第二激光光束射入所述激光扫描器对轮廓内部的透明平面基板并使之发生形变；所述气压泵或液压泵产生压缩空气或加热液体流，通过管路对已经发生形变的轮廓内部透明平面基板进行吹喷。一种应用上述用激光在透明平面基板上形成特定轮廓分离的方法制备的产品，所述产品的特定轮廓的内孔内壁锥度小于1°，边缘崩边小于10μm。根据本专利技术的透明平面基板形成特定轮廓分离的方法、设备及产品，相对传统特定轮廓分离的方法，本专利技术的方法在轮廓切割步骤和轮廓分离步骤之间设置了热影响步骤，通过设置另一种与轮廓切割步骤所使用第一激光光束的切割激光所不同的第二激光光束，利用第二激光光束在所述特定轮廓包围的内部透明平面基板上产生热影响区域，使轮廓内部的透明平面基板发生形变，再通过轮廓分离步骤将其分离，从而能够分离出直径更大的圆孔或者其他特定轮廓的残料的同时，使得特定轮廓的内孔的内壁产生更少的微裂纹，能够制作效果更佳理想的产品；通过扫描后，在特定轮廓内部的透明平面基板产生形变，这时就可以是特定轮廓进行分离，但为方便特定轮廓能够完全与之分离，采用辅助手段来方便特定轮廓进行彻底的分离，如采用压缩气体也加热液体流对其进行冲击，来使其彻底分离。附图说明为了更清楚地说明本申请的方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作一个简单介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1是本专利技术的一种用激光在透明平面基板上形成特定轮廓分离的方法的第一激光光束使透明基板产生定向损伤的原理图。图2是本专利技术的一种用激光在透明平面基板上形成特定轮廓分离的方法的第二激光光束使轮廓内材料与平面基板实现整体分离的原理图。图3是应用本专利技术的一种用激光在透明平面基板上形成特定轮廓分离的方法的设备的结构示意图。图4是本专利技术的一种用激光在透明平面基板上形成特定轮廓分离的方法的特定参数下的实施例4分离出的轮廓内孔的显微镜扫描图。图5是本专利技术的一种用激光在透明平面基板上形成特定轮廓分离的方法的特定参数下的实施例5分离出的轮廓内孔的显微镜扫描图。图6是本专利技术的一种用激光在透明平面基板上形成特定轮廓分离的方法的特定参数下的实施例6分离出的轮廓内孔的显微镜扫描图。图本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用激光在透明平面基板上形成特定轮廓分离的方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：/n轮廓切割步骤，用第一激光光束在所述透明平面基板上，沿所述特定轮廓方向进行切割，使透明平面基板沿特定轮廓包围的内部透明平面基板定向损伤；/n热影响步骤，用第二激光光束在所述特定轮廓包围的内部透明平面基板上产生热影响区域，使轮廓内部的透明平面基板发生形变，其中第二激光光束的能量密度小于第一激光光束；/n轮廓分离步骤，用压缩空气或加热液体流对已经发生形变的轮廓内部透明平面基板进行吹喷，使其可与轮廓外的平面基板实现整体分离。/n

【技术特征摘要】
1.一种用激光在透明平面基板上形成特定轮廓分离的方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：
轮廓切割步骤，用第一激光光束在所述透明平面基板上，沿所述特定轮廓方向进行切割，使透明平面基板沿特定轮廓包围的内部透明平面基板定向损伤；
热影响步骤，用第二激光光束在所述特定轮廓包围的内部透明平面基板上产生热影响区域，使轮廓内部的透明平面基板发生形变，其中第二激光光束的能量密度小于第一激光光束；
轮廓分离步骤，用压缩空气或加热液体流对已经发生形变的轮廓内部透明平面基板进行吹喷，使其可与轮廓外的平面基板实现整体分离。


2.根据权利要求1所述的用激光在透明平面基板上形成特定轮廓分离的方法，其特征在于，所述第二激光光束为高斯激光光束，所述热影响步骤具体为：以束腰半径为0.5mm至4mm的高斯激光光束沿所述特定轮廓方向，保持0.5mm至3mm距离扫描，使透明平面基板上产生热影响区域，使轮廓内部的透明平面基板发生形变。


3.根据权利要求2所述的用激光在透明平面基板上形成特定轮廓分离的方法，其特征在于，所述扫描为整体扫描一次，使轮廓内的透明平面基板产生连续的热影响区，或者整体依次扫描若干次，使轮廓内的透明平面基板产生若干独立的热影响区。


4.根据权利要求3所述的用激光在透明平面基板上形成特定轮廓分离的方法，其特征在于，所述第二激光光束的波长为5000nm至11000nm，功率为10W至400W，重复频率为1kHz至20kHz。


5.根据权利要求1所述的用激光在透明平面基板上形成特定轮廓分离的方法，其特征在于，所述轮廓切割步骤采用激光成丝切割。


6.根据权利要求5所述的用激光在透明平面基板上形成...

【专利技术属性】
技术研发人员：关来庆，卢建刚，官文龙，苑学瑞，尹建刚，张小军，邓正东，陈锐，刘宇，高云峰，
申请(专利权)人：大族激光科技产业集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44