利用超短脈沖激光從兩面切割加工對象物的方法和裝置制造方法及圖紙

本發明專利技術涉及利用超短脈沖激光從兩面切割加工對象物的方法和裝置，其中該方法包括：提供第一激光束和第二激光束；將第一激光束聚焦于加工對象物的第一側的表面上，由此對第一側的表面進行切割；將第二激光束聚焦于加工對象物的與所述第一側相反的第二側的表面上，由此對第二側的表面進行切割；使第一激光束和第二激光束的焦點同時向加工對象物的內部移動，由此在加工對象物的內部形成相應的切割區；當第一激光束和第二激光束在加工對象物的內部形成的切割區交匯時使加工對象物被分割開。本發明專利技術還涉及利用上述方法切割加工對象物的裝置。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及利用激光對加工對象物進行的加工和/或切割，特別涉及利用激光對蓋板玻璃以及觸摸屏
所使用的玻璃等透明材料進行的微加工。更具體來說，本專利技術提出了ー種利用超短脈沖的雙光路激光在Gorilla、Sodalime及Dragontrail鋼化玻璃的兩面進行異形切割的方法和裝置。
技術介紹
Gorilla、Sodalime及Dragontrail鋼化玻璃由于其具有的高透性及高強度而被廣泛應用于制造顯示屏器件。在制造顯示屏器件時，需要對玻璃進行切割。傳統的玻璃切割エ藝主要是利用刀輪切割、磨棒研磨及ニ氧化碳激光進行切割。利用刀輪切割只能對未鋼化的玻璃進行外形的直線切割和半徑較大的曲線切割，切割之后還需要進行裂片才能得到完整的外形。而對于鋼化后的Gorilla、Sodalime及Dragontrail玻璃,刀輪則很難切害I]。對于玻璃內部封閉區域的切割，則只能先用鉆頭鉆個小孔，再換不同的磨棒研磨至要求的尺寸。這種情況下，磨棒的損耗很大，其效率還很低。ニ氧化碳激光切割エ藝也只適用于對普通玻璃和鋼化程度較低的玻璃進行切割，切割后同樣需要裂片エ序，對于內部封閉區域也無法加工。因此,對于Gorilla、Sodalime及Dragontrail鋼化玻璃，目前的各種加工方法都不能實現有效穩定的異形切割，仍需要將未鋼化的玻璃切割研磨后再進行鋼化處理，造成效率極低。激光切割技術指的是以激光束為熱源，采用熱去除方法實現材料的分離，從而形成切割道的材料加工方法。具體而言，激光束被聚焦在材料表面，使得材料表面溫度急劇升高而達到材料的蒸發氣化狀態，從而實現材料的去除。這其中包含了材料對光束能量的吸收和材料中的熱傳導過程。在此過程中，材料被加熱發生急劇氣化的過程，主要取決于激光與材料作用的時間和激光光束的強度。隨著手機、平板電腦等電子顯示行業的持續增長，需要大量的Gorilla、Sodalime及Dragontrail玻璃作為高端應用的制造材料,而上述傳統加工方式已經無法滿足這樣的需求。因此，特別需要ー種突破傳統的對Gori I la、Sodalime及Dragontrail玻璃進行異形加工的方法和裝置。雖然激光作為現代エ業中先進的加工手段，越來越受到各個行業的重視，通過激光來實現玻璃切割的可行性和實用性也得到越來越多的驗證，但是目前還沒有ー種能以高效率、高質量和高精度對Gor i I la、Sodal ime及Dragontrai I鋼化玻璃進行異形切割的裝置和エ藝方法。因此，本專利技術的ー個目的在于提供ー種利用超短脈沖的雙光路激光在Gorilla、Sodalime及Dragontrail鋼化玻璃的兩面進行異形切割的裝置和方法。利用這樣的裝置和方法，能夠克服傳統玻璃加工エ藝中存在的效率較低，無法對上述Gorilla、Sodalime及Dragontrail鋼化玻璃進行異形加工的缺點。而且，運用高頻超短脈沖激光器對Gorilla、Sodalime及Dragontrail未鋼化及鋼化后的玻璃進行加工時,通過在玻璃兩面同時進行切害I]，可保證切割時玻璃兩面的應カ平衡，從而提高切割的穩定性，并能顯著改善切割邊緣的效果。
技術實現思路
本專利技術提出了ー種所謂“雙光路”的超短脈沖激光的光路聚焦及掃描系統，其能夠實現對加工對象物(如Gorilla、Sodalime及Dragontrail玻璃等透明材料)從兩面同時進行切割，從而獲得對Gorilla、Sodalime及Dragontrail玻璃進行的高效穩定的加工。總的來說，本專利技術的利用激光切割加工對象物(在本專利技術的實施例中為透明材料)的裝置主要包括具有產生激光束的激光器的激光源部分，利用光學掃描聚焦系統以雙光路從兩面上對エ件進行加工的激光光路部分，以及夾持和移送エ件的激光加工部分。另外，本專利技術的裝置還可包括吹氣系統和集塵系統，用于去除和收集利用激光切割透明材料的過程中產生的殘渣。本專利技術的利用激光切割透明材料的加工過程可簡述為以下步驟1、利用兩個光路分別對激光器發出的激光(優選為超短脈沖激光)進行光學聚焦，將激光分別聚焦在透明材料兩側的表面上。在此可以最優化的方式高效運用激光器的能量，從而提聞加工效率；2、利用光學掃描聚焦系統，使激光束運動加工出所需要的圖形，并使兩路激光的焦點從透明材料外側向內部移動。一段時間后，當焦點移動到透明材料中間的某一交匯位置時，透明材料被完全分割；3、在切割加工過程中，可以輔以吹氣、集塵裝置，以便及時將切割殘渣去除，從而獲得高質量、高效率的加工效果。盡管本說明書在下文中以具體實施方式對本專利技術作了示例性的說明，但本專利技術的具體
技術實現思路
和保護范圍應由說明書所附的權利要求書來限定。具體而言，本專利技術提出了ー種利用激光切割加工對象物的方法，包括提供第一激光束和第二激光束；將第一激光束聚焦于加工對象物的第一側的表面上，由此對第一側的表面進行切割；將第二激光束聚焦于加工對象物的與所述第一側相反的第二側的表面上，由此對第二側的表面進行切割；使第一激光束和第二激光束的焦點同時向加工對象物的內部移動，由此在加工對象物的內部形成相應的切割區；當第一激光束和第二激光束在加工對象物的內部形成的切割區交匯時使加工對象物被分割開。在本專利技術中，第一激光束和第二激光束可以是由ー激光源將其發出的激光束經光學系統調制成兩路激光而產生的。本專利技術的激光源可以是超短脈沖激光器，優選為波長范圍為266-1064nm的納秒、皮秒或飛秒激光器。在一種實施例中，上述加工對象物為Gori I la、Sodal ime或Dragontrail玻璃等透明材料。根據本專利技術的優選實施例，第一激光束與第二激光束相對于加工對象物大體同軸布置。根據本專利技術的優選實施例，第一激光束與第二激光束以規定間隔由加工對象物的外側向其內部逐層地對加工對象物進行切割。本專利技術還提出了ー種利用激光切割加工對象物的裝置，包括激光源部分，包括產生激光束的激光器；激光光路部分，用于將由激光器產生的激光束分成第一激光束和第二激光束，并將第一激光束和第二激光束分別聚焦在待切割的加工對象物兩側的表面上，使第一激光束和第二激光束運動加工出所需要的圖形，并通過將第一激光束和第二激光束的焦點向加工對象物的內部移動到一交匯處使加工對象物被分割開；激光加工部分，其包括夾持加工對象物的夾具以及使加工對象物在加工后被移出的移送系統。在本專利技術的裝置中，激光器優選是波長范圍為266-1064nm的納秒、皮秒或飛秒激光器。在一種實施例中，本專利技術的裝置中的激光光路部分包括光學掃描聚焦系統，其使第一激光束和第二激光束運動加工出所需要的圖形，并通過將第一激光束和第二激光束的焦點向加工對象物的內部移動到交匯處。根據本專利技術的優選實施例，光學掃描聚焦系統包括3D動態掃描聚焦鏡和3D動態聚焦振鏡。根據本專利技術的優選實施例，本專利技術的裝置還包括吹氣系統和集塵系統，用于去除和收集利用激光切割加工對象物的過程中產生的殘渣。在一種實施例中，本專利技術的裝置切割的加工對象物為Gor i I la、Sodal ime或Dragontrail玻璃等透明材料。本專利技術的利用超短脈沖的雙光路激光對エ件進行雙面切割的エ藝與傳統加工方法相比具有許多獨到之處(I)本專利技術エ藝的加工范圍不受材料物理、機械性能的限制，能加工任何硬的、本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種利用激光切割加工對象物的方法，包括：提供第一激光束和第二激光束；將第一激光束聚焦于加工對象物的第一側的表面上，由此對第一側的表面進行切割；將第二激光束聚焦于加工對象物的與所述第一側相反的第二側的表面上，由此對第二側的表面進行切割；使第一激光束和第二激光束的焦點同時向加工對象物的內部移動，由此在加工對象物的內部形成相應的切割區；當第一激光束和第二激光束在加工對象物的內部形成的切割區交匯時使加工對象物被分割開。

【技術特征摘要】
1.一種利用激光切割加工對象物的方法，包括 提供第一激光束和第二激光束； 將第一激光束聚焦于加工對象物的第一側的表面上，由此對第一側的表面進行切割； 將第二激光束聚焦于加工對象物的與所述第一側相反的第二側的表面上，由此對第二側的表面進行切割； 使第一激光束和第二激光束的焦點同時向加工對象物的內部移動，由此在加工對象物的內部形成相應的切割區； 當第一激光束和第二激光束在加工對象物的內部形成的切割區交匯時使加工對象物被分割開。2.如權利要求1所述的方法，其中所述第一激光束和所述第二激光束是由一激光源將其發出的激光束經光學系統調制成兩路激光而產生的。3.如權利要求2所述的方法，其中所述激光源為超短脈沖激光器。4.如權利要求3所述的方法，其中所述超短脈沖激光器是波長范圍為266-1064nm的納秒、皮秒或飛秒激光器。5.如權利要求1所述的方法，其中所述加工對象物為透明材料。6.如權利要求5所述的方法,其中所述透明材料為GoriI la、Sodalime或Dragontrail玻璃。7.如權利要求1所述的方法，其中所述第一激光束與所述第二激光束相對于所述加工對象物大體同軸布置。8.如權利要求1所述的方法，其中所述第一激光束與所述第二激光束以規定間隔由加工對象物的外側向其內部逐層地對加工對象物進行切割。9...

【專利技術屬性】
技術研發人員：趙裕興，狄建科，益凱劼，張子國，閆華，
申請(專利權)人：蘇州德龍激光有限公司，
類型：發明
國別省市：