本發明專利技術公開了一種用于加工硬脆基板的激光打孔裝置，其中的激光頭是Q開關激光器，楔角棱鏡與驅動裝置固定連接，并且楔角棱鏡的出光面為斜面，驅動裝置開設有導光孔，驅動裝置繞導光孔的軸心線轉動，激光頭發出的激光脈沖通過導光孔傳輸至楔角棱鏡，并且經過楔角棱鏡折射后，依次通過第一反射鏡和聚焦鏡傳輸至硬脆基板。其中，該激光打孔裝置采用Q開關激光器作為激光源，避免因熱應力過大造成硬脆基板碎裂，同時，無需在硬脆基板上涂覆PVA，簡化了加工工序，提高了加工效率，此外，通過帶有導光孔的驅動裝置帶動楔角棱鏡旋轉，令其轉動過程更加穩定，避免激光打孔軌跡的偏移，實現了精確加工。
【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及鉆孔加工設備，尤其涉及一種用于加工硬脆基板的激光打孔裝置。
技術介紹
激光打孔是最早達到實用化的激光加工技術,也是激光加工的主要應用領域之一，隨著近代工業和科學技術的迅速發展,市場對陶瓷等硬脆基板材料的需求越來越大,而傳統的鉆孔加工方法已不能滿足某些工藝要求。目前，硬脆基板的加工方式，是用1.06um波長、200瓦以上的脈沖激光束對硬脆基板打孔，以氧化鋁陶瓷基板為例，由于對激光的平均功率要求較高，所以通常采用平均功率能達到百瓦以上的二氧化碳激光器，該激光器發出的激光束可觸發氧化鋁陶瓷基板表面的氧化反應，并且因激光束能量較高使得氧化鋁陶瓷瞬間形成穿孔，再由多個穿孔形成封閉的環形，從而打出預設孔徑的通孔。由于高功率的激光束攜帶很大的熱量，所以在加工過程中容易因熱應力過大而造成碎裂，為盡量避免碎裂情況發生，氧化鋁陶瓷基板上必須涂有PVA作為粘結劑，該PVA為聚乙烯醇，從而幫助氧化鋁陶瓷基板氣化，快速形成通孔。基于以上幾點可以看出，現有的激光打孔設備需要同時具備較高的激光峰值功率以及在氧化鋁陶瓷基板的表面涂覆PVA這兩個條件，其中，由于氧化鋁陶瓷基板在打孔之前需涂覆PVA，導致加工工序復雜，加工效率低，同時，激光束依然具有較高的沖擊強度，所以，還存在氧化鋁陶瓷基板出現孔壁裂痕甚至碎裂的風險，并且較高的沖擊強度導致打孔處產生大量的粉塵，該粉塵對精密儀器、環境都將造成不良影響。此外，現有的激光打孔設備是利用馬達帶動皮帶或者齒輪驅動棱鏡、反射鏡等光學元件運轉，此類驅動機構在工作過程中會產生晃動，導致激光打孔軌跡的偏移，影響加工精確性。
技術實現思路
本專利技術要解決的技術問題在于，針對現有技術的不足，提供一種用于加工硬脆基板的激光打孔裝置，從而避免因熱應力過大造成硬脆基板碎裂以及避免產生大量粉塵，同時還簡化加工工序、實現精確加工。為解決上述技術問題，本專利技術采用如下技術方案。一種用于加工硬脆基板的激光打孔裝置，其包括有激光頭，沿激光頭發出的激光脈沖的傳輸方向依次設置有驅動裝置、楔角棱鏡、第一反射鏡、聚焦鏡和載臺，激光頭是Q開關激光器，楔角棱鏡與驅動裝置固定連接，并且楔角棱鏡的出光面為斜面，驅動裝置開設有導光孔，在驅動裝置的帶動下，所述楔角棱鏡繞導光孔的軸心線轉動，激光頭發出的激光脈沖通過導光孔傳輸至楔角棱鏡，并且經過楔角棱鏡折射后，依次通過第一反射鏡和聚焦鏡傳輸至載臺上的硬脆基板。優選地，激光頭與驅動裝置之間設有第二反射鏡，激光頭發出的激光脈沖經過第二反射鏡反射后，傳輸至驅動裝置。優選地，楔角棱鏡的入射光與出射光之間的夾角為0.5°～1°。本專利技術相比現有技術而言的有益效果在于，該激光打孔裝置采用Q開關激光器作為激光源，該Q開關激光器具有單發脈沖能量小、光子能量大的特點，從而避免因熱應力過大造成硬脆基板碎裂，以及避免產生大量粉塵，同時，無需在硬脆基板上涂覆PVA，簡化了加工工序，提高了加工效率，此外，通過帶有導光孔的驅動裝置帶動楔角棱鏡旋轉，令其轉動過程更加穩定，避免激光打孔軌跡的偏移，實現了精確加工。附圖說明圖1為激光打孔裝置第一加工狀態的結構示意圖。圖2為激光打孔裝置第二加工狀態的結構示意圖。具體實施方式下面結合附圖和實施例對本專利技術作更加詳細的描述。本專利技術公開了一種用于加工硬脆基板的激光打孔裝置，結合圖1和圖2所示，其包括有激光頭1，沿激光頭1發出的激光脈沖的傳輸方向依次設置有驅動裝置2、楔角棱鏡3、第一反射鏡4、聚焦鏡5和載臺6，硬脆基板7放置于載臺6之上，激光頭1是Q開關激光器，即Q開關窄脈寬、短波長紫外二極管泵浦固體激光器，楔角棱鏡3與驅動裝置2固定連接，并且楔角棱鏡3的出光面為斜面，驅動裝置2開設有導光孔20，在驅動裝置2的帶動下，所述楔角棱鏡3繞導光孔20的軸心線轉動，激光頭1發出的激光脈沖通過導光孔20傳輸至楔角棱鏡3，并且經過楔角棱鏡3折射后，產生偏振角度，再依次通過第一反射鏡4和聚焦鏡5傳輸至載臺6上的硬脆基板7，該硬脆基板7可以為氧化鋁陶瓷基板，也可以是其他具有硬、脆特性的基板。當驅動裝置2帶動楔角棱鏡3轉動一圈時，由于偏振角度的存在，使得激光脈沖在硬脆基板7上以封閉的圓形軌跡依次打孔，從而形成預設半徑的圓形通孔，該通孔的孔徑可以通過調整楔角棱鏡3的出光面的角度，或者調整楔角棱鏡3與第一反射鏡4之間的距離進行設定，其中，楔角棱鏡3的入射光與出射光之間的夾角優選為0.5°～1°。其中，激光頭1采用Q開關激光器，該Q開關激光器發出的單發脈沖激光的能量較小，僅有0.5mJ，但是其輸出的光子能量以及瞬時峰值較大，尤其在倍頻后，TEMoo模激光的平均功率遠小于低諧模的二氧化碳激光，在對硬脆基板7打孔時，利用該單發脈沖激光的較大光子能量使得硬脆基板7有效穿孔，由于該激光的單發脈沖能量較小，使得打孔過程趨近于冷加工，從而避免因熱應力大造成孔壁裂痕，以及避免產生大量粉塵。在打孔加工之前，硬脆基板7上無需涂覆PVA來防止碎裂，從而大大簡化了加工工序。此外，上述楔角棱鏡3由驅動裝置2直接驅動，該驅動裝置2帶動楔角棱鏡3繞導光孔20的軸心線轉動，相比現有技術而言，無需皮帶、齒輪等作動力傳導，使得楔角棱鏡3轉動過程更加穩定，避免激光打孔軌跡的偏移，實現了精確加工。其中，通過降低驅動裝置2的轉速，可以提高激光脈沖在圓形軌跡上的密集度，從而易于形成通孔；以此規律，若激光脈沖在圓形軌跡上的密集度過大，還可以通過提高驅動裝置2的轉速來降低密集度，從而提高加工效率。作為一種優選方式，為了縮短該激光打孔裝置在水平方向的長度，激光頭1與驅動裝置2之間設有第二反射鏡8，激光頭1發出的激光脈沖經過第二反射鏡8反射后，傳輸至驅動裝置2。本專利技術公開的激光打孔裝置中，激光頭1是Q開關激光器，楔角棱鏡3與驅動裝置2固定連接，并且楔角棱鏡3的出光面為斜面，驅動裝置2開設有導光孔20，驅動裝置2繞導光孔20的軸心線轉動，激光頭1發出的激光脈沖通過導光孔20傳輸至楔角棱鏡3，并且經過楔角棱鏡3折射后，依次通過第一反射鏡4和聚焦鏡5傳輸至硬脆基板7。該激光打孔裝置采用Q開關激光器作為激光源，避免因熱應力過大造成硬脆基板7碎裂，以及避免產生大量粉塵，同時，無需在硬脆基板7上涂覆PVA，簡化了加工工序，提高了加工效率，此外，通過帶有導光孔的驅動裝置帶動楔角棱鏡旋轉，令其轉動過程更加穩定，避免激光打孔軌跡的偏移，實現了精確加工。本文檔來自技高網...
【技術保護點】
一種用于加工硬脆基板的激光打孔裝置，其特征在于，包括有激光頭，沿激光頭發出的激光脈沖的傳輸方向依次設置有驅動裝置、楔角棱鏡、第一反射鏡、聚焦鏡和載臺，硬脆基板放置于載臺上，所述激光頭是Q開關激光器，所述楔角棱鏡與驅動裝置固定連接，并且楔角棱鏡的出光面為斜面，所述驅動裝置開設有導光孔，在驅動裝置的帶動下，所述楔角棱鏡繞導光孔的軸心線轉動，所述激光頭發出的激光脈沖通過導光孔傳輸至楔角棱鏡，并且經過楔角棱鏡折射后，依次通過第一反射鏡和聚焦鏡傳輸至硬脆基板。
【技術特征摘要】
1.一種用于加工硬脆基板的激光打孔裝置，其特征在于，包括有激光頭，
沿激光頭發出的激光脈沖的傳輸方向依次設置有驅動裝置、楔角棱鏡、第一反
射鏡、聚焦鏡和載臺，硬脆基板放置于載臺上，所述激光頭是Q開關激光器，
所述楔角棱鏡與驅動裝置固定連接，并且楔角棱鏡的出光面為斜面，所述驅動
裝置開設有導光孔，在驅動裝置的帶動下，所述楔角棱鏡繞導光孔的軸心線轉
動，所述激光頭發出的激光脈沖通過導光孔傳輸至...
【專利技術屬性】
技術研發人員：陳強智，
申請(專利權)人：深圳英諾激光科技有限公司，常州英諾激光科技有限公司，
類型：發明
國別省市：
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