專利名稱：紫外激光切割機(jī)的制作方法
紫外激光切割機(jī)技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種利用切割R&F板的紫外激光切割機(jī)。背景技術(shù)：
隨著機(jī)器、儀器設(shè)備向著小型化發(fā)展的趨勢，比如在電子、汽車、 航天、.測量實驗設(shè)備等行業(yè)中，電路板的應(yīng)用越來越廣泛，產(chǎn)值也相 應(yīng)的越來越大，于是需要更快捷、精度更高的加工方法來提高傳統(tǒng)切 割線路板的方法。 一般R&F電路板(Rigid-FlexPCB)切割成型，傳 統(tǒng)做法是用模具來沖壓，但是模具成型的精度低，最高只能控制在 +/-0.05mm，但多數(shù)在+A0.10mm，如果在模具沖壓的過程中操作不當(dāng) 還會造成如下的缺點
1、 比較容易使R&F電路板產(chǎn)生的不良的毛邊，造成外形不 良，在使用過程中容易引起短路
2、 R&F電路板的補(bǔ)強(qiáng)板外形及內(nèi)孔周圍分層泛白，有白化 現(xiàn)象；
3、 R&F電路板的補(bǔ)強(qiáng)板孔與孔之間裂紋；
4、 廢料上跳，有時部分廢料在沖孔時不是往下掉，而是向 上跳；甚至有的進(jìn)入工件孔內(nèi)，還需人工清除；有的跳 在下模上面，造成打痕，影響沖壓工作正常進(jìn)行，浪費大量的時間；5、 廢料堵塞；6、 分一沖、二沖、三沖等多次沖切才能完成任務(wù)；7、 模具制作周期長，不能通用，需要不斷的更新，跟不上 研發(fā)的步伐。R&F板更因其是由軟板和硬板兩部分組成，這兩個部分必須制 作成不同的模具，制作的難度就更大，周期就更長。在這種情況下， 就需要開發(fā)一種新的裝置來代替模具這種傳統(tǒng)的加工方式。紫外激光切割機(jī)去加工R&F板，就是在這樣的背景下被利用和 發(fā)現(xiàn)出來了。首先，用紫外激光切割的方式加工，邊緣整齊干凈，無毛刺， 外形精度高，可以達(dá)到+/-0.020111111，尤其適合小半徑外形的切割。其次，相對傳統(tǒng)的模具沖壓方式，具有高度靈活性，減少模具制 作及更換時間，節(jié)省模具費用。然而現(xiàn)有的紫外激光切割成型機(jī)，雖然也可以對軟板和硬板進(jìn)行 加工，但卻不能把R&F板一次性切割成形。本發(fā)明在前有的基礎(chǔ)上進(jìn)行了一系列的攻關(guān)后，成功的把R&F 板一次性切割成形，無須分開，分別處理軟板和硬板部分。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明所欲解決的技術(shù)問題是在如何能把一塊R&F板一次性切 割成型，且提高加工速度和切割出的成品精度，且避,產(chǎn)生不利于線 路板使用的各種問題的紫外激光切割機(jī)。本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是 一種用于R&F板的紫外激光切割 機(jī)，包括激光聚焦掃描系統(tǒng)、軟件控制系統(tǒng)及定位R&F板的抽真空平臺系統(tǒng)，其中，R&F板包括硬板部分和軟板部分，所述軟件控 制系統(tǒng)分別將控制R&F板的硬板部分和軟板部分的程序設(shè)定為硬板控制模組程序和軟板控制模組程序，所述激光聚焦掃描系統(tǒng)分別根據(jù) 軟件控制系統(tǒng)的硬板控制模組程序和軟板控制模組程序?qū)Τ檎婵掌?臺系統(tǒng)上的硬板部分和軟板部分進(jìn)行切割加工。其中，所述硬板控制模組程序和軟板控制模組程序均包括激光頻 率的參數(shù)、脈沖寬度的參數(shù)、切割速度的參數(shù)、切割板的厚度的參數(shù)、 焦點偏移的參數(shù)及加工次數(shù)的參數(shù)。其中，還包括由軟件控制系統(tǒng)控制的CCD定位系統(tǒng)。 其中，所述R&F板上設(shè)有定位加工起始點的標(biāo)耙，該標(biāo)耙由CCD 定位系統(tǒng)識別。其中，所述激光聚焦掃描系統(tǒng)包括一UV激光器、 一光路傳導(dǎo)的 光學(xué)傳導(dǎo)系統(tǒng)、 一振鏡掃描系統(tǒng)及一激光聚焦鏡，其中UV激光器射 出的激光光束傳輸?shù)焦鈱W(xué)傳導(dǎo)系統(tǒng)，光學(xué)傳導(dǎo)系統(tǒng)將激光光束反射到 振鏡掃描系統(tǒng)，通過振鏡掃描系統(tǒng)出射進(jìn)入激光聚焦鏡，所述激光聚 焦鏡把UV激光器射出的激光光束聚焦成光斑，振鏡掃描系統(tǒng)利用激 光聚焦鏡聚焦的光斑一次性切割加工R&F板。其中，所述光學(xué)傳導(dǎo)系統(tǒng)包括第一反射鏡、擴(kuò)束鏡和第二反射鏡。其中，所述抽真空平臺系統(tǒng)設(shè)有吸塵裝置。本發(fā)明所達(dá)到的技術(shù)效果是利用紫外激光聚焦斑點的高能量密度，破壞被加工材料的分子鏈，利用軟件對R&F板上軟板和硬嫁都 分分別設(shè)定加工參數(shù)，實現(xiàn)一次性成形切割R&F板的目的，終l^控 制系統(tǒng)控制振鏡掃描系統(tǒng)高速運轉(zhuǎn)，使聚焦點在抽真空平臺系統(tǒng)上以 真實比例掃描出二維曲線，直接快速的切斷R&F板的被加工部分， 大幅度的提高了切割效率，具有較高的切割精度，且紫外切割加工是 一種冷加工，所以成型后的R&F板，切口基本無炭化和毛剌，；無須 再進(jìn)行后續(xù)的處理。
圖1是本發(fā)明紫外激光切割機(jī)的結(jié)構(gòu)示意圖; 圖2是R&F板的剖面示意圖。圖號說明UV激光器(1) 第一反射鏡(2) 第二反射鏡(4)振鏡掃描系統(tǒng)(5) R&F板(7) 抽真空平臺系統(tǒng)(8)標(biāo)耙(10) 硬板部分(71)具體實施方式
下面結(jié)合附圖和具體實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步說明。 請參閱圖1和圖2，本發(fā)明紫外激光切割機(jī)100，用于對R&F板 (Rigid-Flex PCB) —次性切割成型，該R&F板7包括硬板部分71 和軟板部分72，所述紫外激光切割機(jī)100包括激光聚焦掃描系統(tǒng)、擴(kuò)束鏡(3) 激光聚焦鏡(6) CCD定位系統(tǒng)(9)， 軟板部分(72)軟件控制系統(tǒng)、抽真空平臺系統(tǒng)8。其中，所述激光聚焦掃描系統(tǒng)包括 一臺高頻率的UV激光器i， 一套光路傳導(dǎo)的光學(xué)傳導(dǎo)系統(tǒng)20，所述光學(xué)傳導(dǎo)系統(tǒng)20包括第一反射鏡2、擴(kuò)束鏡3和第二反射鏡4， 一個高速掃描的振鏡掃描系統(tǒng) 5及一個激光聚焦鏡6， UV激光器1射出的激光光束傳輸?shù)焦鈱W(xué)傳 導(dǎo)系統(tǒng)20，光學(xué)傳導(dǎo)系統(tǒng)20將激光光束反射到振鏡掃描系統(tǒng)5，通 過振鏡掃描系統(tǒng)5出射進(jìn)入激光聚焦鏡6，所述激光聚焦鏡6把UV 激光器1射出的激光光束聚焦成光斑，振鏡掃描系統(tǒng)5利用激光聚焦 鏡聚焦6的光斑切割加工R&F板。由于紫外激光對于R&F板的制造材料具有良好的吸收特性，這 樣可以保證切割出樣品的邊緣整齊干凈，無炭化，無毛刺等特點；利 用振鏡掃描系統(tǒng)5的高速度掃描，可以大大的加快加工的速度，利用 聚焦透鏡6的聚焦特性，可以把"激光刀"聚焦成為相當(dāng)小的光斑， 以達(dá)到提高加工件外形的精度。所述軟件控制系統(tǒng)是一套控制激光掃描路徑，加工平臺運動，為 不同的加工位置設(shè)定不同參數(shù)的軟件系統(tǒng)。所述抽真空平臺系統(tǒng)8可抽成真空，通過把抽真空平臺系統(tǒng)8抽 成真空，將R&F板7吸附在其上面，并在抽真空系統(tǒng)8上配有吸塵 裝置，可以吸走抽真空平臺系統(tǒng)8上切割時所產(chǎn)生的粉塵。本發(fā)明還包括受軟件控制系統(tǒng)控制的CCD定位系統(tǒng)9,該CCD 定位系統(tǒng)9用來識別位于R&F板,7上的標(biāo)耙10，實現(xiàn)加工起始點準(zhǔn) 確定位的目的。由于硬板部分71和軟板部分72的材質(zhì)和厚度上的不同，在加工的過程中，硬板部分71的硬板控制模組程序和軟板部分72的軟板控 制模組程序需要在軟件中就把它們加以區(qū)分，以便加工的時候?qū)λ鼈儾捎貌煌芰亢蛥?shù)進(jìn)行切割，其中硬板部分71,的硬板控制模組程序和軟板部分72的軟板控制模組程序的切割參數(shù)主要包括激光頻 率、脈沖寬度、切割速度、板的厚度、焦點偏移、加工次數(shù)等等。首先，把R&F板7的切割程序文件，g卩硬板控制模組程序和軟板控制模組程序，在特定的軟件中打開，同時使硬板控制模組程序 和軟板控制模組程序在該特定的軟件中分成不同的層，并根據(jù)硬板部分71和軟板部分72的材質(zhì)和厚度，分別將硬板控制模組程序和軟板 控制模組程序的激光頻率、脈沖寬度、切割速度、板的厚度、焦點偏 移、加工次數(shù)等參數(shù)設(shè)定不同加工參數(shù)層。接著將設(shè)置好層的硬板控制模組程序和軟板控制模組程序程式 導(dǎo)入到紫外激光切割機(jī)100的軟件控制系統(tǒng)內(nèi)中，加工的時候，軟件 控制系統(tǒng)就會把不同的層加工參數(shù)區(qū)別開來，即區(qū)分硬板部分71的 硬板控制模組程序和軟板部分72的軟板控制模組程序，加工時，先 選定硬板控制模組程序加工硬板部分71，加工完硬板部分71后，無 需停止機(jī)械，接著按照軟件控制模組程序加工軟板部分71，并保證 了軟板部分72不會因為能量過大而被炭化，當(dāng)然也可以首先根據(jù)軟 板控制模組程序加工軟板部分72，再接著按照硬板控制模組程序加 工硬板部分71，就這樣按照軟件控制系統(tǒng)內(nèi)設(shè)定的不同層的程序一 層一層的加工，從而保證了R&F板7全部加工，即 一次性切割加 工R&F板7。加工時，首先，軟件控制系統(tǒng)會讓CCD定位系統(tǒng)9自動尋找R&F板7上的標(biāo)靶10，以便對R&F板7進(jìn)行精確定位，找全標(biāo)靶10后， 即已經(jīng)成功定位，這樣可以有效的保證整塊R&F板7的加工賴痠； 定位成功后，軟件控制系統(tǒng)會根據(jù)設(shè)定好的加工參數(shù)，即硬板控制模 組程序控制UV激光器1射出激光光束、振鏡掃描系統(tǒng)5掃描曲線、 抽真空平臺系統(tǒng)8移動來對硬板部分71進(jìn)行加工；加工完硬板部分 71后，軟件控制系統(tǒng)內(nèi)的軟板控制模組程序控制UV激光器1射出 激光光束、振鏡掃描系統(tǒng)5掃描曲線、抽真空平臺舉統(tǒng)8移動禾對軟 板部分72進(jìn)行加工，從而一次性加工R&F板7。當(dāng)然也可設(shè)定軟件控制系統(tǒng)先加工軟板部分72，再加工硬板部 分72，也是一次性加工R&F板7。抽真空平臺系統(tǒng)8把平臺抽成真空，使R&F板7與抽真空平臺 系統(tǒng)8不會產(chǎn)生相對移動；高頻的UV激光器1可以達(dá)到良好的切割 效果；高速運轉(zhuǎn)的振鏡掃描系統(tǒng)5提高了切割的速度；高精度的振鏡 掃描系統(tǒng)5和抽真空平臺系統(tǒng)8相對運動保證了加工件尺寸的高精 度，這樣加工出的成品，精度高，且一步完成，大大的節(jié)約了加工時 間，且紫外切割加工是一種冷加工，所以成型后的R&F板，切口基 本無炭化和毛刺，無須再進(jìn)行后續(xù)的處理。
權(quán)利要求
1.一種用于R&F板的紫外激光切割機(jī)，其特征在于，包括激光聚焦掃描系統(tǒng)、軟件控制系統(tǒng)及定位R&F板的抽真空平臺系統(tǒng)，其中，R&F板包括硬板部分和軟板部分，所述軟件控制系統(tǒng)分別將控制R&F板的硬板部分和軟板部分的程序設(shè)定為硬板控制模組程序和軟板控制模組程序，所述激光聚焦掃描系統(tǒng)分別根據(jù)軟件控制系統(tǒng)的硬板控制模組程序和軟板控制模組程序?qū)Τ檎婵掌脚_系統(tǒng)上的硬板部分和軟板部分進(jìn)行切割加工。
2. 如權(quán)利要求1所述的紫外激光切割機(jī)，其特征在于所述硬板控 制模組程序和軟板控制模組程序均包括激光頻率的參數(shù)、脈沖寬 度的參數(shù)、切割速度的參數(shù)、切割板的厚度的參數(shù)、焦點偏移的 參數(shù)及加工次數(shù)的參數(shù)。 .
3. 如權(quán)利要求1所述的紫外激光切割機(jī)，其特征在于還包括由軟件控制系統(tǒng)控制的CCD定位系統(tǒng)。
4. 如權(quán)利要求3所述的紫外激光切割機(jī)，其特征在于所述R&F 板上設(shè)有定位加工起始點的標(biāo)靶，該標(biāo)靶由CCD定位系統(tǒng)識別。
5. 如權(quán)利要求1所述的紫外激光切割機(jī)，其特征在于所述激光 聚焦掃描系統(tǒng)包括一UV激光器、 一光路傳導(dǎo)的光學(xué)傳導(dǎo)系統(tǒng)、一 振鏡掃描系統(tǒng)及一激光聚焦鏡，其中UV激光器射出的激光光束傳 輸?shù)焦鈱W(xué)傳導(dǎo)系統(tǒng)，光學(xué)傳導(dǎo)系統(tǒng)將激光光束反射到振鏡掃描系 統(tǒng)，通過振鏡掃描系統(tǒng)出射進(jìn)入激光聚焦鏡，所述激光聚焦鏡把 UV激光器射出的激光光束聚焦成光斑，振鏡掃描系統(tǒng)利用激光聚焦鏡聚焦的光斑切割加工R&F板。
6. 如權(quán)利要求5所述的紫外激光切割機(jī)，其特征在于所述光學(xué) 傳導(dǎo)系統(tǒng)包括第一反射鏡、擴(kuò)束鏡和第二反射鏡。
7. 如權(quán)利要求1所述的紫外激光切割機(jī)，其特征在于所述抽真 空平臺系統(tǒng)設(shè)有吸塵裝置。
全文摘要
一種用于R&F板的紫外激光切割機(jī)，包括激光聚焦掃描系統(tǒng)、軟件控制系統(tǒng)及定位R&F板的抽真空平臺系統(tǒng)，其中，R&F板包括硬板部分和軟板部分，所述軟件控制系統(tǒng)分別將控制R&F板的硬板部分和軟板部分的程序設(shè)定為硬板控制模組程序和軟板控制模組程序，所述激光聚焦掃描系統(tǒng)分別根據(jù)軟件控制系統(tǒng)的硬板控制模組程序和軟板控制模組程序?qū)Τ檎婵掌脚_系統(tǒng)上的硬板部分和軟板部分進(jìn)行切割加工。本發(fā)明可以一次性成型切割R&F板，大幅度的提高了切割效率，具有較高的切割精度，且紫外激光切割加工是一種冷加工，所以成型后的R&F板，切口基本無炭化和毛刺，無須再進(jìn)行后續(xù)的處理。
文檔編號B23K26/04GK101249590SQ20081006545
公開日2008年8月27日 申請日期2008年2月29日 優(yōu)先權(quán)日2008年2月29日
發(fā)明者呂洪杰, 翟學(xué)濤, 高云峰 申請人:深圳市大族激光科技股份有限公司;深圳市大族數(shù)控科技有限公司