一種用于切割led燈絲透明材料支架的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于激光內(nèi)切技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種用于切割LED燈絲透明材料支架的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]2000年以后隨著LED高輝度化與高效率化發(fā)展，尤其是藍(lán)光LED元件的發(fā)光效率獲得大幅改善，液晶、家電、汽車等行業(yè)對(duì)高功率LED期待的特性分別是省電、高輝度、長使用壽命、高色彩再現(xiàn)性，這意味著散熱性佳是高功率LED封裝基板不可欠缺的條件，因此陶瓷封裝基板取代了傳統(tǒng)的樹脂基板，而近年來又由散熱性能更好的藍(lán)寶石替代了陶瓷。
[0003]藍(lán)寶石由于具有硬度高且脆性大的特性，對(duì)其進(jìn)行機(jī)械加工非常困難，所以普遍采用高功率光纖激光器直接融化藍(lán)寶石來實(shí)現(xiàn)對(duì)其的切割。
[0004]這種傳統(tǒng)的激光切割方法在加工過程中會(huì)產(chǎn)生劣質(zhì)的邊緣和微裂紋，這些是在產(chǎn)品的使用壽命、品質(zhì)、以及可靠性方面的主要缺點(diǎn)；并且切口的寬度很寬，造成原料成本的上升。此外，在激光相互作用的過程中的熱傳遞會(huì)導(dǎo)致大區(qū)域的附加熱損壞，即熱影響區(qū)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明實(shí)施例的目的在于提供一種用于切割LED燈絲透明材料支架的方法，以解決現(xiàn)有技術(shù)切割過程中會(huì)產(chǎn)生劣質(zhì)的邊緣、微裂紋和熱影響區(qū)的問題。
[0006]本發(fā)明實(shí)施例是這樣實(shí)現(xiàn)的，一種用于切割LED燈絲透明材料支架的方法，所述方法包括以下步驟:
[0007]步驟1，用聚焦的激光束的脈沖照射所述燈絲支架材料內(nèi)部；
[0008]所述燈絲支架材料對(duì)于所述激光束的波長是透明的；所述激光束的脈沖包括至少兩個(gè)的爆發(fā)的子脈沖，相鄰所述子脈沖的相距時(shí)間范圍是Ins?10ns ;
[0009]步驟2，用所述聚焦后的激光束在所述燈絲材料內(nèi)部沿著切割路徑在距離底面不同高度處分別進(jìn)行切割，在所述燈絲支架材料內(nèi)部形成按所述切割路徑移動(dòng)的爆裂點(diǎn)；
[0010]進(jìn)行切割的所述不同高度之間間距相等；
[0011 ] 步驟3，使用外部應(yīng)力作用于所述切割路徑，使所述燈絲支架材料沿著所述切割路徑裂開。
[0012]本發(fā)明提供的一種用于切割LED燈絲透明材料支架的方法的第一優(yōu)選實(shí)施例中:所述切割用激光束包括的所述子脈沖的數(shù)量為2?10個(gè)；所述激光束聚焦的位置在所述燈絲支架材料的內(nèi)部。
[0013]本發(fā)明提供的一種用于切割LED燈絲透明材料支架的方法的第二優(yōu)選實(shí)施例中:所述激光束的脈沖寬度范圍是Ips?100ns。
[0014]本發(fā)明提供的一種用于切割LED燈絲透明材料支架的方法的第三優(yōu)選實(shí)施例中:所述激光束的脈沖能量范圍是7?15微焦。
[0015]本發(fā)明提供的一種用于切割LED燈絲透明材料支架的方法的第四優(yōu)選實(shí)施例中:所述激光束的脈沖重復(fù)率范圍是1Khz?IMhz。
[0016]本發(fā)明提供的一種用于切割LED燈絲透明材料支架的方法的第五優(yōu)選實(shí)施例中:所述步驟2中的切割過程中在所述燈絲材料內(nèi)部由低至高進(jìn)行重復(fù)劃線，所述聚焦后的激光束在所述燈絲支架材料內(nèi)部距離底面20微米到50微米的高度開始進(jìn)行劃線；
[0017]所述燈絲支架材料厚度大于100微米時(shí)，進(jìn)行切割的所述不同高度之間間距的范圍是50?150微米。
[0018]本發(fā)明提供的一種用于切割LED燈絲透明材料支架的方法的第六優(yōu)選實(shí)施例中:步驟2中在所述燈絲支架材料內(nèi)部進(jìn)行切割時(shí)所述聚焦的激光束的移動(dòng)速度的范圍是0.1mm/s ?8000mm/s。
[0019]本發(fā)明提供的一種用于切割LED燈絲透明材料支架的方法的第七優(yōu)選實(shí)施例中:所述燈絲支架材料包括藍(lán)寶石、玻璃或透明陶瓷。
[0020]本發(fā)明提供的一種用于切割LED燈絲透明材料支架的方法的第八優(yōu)選實(shí)施例中:生成所述聚焦的激光束的設(shè)備包括激光器4、反射鏡6和聚焦頭7 ;
[0021]由所述激光器4發(fā)射的水平方向的準(zhǔn)直光束5經(jīng)過所述反射鏡6折射后沿向下的方向進(jìn)入所述聚焦頭7，形成所述聚焦后的激光束8。
[0022]本發(fā)明實(shí)施例提供的一種用于切割LED燈絲透明材料支架的方法的有益效果包括:
[0023]利用聚焦后激光的高光強(qiáng)在透明材料內(nèi)部產(chǎn)生的非線性效應(yīng)，使激光與材料的相互作用精確地限制在焦點(diǎn)范圍內(nèi)，可以在透明材料內(nèi)部形成接近衍射極限焦點(diǎn)光斑的爆裂點(diǎn)，激光相對(duì)燈絲支架材料按照切割路徑移動(dòng)，并在燈絲支架材料內(nèi)部形成按切割路徑移動(dòng)的爆裂點(diǎn)，然后通過外部應(yīng)力將該燈絲支架材料沿著切割路徑裂開；在上述短脈沖激光在爆發(fā)模式下，第一個(gè)子脈沖在材料內(nèi)部形成爆裂點(diǎn)，隨后的幾個(gè)子脈沖幾乎在同一時(shí)間到達(dá)剛剛形成的爆裂點(diǎn)，擴(kuò)大原有爆裂點(diǎn)的面積，這種切割方式幾乎沒有熱影響區(qū)，切割邊緣的質(zhì)量很高，沒有被燒蝕的切面，微裂紋可以控制在10微米以內(nèi)，無熱影響區(qū)，無材料損耗，而且加工效率在短脈沖激光內(nèi)切方法的基礎(chǔ)上再提高3到4倍的加工效率，達(dá)到200mm/s以上，實(shí)現(xiàn)高質(zhì)的LED燈絲支架加工。
【附圖說明】
[0024]為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)性的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0025]圖1是本發(fā)明提供的一種用于切割LED燈絲透明材料支架的方法的流程圖；
[0026]圖2是本發(fā)明實(shí)施例提供的一種用于切割LED燈絲透明材料支架的激光束的脈沖波形示意圖；
[0027]圖3是本發(fā)明實(shí)施例提供的一種用于切割LED燈絲透明材料支架的方法的切割示意圖；
[0028]圖4是本發(fā)明實(shí)施例提供的一種用于切割LED燈絲透明材料支架的方法的內(nèi)切示意圖；
[0029]圖5是本發(fā)明實(shí)施例提供的一種用于切割LED燈絲透明材料支架的設(shè)方法使用的設(shè)備的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0030]為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。
[0031]為了說明本發(fā)明所述的技術(shù)方案，下面通過具體實(shí)施例來進(jìn)行說明。
[0032]如圖1所示為本發(fā)明提供的一種用于切割LED燈絲透明材料支架的方法的流程圖，所述方法包括以下步驟:
[0033]步驟1，用聚焦的激光束的脈沖照射燈絲支架的材料內(nèi)部；該燈絲支架材料對(duì)于激光束的波長是透明的；激光束的脈沖包括至少兩個(gè)的爆發(fā)的子脈沖，相鄰子脈沖的相距時(shí)間的范圍是Ins?10ns0
[0034]步驟2，用聚焦后的激光束在燈絲材料內(nèi)部沿著切割路徑在距離底面不同高度處分別進(jìn)行切割，在燈絲支架材料內(nèi)部形成按切割路徑移動(dòng)的爆裂點(diǎn)。進(jìn)行切割的不同高度之間間距相等。
[0035]步驟3，使用外部應(yīng)力作用于切割路徑