用于臺階模板制作的激光切割裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種用于臺階模板制作的激光切割裝置，所述激光切割裝置包括：切割平臺，用于放置待切割的臺階模板；運動機構(gòu)，位于所述切割平臺的上方，運動機構(gòu)包括在水平面內(nèi)運動的XY向運動機構(gòu)以及安裝在所述XY向運動機構(gòu)上的Z向運動機構(gòu)；激光切割頭，安裝在所述運動機構(gòu)上；控制系統(tǒng)，用于控制所述激光切割頭在運動機構(gòu)的帶動下實現(xiàn)三維空間內(nèi)的運動。本發(fā)明采用本激光切割裝置實現(xiàn)了用激光切割臺階模板上各臺階面及孔的工藝，替代了現(xiàn)有技術(shù)中用化學刻蝕的方法制作臺階面和孔的工藝，簡化了工藝流程，同時降低了生產(chǎn)設(shè)備的成本，降低能耗與污染。
【專利說明】用于臺階模板制作的激光切割裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及電路板表面貼裝【技術(shù)領(lǐng)域】，特別是涉及一種用于臺階模板制作的激光 切割裝置。

【背景技術(shù)】
[0002] 電路板表面貼裝技術(shù)是一種目前通用的電路板生產(chǎn)技術(shù)，能夠有效的提高電路板 的生產(chǎn)效率，降低生產(chǎn)成本。采用這種技術(shù)需要使用一系列的設(shè)備與工裝，其中有一道工 藝需要使用一種SMT模板用來做焊錫膏的印刷。對于大多數(shù)普通電路板生產(chǎn)而言，平面的 SMT模板就可以滿足生產(chǎn)要求，但是對于少數(shù)特殊種類的電路板生產(chǎn)，需要使用到一種稱其 為臺階模板（Step模板）的特殊模板，這種臺階模板與電路板接觸面不是一個平面，而是根 據(jù)工藝需要作出臺階面，臺階的位置、大小與高低都根據(jù)工藝需要進行設(shè)計，在臺階模板生 產(chǎn)過程中，要通過工藝方法來滿足這種臺階模板的制作要求。
[0003] 目前制作臺階模板上臺階特征的方法是化學蝕刻工藝：
[0004] ①使用圖形轉(zhuǎn)印技術(shù)把臺階特征轉(zhuǎn)印到一張薄鋼板上。要去除的部分把金屬裸露 出來，要保留的部分采用高分子有機材料進行覆蓋。
[0005] ②再把這種經(jīng)過圖形轉(zhuǎn)印的薄鋼板采用化學蝕刻工藝進行蝕刻，裸露出來的金屬 部分經(jīng)電化學反應(yīng)而去除，高分子有機物覆蓋的部分金屬不參與反應(yīng)而保留，從而完成臺 階特征的制作。
[0006] 但是化學蝕刻工藝需要時間長，步驟較復雜，易產(chǎn)生污染，因此，需要一種新的生 產(chǎn)工藝來完成臺階模板臺階特征的制作。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 鑒于以上所述現(xiàn)有技術(shù)的缺點，本發(fā)明的目的在于提供一種用于臺階模板制作的 激光切割裝置，用于解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述問題。
[0008] 為實現(xiàn)上述目的及其他相關(guān)目的，本發(fā)明提供一種用于臺階模板制作的激光切割 裝置，所述激光切割裝置包括：切割平臺，用于放置待切割的臺階模板；運動機構(gòu)，位于所 述切割平臺的上方，運動機構(gòu)包括在水平面內(nèi)運動的XY向運動機構(gòu)以及安裝在所述XY向 運動機構(gòu)上的Z向運動機構(gòu)；激光切割頭，安裝在所述運動機構(gòu)上；控制系統(tǒng)，用于控制所 述激光切割頭在運動機構(gòu)的帶動下實現(xiàn)三維空間內(nèi)的運動，以及控制激光切割頭所發(fā)激光 的激光能量。
[0009] 優(yōu)選的，所述XY向運動機構(gòu)包括橫梁、堅梁以及設(shè)于橫梁上的X向?qū)к?、設(shè)于堅梁 上的Y向?qū)к?，所述橫梁置于所述堅梁上沿Y向?qū)к夁\動，所述X向?qū)к壣显O(shè)有滑塊。
[0010] 優(yōu)選的，所述XY向運動機構(gòu)包括橫梁、堅梁以及設(shè)于橫梁上的X向?qū)к?、設(shè)于堅梁 上的Y向?qū)к?，所述堅梁置于所述橫梁上沿X向?qū)к夁\動，所述Y向?qū)к壣显O(shè)有滑塊。
[0011] 優(yōu)選的，所述Z向運動機構(gòu)置于所述滑塊上，所述滑塊上設(shè)有沿Z向升降的安裝 塊，所述激光切割頭固定在所述安裝塊上。
[0012] 優(yōu)選的，所述激光切割裝置還包括支撐機架，所述切割平臺和運動機構(gòu)均置于所 述支撐機架上。
[0013] 優(yōu)選的，所述控制系統(tǒng)包括控制所述運動機構(gòu)運動的機械控制模塊，以及控制激 光切割頭切割的激光控制模塊。
[0014] 如上所述，本發(fā)明的用于臺階模板制作的激光切割裝置，具有以下有益效果：采用 本激光切割裝置實現(xiàn)了用激光切割臺階模板上各臺階面及孔的工藝，替代了現(xiàn)有技術(shù)中用 化學刻蝕的方法制作臺階面和孔的工藝，簡化了工藝流程，同時降低了生產(chǎn)設(shè)備的成本，降 低能耗與污染。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0015] 圖1顯示為本發(fā)明的用于臺階模板制作的激光切割裝置示意圖。
[0016] 元件標號說明
[0017] 1 支撐機架
[0018] 11 支撐平臺
[0019] 21 Y向?qū)к?br> [0020] 22 堅梁
[0021] 31 橫梁
[0022] 32 X向?qū)к?br> [0023] 4 臺階模板
[0024] 5 滑塊
[0025] 6 安裝塊
[0026] 7 激光切割頭
[0027] 8 切割平臺

【具體實施方式】
[0028] 以下由特定的具體實施例說明本發(fā)明的實施方式，熟悉此技術(shù)的人士可由本說明 書所揭露的內(nèi)容輕易地了解本發(fā)明的其他優(yōu)點及功效。
[0029] 請參閱圖1。須知，本說明書所附圖式所繪示的結(jié)構(gòu)、比例、大小等，均僅用以配合 說明書所揭示的內(nèi)容，以供熟悉此技術(shù)的人士了解與閱讀，并非用以限定本發(fā)明可實施的 限定條件，故不具技術(shù)上的實質(zhì)意義，任何結(jié)構(gòu)的修飾、比例關(guān)系的改變或大小的調(diào)整，在 不影響本發(fā)明所能產(chǎn)生的功效及所能達成的目的下，均應(yīng)仍落在本發(fā)明所揭示的技術(shù)內(nèi)容 得能涵蓋的范圍內(nèi)。同時，本說明書中所引用的如"上"、"下"、"左"、"右"、"中間"及"一"等 的用語，亦僅為便于敘述的明了，而非用以限定本發(fā)明可實施的范圍，其相對關(guān)系的改變或 調(diào)整，在無實質(zhì)變更技術(shù)內(nèi)容下，當亦視為本發(fā)明可實施的范疇。
[0030] 如圖1所示，本發(fā)明提供一種用于臺階模板制作的激光切割裝置，激光切割裝置 包括：切割平臺8,用于放置待切割的臺階模板4 ;運動機構(gòu)，位于切割平臺8的上方，運動 機構(gòu)包括在水平面內(nèi)運動的XY向運動機構(gòu)以及安裝在XY向運動機構(gòu)上的Z向運動機構(gòu)； 激光切割頭7,安裝在運動機構(gòu)上；控制系統(tǒng)，用于控制激光切割頭7在運動機構(gòu)的帶動下 實現(xiàn)三維空間內(nèi)的運動，以及控制激光切割頭7所發(fā)激光的激光能量。本發(fā)明的激光切割 裝置采用運動機構(gòu)帶動激光切割頭移動，在控制系統(tǒng)的驅(qū)動下完成對臺階模板的生產(chǎn)，其 利用激光在待切割的臺階模板上生成臺階面，主要通過所發(fā)激光的激光能量來控制激光切 割頭的切割深度，以此完成臺階面的切割，替代了現(xiàn)有技術(shù)中化學刻蝕方法生成臺階的方 法，簡化了工藝流程，節(jié)省成本。
[0031] 本發(fā)明的上述控制系統(tǒng)具體為：該控制系統(tǒng)內(nèi)的具體模塊在此不作詳述，該控制 系統(tǒng)內(nèi)可分為控制機械機構(gòu)即運動機構(gòu)的機械控制模塊，以及控制激光切割頭切割的激光 控制模塊。機械控制模塊主要完成對運動機構(gòu)的控制，通過對XY向運動機構(gòu)和Z向運動機 構(gòu)的控制，實現(xiàn)激光切割頭7在三維空間內(nèi)的運動，以此實現(xiàn)在臺階模板4上各圖形位置的 尋找和定位；激光控制模塊主要完成對激光切割頭7所發(fā)射激光能量的控制，例如激光切 割頭的激光頻率、切割速度等，其可以通過設(shè)置相應(yīng)的參數(shù)來實現(xiàn)，如激光重復頻率、脈寬 以及工作電流等，通過激光頻率的控制實現(xiàn)所刻圖形為貫穿孔還是臺階面。因此，本發(fā)明的 激光切割裝置能輕松完成臺階模板的生產(chǎn)，簡化了工藝流程，節(jié)省了成產(chǎn)成本。
[0032] 下面描述上述運動機構(gòu)的一實施例：如圖1所示，上述XY向運動機構(gòu)包括橫梁 31、堅梁22以及設(shè)于橫梁31上的X向?qū)к?2、設(shè)于堅梁22上的Y向?qū)к?1，橫梁31置 于堅梁22上，本實施例中橫梁為一根，堅梁為兩根，橫梁31的兩端分別支撐在兩根堅梁22 上，以實現(xiàn)橫梁沿Y向?qū)к?1運動，X向?qū)к?2上設(shè)有滑塊5。Z向運動機構(gòu)置于滑塊5 上，滑塊5上設(shè)有沿Z向升降的安裝塊6,激光切割頭7固定在安裝塊6上。本實施例中Y 向?qū)к墝崿F(xiàn)激光切割頭前后方向的運動，X向?qū)к墝崿F(xiàn)激光切割頭左右方向的運動，而Z向 運動機構(gòu)實現(xiàn)激光切割頭上下方向的運動，而且上述XY向運動機構(gòu)和Z向運動機構(gòu)均通過 驅(qū)動電機帶動傳動機構(gòu)以此完成各向運動(此為現(xiàn)有技術(shù)，在此不作詳述)，上述控制系統(tǒng) 通過控制驅(qū)動機構(gòu)完成各向運動。為便于實現(xiàn)左右運動和上下運動，上述X向?qū)к?2置于 橫梁31朝向前方的一側(cè)面上。
[0033] 下面描述上述運動機構(gòu)的另一實施例：該實施例未于圖示，本實施例與上述實施 例基本相同，其不同之處在于：橫梁和堅梁的支撐方式，也即XY向運動機構(gòu)中X向?qū)к壓蚘 向?qū)к壍脑O(shè)置。XY向運動機構(gòu)包括橫梁、堅梁以及設(shè)于橫梁上的X向?qū)к?、設(shè)于堅梁上的 Y向?qū)к?，堅梁置于橫梁上沿X向?qū)к夁\動，本實施例中橫梁為兩根，堅梁為一根，堅梁的兩 端分別支撐在兩根橫梁上，以實現(xiàn)堅梁沿X向?qū)к夁\動，上述滑塊置于Y向?qū)к壣稀?br> [0034] 為便于移動本裝置，本激光切割裝置還包括支撐機架1，該支撐機架包括支撐腿和 設(shè)于支撐腿上的支撐平臺11，切割平臺8和運動機構(gòu)均置于支撐機架的支撐平臺11上。
[0035] 采用本發(fā)明的激光切割裝置完成對臺階模板生產(chǎn)的方法具體如下：將本激光切割 裝置啟動，使其處于初始化狀態(tài)；將客戶所設(shè)計的臺階模板圖形導入到本激光切割裝置的 控制系統(tǒng)中的切割文件內(nèi)；然后將待切割的臺階模板置于上述切割平臺上，并將其固定； 然后打開導入的切割文件，讀取相應(yīng)數(shù)據(jù)，進行激光切割，由于臺階模板上具有貫穿孔和臺 階面，因此，在切割時需要按圖形控制激光切割頭的運動；通過控制系統(tǒng)內(nèi)的機械控制模塊 實現(xiàn)圖形位置的確定，通過激光控制模塊實現(xiàn)激光能量的控制，控制激光切割頭在臺階模 板上所刻圖形的深度、大小以及形狀，以實現(xiàn)臺階面和貫穿孔的激光切割。
[0036] 而激光切割頭切割原理為：激光經(jīng)過聚焦后，焦點處具有極高的能量密度，同時有 同軸輔助吹氣，待切割樣品位于激光焦點處，如果激光能量夠高，就能夠把金屬切穿，因此 只需控制激光能量的大小即能控制激光切割深度。
[0037] 而本裝置在生產(chǎn)臺階模板時，上述激光控制模塊讀取數(shù)據(jù)根據(jù)所要切割圖形來控 制切割深度，當需要切割臺階面時，則需要控制激光切割頭采用激光半刻法來切割，此時需 要機械控制模塊控制上述運動機構(gòu)相應(yīng)運動，并且激光控制模塊控制激光切割頭的激光功 率，使其切割深度小于臺階模板本身厚度，形成一臺階面即可；而在切割貫穿孔時，則需要 控制激光切割頭將臺階模板切穿，在臺階模板下方有熔渣出現(xiàn)即為切割穿透。
[0038] 綜上所述，本發(fā)明的用于臺階模板制作的激光切割裝置，采用運動機構(gòu)帶動激光 切割頭移動，在控制系統(tǒng)的驅(qū)動下完成對臺階模板的生產(chǎn)，其利用激光在待切割的臺階模 板上生成臺階面，替代了現(xiàn)有技術(shù)中化學刻蝕方法生成臺階的方法，簡化了工藝流程，節(jié)省 成本。所以，本發(fā)明有效克服了現(xiàn)有技術(shù)中的種種缺點而具高度產(chǎn)業(yè)利用價值。
[0039] 上述實施例僅例示性說明本發(fā)明的原理及其功效，而非用于限制本發(fā)明。任何熟 悉此技術(shù)的人士皆可在不違背本發(fā)明的精神及范疇下，對上述實施例進行修飾或改變。因 此，舉凡所屬【技術(shù)領(lǐng)域】中具有通常知識者在未脫離本發(fā)明所揭示的精神與技術(shù)思想下所完 成的一切等效修飾或改變，仍應(yīng)由本發(fā)明的權(quán)利要求所涵蓋。
【權(quán)利要求】
1. 一種用于臺階模板制作的激光切割裝置，其特征在于，所述激光切割裝置包括： 切割平臺（8)，用于放置待切割的臺階模板（4); 運動機構(gòu)，位于所述切割平臺（8)的上方，運動機構(gòu)包括在水平面內(nèi)運動的XY向運動 機構(gòu)以及安裝在所述XY向運動機構(gòu)上的Z向運動機構(gòu)； 激光切割頭（7)，安裝在所述運動機構(gòu)上； 控制系統(tǒng)，用于控制所述激光切割頭（7)在運動機構(gòu)的帶動下實現(xiàn)三維空間內(nèi)的運動， 以及控制激光切割頭（7)所發(fā)激光的激光能量。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于臺階模板制作的激光切割裝置，其特征在于：所述XY向 運動機構(gòu)包括橫梁（31)、堅梁（22)以及設(shè)于橫梁（31)上的X向?qū)к墸?2)、設(shè)于堅梁（22)上 的Y向?qū)к墸?1)，所述橫梁（31)置于所述堅梁（22)上沿Y向?qū)к墸?1)運動，所述X向?qū)к?(32)上設(shè)有滑塊（5)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于臺階模板制作的激光切割裝置，其特征在于：所述XY向 運動機構(gòu)包括橫梁（31)、堅梁（22)以及設(shè)于橫梁（31)上的X向?qū)к墸?2)、設(shè)于堅梁（22)上 的Y向?qū)к墸?1)，所述堅梁（22)置于所述橫梁（31)上沿X向?qū)к墸?2)運動，所述Y向?qū)к?(21)上設(shè)有滑塊（5)。
4. 根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的用于臺階模板制作的激光切割裝置，其特征在于：所述 Z向運動機構(gòu)置于所述滑塊（5)上，所述滑塊（5)上設(shè)有沿Z向升降的安裝塊（6)，所述激光 切割頭（7)固定在所述安裝塊（6)上。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于臺階模板制作的激光切割裝置，其特征在于：所述激光 切割裝置還包括支撐機架（1 )，所述切割平臺（8 )和運動機構(gòu)均置于所述支撐機架（11)上。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于臺階模板制作的激光切割裝置，其特征在于：所述控制 系統(tǒng)包括控制所述運動機構(gòu)運動的機械控制模塊，以及控制所述激光切割頭（7)切割的激 光控制模塊。
【文檔編號】B23K26/38GK104096976SQ201310123557
【公開日】2014年10月15日 申請日期:2013年4月10日 優(yōu)先權(quán)日:2013年4月10日
【發(fā)明者】魏志凌, 寧軍, 程曄 申請人:昆山思拓機器有限公司