一种含油墨边框的蓝宝石薄片产品的加工方法技术

本发明专利技术提供一种含油墨边框的蓝宝石薄片产品的加工方法，包括如下步骤，步骤A、形成油墨层：取平磨抛光后的大片蓝宝石基片，在其上丝印多个油墨图案，每个油墨图案的油墨区域大小比最终所得的小片蓝宝石薄片产品中油墨边框的大小均外扩0.2mm以上；步骤B、二氧化碳激光器除油墨：使用二氧化碳激光器进行线性连续切割去除每个油墨图案上的部分区域的油墨层，形成用于下一步骤中皮秒激光加工的透明路径；步骤C、皮秒激光器打点加工蓝宝石和二氧化碳激光器热应力裂开蓝宝石，从而得到所述含油墨边框的蓝宝石薄片产品。本发明专利技术提供的加工方法在优化生产工艺和提高生产效率的同时，还提高了蓝宝石产品的质量。

【技术实现步骤摘要】
一种含油墨边框的蓝宝石薄片产品的加工方法
本专利技术涉及蓝宝石加工领域，具体涉及一种含油墨边框的蓝宝石薄片产品的加工方法，所述蓝宝石薄片产品例如为摄像头组件。
技术介绍
传统的玻璃摄像头加工工艺包括开料、仿形、平磨、抛光和丝印等步骤，即包括对每个小片产品的抛光和丝印工序，其工艺复杂需要大量的操作工，生产成本比较高。随着蓝宝石材料在摄像头行业应用越来越广泛，由于蓝宝石硬度高，传统的玻璃加工工艺很难对其进行加工。以仿形工艺为例，传统仿形工艺一个砂轮可以仿10片玻璃产品，而用来仿蓝宝石却只能仿1-2片。另外，小片蓝宝石摄像头丝印过程中边油严重，因而丝印工序良率低。因此，若使用传统的玻璃摄像头加工工艺加工蓝宝石，则需要的设备及砂轮损耗成倍地增加；以及丝印工序良率低下，因而印刷机需求量大。针对以上问题急需要找到一种更加简易的工艺流程来生产蓝宝石摄像头，以达到降低成本，提高良率的目的。中国专利技术专利申请201510077173.8中提供了一种电子产品的蓝宝石视窗配件的加工方法，属于电子产品屏幕加工
它解决了现有蓝宝石视窗配件生产都是单个通过刀具加工，加工效率很低等技术问题。该加工方法中，先将蓝宝石晶块切割成蓝宝石基板，用蓝宝石油墨在蓝宝石基板上印刷出多个圆环形油墨带，然后将油墨烘干，再将蓝宝石基板放入夹具中固定，并用激光将其切割为多个呈环形片状的蓝宝石视窗配件，最后将不合格的产品剔除并取出合格的成品。该加工方法通过蓝宝石油墨在蓝宝石基板上印刷多个圆环形油墨带能够一次切割出多个成品，提高生产效率，激光能够实现闭环控制，从而能够提高激光切割的精确度，从而提高成品的质量。此外，中国专利技术专利申请201510389989.4中提供了一种用于激光切割油墨丝印蓝宝石的装置，待切割的蓝宝石一面已经完成油墨丝印，所述待切割的蓝宝石的非油墨丝印的一面均匀涂覆一层吸光材料，所述装置包括固定架、激光切割机和喷嘴，具体的：固定所述待切割的蓝宝石，并将完成油墨丝印的一面朝下，使得涂覆有吸光材料的一面朝向激光切割机的光源；激光切割头上安装有喷嘴，所述喷嘴在激光切割机进行蓝宝石切割时，喷出压缩空气辅助气体，用于保证切割环境的要求。该专利技术实施例在蓝宝石非油墨丝印面涂覆吸光材料，采用压缩空气作为辅助气体，通过高能激光束作用于涂覆吸光材料面，所得切割产品热损伤小，提高了产品质量。上述对比文件中采用光纤激光器切割蓝宝石，①其对蓝宝石的强度损伤大。②切割产生很多熔渣，影响蓝宝石薄片产品的质量。③传统的光纤激光切割机的崩边宽度只能做到30μm以内，其切割精度难以得到进一步提高。因此，本领域需要一种新的含油墨边框的蓝宝石薄片产品的加工方法。
技术实现思路
因此，本专利技术提供一种含油墨边框的蓝宝石薄片产品的加工方法，包括如下步骤，步骤A、形成油墨层：取平磨抛光后的大片蓝宝石基片，在其上丝印多个油墨图案，每个油墨图案的油墨区域大小比最终所得的小片蓝宝石薄片产品中油墨边框的大小均外扩0.2mm以上，丝印后固化油墨层；步骤B、二氧化碳激光器除油墨：使用二氧化碳激光器进行线性连续切割去除每个油墨图案上的部分区域的油墨层，形成用于下一步骤中皮秒激光加工的透明路径；步骤C、皮秒激光器打点加工蓝宝石和二氧化碳激光器热应力裂开蓝宝石：使用皮秒激光器沿步骤B所述透明路径对蓝宝石进行打点加工，激光打点贯穿蓝宝石片的厚度方向，打点直径为2～8μm，各点间距为5～10μm；再使用二氧化碳激光器对打点路径进行线性连续热应力裂片，二氧化碳激光器提供的热量使得各点间的蓝宝石材料裂开，得到所述含油墨边框的蓝宝石薄片产品。本专利技术首先采用大片印刷工艺，在印刷后再分多步进行激光切割，在激光切割后直接得到蓝宝石薄片产品。CO2激光器是一种由CO2产生激光辐射的激光器。其中主要的工作物质由CO2、氮气和氦气三种气体组成，氮气及氦气为辅助性气体。皮秒激光器是一款脉宽为皮秒的激光器。具有皮秒级超短脉宽、重复频率可调、脉冲能量高等特点，在生物医学、光学参量振荡、生物显微成像等领域有着越来越广泛的应用，逐渐成为现代生物成像和分析系统中日益重要的工具。本专利技术步骤A中，所取的蓝宝石基片是平磨抛光后达到成品要求的厚度及表面粗糙度的大片蓝宝石基片。在一种具体的实施方式中，所述蓝宝石薄片产品的厚度为0.1～0.6mm，优选0.2～0.5mm，所述油墨层的厚度为0.08mm以下。在一种具体的实施方式中，所述大片蓝宝石基片为直径60mm、厚度0.3mm的圆形薄片。所得的含油墨边框的蓝宝石薄片产品为多片内径2.5mm且外径为6.5mm的蓝宝石摄像头产品，产品的边框区为油墨区，产品的透明视窗中心区为其可视区。本专利技术步骤B中使用二氧化碳激光器时只去除油墨层而形成皮秒激光切割用的透明路径，而该二氧化碳激光器并不会对蓝宝石材料产生任何伤害。本专利技术步骤B中的切割和步骤C中的皮秒激光器打点一般均一次即可(激光沿着油墨边框处走一圈)，不需要重复多次。在一种具体的实施方式中，步骤A中在蓝宝石基片上丝印油墨形成的多个图案间每相邻两个图案的间距为0.5mm以上，优选0.8～2mm。在一种具体的实施方式中，步骤B中使用二氧化碳激光器线性切割油墨层时使用CCD进行定位，步骤B中激光切割功率为7.5～15W，激光频率10～20KHz，切割速度15～25mm/s。本领域技术人员能理解的，步骤B中的二氧化碳激光器线性切割、步骤C中的皮秒激光器打点加工以及二氧化碳激光器切割的切割速度均是指激光器在蓝宝石片的板面上的移动速度。例如在形成圆形摄像头时，是其周长方向的移动速度。在一种具体的实施方式中，步骤B中形成的透明路径的线宽在0.2mm以内，优选在0.15mm以内，更优选在0.1mm以内。在一种具体的实施方式中，步骤C中皮秒激光器的激光切割功率为7～20W，激光频率20～60KHZ，切割速度40～100mm/s。本专利技术中，可以根据蓝宝石的厚度来选择皮秒激光器的激光切割功率。蓝宝石略厚时，切割功率略大。在一种具体的实施方式中，步骤C中二氧化碳激光器的激光切割功率为7.5～15W，激光频率10～20KHz，切割速度15～35mm/s；且采用离焦方式裂片，焦点控制在蓝宝石上表面0.1～3mm处，优选0.2～1mm处。在一种具体的实施方式中，步骤C中使用二氧化碳激光器热应力裂开蓝宝石时进行2圈以上线性扫描得到所述产品，优选进行3～5圈激光线性扫描后得到所述产品。在步骤C二氧化碳激光器切割中，对本专利技术中蓝宝石进行2圈以上的多圈线性扫描，这样每一圈切割所用的能量小，对蓝宝石产品的强度影响更小。尤其是在该步骤中进行3～5圈激光切割时能在切割效率和所得产品质量方面得到最优值。在一种具体的实施方式中，步骤A中每个油墨图案的油墨区域大小比最终所得的小片蓝宝石薄片产品中油墨边框的大小均外扩0.2～2mm，优选0.3～1mm。在一种具体的实施方式中，所述蓝宝石薄片产品的油墨边框呈圆环状，且所述蓝宝石薄片产品为摄像头组件。有益效果：本专利技术工艺流程简单，与传统的小片产品工艺相比，操作工生产同样数量的摄像头需要操作机器的次数明显降低，需要的设备数量减少，节约了机器和人工成本。传统加工中需要的仿形机完全可以省掉，而采用多步激光切割一次成型。本专利技术中激光切割的尺寸可以任意设计，灵活本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种含油墨边框的蓝宝石薄片产品的加工方法，包括如下步骤，步骤A、形成油墨层：取平磨抛光后的大片蓝宝石基片，在其上丝印多个油墨图案，每个油墨图案的油墨区域大小比最终所得的小片蓝宝石薄片产品中油墨边框的大小均外扩0.2mm以上，丝印后固化油墨层；步骤B、二氧化碳激光器除油墨：使用二氧化碳激光器进行线性连续切割去除每个油墨图案上的部分区域的油墨层，形成用于下一步骤中皮秒激光加工的透明路径；步骤C、皮秒激光器打点加工蓝宝石和二氧化碳激光器热应力裂开蓝宝石：使用皮秒激光器沿步骤B所述透明路径对蓝宝石进行打点加工，激光打点贯穿蓝宝石片的厚度方向，打点直径为2～8μm，各点间距为5～10μm；再使用二氧化碳激光器对打点路径进行线性连续热应力裂片，二氧化碳激光器提供的热量使得各点间的蓝宝石材料裂开，得到所述含油墨边框的蓝宝石薄片产品。

【技术特征摘要】
1.一种含油墨边框的蓝宝石薄片产品的加工方法，包括如下步骤，步骤A、形成油墨层：取平磨抛光后的大片蓝宝石基片，在其上丝印多个油墨图案，每个油墨图案的油墨区域大小比最终所得的小片蓝宝石薄片产品中油墨边框的大小均外扩0.2mm以上，丝印后固化油墨层；步骤B、二氧化碳激光器除油墨：使用二氧化碳激光器进行线性连续切割去除每个油墨图案上的部分区域的油墨层，形成用于下一步骤中皮秒激光加工的透明路径；步骤C、皮秒激光器打点加工蓝宝石和二氧化碳激光器热应力裂开蓝宝石：使用皮秒激光器沿步骤B所述透明路径对蓝宝石进行打点加工，激光打点贯穿蓝宝石片的厚度方向，打点直径为2～8μm，各点间距为5～10μm；再使用二氧化碳激光器对打点路径进行线性连续热应力裂片，二氧化碳激光器提供的热量使得各点间的蓝宝石材料裂开，得到所述含油墨边框的蓝宝石薄片产品。2.根据权利要求1所述方法，其特征在于，所述蓝宝石薄片产品的厚度为0.1～0.6mm，优选0.2～0.5mm，所述油墨层的厚度为0.08mm以下。3.根据权利要求1所述方法，其特征在于，步骤A中在蓝宝石基片上丝印油墨形成的多个图案间每相邻两个图案的间距为0.5mm以上，优选0.8～2mm。4.根据权利要求1所述方法，其特征在于，步骤B中使用二氧化碳激光器线性切割油...

【专利技术属性】
技术研发人员：周群飞，饶桥兵，徐学岩，
申请(专利权)人：蓝思科技长沙有限公司，
类型：发明
国别省市：湖南,43