CN108746996A - 一种基于激光射线的材料粘合方法和装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于激光射线的材料粘合方法和装置，采用激光光学处理后其焦点直接作用于胶水表面，通过局部加热胶水，从而快速精确地把胶水中的水分吸收掉，剩余胶水中的高分子从而达到把材料粘合的目的。激光特点是方向性、相干性，高能量密度等特点，可以通过预先设置好的路线轨迹进行工作而不影响周边的材料。本发明的方案具有加热速度快、能量集中、强度高的优点，可快速精确地把胶水中的水分吸收掉，剩余胶水中的高分子从而达到把材料粘合的目的。
Description
技术领域
本发明涉及材料粘合技术领域，特别是涉及一种基于激光射线的材料粘合方法和装置。
背景技术
胶水俗称粘合剂、胶粘剂、粘合剂。胶水是连接两种材料的中间体，多以水剂出现，属精细化工类，种类繁多，主要以粘料、物理形态、硬化方法和被粘物材质的分类方法。胶水不是独立存在的，它必须涂在二个物体之间才能发挥粘合作用。常见的有瞬间胶(常见的502α-氰基丙烯酸乙酯强力瞬间接着剂是一种)、环氧树脂粘结类、厌氧胶水、UV胶水(紫外线光固化类)、热熔胶、压敏胶、乳胶类等。物体的粘合，就是靠胶水中的高分子体间的拉力来实现的。在胶水中，水就是中高分子体的载体，水载着高分子体慢慢地浸入到物体的组织内。当胶水中的水分消失后，胶水中的高分子体就依靠相互间的拉力，将两个物体紧紧的结合在一起。
目前胶水固化方式有：目前胶水固化方式有：常温自然固化、热固化，UV紫外线固化等。
产品粘合的位置与不需要粘合的位置，在同一条件下，比如常温自然环境下，热炉子环境下，UV灯照射环境下，没法做到粘合的位置为加快粘合固化的效率、强度，不需要粘合的位置避开热固化炉子、UV灯照射等环境。
发明内容
本发明主要解决的技术问题是提供一种基于激光射线的材料粘合方法和装置。
为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是：提供一种基于激光射线的材料粘合方法，包括：设置待粘合的第一材料和第二材料于一平台上，使第一材料和第二材料形成粘合间隙，并在所述粘合间隙中设置粘合用的胶水；设置激光发生装置，使所述激光发生装置正对施加了胶水的粘合间隙发出指定强度的激光射线；控制激光射线根据预先设置的轨迹聚焦作用于胶水。
其中，激光发生器通过一XY调节装置进行控制，以使激光射线根据所述XY调节装置预设置的轨迹聚焦于胶水。
其中，在激光发生装置和胶水之间设置一聚焦镜片，以对激光射线进行聚焦。
为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是：提供一种基于激光射线的材料粘合装置，包括：载物台，用于放置待粘合的第一材料和第二材料，使第一材料和第二材料之间形成粘合间隙，并在粘合间隙中施加粘合胶水；激光发生器，设置于正对加热间隙的位置，用于对粘合间隙中设置的粘合胶水发出激光射线；其中，所述激光发生器发出的激光射线根据预先设置的轨迹聚焦作用于胶水。
区别于现有技术，本发明的基于激光射线的材料粘合方法和装置采用激光光学处理后其焦点直接作用于胶水表面，通过局部加热胶水，从而快速精确地把胶水中的水分吸收掉，剩余胶水中的高分子从而达到把材料粘合的目的。激光特点是方向性、相干性，高能量密度等特点，可以通过预先设置好的路线轨迹进行工作而不影响周边的材料。本发明的方案具有加热速度快、能量集中、强度高的优点，可快速精确地把胶水中的水分吸收掉，剩余胶水中的高分子从而达到把材料粘合的目的。
附图说明
图1是本发明提供的一种基于激光射线的材料粘合方法的流程示意图；
图2是本发明提供的一种基于激光射线的材料粘合装置的结构示意图。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明的技术方案作进一步更详细的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都应属于本发明保护的范围。
参阅图1，图1是本发明提供的一种基于激光射线的材料粘合方法的流程示意图。该方法的步骤包括：
S110：设置待粘合的第一材料和第二材料于一平台上，使第一材料和第二材料形成粘合间隙，并在所述粘合间隙中设置粘合用的胶水。
S120：设置激光发生装置，使所述激光发生装置正对施加了胶水的粘合间隙发出指定强度的激光射线。
S130：控制激光射线根据预先设置的轨迹聚焦作用于胶水。
其中，激光发生器通过一XY调节装置进行控制，以使激光射线根据所述XY调节装置预设置的轨迹聚焦于胶水。
其中，在激光发生装置和胶水之间设置一聚焦镜片，以对激光射线进行聚焦。
本发明的新的材料粘合工艺是采用激光，通过聚焦镜片F聚焦作用于胶水，通过激光射线的能量，快速精确地把胶水中的水分吸收掉，剩余胶水中的高分子从而达到把材料粘合的目的。激光特点是方向性、相干性，高能量密度等特点，可以通过预先设置好的路线轨迹进行工作而不影响周边的材料。材料M1/M2通过胶水N粘合。
其中待粘合的材料包括玻璃、蓝宝石、陶瓷、硅晶片等材料以及塑料材料、不锈钢、铝合金、钛合金、液态金属等材料。
XY调节装置带动激光发生器沿着粘合间隙的胶水表面移动，保证移动过程中激光发生器与胶水距离保持不变。
示例的，本发明是通过激光键合工艺进行的。激光键合工艺是采用超短脉冲激光光学处理后其焦点直接作用于被键合的两材料之间(即叠焊)，通过被焊接材料的非线性吸收效应，中间区域的快速熔融与凝固，从而把两材料焊在一起。本发明的第一材料与第二材料的加热间隙设置的胶水，通过激光进行光学加热处理，按照预先设置好的加热路径轨迹聚焦作用于加热间隙的胶水，胶水中的水分快速蒸发，而使胶水中的胶物质保留，实现二者的固定连接。
激光类型为纳秒激光、皮秒激光，或者飞秒激光，波段可以为355nm、532nm、1060nm。激光根据工艺条件，可以实时调节激光的功率或能量，激光脉宽、激光频率、加热时间、光束的光斑形状等参数。
参阅图2，图2是本发明提供的一种基于激光射线的材料粘合装置，包括：载物台7，用于放置待粘合的第一材料5和第二材料6，使第一脆性材5料和第二材料6之间形成粘合间隙，并在粘合间隙中施加粘合胶水4；激光发生器2，设置于正对加热间隙的位置，用于对粘合间隙中设置的粘合胶水发出激光射线；其中，激光发生器2发出的激光射线根据预先设置的轨迹聚焦作用于胶水。
激光发生器2通过一XY调节装置进行控制，以使激光射线根据所述XY调节装置预设置的轨迹聚焦于胶水。
加热热源2为激光加热器或火焰加热器。
在激光发生装置2和胶水之间设置一聚焦镜片1，以对加热热源进行聚焦。
区别于现有技术，本发明的基于激光射线的材料粘合方法和装置采用激光光学处理后其焦点直接作用于胶水表面，通过局部加热胶水，从而快速精确地把胶水中的水分吸收掉，剩余胶水中的高分子从而达到把材料粘合的目的。激光特点是方向性、相干性，高能量密度等特点，可以通过预先设置好的路线轨迹进行工作而不影响周边的材料。本发明的方案具有加热速度快、能量集中、强度高的优点，可快速精确地把胶水中的水分吸收掉，剩余胶水中的高分子从而达到把材料粘合的目的。
以上所述仅为本发明的实施方式，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。
Claims (6)
1.一种基于激光射线的材料粘合方法，其特征在于，包括：
设置待粘合的第一材料和第二材料于一平台上，使第一材料和第二材料形成粘合间隙，并在所述粘合间隙中设置粘合用的胶水；
设置激光发生装置，使所述激光发生装置正对施加了胶水的粘合间隙发出指定强度的激光射线；
控制激光射线根据预先设置的轨迹聚焦作用于胶水。
2.根据权利要求1所述的基于激光射线的材料粘合方法，其特征在于，所述激光发生器通过一XY调节装置进行控制，以使激光射线根据所述XY调节装置预设置的轨迹聚焦于胶水。
3.根据权利要求1所述的基于激光射线的材料粘合方法，其特征在于，在激光发生装置和胶水之间设置一聚焦镜片，以对激光射线进行聚焦。
4.一种基于激光射线的材料粘合装置，其特征在于，包括：
载物台，用于放置待粘合的第一材料和第二材料，使第一材料和第二材料之间形成粘合间隙，并在粘合间隙中施加粘合胶水；
激光发生器，设置于正对加热间隙的位置，用于对粘合间隙中设置的粘合胶水发出激光射线；
其中，所述激光发生器发出的激光射线根据预先设置的轨迹聚焦作用于胶水。
5.根据权利要求4所述的基于激光射线的材料粘合装置，其特征在于，所述激光发生器通过一XY调节装置进行控制，以使激光射线根据所述XY调节装置预设置的轨迹聚焦于胶水。
6.根据权利要求4所述的基于激光射线的材料粘合装置，其特征在于，在激光发生装置和胶水之间设置一聚焦镜片，以对激光射线进行聚焦。
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