陶瓷基板系列-激光打标工艺简介
陶瓷基板在现代工业中发挥着至关重要的作用,广泛应用于电子、光电、电信、航空航天等领域。
1、陶瓷基板简介
陶瓷基板具有优良的绝缘性能和高可靠性。它们具有低介电常数、良好的高频特性、低热膨胀系数和高导热率等优点。但陶瓷基板相对较脆,导致基板面积较小,成本较高。
陶瓷基板使用的主要材料有氧化铝(Al2O3)、氮化铝(AlN)、氮化硅(Si3N4)等。
他们之中,氧化铝(Al2O3)陶瓷基板因其优异的绝缘性和耐高温性而被广泛应用于集成电路和光电器件中。
氮化铝 (AlN) 陶瓷基板 具有高导热率、低介电常数、低介电损耗以及与硅相匹配的热膨胀系数。随着技术的成熟,AlN衬底的成本逐渐下降,应用范围不断扩大。
氮化硅(Si3N4)陶瓷基板具有优异的机械强度、耐热冲击性和化学稳定性。它们通常用于高温和高应力环境,例如燃气轮机和汽车发动机。此外,它们具有良好的电绝缘性能,能够承受高电压,使其广泛应用于高功率电子应用。 Si3N4 陶瓷基板还具有低热膨胀性,使其与各种材料兼容,包括半导体和金属。
2、传统机械加工与激光加工
陶瓷基板的制造过程主要包括原材料选择、成型、烧结以及烧结后加工等。
(1)机械加工
陶瓷机械加工是指利用机械设备和工具对陶瓷材料进行加工的过程。它包括切削、磨削、钻孔等,优点是工艺简单、加工效率高,但由于陶瓷材料硬度高、脆性大、易断裂,传统机械加工面临难度高、效率低、效率低等挑战。产量和重大材料损失。因此,适合小规模精密加工。
(2)激光加工
激光加工是一种非接触式加工方法,其特点是具有优良的聚焦和位置控制能力。激光切割、钻孔和打标等工艺涉及将激光设备发射的激光束通过透镜聚焦,在焦点处会聚成一个微小的光斑。激光束在焦点处的高功率密度导致局部高温,使材料在垂直方向瞬间汽化,并在辅助气体的辅助下吹走汽化的材料,从而在工件上形成小孔。激光加工因其更高的效率、更光滑的表面光洁度和更高的精度而逐渐取代传统的机械加工。
三、激光加工的优点
(1)激光加工是非接触式的,保证了高切割精度和可控的打标深度。
(2)通过CAD图纸导入,可任意编辑加工图形,无需模具,缩短生产周期。
(3)加工质量高,无毛刺、崩边。
(4)加工速度快,生产成本低。
(5)精密加工能力,可加工直径0.15mm的小孔,产生的废料极少。
(6)CO2激光器和QCW脉冲激光器主要用于陶瓷基片的激光加工。
4、陶瓷基板激光打标加工
陶瓷基板的激光打标加工是半导体器件、电子元件、光学元件等领域制造中常用的技术。典型的工艺步骤包括:
(1)激光设置
根据所需打标规格调整激光打标功率、频率、速度等参数,影响打标质量和效率。
(2)工件固定
将陶瓷基板固定在加工平台上,以确保加工过程中的稳定性,防止移动或振动。
(3)激光打标
启动激光设备,按照预设参数在陶瓷基板上进行打标。激光束照射陶瓷表面,局部加热,达到打标目的。激光的高能量密度可以引起陶瓷表面的局部熔化或烧蚀,形成所需的标记图案。
(4)质量检验
标记后,检查质量,确保标记的准确性、完整性和整体质量。
(5)清洗处理
清洁加工后的陶瓷基材,去除残留的灰尘、碎屑或其他杂质,确保表面光滑。
在陶瓷基板的激光打标过程中,必须控制激光加工参数,避免过度加热,导致陶瓷破裂或变形。激光打标具有接缝细、精度高、打标速度快、断面光滑、热影响区小、不损伤基材等优点,为陶瓷基材加工提供了可靠的加工方法。随着微电子行业不断向小型化、轻量化方向发展,要求更高的精度,激光打标技术在陶瓷基板加工方面具有广阔的前景。
厦门玛斯瑞科技有限公司 能够使用不同的技术生产陶瓷基板。对于厚度小于1.5mm的陶瓷基板,我们采用注浆成型和激光加工(激光划片、激光切割、激光钻孔)等方法对基板进行精密加工,通过干压和机加工车床进行。