因氧化鋁陶瓷材料的廣泛應(yīng)用，陶瓷pcb在很多領(lǐng)域備受歡迎。但是氧化鋁陶瓷硬而脆的特性使其難于加工，國(guó)內(nèi)真正專(zhuān)業(yè)能做得很好的陶瓷板廠(chǎng)家不多。今天重點(diǎn)講述的是????????的激光打孔工藝。

目前陶瓷氧化鋁陶瓷電路板加工現(xiàn)狀

電子工業(yè)中氧化鋁陶瓷基板的過(guò)孔加工常用高速旋轉(zhuǎn)的細(xì)鉆頭加工，難于加工0.25 mm以下的微孔。激光加工非接觸、破壞性小及易調(diào)整等特點(diǎn)使其在氧化鋁陶瓷材料的加工中優(yōu)勢(shì)明顯，也被用來(lái)加工氧化鋁陶瓷基板的過(guò)孔。然而，激光打孔的一固有缺點(diǎn)就是因?yàn)楦邷禺a(chǎn)生的強(qiáng)烈揮發(fā)物在遇冷后會(huì)在孔的周?chē)皟?nèi)壁形成大量不規(guī)則堆濺物及重鑄層，這大大影響了過(guò)孔質(zhì)量，后續(xù)加工也不可避免。

新型陶瓷膠態(tài)成型工藝——凝膠注模成型

凝膠注模成型（Gelcasting）是美國(guó)橡樹(shù)嶺國(guó)家實(shí)驗(yàn)室的20世紀(jì)90年代初出現(xiàn)的一種新型陶瓷膠態(tài)成型工藝。該工藝具有設(shè)備簡(jiǎn)單、成型坯體密度和強(qiáng)度高，收縮率小等優(yōu)點(diǎn)，自其出現(xiàn)以來(lái)便受到廣泛關(guān)注，已被廣泛用于各種陶瓷材料的成型中。為了避免激光打孔時(shí)堆濺物及重鑄層的形成以提高打孔質(zhì)量，斯利通提出了一種基于凝膠注模成型陶瓷素坯的激光打孔新工藝。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，使用該方法可大大減少不規(guī)則堆積物的形成并能大大改善孔的質(zhì)量。

Nd:YAG激光器——一種高質(zhì)量的微孔加工技術(shù)

以常見(jiàn)的氧化鋁陶瓷電路板作為研究對(duì)象。激光器采用了工業(yè)應(yīng)用較成熟的Nd:YAG激光器。打孔時(shí)固定脈沖重復(fù)頻率和脈寬，所得數(shù)據(jù)為6個(gè)脈沖作用的結(jié)果。凝膠體系以水為溶劑，單體和交聯(lián)劑分別為丙烯酰胺（C2H3CONH2）和N,N’—亞甲雙丙烯酰胺((C2H3CONH)2CH2)?？椎男蚊灿肏ITACHI S—450掃描電鏡觀測(cè)，孔徑和孔深由光學(xué)顯微鏡結(jié)合掃描電鏡測(cè)量。

激光打孔過(guò)程由激光加熱開(kāi)始。當(dāng)高能光束照射到材料表面時(shí)，材料因吸收光能而迅速升溫并汽化，激光的持續(xù)作用使材料蒸汽攜帶液相不斷揮發(fā)，此即激光的打孔過(guò)程。

Nd:YAG激光在氧化鋁素坯上打孔的研究表明， 直接在凝膠注模成型氧化鋁陶瓷素坯上激光打孔的新工藝可以有效地防止普通陶瓷體打孔時(shí)堆濺物的形成，從而得到分布致密、形狀規(guī)則的微孔，并能提高打孔效率，是一種高質(zhì)量的微孔加工技術(shù)

當(dāng)打孔進(jìn)行到激光脈沖尾緣后，由于光強(qiáng)和蒸汽壓銳減及光束的發(fā)散等，熔化而未來(lái)得及被攜帶走的液相會(huì)重新凝聚在孔壁和孔入口處形成重鑄層和堆積物。氧化鋁陶瓷體直接加工時(shí)孔的周?chē)鷷?huì)形成大量不規(guī)則堆積物。而Gelcast素坯上的微孔則幾乎沒(méi)有堆積物，其表面也更干凈和平滑。從其剖面圖還可看出，氧化鋁陶瓷體所打孔的入口被大量的重鑄物所堵塞，而Gelcast素坯上的微孔則沒(méi)有這種現(xiàn)象。由于阻止了堆積物等的形成，素坯上所打孔的尺寸也更加均勻，打孔過(guò)程也具有更好重現(xiàn)性。兩種方法的孔深和孔徑標(biāo)準(zhǔn)偏差數(shù)據(jù)也表明了這一點(diǎn)。另外素坯上所得孔也表現(xiàn)出較大的孔深和孔徑平均值。根據(jù)激光的熱效應(yīng)機(jī)理，材料低的汽化和熔化熱才能導(dǎo)致較大的孔深和孔徑，因此數(shù)據(jù)表明素坯具有相對(duì)低的汽化和熔化熱。氧化鋁陶瓷素坯是由粒徑1~2ìm的粉體顆粒被大分子物質(zhì)粘結(jié)而成的，而氧化鋁陶瓷體則是由大小為6~10 ìm的晶粒組成的一種致密多晶材料。此外，素坯中易揮發(fā)的有機(jī)物也有助于材料的去除。由此推測(cè)，激光在凝膠注模成型素坯上打孔時(shí)很少出現(xiàn)堆積物是因?yàn)槠湎鄬?duì)較疏松的結(jié)構(gòu)所致.

以上的金瑞欣特種電路小編分享的氧化鋁陶瓷電路板的激光打孔工藝，需要匹配好的工藝和激光器械，提升加工的質(zhì)量，和通過(guò)率。更多陶瓷電路板的工藝和制作詳情可以咨詢(xún)金瑞欣特種電路官網(wǎng)。金瑞欣特種電路是專(zhuān)業(yè)的電路板打樣和中小批量廠(chǎng)家，十年PCB制作經(jīng)驗(yàn)，值得信賴(lài)。