[发明专利]一种陶瓷基板的划片加工方法

说明书

技术领域

本发明涉及陶瓷基板领域，尤其是涉及陶瓷基板的划片加工方法。

背景技术

高性能的氧化铝陶瓷基板因其在硬度，强度，绝缘性，导热性方面的特殊性能，在电子工业中已大量用来作为基板、多层陶瓷基板等。但氧化铝陶瓷材料的高硬度极其脆性使得加工极为困难，严重地阻碍了氧化铝陶瓷材料的应用发展。目前，传统的陶瓷基板划片方法分接触式划片和非接触式划片(激光划片工艺)两种：

接触式划片，如金刚石划片法，该方法速度快，设备简单，但其精度差，切割边缘不易成直角；且由于接触加工时所受到应力，加工表面破碎严重，生产成品率低，精度差。

非接触划片工艺主要是激光划片，划线细，精度高，速度快。传统的陶瓷基板非接触划片一般采用CO₂激光的方法来加工图形，在这个加工过程中会存在有一些问题：

1)划片宽度较宽，影响精度及材料的利用率；

2)划片效果不好，常有锯齿状，断面不够光滑；

3)CO₂激光器加工的热影响区域过大，常出现加工样品脆性断裂。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于克服上述现有技术的不足，而提出一种陶瓷基板划片加工的方法，该方法加工的陶瓷基板宽度窄，精度高，划片效果好，不易出现断裂。

本发明解决上述技术问题采用的技术方案包括是：提供一种陶瓷基板划片加工的方法，其包括以下步骤：

(1)将所需加工图形进行编程处理，输入电脑控制系统；

(2)将陶瓷基板放置在加工平台上，调整放板的位置，并开启平台的吸附系统将陶瓷基板进行固定；

(3)调整加工工艺参数，采用激光按设计图形加工路径进行划片加工；

(4)通过显微镜观察划片线宽与划片深度，符合要求后即完成划片加工。

同现有技术相比，本发明通过激光对陶瓷基板进行划片加工，具有划缝细，精度高，划缝速度快，断面光滑，热影响区小，不损伤基板等优点，为陶瓷加工提供一种更为可靠加工方法。

具体实施方式

以下是本发明之最佳实施例作进一步详述。

本发明实施例提供一种陶瓷基板的划片加工方法，该方法通过以下步骤完成：

(1)程序处理，将所需加工图形进行编程处理，输入电脑控制系统；

(2)将陶瓷基板的样品放置在加工平台上，调整放板的位置，保证CCD系统准确可以抓取到标靶，该CCD系统是一种图像捕捉系统，其作用是准确读取加工样品的位置坐标。

(3)开启平台的吸附系统对陶瓷基板进行固定，保证陶瓷基板在加工过程中不会相对平台移动。

(4)调整加工工艺参数：加工功率范围：5-10W；加工速度范围：60-150mm/s；脉冲频率范围：20K-80KHz；脉冲时间为：1-5us；加工次数：2-8次，通过平台移动系统对陶瓷基板移动至激光加工的位置，再利用激光控制系统的激光对陶瓷基板按设计图形进行划片加工，本发明实施例采用紫外光对陶瓷基板进行划片加工，该紫外光的波长范围为：200nm-400nm。

(5)通过显微镜观察划片线宽及划片深度，划片深度达到要求即可完成紫外激光对陶瓷基板划片，一般划片普遍标准为划片深度是陶瓷基板厚度的1/3为佳，陶瓷基板的厚度小于1mm。

本发明实施例通过上述方法对陶瓷基板划片加工精度在±20um以内，划片线宽小于50um。

本发明实施例所述的划片加工方法是划痕切割的方法，其原理是：由于陶瓷是脆性材料，不需要完全切透，采用脉冲紫外激光在陶瓷上沿设计图形，一般图形为直线，打一系列互相衔接的盲孔，孔的深度只需要陶瓷厚度的1/3左右，由于应力集中，稍加力，陶瓷材料很容易准确地沿此线折断。本发明主要就是采用脉冲的紫外激光切割系统产生激光对氧化铝陶瓷基板进行划片。紫外激光加工原理是利用聚焦的高功率激光照射加工陶瓷基板表面，当激光的功率密度超过阈值功率密度后，可将长键状高分子有机物的化学键予以打断，在众多碎粒造成体积增大与外力抽吸之下，使碎粒被快速移除而成孔，随着激光束与陶瓷基板的相对移动，最终在材料表面形成切缝。紫外激光陶瓷划片具有划缝细，精度高，划缝速度快，断面光滑，热影响区小，不损伤基板等优点，为陶瓷加工提供一种更为可靠加工方法。

本发明之实施，并不限于以上最佳实施例所公开的方式，凡基于上述设计思路，进行简单推演与替换，都属于本发明的实施。