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陶瓷板厂家浅谈氧化铝陶瓷电路板的激光打孔工艺

陶瓷板厂家 氧化铝陶瓷电路板

因氧化铝陶瓷材料的广泛应用,陶瓷pcb在很多领域备受欢迎。但是氧化铝陶瓷硬而脆的特性使其难于加工,国内真正专业能做得很好的陶瓷板厂家不多。今天重点讲述的是氧化铝陶瓷电路板的激光打孔工艺。

LED陶瓷电路板

目前陶瓷氧化铝陶瓷电路板加工现状

电子工业中氧化铝陶瓷基板的过孔加工常用高速旋转的细钻头加工,难于加工0.25 mm以下的微孔。激光加工非接触、破坏性小及易调整等特点使其在氧化铝陶瓷材料的加工中优势明显,也被用来加工氧化铝陶瓷基板的过孔。然而,激光打孔的一固有缺点就是因为高温产生的强烈挥发物在遇冷后会在孔的周围及内壁形成大量不规则堆溅物及重铸层,这大大影响了过孔质量,后续加工也不可避免。

新型陶瓷胶态成型工艺——凝胶注模成型

凝胶注模成型(Gelcasting)是美国橡树岭国家实验室的20世纪90年代初出现的一种新型陶瓷胶态成型工艺。该工艺具有设备简单、成型坯体密度和强度高,收缩率小等优点,自其出现以来便受到广泛关注,已被广泛用于各种陶瓷材料的成型中。为了避免激光打孔时堆溅物及重铸层的形成以提高打孔质量,斯利通提出了一种基于凝胶注模成型陶瓷素坯的激光打孔新工艺。实验结果表明,使用该方法可大大减少不规则堆积物的形成并能大大改善孔的质量。

Nd:YAG激光器——一种高质量的微孔加工技术

以常见的氧化铝陶瓷电路板作为研究对象。激光器采用了工业应用较成熟的Nd:YAG激光器。打孔时固定脉冲重复频率和脉宽,所得数据为6个脉冲作用的结果。凝胶体系以水为溶剂,单体和交联剂分别为丙烯酰胺(C2H3CONH2)和N,N’—亚甲双丙烯酰胺((C2H3CONH)2CH2)。孔的形貌用HITACHI S—450扫描电镜观测,孔径和孔深由光学显微镜结合扫描电镜测量。

激光打孔过程由激光加热开始。当高能光束照射到材料表面时,材料因吸收光能而迅速升温并汽化,激光的持续作用使材料蒸汽携带液相不断挥发,此即激光的打孔过程。

Nd:YAG激光在氧化铝素坯上打孔的研究表明, 直接在凝胶注模成型氧化铝陶瓷素坯上激光打孔的新工艺可以有效地防止普通陶瓷体打孔时堆溅物的形成,从而得到分布致密、形状规则的微孔,并能提高打孔效率,是一种高质量的微孔加工技术

当打孔进行到激光脉冲尾缘后,由于光强和蒸汽压锐减及光束的发散等,熔化而未来得及被携带走的液相会重新凝聚在孔壁和孔入口处形成重铸层和堆积物。氧化铝陶瓷体直接加工时孔的周围会形成大量不规则堆积物。而Gelcast素坯上的微孔则几乎没有堆积物,其表面也更干净和平滑。从其剖面图还可看出,氧化铝陶瓷体所打孔的入口被大量的重铸物所堵塞,而Gelcast素坯上的微孔则没有这种现象。由于阻止了堆积物等的形成,素坯上所打孔的尺寸也更加均匀,打孔过程也具有更好重现性。两种方法的孔深和孔径标准偏差数据也表明了这一点。另外素坯上所得孔也表现出较大的孔深和孔径平均值。根据激光的热效应机理,材料低的汽化和熔化热才能导致较大的孔深和孔径,因此数据表明素坯具有相对低的汽化和熔化热。氧化铝陶瓷素坯是由粒径1~2ìm的粉体颗粒被大分子物质粘结而成的,而氧化铝陶瓷体则是由大小为6~10 ìm的晶粒组成的一种致密多晶材料。此外,素坯中易挥发的有机物也有助于材料的去除。由此推测,激光在凝胶注模成型素坯上打孔时很少出现堆积物是因为其相对较疏松的结构所致.

以上的金瑞欣特种电路小编分享的氧化铝陶瓷电路板的激光打孔工艺,需要匹配好的工艺和激光器械,提升加工的质量,和通过率。更多陶瓷电路板的工艺和制作详情可以咨询金瑞欣特种电路官网。金瑞欣特种电路是专业的电路板打样和中小批量厂家,十年PCB制作经验,值得信赖。


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