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激光切割打孔工艺在陶瓷电路板生产的应用

随着5G建设的持续推进,精密微电子以及航空船舶等工业领域得到了进一步的发展,而这些领域都涵盖了陶瓷基板的应用。其中,陶瓷基板PCB因其优越的性能逐渐得到了越来越多的应用。陶瓷基板是大功率电子电路结构技术和互连技术的基础材料,结构致密,且具有一定的脆性。传统加工方式,在加工过程中存在应力,针对厚度很薄的陶瓷片,很容易产生碎裂。

陶瓷片基板成品图示

由于电子器件和半导体元器件具有尺寸小,密度高等特点,故要求激光打孔加工的精度和速度有较高要求,根据元器件应用的不同要求,微孔直径范围为0.05~0.2mm。目前陶瓷板材普遍采用激光器对陶瓷板材进行打孔加工,激光陶瓷打孔一般采用脉冲激光器或准连续激光器(光纤激光器),一般激光焦斑直径≤0.05mm,根据陶瓷板材厚度尺寸不同,一般可通过控制离焦量来实现不同孔径的通孔打孔,对于直径小于0.15mm的通孔,可通过控制离焦量实现打孔。

陶瓷基片工艺流程图示

陶瓷电路板切割主要有水刀切割和激光切割两种,目前市场上激光切割多选择光纤激光器。光纤激光器切割陶瓷电路板具有以下优势:

(1)精度高,速度快,切缝窄,热影响区小,切割面光滑无毛刺。

(2)激光切割头不会与材料表面相接触,不划伤工件。

(3)切缝窄,热影响区小,工件局部变形极小,无机械变形。

(4)加工柔性好,可以加工任意图形,亦可以切割管材及其他异型材。

QCW1064高速旋转精密切割微孔加工头

奥莱光电针对精密切割打孔需求研发QCW1064高速旋转精密切割微孔加工头,此款切割头为精密光纤(λ=1064nm)切割头,准直和聚焦镜片为多片式组合,聚焦光斑小,精度高,配合XY振镜旋转,配合光纤激光器可切割微小孔径。优化的机械设计和精密的调整机构,完全的密封性能,配合水冷和同轴吹气,激光切割头可以在较高功率下持续稳定的工作。此款产品兼容同轴成像。

在1mm以下陶瓷基板,铝板,铜板,不锈钢板上可以打微小孔,孔径Φ0.1-0.5mm,配合同轴吹气,切割圆度好,边缘光滑。

在轻薄化、微型化等发展趋势下,传统的切割加工方式因精度不够高,已无法满足需求。激光是一种非接触式的加工工具,在切割工艺上较传统加工方式有着明显的优势,在陶瓷基板PCB加工中发挥了非常重要的作用。


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