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有了陶瓷基板,手机集成气体传感器将不再是问题

2021-10-22 11:38:17

  陶瓷基板激光加工技术

  随着材料技术的发展,陶瓷基板因其优越的物理化学性能,在科研和工业中得到了越来越多的应用。几乎所有领域都有陶瓷基板,无论是精密微电子、航空船舶等重工业,还是普通人的日用品。

  然而,陶瓷基板结构致密,具有一定的脆性。虽然普通的机械方法可以加工,但在加工过程中存在应力,特别是对于一些非常薄的陶瓷片,很容易产生裂缝。这使得陶瓷基板的加工成为广泛应用的难点。

陶瓷基板

  激光作为一种灵活的加工方法,在陶瓷基板的加工过程中表现出非凡的能力。以微电子应用陶瓷电路基板的切割和钻孔为例。

  在微电子工业中,PCB被用作传统工艺的电路基础。然而,随着该行业的发展,越来越多的客户要求其微电子产品具有更稳定的性能,包括机械结构的稳定性、电路的绝缘性能等。因此,陶瓷材料得到了越来越多的应用。目前主流陶瓷材料为氧化铝和氮化铝,主流厚度小于2mm。

  为了实现更复杂的电路设计,客户一般要求双面设计电路,通过导通孔灌注银浆或溅镀金属,形成上下导通。同时,为了满足外包装的需要,电路元件的形状也发生了各种变化,包括一些圆角或其他异性。对于这样的产品设计,加工方法非常困难。即使能加工,其良品率也很低。由于陶瓷优越的物理化学性能,广泛引用的金属加工化学蚀刻或电火花加工方法无法应用。对此,激光无接触加工可以大大提高陶瓷激光加工的可行性和加工率。

  切割0.635mm厚氧化铝和0.8mm厚氮化铝的样品。可以看出,切割边缘不仅光滑,而且可以有效控制切割边缘的热影响。即使陶瓷已经金属化,它仍然可以在不伤害金属化部分的情况下准确切割。

  当然,在20世纪70年代,陶瓷的激光直线划片已经出现在美国。但可以看出,今天的陶瓷基板切割技术,已经得到了深远的发展。

  目前,传统co2高功率激光在陶瓷直线切割应用中可以说是一种传统工艺。由于其高效的切割和基本平整的切割断面,也是陶瓷分板加工的主流工艺。但对于一些要求较高的陶瓷切割加工,如电路单元形状的直线切割,则不适用。在80倍显微镜下,我们可以看到高功率CO2激光切割的陶瓷基板在邮票边缘有一般的凹凸,起伏范围约为50~90um。

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