В процеса на обработка и производство на керамични платки, лазерната обработка включва главно лазерно пробиване и лазерно рязане.
Керамичните материали като алуминиев оксид и алуминиев нитрид имат предимствата на висока топлопроводимост, висока изолация и устойчивост на висока температура и имат широк спектър от приложения в областта на електрониката и полупроводниците. Въпреки това, керамичните материали имат висока твърдост и крехкост, а обработката им при формоване е много трудна, особено обработката на микропори. Поради високата плътност на мощността и добрата насоченост на лазера, лазерите обикновено се използват за перфориране на керамични плочи. Лазерната керамична перфорация обикновено използва импулсни лазери или квази-непрекъснати лазери (влакнести лазери). Лазерният лъч се фокусира Върху детайла, разположен перпендикулярно на оста на лазера, се излъчва лазерен лъч с висока енергийна плътност (10*5-10*9w/cm*2), за да стопи и изпари материала, и въздушен поток, коаксиален с лъчът се изхвърля от лазерната режеща глава. Разтопеният материал се издухва от дъното на разреза, за да се образува постепенно проходен отвор.
Поради малкия размер и високата плътност на електронните устройства и полупроводниковите компоненти, прецизността и скоростта на лазерното пробиване се изисква да бъдат високи. Според различните изисквания на компонентните приложения, електронните устройства и полупроводниковите компоненти имат малък размер и висока плътност. Поради своите характеристики, прецизността и скоростта на лазерното пробиване се изисква да бъдат високи. Съгласно различните изисквания на приложенията на компонентите, диаметърът на микроотвора е в диапазона от 0,05 до 0,2 мм. За лазери, използвани за прецизна обработка на керамика, обикновено диаметърът на фокусното петно на лазера е по-малък или равен на 0,05 mm. В зависимост от дебелината и размера на керамичната плоча, обикновено е възможно да се контролира разфокусирането, за да се постигне пробиване на различни отвори. За проходни отвори с диаметър по-малък от 0,15 mm, пробиване може да се постигне чрез контролиране на количеството разфокусиране.
Има основно два вида рязане на керамични платки: рязане с водна струя и лазерно рязане. Понастоящем на пазара за лазерно рязане се използват най-вече фибролазерите.
Влакнесто лазерно рязане на керамични платки има следните предимства:
(1)Висока прецизност, бърза скорост, тесен режещ шев, малка зона на топлинно въздействие, гладка режеща повърхност без ръбове.
(2) Лазерната режеща глава няма да докосва повърхността на материала и няма да надраска детайла.
(3)Процепът е тесен, зоната на топлинно въздействие е малка, локалната деформация на детайла е изключително малка и няма механична деформация.
(4)Гъвкавостта на обработката е добра, може да обработва всякакви графики, а също така може да реже тръби и други материали със специална форма.
С непрекъснатия напредък на изграждането на 5G, промишлените области като прецизна микроелектроника и авиация и кораби бяха доразвити и тези области обхващат приложението на керамични субстрати. Сред тях, печатната платка с керамичен субстрат постепенно получава все повече и повече приложения поради превъзходната си производителност.
Керамичният субстрат е основният материал на технологията за структура на електронни схеми с висока мощност и технологията за взаимно свързване, с компактна структура и известна крехкост. При традиционния метод на обработка има напрежение по време на обработката и е лесно да се получат пукнатини за тънките керамични листове.
При тенденцията на развитие на леки и тънки, миниатюризация и др., традиционният метод на обработка на рязане не е в състояние да отговори на търсенето поради недостатъчната прецизност. Лазерът е безконтактен инструмент за обработка, който има очевидни предимства пред традиционните методи на обработка в процеса на рязане и играе много важна роля при обработката на печатни платки с керамичен субстрат.
С непрекъснатото развитие на микроелектронната индустрия, електронните компоненти постепенно се развиват в посока на миниатюризация, лекота и изтъняване, а изискванията за прецизност стават все по-високи. Това неизбежно поставя все по-високи изисквания към степента на обработка на керамичните субстрати. От гледна точка на тенденцията на развитие, прилагането на лазерна обработка на печатни платки с керамичен субстрат има широки перспективи за развитие!
