W procesie obróbki i produkcji płytek ceramicznych obróbka laserowa obejmuje głównie wiercenie laserowe i cięcie laserowe.
Materiały ceramiczne, takie jak tlenek glinu i azotek aluminium, mają zalety wysokiej przewodności cieplnej, wysokiej izolacji i odporności na wysoką temperaturę oraz mają szeroki zakres zastosowań w dziedzinie elektroniki i półprzewodników. Materiały ceramiczne mają jednak dużą twardość i kruchość, a ich obróbka formująca jest bardzo trudna, zwłaszcza obróbka mikroporów. Ze względu na dużą gęstość mocy i dobrą kierunkowość lasera, do perforowania płyt ceramicznych powszechnie stosuje się lasery. Laserowa perforacja ceramiczna zwykle wykorzystuje lasery impulsowe lub lasery quasi-ciągłe (lasery światłowodowe). Wiązka laserowa jest skupiona na Na obrabianym przedmiocie umieszczonym prostopadle do osi lasera emitowana jest wiązka laserowa o wysokiej gęstości energii (10*5-10*9w/cm*2) w celu stopienia i odparowania materiału, a współosiowy przepływ powietrza z wiązka jest wyrzucana przez głowicę laserową. Stopiony materiał jest wydmuchiwany z dna nacięcia, stopniowo tworząc otwór przelotowy.
Ze względu na niewielkie rozmiary i dużą gęstość urządzeń elektronicznych i elementów półprzewodnikowych wymagana jest wysoka precyzja i szybkość wiercenia laserowego. Zgodnie z różnymi wymaganiami aplikacji komponentów urządzenia elektroniczne i elementy półprzewodnikowe mają małe rozmiary i dużą gęstość. Ze względu na swoje właściwości wymagana jest wysoka precyzja i szybkość wiercenia laserowego. W zależności od różnych wymagań aplikacji komponentów średnica mikrootworu mieści się w zakresie od 0,05 do 0,2 mm. W przypadku laserów używanych do precyzyjnej obróbki ceramiki średnica ogniska lasera jest zwykle mniejsza lub równa 0,05 mm. W zależności od grubości i wielkości płytki ceramicznej, ogólnie możliwe jest kontrolowanie rozogniskowania, aby uzyskać przebijanie różnych otworów. W przypadku otworów przelotowych o średnicy mniejszej niż 0,15 mm przebijanie można uzyskać, kontrolując stopień rozmycia.
Istnieją głównie dwa rodzaje cięcia płytek ceramicznych: cięcie strumieniem wody i cięcie laserowe. Obecnie na rynku do cięcia laserowego stosuje się głównie lasery światłowodowe.
Płytki ceramiczne do cięcia laserem światłowodowym mają następujące zalety:
(1)Wysoka precyzja, duża prędkość, wąski szew, mała strefa wpływu ciepła, gładka powierzchnia cięcia bez zadziorów.
(2) Głowica do cięcia laserowego nie będzie dotykać powierzchni materiału i nie zarysuje przedmiotu obrabianego.
(3)Szczelina jest wąska, strefa wpływu ciepła niewielka, lokalne odkształcenie przedmiotu obrabianego jest bardzo małe i nie występuje odkształcenie mechaniczne.
(4)Elastyczność obróbki jest dobra, może przetwarzać dowolną grafikę, a także może ciąć rury i inne materiały o specjalnych kształtach.
Wraz z ciągłym rozwojem konstrukcji 5G, dziedziny przemysłowe, takie jak mikroelektronika precyzyjna oraz lotnictwo i statki, zostały dalej rozwinięte, a dziedziny te obejmują zastosowanie podłoży ceramicznych. Wśród nich płytka PCB z podłożem ceramicznym stopniowo znalazła coraz więcej zastosowań ze względu na swoją doskonałą wydajność.
Podłoże ceramiczne jest podstawowym materiałem technologii struktury obwodów elektronicznych o dużej mocy i technologii połączeń, o zwartej strukturze i pewnej kruchości. W tradycyjnej metodzie obróbki podczas obróbki występują naprężenia i łatwo jest wytworzyć pęknięcia w cienkich blachach ceramicznych.
W trendzie rozwoju lekkich i cienkich, miniaturyzacji itp. tradycyjna metoda obróbki cięcia nie była w stanie sprostać zapotrzebowaniu ze względu na niewystarczającą precyzję. Laser jest bezdotykowym narzędziem do obróbki, które ma oczywiste zalety nad tradycyjnymi metodami obróbki w procesie cięcia i odgrywa bardzo ważną rolę w obróbce ceramicznego podłoża PCB.
Wraz z ciągłym rozwojem branży mikroelektronicznej elementy elektroniczne stopniowo rozwijają się w kierunku miniaturyzacji, lekkości i pocienienia, a wymagania dotyczące precyzji są coraz wyższe. Wiąże się to z coraz większymi wymaganiami co do stopnia obróbki podłoży ceramicznych. Z punktu widzenia trendu rozwojowego zastosowanie obróbki laserowej podłoża ceramicznego PCB ma szerokie perspektywy rozwojowe!
