W procesie produkcyjnym obróbki 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 i są szeroko stosowane w elektronice i półprzewodnikach.Materiały ceramiczne mają jednak dużą twardość i kruchość, a ich formowanie i obróbka są bardzo trudne, zwłaszcza obróbka mikroporów.Ze względu na dużą gęstość mocy i dobrą kierunkowość lasera, obecnie do perforowania arkuszy ceramicznych powszechnie stosuje się lasery.Laserowa perforacja ceramiczna zwykle wykorzystuje lasery impulsowe lub lasery quasi-ciągłe (lasery światłowodowe).Wiązka laserowa jest skupiana przez system optyczny, w którym 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, oraz strumień powietrza współosiowy z wiązką jest wyrzucany z głowicy laserowej.Stopiony materiał jest wydmuchiwany z dna cięcia, stopniowo tworząc otwory.
Ponieważ urządzenia elektroniczne i elementy półprzewodnikowe charakteryzują się małymi rozmiarami i dużą gęstością, wymagana jest wysoka precyzja i szybkość wiercenia laserowego.Zgodnie z różnymi wymaganiami aplikacji komponentów urządzenia elektroniczne i komponenty półprzewodnikowe mają małe rozmiary i dużą gęstość.Dlatego precyzja i szybkość wiercenia laserowego muszą mieć wyższe wymagania.W zależności od różnych wymagań aplikacji komponentów średnica mikrootworów waha się od 0,05 do 0,2 mm.W przypadku laserów stosowanych do precyzyjnej obróbki ceramiki średnica ogniska lasera wynosi zwykle ≤0,05 mm.W zależności od grubości płytki ceramicznej, ogólnie wiercenie otworów przelotowych w różnych otworach może być realizowane przez kontrolowanie stopnia rozogniskowania.W przypadku otworów przelotowych o średnicy mniejszej niż 0,15 mm przebijanie można uzyskać, kontrolując stopień rozmycia.
Istnieją dwa główne rodzaje cięcia płytek ceramicznych: cięcie strumieniem wody i cięcie laserowe.Obecnie większość opcji cięcia laserowego dostępnych na rynku to lasery światłowodowe.Płytki ceramiczne do cięcia laserem światłowodowym mają następujące zalety:
(1) Wysoka precyzja, duża prędkość, wąska szczelina, mała strefa wpływu ciepła, gładka powierzchnia cięcia bez zadziorów.
(2) Głowica do cięcia laserowego nie będzie stykać się z powierzchnią materiału i nie zarysuje przedmiotu obrabianego.
(3) Szczelina jest wąska, strefa wpływu ciepła jest niewielka, lokalne odkształcenie przedmiotu obrabianego jest bardzo małe i nie występuje odkształcenie mechaniczne.
(4) Ma dobrą elastyczność przetwarzania, może przetwarzać dowolną grafikę, a także może ciąć rury i inne materiały o specjalnym kształcie.
Wraz z ciągłym rozwojem konstrukcji 5G, dziedziny przemysłowe, takie jak mikroelektronika precyzyjna, lotnictwo i statki, zostały dalej rozwinięte, a wszystkie te dziedziny obejmują zastosowanie podłoży ceramicznych.Wśród nich coraz częściej stosuje się ceramiczne podłoże PCB ze względu na jego doskonałą wydajność.
Podłoże ceramiczne jest podstawowym materiałem technologii struktury obwodów elektronicznych o dużej mocy i technologii połączeń, o gęstej strukturze i pewnej kruchości.W tradycyjnych metodach przetwarzania w procesie przetwarzania występuje naprężenie i łatwo jest pękać w przypadku cienkich arkuszy ceramicznych.
Zgodnie z trendem rozwojowym polegającym na przerzedzaniu i miniaturyzacji, tradycyjna metoda cięcia nie jest już w stanie sprostać wymaganiom, ponieważ precyzja nie jest wystarczająco wysoka.Laser jest bezdotykowym narzędziem do obróbki, które ma oczywiste zalety nad tradycyjnymi metodami obróbki w technologii cięcia i odgrywa bardzo ważną rolę w obróbce PCB podłoży ceramicznych.
Wraz z ciągłym rozwojem branży mikroelektronicznej elementy elektroniczne stopniowo rozwijają się w kierunku miniaturyzacji i pocieniania, a wymagania dotyczące precyzji stają się coraz wyższe, co z pewnością będzie stawiać coraz wyższe wymagania co do stopnia obróbki podłoży ceramicznych .Z punktu widzenia trendu rozwojowego zastosowanie obróbki laserowej podłoża ceramicznego PCB ma szerokie perspektywy rozwojowe!