一種使用雷射加工介質基片的方法
2023-05-26 00:27:01
專利名稱：一種使用雷射加工介質基片的方法
技術領域：
本發明涉及雷射加工領域，特別涉及一種使用雷射加工介質基片的方法。
背景技術：
雷射加工是雷射產業的重要應用，與常規的機械加工相比，雷射加工更精密、更準確、更迅速。該技術利用雷射束與物質相互作用的特性，能對包括金屬與非金屬的幾乎各種材料進行加工，涉及到了打孔、切割、焊接、打標、熱處理、成型等多種加工工藝。雷射獨一無二的特性使之成為微細加工的理想工具，廣泛應用於微電子、微機械和微光學加工三大領域。陶瓷、藍寶石等微波硬介質基片雷射加工工藝，主要表現為雷射加工通孔，是將雷射束照射到基片表面，用雷射束的高能量來切除、熔化材料以及改變物體表面性能。雖然雷射加工是無接觸式加工，然而高能量密度的雷射束打入介質基片時，基片表面的微孔周邊由於熔化材料的堆積而形成瘤狀結構，而且熔化的材料可能從孔內濺射出而在基片表面沉積形成微粒，影響基片表面的光潔度。因此，陶瓷、藍寶石等微波硬介質基片雷射打孔時受外界因素產生的不良影響較大，對基片表面加工容易產生缺陷，需要在介質基片雷射打孔操作前在基片表面增加一保護層。在關於使用雷射在基片上打孔的保護層塗覆工藝方面，臺灣專利公告第400555號揭示了一種採用氧化矽或氮化矽用作陶瓷表面保護層的設計，形成上述材料的保護層一般通過化學氣相沉積(CVD)工藝實現。專利公開號1579697A提出一種雷射加工方法，該方法首先在陶瓷表面形成一保護層，該保護層是覆蓋於陶瓷表面的聚醯亞胺層，再利用雷射進行打孔等作業，之後用丙酮或酚類溶劑將該聚醯亞胺層去除。專利申請號201110090343. 8提出一種基於覆銅板的雷射輔助選取微去除銅膜方法，該方法在覆銅板上雷射加工圖形時塗覆的保護層為漆、耐蝕油墨、矽膠、有機顏料，去除方法是用超聲波清洗、雷射掃描、有機溶劑或脫模劑去除。臺灣專利公告第400555號公布的雷射加工方法，在化學氣相沉積過程中會產生一些包括具有毒性、腐蝕性、爆炸性、自燃性、助燃性等特徵的氣體，因而該過程具有一定的危險性及汙染性，且化學氣相沉積設備昂貴。而且，當去除該氧化矽或氮化矽保護層時，需要通過溼法刻蝕過程，然而刻蝕氧化矽或氮化矽的化學溶液包含具有強腐蝕性的酸性溶液，會產生一些有毒及腐蝕性的廢液，且需要專用的刻蝕設備。專利公開號1579697A公布的雷射加工方法，雖然該方法簡單易行，而且聚醯亞胺保護層的去除僅靠溶劑的溶解而無化學反應發生，但是所用有機溶劑為甲酚和丙酮，無法滿足綠色環保的要求，會對人體健康造成重大傷害。因為甲酚有毒，並有類似苯酚的臭氣並微帶焦臭；丙酮雖然對人體沒有特殊的毒性，但是易揮發，有刺激性氣味，吸入後可引起頭痛、支氣管炎等症狀。再者，聚醯亞胺批量使用時成本也比較高。專利申請號201110090343. 8提出的基於覆銅板的雷射輔助選取微去除銅膜方法，在覆銅板上塗覆的保護層為漆、耐蝕油墨、矽膠、有機顏料，使用雷射掃描去除時會有不同程度地刻蝕保護層下面的介質基體，影響其表面形貌。該方法使用有機溶劑或脫模劑雖然能溶解去除保護層，但是不滿足綠色環保的要求，需在通風櫥內進行操作，也會對人體健康造成傷害。而且該方法使用超聲波清洗去除保護層而非水溶解去除，存在保護層去除效率低的不足。現有介質基片雷射加工技術面臨保護塗層去除工藝複雜、成本較高、去除溶劑不環保，以及對操作人員身體健康造成危害的問題。
發明內容
本發明提出一種使用雷射加工介質基片的方法，解決了現有的介質基片雷射加工技術面臨保護塗層去除工藝複雜、成本較高、去除溶劑不環保，以及對操作人員身體健康造成危害的問題。
本發明的技術方案是這樣實現的一種使用雷射加工介質基片的方法，包括以下步驟步驟(a)，在介質基片上形成聚乙烯醇/聚醋酸乙烯酯體系水溶膠保護層；步驟(b)，雷射加工所述介質基片；步驟(C)，雷射加工完成後，使用溶劑去除所述介質基片上的聚乙烯醇/聚醋酸乙烯酯體系水溶膠保護層。可選地，所述在介質基片上形成聚乙烯醇/聚醋酸乙烯酯體系水溶膠保護層的步驟具體為先在所述介質基片上形成一層聚乙烯醇/聚醋酸乙烯酯體系水溶膠溼膜；然後將所述溼膜乾燥處理。可選地，在所述介質基片上形成一層聚乙烯醇/聚醋酸乙烯酯體系水溶膠溼膜的方法具體為沉浸法或旋轉塗布法。可選地，所述將聚乙烯醇/聚醋酸乙烯酯體系水溶膠溼膜乾燥處理的步驟具體為在80°C烘箱內加熱5分鐘或者在25°C下大氣中放置30分鐘。可選地，所述聚乙烯醇/聚醋酸乙烯酯體系水溶膠為DM-1型封網膠，包括聚乙烯醇50-70%，聚醋酸乙烯酯10-20%，水20-30%。可選地，所述聚乙烯醇/聚醋酸乙烯酯體系水溶膠保護層的厚度範圍為O. 5 μ m 50 μ m。可選地，所述雷射加工所述介質基片的步驟中，所述雷射為Nd =YAG雷射或CO2雷射。可選地，所述去除聚乙烯醇/聚醋酸乙烯酯體系水溶膠保護層的溶劑為去離子水。可選地，所述介質基片材料為純度99. 6%以上的氧化鋁基片或純度98%的氮化鋁基片或藍寶石基片，所述介質基片的厚度範圍為0. lmnTO. 65mm。本發明的有益效果是 (I)容易在介質基片表面形成一保護塗層；(2)保護塗層能用綠色環保的溶劑快速溶解去除。
為了更清楚地說明本發明實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發明的一些實施例，對於本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動性的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。圖1為本發明一種使用雷射加工介質基片的方法流程圖；圖2為本發明一種使用雷射加工介質基片的方法的一個實施例的示意圖。
具體實施例方式下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基於本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有作出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬於本發明保護的範圍。圖1為本發明一種使用雷射加工介質基片的方法流程圖。如圖1所示，本發明的一種使用雷射加工介質基片的方法，包括以下步驟步驟(a)，在介質基片上形成聚乙烯醇/聚醋酸乙烯酯體系水溶膠保護層；步驟(b)，雷射加工所述介質基片；步驟(C)，雷射加工完成後，使用溶劑去除所述介質基片上的聚乙烯醇/聚醋酸乙烯酯體系水溶膠保護層。上述步驟(a)、步驟(b)和步驟(C)中，所述介質基片材料可以為純度99. 6%以上的氧化鋁基片或純度98%的氮化鋁基片或藍寶石基片，所述介質基片的厚度範圍為O.1mm O.65mm。優選地，步驟(a)中，所述聚乙烯醇/聚醋酸乙烯酯體系水溶膠保護層的形成方法具體為先採用沉浸法或旋轉塗布法在介質基片上形成一層聚乙烯醇/聚醋酸乙烯酯體系水溶膠溼膜，然後將所述溼膜在80°C烘箱內加熱5分鐘或者在25°C下大氣中放置30分鐘乾燥處理。所述聚乙烯醇/聚醋酸乙烯酯體系水溶膠可以為DM-1型封網膠，其組成成分包含聚乙烯醇50-70%，聚醋酸乙烯酯10-20%，水20-30%。所述聚乙烯醇/聚醋酸乙烯酯體系水溶膠保護層的厚度範圍為O. 5 μ πΓ50 μ m。優選地，步驟(b)中，所述雷射為Nd :YAG雷射或CO2雷射，實現對塗覆了保護層的介質基片進行圓形通孔、方形通孔或其它外形尺寸的加工，而對介質基片上不需要加工的表面部位進行保護。優選地，步驟(C)中，去除所述聚乙烯醇/聚醋酸乙烯酯體系水溶膠保護層的溶劑為去離子水。基於圖1中的本發明的一種使用雷射加工介質基片的方法流程圖，以下結合具體的實施例對本發明作進一步詳細說明。本實施例中，採用旋轉塗布DM-1型封網膠的方法在介質基片上形成聚乙烯醇/聚醋酸乙烯酯體系水溶膠保護層，進而實現使用雷射在介質基片上加工圓形通孔的製作。如圖2所示，首先，提供一介質基片20，材料為純度99. 6%以上的氧化鋁陶瓷，平面尺寸為 50. 8mmX 50. 8mm,厚度為 O. 635mm。然後，在介質基片20上形成DM-1型封網膠層60，厚度為5 μ m，該DM-1型封網膠層60的形成方法，具體包括先採用旋轉塗布法在介質基片20上形成一層DM-1型封網膠溼膜，然後將該溼膜在25 °C下大氣環境中放置30分鐘，乾燥成DM-1型封網膠層60，使其較牢固地附著在介質基片20上，然後準備使用雷射加工圓形通孔40。接下來，使用一臺Nd :YAG雷射機10在介質基片20上進行打孔，雷射束首先將DM-1型封網膠層60熔化及氣化，之後將DM-1型封網膠層60下面的介質基片20熔化及氣化，形成圓形通孔40,該介質基片20的熔化材料向圓形通孔40周圍散射至DM-1型封網膠層60表面形成微粒50。圓形通孔40經雷射加工完成後，使用溶劑去除介質基片20上的DM-1型封網膠層60，具體包括將雷射加工完圓形通孔40的介質基片20放入盛有去離子水的燒杯中，並伴有超聲波處理I分鐘，使用去離子水即可快速將該DM-1型封網膠層60溶解去除乾淨，該DM-1型封網膠層60上的微粒50也被同時去除，即可得到表面無微粒50等缺陷的介質基片20。本發明的一種使用雷射加工介質基片的方法，由於有聚乙烯醇/聚醋酸乙烯酯體系水溶膠塗層(如DM-1型封網膠層)的保護作用，雷射加工時產生的微粒及外界灰塵等會沉積於保護層表面，而不會沉積於介質基片表面，待將該保護層用去離子水快速溶解去除後，可得到優良的介質基片表面。以上所述僅為本發明的較佳實施例而已，並不用以限制本發明，凡在本發明的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發明的保護範圍之內。
權利要求
1.一種使用雷射加工介質基片的方法，其特徵在於，包括以下步驟 步驟(a)，在介質基片上形成聚乙烯醇/聚醋酸乙烯酯體系水溶膠保護層； 步驟(b)，雷射加工所述介質基片； 步驟(C)，雷射加工完成後，使用溶劑去除所述介質基片上的聚乙烯醇/聚醋酸乙烯酯體系水溶膠保護層。
2.如權利要求1所述的方法，其特徵在於，所述在介質基片上形成聚乙烯醇/聚醋酸乙烯酯體系水溶膠保護層的步驟具體為 先在所述介質基片上形成一層聚乙烯醇/聚醋酸乙烯酯體系水溶膠溼膜； 然後將所述溼膜乾燥處理。
3.如權利要求2所述的方法，其特徵在於，在所述介質基片上形成一層聚乙烯醇/聚醋酸乙烯酯體系水溶膠溼膜的方法具體為沉浸法或旋轉塗布法。
4.如權利要求2所述的方法，其特徵在於，所述將聚乙烯醇/聚醋酸乙烯酯體系水溶膠溼膜乾燥處理的步驟具體為在80°C烘箱內加熱5分鐘或者在25°C下大氣中放置30分鐘。
5.如權利要求1所述的方法，其特徵在於，所述聚乙烯醇/聚醋酸乙烯酯體系水溶膠為DM-1型封網膠，包括聚乙烯醇50-70%，聚醋酸乙烯酯10-20%，水20_30%。
6.如權利要求1所述的方法，其特徵在於，所述聚乙烯醇/聚醋酸乙烯酯體系水溶膠保護層的厚度範圍為0. 5 μ m 50 μ m。
7.如權利要求1所述的方法，其特徵在於，所述雷射加工所述介質基片的步驟中，所述雷射為Nd =YAG雷射或CO2雷射。
8.如權利要求1所述的方法，其特徵在於，所述去除聚乙烯醇/聚醋酸乙烯酯體系水溶膠保護層的溶劑為去離子水。
9.如權利要求1所述的方法，其特徵在於，所述介質基片材料為純度99.6%以上的氧化鋁基片或純度98%的氮化鋁基片或藍寶石基片，所述介質基片的厚度範圍為O.1mm O. 65mm。
全文摘要
本發明提出了一種使用雷射加工介質基片的方法，解決了現有的介質基片雷射加工技術面臨保護塗層去除工藝複雜、成本較高、去除溶劑不環保，以及對操作人員身體健康造成危害的問題。一種使用雷射加工介質基片的方法，包括以下步驟步驟(a)，在介質基片上形成聚乙烯醇/聚醋酸乙烯酯體系水溶膠保護層；步驟(b)，雷射加工所述介質基片；步驟(c)，雷射加工完成後，使用溶劑去除所述介質基片上的聚乙烯醇/聚醋酸乙烯酯體系水溶膠保護層。本發明的有益效果是容易在介質基片表面形成一保護塗層，保護塗層能用綠色環保的溶劑快速溶解去除。
文檔編號B23K26/18GK103028848SQ20121051929
公開日2013年4月10日 申請日期2012年12月6日 優先權日2012年12月6日
發明者曹乾濤, 馬子騰 申請人:中國電子科技集團公司第四十一研究所