[发明专利]一种切割氧化物陶瓷基片的方法

说明书

本发明公开了一种切割氧化物陶瓷基片的方法，包括如下步骤：待切割的氧化物陶瓷基片表面进行标记；将氧化物陶瓷基片固定在激光切割器中，采用低功率激光沿标记进行多次重复切割，直至切割深度达设定比例；对切割后的氧化物陶瓷基片施力，使氧化物陶瓷基片沿切割轨迹断裂完成切割。本发明提供的一种切割氧化物陶瓷基片的方法，切断面平齐，提升切割质量和切割速度。

技术领域

本发明涉及陶瓷加工技术领域，具体地说，涉及一种切割氧化物陶瓷基片的方法。

背景技术

陶瓷因具有耐磨损、耐腐蚀、耐高温、高绝缘、无磁性、比重小、自润滑及热膨胀系数小等的独特优点,除了在日常生活和工业生产中发挥着重要作用,正越来越多地作为电子器件、滑动构件、发动机制件、能源构件等应用材料,在机械、化工、电子以及航空航天等一些尖端科技领域中显示出巨大的应用需求和优势潜力。

高功率氧化铝DBC首先将高热导、高绝缘的氮化铝陶瓷金属化，然后在一定环境中把高电导的无氧铜板焊接到氮化铝陶瓷上，从而形成的一种复合金属氮化铝陶瓷基板，它既具有陶瓷的高电绝缘性、高机械强度、低热膨胀等特性，同时氮化铝陶瓷又有的高导热性，而无氧铜金属具有高导电性和优异的焊接性能，并能像PCB线路板一样刻蚀出各种形状的图形，是电力电子领域功率模块(IGBT)封装连接芯片与散热底座的关键器件。

以激光作为加工能源,在硬脆性陶瓷加工方面的发展潜力已见端倪，它可以实现无接触式加工,减少了因接触应力对陶瓷带来的损伤；陶瓷对激光具有较高的吸收率(氧化物陶瓷对10.6nm波长激光的最高吸收率可达80％以上),聚焦的高能激光束作用于陶瓷局部区域的能量可超过108J/cm2,瞬间就可使材料熔化蒸发,实现高效率加工；由于聚焦光斑小,产生的热影响区小,可以达到精密加工的要求；激光的低电磁干扰以及易于导向聚焦的特点,方便实现三维及异形面的特殊加工要求。激光切割的难易程度由材料的热物理性质决定,由于陶瓷是由共价键、离子键或两者混合化学键结合的物质,晶体间化学键方向性强,因而具有高硬度和高脆性的本征特性。相对于金属材料,即使是高精密陶瓷,其显微结构均匀度亦较差,严重降低了材料的抗热震性,常温下对剪切应力的变形阻力很大,极易形成裂纹、崩豁甚至于材料碎裂。而氧化铝基片的厚度比较薄，在切割过程中，容易因应力集中而崩裂。因此,高效无损伤激光切割陶瓷类高硬脆无机非金属材料一直是一个诱人的且亟待解决的问题。

专利申请号为CN201710928635.1公开了一种激光切割陶瓷的方法，先在陶瓷体上进行描线，在切割的部位涂上一层陶瓷激光切割的吸收剂，然后进行打点刻划或虚线刻划，先以低功率激光多次扫描陶瓷体上需要切割的同一加工路径，最后以高功率激光进行切断，完成切割。由于陶瓷体脆性比较大，在通过高功率激光切断过程中，容易产生应力过大而崩裂，导致切断面不平齐。

发明内容

本发明的目的在于提供一种切割氧化物陶瓷基片的方法，切断面平齐，提升切割质量和切割速度。

本发明公开的切割氧化物陶瓷基片的方法所采用的技术方案是:

一种切割氧化物陶瓷基片的方法，包括如下步骤：待切割的氧化物陶瓷基片表面进行标记；将氧化物陶瓷基片固定在激光切割器中，采用低功率激光沿标记进行多次重复切割，直至切割深度达设定比例；对切割后的氧化物陶瓷基片施力，使氧化物陶瓷基片沿切割轨迹断裂完成切割。

作为优选方案，所述的设定比例深度为氧化物陶瓷基片整体厚度的50％～70％。

作为优选方案，所述低功率激光沿描线轨迹进行多次切割，切割深度为氧化物陶瓷基片整体厚度65％～70％。

作为优选方案，所述待切割的氧化物陶瓷基片的厚度在5～10mm。

作为优选方案，所述氧化物陶瓷基片在低功率激光切割完后，采用非聚焦激光在氧化物陶瓷基片的描线轨迹上产生裂纹，再通过设备将氧化物陶瓷基片沿切割轨迹断开。