陶瓷电路板钻孔工艺详解

陶瓷电路板（如氧化铝Al₂O₃、氮化铝AlN等）因其高导热、耐高温和绝缘性能广泛应用于高功率电子器件。其钻孔工艺与传统PCB不同，需特殊处理以适应陶瓷的硬脆特性。以下是主要工艺方法及步骤：

1. 激光钻孔（主流工艺）

原理：利用高能量激光（如CO₂、紫外或皮秒激光）局部烧蚀陶瓷材料，形成微孔。

适用场景：小孔径（0.05~0.5mm）、高精度需求（如高频电路、射频模块）。

工艺流程：

图形定位：通过光学系统对准钻孔位置。

激光烧蚀：脉冲激光逐层去除材料，控制能量避免热裂纹。

清洁处理：用超声波或化学清洗去除孔内残渣。

优点：无接触加工、精度高（±5μm）、可加工异形孔。

缺点：设备成本高，厚板（>1mm）钻孔效率低。

2. 机械钻孔（受限使用）

工具：金刚石涂层钻头或硬质合金钻头（陶瓷硬度高，普通钻头易磨损）。

适用场景：较大孔径（>0.5mm）、低密度陶瓷（如多孔陶瓷基板）。

关键参数：

转速：20,000~60,000 RPM（高速减少崩边）。

进给速度：低速（如1~5μm/转）以降低应力。

后处理：需抛光或激光修整孔壁毛刺。

缺点：刀具磨损快，易导致陶瓷微裂纹，不适合高密度互联板。

3. 超声波辅助钻孔

原理：超声振动（20~40kHz）叠加机械压力，局部破碎陶瓷材料。

适用场景：高厚度陶瓷（如3~10mm）或复合陶瓷基板。

优点：减少横向裂纹，孔壁质量较好。

缺点：设备复杂，孔径精度较低（±20μm）。

4. 喷砂钻孔（粗加工）

方法：高压喷射磨料（如碳化硅颗粒）冲击陶瓷表面形成通孔。

适用场景：大孔（>1mm）、对精度要求不高的结构孔。

缺点：孔边缘粗糙，需后续研磨。

5. 精密冲压（特定条件）

适用材料：未烧结的“生瓷”（Green Tape），通过模具冲孔后高温烧结成型。

应用：LTCC（低温共烧陶瓷）多层电路板。

优点：批量生产高效，成本低。

限制：仅适用于柔性生瓷阶段，烧结后无法修改。

关键工艺要点

防裂设计：

孔边缘预留安全距离（≥2倍孔径）。

避免密集孔阵，减少应力集中。

孔金属化：

钻孔后需通过磁控溅射、电镀或厚膜印刷实现导电通孔（Via）。

质量控制：

检测工具：光学显微镜、X-ray（检查内部裂纹）、通孔电阻测试。

总结选型建议

高精度/小孔：优选紫外/皮秒激光钻孔。

大孔/低成本：机械钻孔+后处理。

多层陶瓷：LTCC冲压+共烧工艺。

陶瓷电路板加工需根据材料特性、孔径要求和成本综合选择工艺，激光钻孔是目前高可靠性应用的主流技术。更多陶瓷电路板钻孔工艺方面的问题可以咨询深圳市晶瓷精密科技有限公司，晶瓷有着多年陶瓷电路板制作经验，成熟DPC和DBC制作经验，先进设备、专业团队、品质可靠、值得信赖！