JP6858780B2 - ピコレーザを用いる金属−セラミック基材の製造方法 - Google Patents
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Description
既知の方法のさらなる不利な点はセラミックスを切断する際に機械的に除く必要のあるバリが発生することである。このことは、工程の複雑さを増大させそして製品スクラップの増加のリスクを招く。
前記処理は、Al2O3、ZTA(ジルコニウムがドープされたAl2O3)、AIN及びSi3N4タイプのセラミックスに対して特に好適であるべきである。前記処理は、基板上への残留物、即ちレーザダスト又は切断バリの生成なしに好適に実施されるべきである。
a.レーザスクライブラインが、レーザビームを使用して金属−セラミック基材における所定の切断線として形成され;及び/又は
b.前記金属−セラミック基材がレーザビームを使用して少なくとも部分的に切断される。
(a)レーザのパルス持続時間;
(b)前記金属−セラミック基材へのレーザの侵入深さ;及び
(c)レーザのパワー。
I)上面側の金属塗膜のみを切断すること又は前記セラミック部材まで切断すること、そして、例えば、金属塗膜においてエッチング処理では不可能な微細な構造を作成すること;
II)金属塗膜及びセラミック基材を下面側の金属塗膜まで切断すること(これによって、ビア穴が形成される。適切な盲穴を導電材料で充填する場合、貫通穴が出来る。充填材料は、例えば、金属ペースト又は電気的に生成された材料である。);
III)金属塗膜及びセラミック基材を切断すること又は金属塗膜のみ又はセラミック基材の上面に金属塗膜が存在しない場合(例えば、金属塗膜がエッチングによって既に除去されているか又は金属塗膜の塗布が行われていないために)セラミック基材のみを切断すること。
(1)金属−セラミック基材
次の実験はDCB法によって得られた金属−セラミック基材について行われた。
セラミック基材はAl2O3セラミック材料である。当該セラミック基材の層厚さは0.38mm(実験シリーズ1)及び0.63mm(実験シリーズ2)である。
(2)レーザ
続きの実験は下記のレーザを用いて行われた。
パワー: 100W
レーザ源: IR
レーザのパルス持続時間: 0.1〜100ps
レーザのパルスエネルギー:10〜500μJ
スポット径: 30μm
レーザの周波数: 350〜650kHz
上記レーザを用いて、レーザスクライブラインがセラミック基材に形成され、そして次に当該セラミック基材はレーザスクライブラインで切断される。
(3)結果
Claims (16)
- 金属−セラミック基材の加工処理方法であって、当該方法においては、
a.レーザスクライブラインが、レーザビームを使用して金属−セラミック基材における所定の切断線として形成され;及び/又は
b.前記金属−セラミック基材がレーザビームを使用して少なくとも部分的に切断され;
そして、前記加工処理がレーザを用いて行われ、かつ所定の切断線として前記レーザスクライブラインを生成する際又は金属−セラミック基材が切断される際に、前記金属−セラミック基材のセラミック基材の溶融相が本質的に形成されないように選択される前記レーザのパルス持続時間が使用され、
前記レーザの加工処理速度は0.05m/秒以上19.0m/秒以下であり、
前記レーザスクライブラインが前記金属−セラミック基材のセラミック基材に形成されることを特徴とする方法。 - 前記レーザスクライブラインが連続的又は断続的に形成されることを特徴とする請求項1記載の方法。
- 前記レーザがp秒レーザであることを特徴とする請求項1又は2記載の方法。
- 前記レーザが0.1〜100psのパルス持続時間を有することを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載の方法。
- 所定の切断線として前記レーザスクライブラインを生成する間に、前記レーザスクライブラインが前記レーザの数回のクロッシングにおいて生成され及び/又は前記金属−セラミック基材の少なくとも部分的な切断が前記レーザの数回のクロッシングにおいて達成されることを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載の方法。
- 前記レーザがIRレーザであることを特徴とする請求項1〜5のいずれか1項に記載の方法。
- 前記IRレーザが60〜160ワットのパワーを有することを特徴とする請求項6記載の方法。
- 前記IRレーザの周波数が350〜650kHzであることを特徴とする請求項6又は7記載の方法。
- 前記IRレーザのパルスエネルギーが100〜300μJであることを特徴とする請求項6〜8のいずれか1項に記載の方法。
- 前記IRレーザのスポット径が20〜100μmであることを特徴とする請求項6〜9のいずれか1項に記載の方法。
- 前記方法がレーザ加工処理によって発生するダストを吸引する吸引装置を有する装置において実施されることを特徴とする請求項1〜10のいずれか1項に記載の方法。
- 前記レーザがp秒IRレーザであることを特徴とする請求項1〜11のいずれか1項に記載の方法。
- 請求項1〜12のいずれか1項に記載の方法によって得られる金属−セラミック基材。
- 前記金属−セラミック基材が連続的なスクライブ溝を有することを特徴とする請求項13記載の金属−セラミック基材。
- 前記金属−セラミック基材が、少なくとも20μmの深さの連続的なスクライブ溝を有し、それぞれの溝が当該金属−セラミック基材の平坦面に対して垂直であることを特徴とする請求項13又は14記載の金属−セラミック基材。
- 前記金属−セラミック基材が直線から外れておりかつレーザビームを用いて前記金属−セラミック基材のセラミック部分を切断することによって得られる外部形状を有していることを特徴とする請求項13記載の金属−セラミック基材。
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