CN105499812B - 一种提高陶瓷散热基板激光加工品质的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种提高陶瓷散热基板激光加工品质的方法，包括如下步骤：S1、调配染料液；S2、将调配好的染料液均匀涂覆于陶瓷散热基板激光加工面；S3、烘干涂覆有染料液的陶瓷散热基板；S4、激光微孔加工；S5、使用清水冲洗加工后的陶瓷基板。本方法操作简单方便，天然酸性染料层可以隔绝空气，作为保护层，避免陶瓷在激光微孔加工的过程中发生氧化反应、使微孔附近的基板发黄，提高了LED的发光效率；天然酸性染料为有机酸性染料，经高温后产生的物质可以轻易去除，而且天然酸性染料易溶于水，后期可以轻易使用清水清洗干净；同时天然酸性染料原料易得，在溶于水后可以循环利用，成本低廉且环保。
Description
技术领域
本发明属于激光加工领域，具体地说涉及一种提高陶瓷散热基板激光加工品质的方法。
背景技术
发光二极管(Light-Emitting Diode，简称LED)是一种能将电能转化为光能的半导体电子元件，其具有寿命长、光效高、无辐射、省电等优点，已广泛应用于照明领域及其它领域。对于大功率LED，由于其耗散功率高，导致与其相连的芯片温度升高，进而造成芯片输出光通量减小、荧光粉转换效率降低等问题，为提高LED散热性能，通常采用散热基板将热量传导到外界环境中，常用的散热基板包括金属基板、陶瓷基板和复合材料基板，其中，陶瓷基板以其优良的导热性和气密性得到了广泛应用。
在陶磁散热基板材料中，氧化铝陶瓷是最常用的基板散热材料，其来源丰富，在机械性能、电性能上优于其它氧化物陶瓷，同时还具有较高的强度及化学稳定性。氧化铝陶瓷散热基板在加工时需要进行微孔加工，加工出的微孔作为后期工艺中的电信号导通孔，微孔的加工过程目前一般采用激光钻孔技术完成，但激光加工陶瓷基板时会产生飞溅的熔渣，熔渣携带的热量会促使陶瓷基板中的杂质在空气环境中发生化学反应，导致加工孔周围基板发黄，后期处理无法消除这种发黄现象。发黄的陶瓷基板作为LED的衬底，会吸收LED发出的光能，从而影响LED的发光亮度。
为避免这上述技术问题，可采取涂覆物质进行空气隔绝，但是多数涂覆物在激光作用下会变性发黑，并粘附与陶瓷基板上，后期处理无法轻易去除，导致另一问题的出现。最近发展出陶瓷基板表面镀铜的方法，可以解决以上两个问题，但是镀铜成本较高，同时后期还需要化学方式溶解镀铜，资源不可重复利用，不利于环保。
发明内容
为此，本发明所要解决的技术问题在于氧化铝陶瓷基板激光钻工过程中产生的熔渣使加工孔周围基板发黄，而涂覆物质、隔绝空气的方法会使涂覆物粘附于基板，难以清除，表面镀铜则成本高、需要后处理、浪费资源、不环保，从而提出一种在激光钻孔过程中避免使孔附近变黄、易清洗可循环利用、成本低廉、对环境无不利影响的提高陶瓷散热基板激光加工品质的方法。
为解决上述技术问题，本发明的技术方案为：
本发明提供一种提高陶瓷散热基板激光加工品质的方法，包括如下步骤：
S1、调配染料液，将天然酸性染料与清水按照体积比为1:1-1：3的比例调配；
S2、将调配好的染料液均匀涂覆于陶瓷散热基板激光加工面；
S3、烘干涂覆有染料液的陶瓷散热基板；
S4、对烘干后的陶瓷散热基板进行激光微孔加工。
作为优选，所述步骤S4之后还包括：
S5、清洗微孔加工后的陶瓷散热基板；
S6、将步骤S5中清洗陶瓷散热基板后的清洗液过滤、蒸发，回收染料。
作为优选，所述天然酸性染料为：酸性红B、酸性玫瑰红B、酸性大红GR中的一种。
作为优选，所述天然酸性染料与清水的体积比为1:1-1：3。
作为优选，所述步骤S3中，烘干温度为50-150℃，烘干时间为2-5min。
作为优选，烘干后，所述陶瓷散热基板表面涂覆的染料层厚度为10-50μm。
作为优选，所述步骤S4中，激光微孔加工的工艺具体为：将所述陶瓷散热基板置于加工平台，真空吸附固定，对位后将激光光束聚焦于所述陶瓷散热基板表面，进行激光钻孔。
作为优选，所述激光微孔加工过程中激光的功率为5-50W。
作为优选，所述激光微孔加工采用Nd:YAG、Nd:YLF、Nd:YVO4型固态激光器中的一种，激光波长为355-1064nm。
本发明的上述技术方案相比现有技术具有以下优点：本发明所述的提高陶瓷散热基板激光加工品质的方法，在陶瓷散热基板待进行激光微孔加工之前，在加工面均匀涂覆天然酸性染料液，天然酸性染料层可以隔绝空气，作为保护层，避免陶瓷在激光微孔加工的过程中发生氧化反应、使微孔附近的基板发黄，提高了LED的发光效率；天然酸性染料为有机酸性染料，经高温后产生的物质可以轻易去除，而且天然酸性染料易溶于水，后期可以轻易使用清水清洗干净；同时天然酸性染料原料易得，在溶于水后可以循环利用，成本低廉且环保。本方法操作简单方便、降低了陶瓷散热基板后处理的成本，对环境无不利影响，是改善激光加工陶瓷散热基板发黄问题的有效解决办法。
附图说明
为了使本发明的内容更容易被清楚的理解，下面根据本发明的具体实施例并结合附图，对本发明作进一步详细的说明，其中
图1是本发明实施例所述的提高陶瓷散热基板激光加工品质方法的流程图。
具体实施方式
实施例1
本实施例提供了一种提高陶瓷散热基板激光加工品质的方法，如图1所示，包括如下步骤：
S1、调配染料液，将天然酸性染料与清水按照1:1的体积比进行调配，本实施例中，所述天然酸性染料为酸性红B；
S2、将调配好的染料液均匀涂覆于陶瓷散热基板激光加工面；
S3、在50℃下烘干5min，烘干涂覆有染料液的陶瓷散热基板，烘干后，染料层厚度为50μm；
S4、对烘干后的陶瓷散热基板进行激光微孔加工：将所述陶瓷散热基板置于加工平台，真空吸附固定，对位系统进行自动定位，对位完成后计算机控制激光系统开启激光器，激光经过增设的波片旋转装置后的光学系统聚焦到陶瓷散热基板表面，然后进行激光钻孔，其中激光的功率为50W，波长为1064nm；
S5、将激光微孔加工后的陶瓷散热基板放到清水中进行漂洗；
S6、将步骤S5中清洗陶瓷散热基板后的清洗液过滤、蒸发，回收天然酸性染料，以重复利用。
实施例2
本实施例提供了一种提高陶瓷散热基板激光加工品质的方法，如图1所示，包括如下步骤：
S1、调配染料液，将天然酸性染料与清水按照1:2的体积比进行调配，本实施例中，所述天然酸性染料为酸性玫瑰红B；
S2、将调配好的染料液均匀涂覆于陶瓷散热基板激光加工面；
S3、在100℃下烘干3min，烘干涂覆有染料液的陶瓷散热基板，烘干后，染料层厚度为30μm；
S4、对烘干后的陶瓷散热基板进行激光微孔加工：将所述陶瓷散热基板置于加工平台，真空吸附固定，对位系统进行自动定位，对位完成后计算机控制激光系统开启激光器，激光经过增设的波片旋转装置后的光学系统聚焦到陶瓷散热基板表面，然后进行激光钻孔，其中激光的功率为30W，波长为532nm；
S5、将激光微孔加工后的陶瓷散热基板放到清水中进行漂洗；
S6、将步骤S5中清洗陶瓷散热基板后的清洗液过滤、蒸发，回收天然酸性染料，以重复利用。
实施例3
本实施例提供了一种提高陶瓷散热基板激光加工品质的方法，如图1所示，包括如下步骤：
S1、调配染料液，将天然酸性染料与清水按照1:3的体积比进行调配，本实施例中，所述天然酸性染料为酸性大红GR；
S2、将调配好的染料液均匀涂覆于陶瓷散热基板激光加工面；
S3、在150℃下烘干2min，烘干涂覆有染料液的陶瓷散热基板，烘干后，染料层厚度为10μm；
S4、对烘干后的陶瓷散热基板进行激光微孔加工：将所述陶瓷散热基板置于加工平台，真空吸附固定，对位系统进行自动定位，对位完成后计算机控制激光系统开启激光器，激光经过增设的波片旋转装置后的光学系统聚焦到陶瓷散热基板表面，然后进行激光钻孔，其中激光的功率为5W，波长为355nm；
S5、将激光微孔加工后的陶瓷散热基板放到清水中进行漂洗；
S6、将步骤S5中清洗陶瓷散热基板后的清洗液过滤、蒸发，回收天然酸性染料，以重复利用。
上述实施例中，在陶瓷基板进行激光微孔加工之前，在加工面均匀涂覆天然酸性染料液，天然酸性染料层可以隔绝空气，作为保护层，避免陶瓷在激光微孔加工的过程中发生氧化反应、使微孔附近的基板发黄，提高了LED的发光效率；天然酸性染料为有机酸性染料，经高温后产生的物质可以轻易去除，而且天然酸性染料易溶于水，后期可以轻易使用清水清洗干净；同时天然酸性染料原料易得，在溶于水后可以循环利用，成本低廉且环保。
显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。
Claims (4)
1.一种提高陶瓷散热基板激光加工品质的方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1、调配染料液，将天然酸性染料与清水按照体积比为1:1-1：3的比例调配；
S2、将调配好的染料液均匀涂覆于陶瓷散热基板激光加工面；
S3、烘干涂覆有染料液的陶瓷散热基板；
S4、对烘干后的陶瓷散热基板进行激光微孔加工；
所述天然酸性染料为：酸性红B、酸性玫瑰红B、酸性大红GR中的一种；烘干后，所述陶瓷散热基板表面涂覆的染料层厚度为10-50μm；所述激光微孔加工过程中激光的功率为5-50W；所述激光微孔加工采用Nd:YAG、Nd:YLF、Nd:YVO4型固态激光器中的一种，激光波长为355-1064nm。
2.根据权利要求1所述的提高陶瓷散热基板激光加工品质的方法，其特征在于，所述步骤S4之后还包括：
S5、清洗微孔加工后的陶瓷散热基板；
S6、将步骤S5中清洗陶瓷散热基板后的清洗液过滤、蒸发，回收染料。
3.根据权利要求2所述的提高陶瓷散热基板激光加工品质的方法，其特征在于，所述步骤S3中，烘干温度为50-150℃，烘干时间为2-5min。
4.根据权利要求3所述的提高陶瓷散热基板激光加工品质的方法，其特征在于，所述步骤S4中，激光微孔加工的工艺具体为：将所述陶瓷散热基板置于加工平台，真空吸附固定，对位后将激光光束聚焦于所述陶瓷散热基板表面，进行激光钻孔。
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