CN110253161A - 一种旋磁铁氧体基片快速激光通孔方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种旋磁铁氧体基片快速激光通孔方法，微加工技术领域,其方法是将待通孔的旋磁铁氧体基片固定在夹具上，并通过夹具中的电阻丝对基片进行加热，然后再进行激光通孔，本发明在旋磁铁氧体基片激光通孔时，对基片进行加热，可有效降低大功率激光通孔时温差过大致使基片出现微裂纹或断裂发生，很好地解决了微波铁氧体隔离器成本高、可靠性低的问题；另外，由于对旋磁铁氧体基片进行加热处理，激光通孔时可采用比现有技术更高的激光功率，可达到快速通孔的目的，生产效率提升2倍以上，实现批量化生产。

Description

一种旋磁铁氧体基片快速激光通孔方法
技术领域
本发明涉及微加工技术领域，尤其涉及一种旋磁铁氧体基片快速激光通孔方法。
背景技术
微波铁氧体环行器/隔离器是各类雷达系统的不可缺少的关键器件，它主要用于解决微波系统级间隔离、阻抗匹配以及天线收发共用等系列问题，能够极大提高雷达系统的战术性能。目前，微波铁氧体隔离器的接地技术已不能满足批量生产要求，而现有侧边接地技术有明显缺点，不能满足微波铁氧体器件发展需求。
已经证明，旋磁铁氧体基片的激光通孔接地相比于侧边接地具有明显优势。但是，由于旋磁铁氧体基片的易碎、疏松、不易导热特性，采用6W以上激光功率打孔基片易出现微裂纹或断裂等，而采用4W以下激光功率打孔效率太低，不能满足批量生产要求。实际生产应用过程中造成微波铁氧体隔离器成本高、可靠性低、生产效率慢。因此，基于上述原因，迫切需要发明一种旋磁铁氧体基片快速激光通孔方法。
为了解决上述问题，本领域做了很多努力，如中国专利ZL201210246721.1，专利名称：铁氧体基片激光打孔方法,就公开了一种新的铁氧体基片激光通孔方法，该专利的发明内容为：1、在试验研究基础上，通过二次间隔激光打孔技术，能够在铁氧体基片上快速打通孔，并有效防止基片破裂；2、评价激光打孔质量的一个重要指标是孔的锥度，在铁氧体基片表面旋涂一层光刻胶或镀一层铜均能改善通孔的锥度，该专利的主要创新点是防止铁氧体基片出现微裂纹或断裂，实现激光通孔，因此使用的是二次间隔打孔，但是，该方法需要涂胶或者镀铜，增加了工序，生产效率慢，不能满足批量生产要求。
发明内容
本发明的目的就在于提供一种旋磁铁氧体基片快速激光通孔方法，以解决上述问题。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是这样的：一种旋磁铁氧体基片快速激光通孔方法，包括以下步骤：
（1）固定：将待通孔的旋磁铁氧体基片固定在通孔夹具上，夹具包括中间镂空的铝合金壳体、加热电阻丝及水冷循环系统，其中电阻丝放置于矩形陶瓷槽体中，陶瓷槽体固定于铝合金壳体上，水冷循环系统用于铝合金壳体冷却；
（2）加热：对所述夹具中的电阻丝进行加热；
（3）通孔：对所述待通孔的旋磁铁氧体基片进行激光通孔。
本发明在旋磁铁氧体基片激光通孔时，通过夹具中的电阻丝对基片进行加热，可有效降低大功率激光通孔时温差过大致使基片出现微裂纹或断裂发生，很好地解决了微波铁氧体隔离器成本高、可靠性低的问题；
另外，由于对旋磁铁氧体基片进行加热处理，激光通孔时可采用比现有技术更高的激光功率，可达到快速通孔的目的，生产效率大幅提升，实现批量化生产。
作为优选的技术方案：步骤（1）中，所述待通孔的旋磁铁氧体基片的材料为旋磁石榴石型铁氧体基片材料或旋磁尖晶石型铁氧体基片材料，其尺寸为（10mm×10mm）-（50 mm×50mm），厚度为0.18mm-1.5mm。
作为优选的技术方案：步骤（1）中，所述待通孔的旋磁铁氧体基片固定在夹具上的固定方式为真空负压吸附固定。
作为进一步优选的技术方案：所述真空负压为-50KPa--80KPa。
作为优选的技术方案：步骤（2）中，电阻丝加热的温度为50-200℃。
作为优选的技术方案：步骤（3）中，激光光源电流值2.0A-20.0A、激光脉冲重复频率30-90 KHz、激光脉冲宽度30-90%、焦距渐进量0.18mm-1.5mm、焦距渐进速度0.01 mm/s-0.05mm/s。
作为优选的技术方案：步骤（3）中，通孔孔径为0.1mm-0.6mm。
依据旋磁铁氧体基片厚度选择合适的通孔孔径。
与现有技术相比，本发明的优点在于：本发明在旋磁铁氧体基片激光通孔时，对旋磁铁氧体基片进行加热，解决激光通孔时温差过大致使基片出现微裂纹或断裂，相同的旋磁铁氧体基片使用本专利技术与已有技术生产时相比，生产效率提高2倍以上，满足批量生产要求，并且通孔质量良好。
附图说明
图1为本发明使用夹具的结构示意图；
图2为本发明实施例1通孔后的照片图；
图3为本发明实施例2通孔后的照片图。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明作进一步说明。
实施例1：
一种旋磁铁氧体基片快速激光通孔方法，其步骤为：
(1)根据微波铁氧体器性能要求选择30mm×40mm×1.5mm的旋磁石榴石型铁氧体基片；
(2)依据30mm×40mm×1.5mm的旋磁石榴石型铁氧体基片特性选择通孔孔径为0.36mm；
(3)将30mm×40mm×1.5mm的旋磁石榴石型铁氧体基片采用真空吸附的方式固定于夹具上，真空负压为-80KPa；
本实施例所采用的夹具，结构如图1所示，包括铝合金壳体1，铝合金壳体1设置有凹槽2，凹槽2内设置有陶瓷槽体3，所述陶瓷槽体3内设置有用于加热的电阻丝4；旋磁石榴石型铁氧体基片夹持于陶瓷槽体3上；
(4)依据30mm×40mm×1.5mm的旋磁石榴石型铁氧体基片材料，通孔孔径为0.36mm的特性选择的通孔工艺参数为电阻丝加热温度200℃、激光光源电流值15.0A、激光脉冲重复频率50 KHz、激光脉冲宽度80%、焦距渐进量1.5mm、焦距渐进速度0.03mm/s。
通过上述通孔工艺过程，所得通孔的照片如图2所示，通孔质量良好，其锥度为0.051rad，通孔速度为40-50秒/个。
实施例2：
一种旋磁铁氧体基片快速激光通孔方法，其步骤为：
(1)根据微波铁氧体器性能要求选择30mm×20mm×0.4mm的旋磁尖晶石型铁氧体基片；
(2)依据30mm×20mm×0.4mm的旋磁尖晶石型铁氧体基片特性选择通孔孔径为0.28mm；
(3)将30mm×20mm×0.4mm的旋磁尖晶石型铁氧体基片放置于固定夹具上，真空负压为-70KPa；
(4)依据30mm×20mm×0.4mm的旋磁尖晶石型铁氧体基片材料，通孔孔径为0.28mm的特性选择的通孔工艺参数为电阻丝加热温度80℃、激光光源电流值7.0A、激光脉冲重复频率50 KHz、激光脉冲宽度60%、焦距渐进量0.4mm、焦距渐进速度0.04 mm/s。
通过上述通孔工艺过程，所得通孔的照片如图3所示，通孔质量良好，其锥度为0.049rad，通孔速度为7-10秒/个。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种旋磁铁氧体基片快速激光通孔方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）固定：将待通孔的旋磁铁氧体基片固定在夹具上；
（2）加热：对所述夹具中的电阻丝进行加热；
（3）通孔：对所述待通孔的旋磁铁氧体基片进行激光通孔。
2.根据权利要求1所述的一种旋磁铁氧体基片快速激光通孔方法，其特征在于：步骤（1）中，所述待通孔的旋磁铁氧体基片的材料为旋磁石榴石型铁氧体基片材料或旋磁尖晶石型铁氧体基片材料，其尺寸为（10mm×10mm）-（50 mm×50mm），厚度为0.18mm-1.5mm。
3.根据权利要求1所述的一种旋磁铁氧体基片快速激光通孔方法，其特征在于：步骤（1）中，所述待通孔的旋磁铁氧体基片固定在夹具上的固定方式为真空负压吸附固定。
4.根据权利要求3所述的一种旋磁铁氧体基片快速激光通孔方法，其特征在于：所述真空负压为-50KPa--80KPa。
5.根据权利要求1所述的一种旋磁铁氧体基片快速激光通孔方法，其特征在于：步骤（2）中，电阻丝加热的温度为50-200℃。
6.根据权利要求1所述的一种旋磁铁氧体基片快速激光通孔方法，其特征在于：步骤（3）中，激光光源电流值2.0A-20.0A、激光脉冲重复频率30-90 KHz、激光脉冲宽度30-90%、焦距渐进量0.18mm-1.5mm、焦距渐进速度0.01 mm/s-0.05mm/s。
7.根据权利要求1所述的一种旋磁铁氧体基片快速激光通孔方法，其特征在于：步骤（3）中，通孔孔径为0.1mm-0.6mm。
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