CN112846953B - 一种陶瓷基板及其加工方法和应用 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种陶瓷基板及其加工方法和应用，所述陶瓷基板的加工方法包括大水磨粗磨陶瓷基板坯体的第一表面和第二表面；采用CNC加工中心对所述基板坯体进行一次加工以切出外轮廓；对一次加工后的所述基板坯体进行退火处理；采用CNC加工中心对所述基板坯体进行二次加工以切出矩形槽。通过以上方式，本发明陶瓷基板的加工方法，通过将退火处理设置于两次CNC加工之间，能够及时释放产生的应力，避免多次CNC加工后应力累积，而造成产生大的应力，减少时效时间，且最后制得的产品质量一致性好，产品良率高。
Description
技术领域
本申请属于陶瓷加工方法技术领域，具体涉及一种陶瓷基板及其加工方法和应用。
背景技术
陶瓷材料由于其良好的绝缘性能、优异的导热性、低介电损耗、高强度和高化学稳定性，在功率电子、电子封装、混合微电子与多芯片模块等方面有重要应用。
陶瓷材料在加工过程中会产生内应力，造成陶瓷材料加工周缘出现变形、裂痕等现象，且陶瓷本质的脆性限制了其大的应变特性的发挥，易产生疲劳性损伤，降低了其使用可靠性。
现有技术中，为了消除加工应力从而消除变形，对加工完成后变形的陶瓷产品退火处理即时效处理，但是退火对形变量的改善作用有限，变形较为严重的陶瓷产品经过一次时效处理仍不能消除应变，需要多次时效处理，甚至是多次时效处理之后也达不到需要的尺寸精度。
鉴于此，提供一种新的陶瓷基板及其加工方法和应用以解决现有技术存在的缺陷。
发明内容
本申请的目的在于针对现有技术的上述缺陷，提供一种陶瓷基板及其加工方法和应用。
本申请的目的可通过以下的技术措施来实现：
为了实现上述目的，本申请提供了一种陶瓷基板加工方法，所述加工方法包括：
大水磨粗磨陶瓷基板坯体的第一表面和第二表面；
采用CNC加工中心对所述基板坯体进行一次加工以切出外轮廓；
对一次加工后的所述基板坯体进行退火处理；
采用CNC加工中心对所述基板坯体进行二次加工以切出矩形槽。
优选的，所述退火处理过程中，从室温升温到1050℃，升温过程为4.5-5.5h，且在1050℃保温0.5-1.5h。
优选的，所述采用CNC加工中心对所述基板坯体进行二次加工以切出矩形槽，包括：对所述基板坯体先加工出所述矩形槽的内切圆，再沿内切圆的外围进行修整形成所述矩形槽。
优选的，所述大水磨粗磨基板坯体的两个表面包括粗磨所述基板坯体的第一表面和第二表面磨至比预设陶瓷基板的厚度厚0.1mm；
将粗磨好的基本坯体在灯光下照射至全反光。
优选的，所述矩形槽的深度为0.1mm。
本发明还提供一种陶瓷基板，所述陶瓷基板采用以上任一所述方法制备而成。
本发明还提供一种壳体，所述壳体采用以上所述陶瓷基板制备而成。
本发明还提供一种电子终端，所述电子终端包括以上所述壳体。
本申请的有益效果为提供了一种陶瓷基板及其加工方法和应用，所述陶瓷基板的加工方法包括大水磨粗磨陶瓷基板坯体的第一表面和第二表面；采用CNC加工中心对所述基板坯体进行一次加工以切出外轮廓；对一次加工后的所述基板坯体进行退火处理；采用CNC加工中心对所述基板坯体进行二次加工以切出矩形槽。通过以上方式，本发明陶瓷基板的加工方法，通过将退火处理设置于两次CNC加工之间，能够及时释放产生的应力，避免多次CNC加工后应力累积，而造成产生大的应力，减少时效时间，且最后制得的产品质量一致性好，产品良率高。
附图说明
图1是本申请实施例陶瓷基板加工方法的流程示意图。
图2是本申请实施例陶瓷基板加工方法的流程结构示意图。
具体实施方式
为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，下面结合附图和具体实施例对本申请作进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。
为了使本揭示内容的叙述更加详尽与完备，下文针对本申请的实施方式与具体实施例提出了说明性的描述；但这并非实施或运用本申请具体实施例的唯一形式。实施方式中涵盖了多个具体实施例的特征以及用以建构与操作这些具体实施例的方法步骤与其顺序。然而，亦可利用其它具体实施例来达成相同或均等的功能与步骤顺序。
下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
请结合图1和图2，进一步解释说明本发明实施例陶瓷基板加工方法。本发明加工方法具体包括以下步骤：
步骤S100，大水磨粗磨陶瓷基板坯体的第一表面和第二表面。
步骤S200，采用CNC加工中心对所述基板坯体进行一次加工以切出外轮廓；
步骤S300，对一次加工后的所述基板坯体进行退火处理；
步骤S400，采用CNC加工中心对所述基板坯体进行二次加工以切出矩形槽。
可选的，步骤S300的退火处理过程中，具体操作为：从室温升温到1050℃，升温过程持续4.5-5.5h，且在温度达到1050℃后保温0.5-1.5h，保温完成后梯度降温并随炉冷却至室温。可选的，在步骤S100中，所述大水磨粗磨基板坯体的两个表面包括粗磨所述基板坯体的第一表面和第二表面磨至比预设陶瓷基板的厚度厚0.1mm；将粗磨好的基本坯体在灯光下照射至全反光。其中，预设陶瓷基板的厚度即为需要获得的陶瓷基板厚度，例如需要获得陶瓷基板厚度为0.5mm，原来的提供的陶瓷基板坯体为0.8mm，则通过大水磨厚度为0.8mm陶瓷基本坯体的两个相对的表面，磨至陶瓷基板坯体厚度为0.6mm。
具体的，以上方法中提供的陶瓷基板坯体厚度比较薄，约为0.7mm-2mm，最后在基本坯体内形成的矩形槽的深度也较浅，约为0.1mm。基板坯体两个相对的表面大水磨至一定厚度，此时陶瓷基板坯体的两个表面产生应力层，对基板坯体进行一次加工以切出外轮廓时陶瓷基板坯体表面会残留应力层；这时若还继续CNC二次加工铣矩形槽，应力不断累积，会对陶瓷基体坯体产生很大的形变量后续再进行退火处理起来，处理时间会变长，且效果不佳。
且CNC加工产生应力会低于大水磨形成的应力，主要是因为大水磨是转轴速度慢，刀移动速度快；而CNC是转轴速度快，刀移动速度慢。且方形槽的深度只有0.1mm，产生的应力较小，因此将退火处理设置于两次CNC加工之间，能够及时释放大水磨和第一次CNC加工后形成的应力抚平翘曲，可以减少研磨抛光产生坑点的情况，且后续二次CNC加工应力小，产生形变可能性低且形变量不大，另外退火处理的时间也大大缩小。
在一个可选的实施方式中，步骤S400中采用CNC加工中心对所述基板坯体进行二次加工以切出矩形槽，具体步骤包括：对退火处理后的基板坯体先加工出内切圆，再沿内切圆的外围进行修整形成矩形槽。其中，内切圆根据原定大小的矩形槽的大小决定，其直径为与矩形槽的短边长度相同，且与矩形槽的长边相切。加工矩形槽，先加工出内切圆，再进行修整成需要尺寸的矩形槽，有利于减少成型矩形槽的加工应力。CNC二次加工中先形成矩形槽对应的内切圆然后对内切圆进行修整成矩形槽，产生的应力比较小，圆形加工形成的应力可以沿着圆周辐射释放，从而残留在陶瓷产品上的应力就很小，产生的形变很小，或者没有产生形变，保证陶瓷的加工精度。
本发明实施例陶瓷基板的加工方法，通过将退火处理设置于两次CNC加工之间，能够及时释放产生的应力，避免多次CNC加工后应力累积，而造成产生大的应力，减少时效时间，且最后制得的产品质量一致性好，产品良率高。
基于以上实施例，本发明还提供一种所述陶瓷基板，采用前文记载加工方法制备而成，制得的陶瓷基本翘曲度小，且质量一致性好，良品率得到极大提升。
基于以上陶瓷基板，本发明还提供了一种壳体，由前文记载所述陶瓷基板制备而成。制得的壳体外形美观，不易断裂，使用寿命长。同时将以上壳体应用于电子设备中，本发明还提供了一种电子设备，根据本发明的实施例，电子设备包括前面的壳体。当然，本领域技术人员可以理解，电子设备具备前面陶瓷基板和壳体的所有特征和优点，再次便不再一一赘述了。根据本发明的实施例，电子设备的具体种类没有限制要求，本领域技术人员可以根据实际需求灵活选择。在本发明的一些实施例中，电子设备的具体种类包括但不限于手机、笔记本、游戏机等电子设备。当然，本领域技术人员可以理解，除了前面的壳体，电子设备还包括常规电子设备所必备的结构或部件，以手机为例，除了前面的壳体，手机还包括显示面板、玻璃盖板、CPU处理器、照相模组、语音模组、触控模组等必备的结构或部件。
实施例一
本实施例中提供的陶瓷基板坯体厚度为1.1mm，两个相对的表面(第一表面多喝第二表面)大水磨至0.95±0.03mm，此时陶瓷基板坯体的两个表面应力层达到0.08-0.09，而单面磨削厚度约为0.075mm；采用CNC进行一次加工切出外轮廓；然后进行退火处理，加热升温，从室温升温到1050℃，升温过程持续5h，且在温度达到1050℃后保温1h，保温完成后梯度降温并随炉冷却至室温；最后直接采用CNC加工形成深度为0.1mm深的矩形槽。利用此方法制备123组陶瓷基板，记为样品一。
实施例二
本实施例中提供的陶瓷基板坯体厚度为1.1mm，两个相对的表面(第一表面多喝第二表面)大水磨至0.95±0.03mm，此时陶瓷基板坯体的两个表面应力层达到0.08-0.09，而单面磨削厚度约为0.075mm；采用CNC进行一次加工切出外轮廓；然后进行退火处理，加热升温，从室温升温到1050℃，升温过程持续5h，且在温度达到1050℃后保温1h，保温完成后梯度降温并随炉冷却至室温；最后采用CNC对退火及时处理后的基板坯体先加工出所述矩形槽的内切圆，再沿内切圆的外围进行修整形成槽深为0.1mm的矩形槽。利用此方法制备123组陶瓷基板，记为样品二。
对照组
本实施例中提供的陶瓷基板坯体厚度为1.1mm，两个相对的表面(第一表面多喝第二表面)大水磨至0.95±0.03mm，此时陶瓷基板坯体的两个表面应力层达到0.08-0.09，而单面磨削厚度约为0.075mm，采用CNC进行一次加工切出外轮廓；然后直接采用CNC加工形成深度为0.1mm深的矩形槽；最后进行退火处理，加热升温，从室温升温到1050℃，升温过程持续5h，且在温度达到1050℃后保温1h，保温完成后梯度降温并随炉冷却至室温。利用此方法制备123组陶瓷基板，记为样品三。
请参阅表1，表1为以上123组实施例一、实施例二和对照例获得的陶瓷基板样品在烧结后翘曲变形情况。
表1
| 样品 | ＜0.25mm数量 | 0.25mm-0.50mm数量 | ＞0.5mm数量 |
| 样品一 | 95个 | 28个 | 0个 |
| 样品二 | 118个 | 5个 | 0个 |
| 样品三 | 73个 | 45个 | 5个 |
从以上实验数据可以得出，实施例一和实施例二中的123组陶瓷样品的翘曲度均小于或等于0.5mm，但是对照组中有部分的陶瓷样品的翘曲度均大于0.5mm，且实施例二中有95.93％的陶瓷样品的翘曲度小于0.25mm，实施例一中的陶瓷样品的翘曲度小于0.25mm占78.05％，对照组中翘曲度小于0.25mm占59.35％，由此可以看出，本发明方法制备的陶瓷基板的加工方法中将退回时效处理设于两次CNC加工之间能够有效提升制得的陶瓷基本的平整度。且在以上基础中，在加工矩形槽时，先加工形成内切圆再沿内切圆的外围修整形成最后的矩形槽制得的成品的平整度会进一步得到提升。
以上仅为本申请的较佳实施例而已，并不用以限制本申请，凡在本申请的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种陶瓷基板加工方法，其特征在于，所述加工方法包括：
大水磨粗磨陶瓷基板坯体的第一表面和第二表面；
采用CNC加工中心对所述基板坯体进行一次加工以切出外轮廓；
对一次加工后的所述基板坯体进行退火处理；
采用CNC加工中心对所述基板坯体进行二次加工以切出矩形槽；包括：对所述基板坯体先加工出所述矩形槽的内切圆，再沿内切圆的外围进行修整形成所述矩形槽。
2.如权利要求1所述的陶瓷基板加工方法，其特征在于，所述退火处理过程中，从室温升温到1050℃，升温过程为4.5-5.5h，且在1050℃保温0.5-1.5h。
3.如权利要求1所述的陶瓷基板加工方法，其特征在于，所述大水磨粗磨基板坯体的两个表面包括粗磨所述基板坯体的第一表面和第二表面磨至比预设陶瓷基板的厚度厚0.1mm；
将粗磨好的基板坯体在灯光下照射至全反光。
4.如权利要求1所述的陶瓷基板加工方法，其特征在于，所述矩形槽的深度为0.1mm。
5.一种陶瓷基板，其特征在于，所述陶瓷基板采用如权利要求1-4任一所述加工方法制备而成。
6.一种壳体，其特征在于，所述壳体采用如权利要求5所述陶瓷基板制备而成。
7.一种电子终端，其特征在于，所述电子终端包括如权利要求6所述壳体制备而成。
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