CN113021660A - 一种大尺寸氮化铝陶瓷基板及其切割方法和应用 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种大尺寸氮化铝陶瓷基板及其切割方法和应用，涉及氮化铝陶瓷基板技术领域。其中，方法包括：将氮化铝陶瓷固定在电镀金刚石线锯的载物台上，通过电镀金刚石线锯将氮化铝陶瓷切割为氮化铝陶瓷基板，其中，在切割过程中，不间断向电镀金刚石线锯的金刚石线与氮化铝陶瓷接触的位置喷洒冷却液，冷却液为极压乳化液及合成切削液中的至少一种，金刚石线上的金刚石的目数为200‑300目。本发明中，选用极压乳化液或合成切削液作为冷却液，能够有效降低氮化铝陶瓷基板的翘曲度以及表面粗糙度。进一步地，金刚石线上的金刚石的目数为200‑300目，能够具备较好的切割效率以及较低的磨损，同时还能够降低氮化铝陶瓷基板的表面粗糙度。

Description

一种大尺寸氮化铝陶瓷基板及其切割方法和应用
技术领域
本发明涉及氮化铝陶瓷基板技术领域，尤其涉及一种大尺寸氮化铝陶瓷基板及其切割方法和应用。
背景技术
氮化铝陶瓷基板材料具有高热导性能，在市面上占据了重要市场。大尺寸氮化铝陶瓷基板(直径大于100mm)应用领域越来越广，加工质量要求也随之提升。
对于大尺寸氮化铝陶瓷，由于尺寸大，切割过程中对金刚石颗粒磨损严重，且切缝小，散热效果差，因此容易出现切割难度大、良品率低、翘曲度大的问题。
发明内容
本发明旨在解决大尺寸氮化铝陶瓷切割过程中存在的金刚石线以损耗，所得大尺寸氮化铝陶瓷基板翘曲度大、表面粗糙、切割效率与金刚石线磨损不能兼顾的问题。
为了解决上述问题，本发明提出以下技术方案：
第一方面，本发明实施例提供一种基于电镀金刚石线锯切割大尺寸氮化铝陶瓷基板的方法，所述方法包括：将氮化铝陶瓷固定在电镀金刚石线锯的载物台上，通过电镀金刚石线锯将氮化铝陶瓷切割为氮化铝陶瓷基板，其中，在切割过程中，不间断向所述电镀金刚石线锯的金刚石线与氮化铝陶瓷接触的位置喷洒冷却液，所述冷却液为极压乳化液及合成切削液中的至少一种，所述金刚石线上的金刚石的目数为200-300目。
其进一步的技术方案为，所述金刚石线的直径为0.10mm-0.20mm。
其进一步的技术方案为，所述电镀金刚石线锯的锯丝线速度设定为28-30m/s。
其进一步的技术方案为，所述电镀金刚石线锯的工件进给速度设定为0.1mm/min-0.15mm/min。
其进一步的技术方案为，所述电镀金刚石线锯的金刚石线的张紧力设定为25N-35N。
其进一步的技术方案为，所述电镀金刚石线锯的罗拉槽距设定为0.06mm-0.15mm。
第二方面，本发明实施例提供一种氮化铝陶瓷基板，所述氮化铝陶瓷基板由第一方面所述的基于电镀金刚石线锯切割大尺寸氮化铝陶瓷基板的方法制备。
其进一步的技术方案为，所述氮化铝陶瓷基板的表面粗糙度为0.08-0.12um；翘曲度小于0.4％
其进一步的技术方案为，所述氮化铝陶瓷基板的直径大于100mm，厚度为0.1-0.12mm。
第三方面，本发明实施例提供如第二方面所述的氮化铝陶瓷基板在电子器件基板中的应用。
与现有技术相比，本发明所能达到的技术效果包括：
本发明实施例的技术方案中，选用极压乳化液或合成切削液作为冷却液，能够有效对切削进行清理，减小摩擦，使得氮化铝陶瓷基板的翘曲度以及表面粗糙度均更小。同时发明人研究发现，金刚石颗粒过大会造成单颗粒金刚石所受正压力过大而脱落失效，金刚石颗粒过小，切割力不足，效率低，在大尺寸切割过程中，随着时间延长，磨损也相对严重，因此，本发明中，金刚石线上的金刚石的目数为200-300目，能够具备较好的切割效率以及较低的磨损，同时还能够降低氮化铝陶瓷基板的表面粗糙度。
具体实施方式
下面将对实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，以下将描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
应当理解，当在本说明书和所附权利要求书中使用时，术语“包括”和“包含”指示所描述特征、整体、步骤、操作、元素和/或组件的存在，但并不排除一个或多个其它特征、整体、步骤、操作、元素、组件和/或其集合的存在或添加。
还应当理解，在此本发明实施例说明书中所使用的术语仅仅是出于描述特定实施例的目的而并不意在限制本发明实施例。如在本发明实施例说明书和所附权利要求书中所使用的那样，除非上下文清楚地指明其它情况，否则单数形式的“一”、“一个”及“该”意在包括复数形式。
本发明实施例中的氮化铝陶瓷指的是通过气氛烧结或气压烧结制备的高热导陶瓷，分子式为AlN。
本发明实施例提出一种基于电镀金刚石线锯切割大尺寸氮化铝陶瓷基板的方法。该方法包括：将氮化铝陶瓷固定在电镀金刚石线锯的载物台上，通过电镀金刚石线锯将氮化铝陶瓷切割为氮化铝陶瓷基板。
同时，本发明实施例在切割过程中，不间断向所述电镀金刚石线锯的金刚石线与氮化铝陶瓷接触的位置喷洒冷却液。所述冷却液为极压乳化液及合成切削液中的至少一种。进一步地，所述金刚石线上的金刚石的目数为200-300目。
本发明实施例的技术方案中，选用极压乳化液或合成切削液作为冷却液，能够有效对切削进行清理，减小摩擦，使得氮化铝陶瓷基板的翘曲度以及表面粗糙度均更小。同时发明人研究发现，金刚石颗粒过大会造成单颗粒金刚石所受正压力过大而脱落失效，金刚石颗粒过小，切割力不足，效率低，在大尺寸切割过程中，随着时间延长，磨损也相对严重，因此，本发明中，金刚石线上的金刚石的目数为200-300目，能够具备较好的切割效率以及较低的磨损，同时还能够降低氮化铝陶瓷基板的表面粗糙度。
进一步地，电镀金刚石线锯的金刚石线的直径为0.10mm-0.20mm。一方面，能够保证金刚石线的强度，另一方面能够最大的提升加工效率。
同时切割参数设定如下：所述电镀金刚石线锯的锯丝线速度设定为28-30m/s。所述电镀金刚石线锯的工件进给速度设定为0.1mm/min-0.15mm/min。所述电镀金刚石线锯的金刚石线的张紧力设定为25N-35N。所述电镀金刚石线锯的罗拉槽距设定为0.06mm-0.15mm。罗拉槽距用于限定金刚石线之间的距离。
本发明实施例提供一种氮化铝陶瓷基板，所述氮化铝陶瓷基板由上述实施例提供的基于电镀金刚石线锯切割大尺寸氮化铝陶瓷基板的方法制备。
进一步地，所述氮化铝陶瓷基板的表面粗糙度为0.08-0.12um；翘曲度小于0.4％，所述氮化铝陶瓷基板的直径大于100mm，厚度为0.1-0.12mm。该氮化铝陶瓷基板的表面粗糙度小，翘曲度小；同时尺寸大，厚度薄，能够应用于具有特殊需求的电子器件基板中。
本发明实施例还提供上述实施例提供的氮化铝陶瓷基板在电子器件基板中的应用。
为了能够更好的阐述本发明的技术方案，提供具体实施例如下：
实施例1
电镀金刚石线锯的金刚石线线径为0.10mm。金刚石线间距设定(即罗拉槽距)为0.08mm。金刚石线上金刚石的目数为200目。冷却液为极压乳化液。
将直径为100mm的氮化铝陶瓷粘结固定在工作平台上，通过电镀金刚石线锯将氮化铝陶瓷切割为氮化铝陶瓷基板。工艺参数设定如下：设定金刚石线锯的线速度为28m/s，金刚石线锯的进给速度为0.1mm/min，金刚石线锯的金刚石线张紧力为35N。
通过实施例1的方法切割得到100块厚度为0.08mm氮化铝陶瓷基板，该氮化铝陶瓷基板的表面粗糙度(平均值)为0.11μm，翘曲度(平均值)为0.04％，切割良品率为97％。
实施例2
电镀金刚石线锯的金刚石线线径为0.20mm。金刚石线间距设定(即罗拉槽距)为0.12mm。金刚石线上金刚石的目数为250目。冷却液为极压乳化液。
将直径为100mm的氮化铝陶瓷粘结固定在工作平台上，通过电镀金刚石线锯将氮化铝陶瓷切割为氮化铝陶瓷基板。工艺参数设定如下：设定金刚石线锯的线速度为30m/s，金刚石线锯的进给速度为0.15mm/min，金刚石线锯的金刚石线张紧力为25N。
通过实施例2的方法切割得到100块厚度为0.12mm氮化铝陶瓷基板，该氮化铝陶瓷基板的表面粗糙度(平均值)为0.10μm，翘曲度(平均值)为0.048％，切割良品率为96％。
实施例3
电镀金刚石线锯的金刚石线线径为0.20mm。金刚石线间距设定(即罗拉槽距)为0.12mm。金刚石线上金刚石的目数为300目。冷却液为合成切削液。
将直径为100mm的氮化铝陶瓷粘结固定在工作平台上，通过电镀金刚石线锯将氮化铝陶瓷切割为氮化铝陶瓷基板。工艺参数设定如下：设定金刚石线锯的线速度为30m/s，金刚石线锯的进给速度为0.15mm/min，金刚石线锯的金刚石线张紧力为25N。
通过实施例3的方法切割得到100块厚度为0.12mm氮化铝陶瓷基板，该氮化铝陶瓷基板的表面粗糙度(平均值)为0.105μm，翘曲度(平均值)为0.048％，切割良品率为95％。
对比例1
与实施例1相比，不同的是采用金刚石粒度为600目的金刚石线。
切割后的氮化铝表面粗糙度为0.12um，但金刚石线损耗长度为每片3米变为每片6米，翘曲度为0.08％，良品率为76％。
对比例2
与实施例2相比，不同的是采用金刚石粒度为600目的金刚石线。
切割后的氮化铝基板表面粗糙度为1.0um，翘曲度为1.2％，良品率为62％。
对比例3
与实施例3相比，不同的是采用蒸馏水方式进行冷却。
切割后的氮化铝基板表面粗糙度为1.0um，翘曲度为1.2％，良品率为54％。
在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详细描述的部分，可以参见其他实施例的相关描述。
以上所述，为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到各种等效的修改或替换，这些修改或替换都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种基于电镀金刚石线锯切割大尺寸氮化铝陶瓷基板的方法，其特征在于，包括：将氮化铝陶瓷固定在电镀金刚石线锯的载物台上，通过电镀金刚石线锯将氮化铝陶瓷切割为氮化铝陶瓷基板，其中，在切割过程中，不间断向所述电镀金刚石线锯的金刚石线与氮化铝陶瓷接触的位置喷洒冷却液，所述冷却液为极压乳化液及合成切削液中的至少一种，所述金刚石线上的金刚石的目数为200-300目。
2.根据权利要求1所述的基于电镀金刚石线锯切割大尺寸氮化铝陶瓷基板的方法，其特征在于，所述金刚石线的直径为0.10mm-0.20mm。
3.根据权利要求1所述的基于电镀金刚石线锯切割大尺寸氮化铝陶瓷基板的方法，其特征在于，所述电镀金刚石线锯的锯丝线速度设定为28-30m/s。
4.根据权利要求1所述的基于电镀金刚石线锯切割大尺寸氮化铝陶瓷基板的方法，其特征在于，所述电镀金刚石线锯的工件进给速度设定为0.1mm/min-0.15mm/min。
5.根据权利要求1所述的基于电镀金刚石线锯切割大尺寸氮化铝陶瓷基板的方法，其特征在于，所述电镀金刚石线锯的金刚石线的张紧力设定为25N-35N。
6.根据权利要求1所述的基于电镀金刚石线锯切割大尺寸氮化铝陶瓷基板的方法，其特征在于，所述电镀金刚石线锯的罗拉槽距设定为0.06mm-0.15mm。
7.一种氮化铝陶瓷基板，其特征在于，所述氮化铝陶瓷基板由权利要求1-6任一项所述的基于电镀金刚石线锯切割大尺寸氮化铝陶瓷基板的方法制备。
8.根据权利要求7所述的氮化铝陶瓷基板，其特征在于，所述氮化铝陶瓷基板的表面粗糙度为0.08-0.12um；翘曲度小于0.4％。
9.根据权利要求8所述的氮化铝陶瓷基板，其特征在于，所述氮化铝陶瓷基板的直径大于100mm，厚度为0.1-0.12mm。
10.如权利要求7-9任一项所述的氮化铝陶瓷基板在电子器件基板中的应用。
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