CN114227949B - 一种磁性基材的物理切割方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种磁性基材的物理切割方法，对不同厚度的微波铁氧体基板进行切割，工艺切割参数的最优范围为：切割机主轴转速为25000～35000转/min；切割速度为1.0～5.0mm/min；切割深度为磁性基材厚度d+0.01mm～d+0.03mm，切割次数为1～2次，或根据基材厚度增加切割次数，本发明采用树脂金刚石材质的圆形刀具，并将切割温度控制在21±1℃范围之内。本发明减小了崩边尺寸，裂片少、合格率高，出片速度快，可以实现微波铁氧体器件的批量化、大规模生产。
Description
技术领域
本发明涉及一种微波铁氧体材料的物理切割方法，属于陶瓷材料机械加工领域。
背景技术
旋磁铁氧体又称为微波铁氧体，是适用于微波频段的一种磁性基材，利用其旋磁特性现已研制出多种微波器件。微波铁氧体器件由于其体积小、重量轻、耗材少、易集成等优点，在通信机站、卫星、雷达等诸多民用及军用设备上发挥着重要的作用。对国内外市场需求调查表明，在未来相当长一段时间内，无线通信领域对微波铁氧体器件的需求将与日剧增，如何高效率、大批量地制作出微波铁氧体器件，以满足越来越紧迫的市场需求，是目前急需解决的技术难题之一。
微波铁氧体器件的制作工艺流程为：①根据微波铁氧体器件性能选择合适的铁氧体基板材料，并对基板进行清洗、金属化；②通过光刻工艺技术制作所需要的电路图形；③对微波铁氧体基板进行切割处理。目前，对旋磁铁氧体基板的切割工艺主要有激光切割法、物理切割法(刀具切割)。由于旋磁铁氧体材料本身具有多孔、疏松、易碎等特点，采用激光切割易造成基板破裂，产品合格率低，不适用大规模生产。现有技术中物理切割方式切割速度慢、崩边尺寸大、合格率低。
发明内容
本发明的目的在于克服上述缺陷，提供一种磁性基材的物理切割方法，对不同厚度的微波铁氧体基板进行切割，工艺切割参数的最优范围为：切割机主轴转速为25000～35000转/min；切割速度为1.0～5.0mm/min；切割深度为磁性基材厚度d+0.01mm～d+0.03mm，切割次数为1～2次，或根据基材厚度增加切割次数，本发明采用树脂金刚石材质的圆形刀具，并将切割温度控制在21±1℃范围之内。本发明减小了崩边尺寸，裂片少、合格率高，出片速度快，可以实现微波铁氧体器件的批量化、大规模生产。
为实现上述发明目的，本发明提供如下技术方案：
一种磁性基材的物理切割方法，记磁性基材厚度为d：
对于d＜2.0mm的磁性基材，采用一次切割方式，切割机主轴转速为25000转/min～35000转/min，切割深度为d+0.01mm～d+0.03mm；
对于2.0mm≤d≤4mm的磁性基材，采用一次切割方式或两次切割的方式；一次切割方式中，切割机主轴转速为25000转/min～35000转/min，切割深度为d+0.1mm～d+0.3mm；采用两次切割方式中，第一次切割时，切割机主轴转速为25000转/min～35000转/min，切割深度为第二次切割时切割机主轴转速为25000转/min～35000转/min，切割深度为d+0.01mm～d+0.03mm。
进一步的，对于d＞4mm的磁性基材采用至少两次切割的方式。
进一步的，切割速度为1.0mm/s～5.0mm/s。
进一步的，对于d＜2.0mm的磁性基材，采用一次切割方式，切割深度为d+0.02mm；
对于d≥2.0mm的磁性基材，采用一次切割方式，切割深度为d+0.02mm，或采用两次切割的方式，第二次切割时的切割深度为d+0.02mm。
进一步的，所述磁性基材的厚度为0.4mm时，采用一次切割方式，切割机主轴转速为28000转/min，切割深度为0.42mm；
所述磁性基材的厚度为1.0mm时，采用一次切割方式，切割机主轴转速为30000转/min，切割深度为1.02mm；
所述磁性基材的厚度为1.5mm时，采用一次切割方式，切割机主轴转速为32000转/min，切割深度为1.52mm。
进一步的，所述磁性基材的厚度为2.0mm，采用一次切割方式，割机主轴转速为30000转/min，切割深度为2.02mm；或，采用两次切割方式，第一次切割时切割机主轴转速为30000转/min，切割深度为1.00mm，第二次切割时切割机主轴转速为30000转/min，切割深度为2.02mm。
进一步的，所述切割机的工作温度为21±1℃。
进一步的，刀具的材质为树脂金刚石，形状为圆形，刀具直径为10cm，刀刃口宽度为1cm，厚度为0.1～0.2mm。
进一步的，切割时在被切割部位通入流量为1.0～1.3L/min，温度为21±1℃的去离子水作为冷却水。
进一步的，所述刀具直径为8～12cm。
本发明与现有技术相比具有如下有益效果：
(1)针对现有物理切割方式切割速度慢、崩边尺寸大、合格率低的问题，本发明磁性基材的物理切割方法所得到磁性基材具有崩边小、裂片少、合格率高，出片速度快等优点；
(2)本发明磁性基材的物理切割方法，对于不同厚度的磁性基材，选择合适的切割参数，最大限度的降低了崩边尺寸，提高了切割质量；
(3)本发明磁性基材的物理切割方法中选择合适的切割参数还有利于减小刀具磨损，有效降低微波铁氧体器件成本；
(4)本发明磁性基材的物理切割方法中对切割机工作温度控制精准，稳定在21±1℃之间，防止温度过高，造成基片崩坏，有效提高成品率。
附图说明
图1为本发明刀具切割后磁性基材正面和背面的崩边效果图；其中(a)、(b)分别为刀具切割后磁性基材正面和背面的崩边效果图；
图2为实施例1中厚度为0.4mm的磁性基材崩边效果图，其中(a)、(b)分别为切割速度为1.0mm/s的正面和反面崩边效果图，(c)、(d)分别为切割速度为5.0mm/s的正面和反面崩边效果图；
图3为实施例2中厚度为1.0mm的磁性基材崩边效果图，其中(a)、(b)分别为切割速度为1.0mm/s的正面和反面崩边效果图，(c)、(d)分别为切割速度为5.0mm/s的正面和反面崩边效果图；
图4为实施例3中厚度为1.5mm的磁性基材崩边效果图，其中(a)、(b)分别为切割速度为1.0mm/s的正面和反面崩边效果图；
图5为实施例4厚度为2.0mm的磁性基材崩边效果图，其中(a)、(b)分别为切割次数为一次、切割速度为1.0mm/s的正面和反面崩边效果图，(c)、(d)分别为切割次数为两次、切割速度为3.0mm/s的正面和反面崩边效果。
具体实施方式
下面通过对本发明进行详细说明，本发明的特点和优点将随着这些说明而变得更为清楚、明确。
在这里专用的词“示例性”意为“用作例子、实施例或说明性”。这里作为“示例性”所说明的任何实施例不必解释为优于或好于其它实施例。尽管在附图中示出了实施例的各种方面，但是除非特别指出，不必按比例绘制附图。
本发明一种磁性基材的物理切割方法，对不同厚度的微波铁氧体基板进行切割，工艺切割参数的最优范围为：切割机主轴转速为25000～35000转/min；切割速度为1.0～5.0mm/min；切割深度为磁性基材厚度d+0.01mm～d+0.03mm，切割次数为1～2次。
本发明中切割机为进口设备，刀具为金属软刀，材质为树脂金刚石，圆形刀片，其厚度为0.15mm，刀具直径为10cm，刀刃口宽度为1cm。根据基片厚度调节不同的切割深度。切割冷却水为去离子水，流量为1.0～1.3L/min，温度控制在21±1℃范围之内。本文专利适用于切割厚度较均匀的基片，变厚度基片的切割则需要定制刀片的形状与尺寸，保证基片在切割时与基片的有效单位接触面积不变；采用本发明方法切割厚度在2～4mm的基片，需要改变刀片的尺寸或者进行正面和背面各切割一次，以保证基片不裂。厚度超过4mm的基片，可以定制增加刀片刃口的尺寸进行至少两次的多次切割，以保证基片不裂。
本发明刀具切割后磁性基材正面和背面的崩边效果图如图1所示。
实施例1
基于厚度为0.4mm的微波铁氧体基板，采用一次切割方式，设定不同的切割参数，测量其正面和背面的崩边尺寸，随机测量5个数据如表1所示，切割效果图如图2所示。刀具切割时切割机主轴转速为28000转/min，切割深度为0.42mm。
表1不同切割速度对基板正反面的崩边影响
实施例2
基于厚度为1.0mm的微波铁氧体基板，采用一次切割方式，设定不同的切割参数，测量其正面和背面的崩边尺寸，随机测量5个数据如表2所示，切割效果图如图3所示。刀具切割时切割机主轴转速为30000转/min，切割深度为1.02mm。
表2不同切割速度对基板正反面的崩边影响
实施例3
基于厚度为1.5mm的微波铁氧体基板，采用一次切割方式，设定切割速度为1.0mm/s，测量其正面和背面的崩边尺寸，随机测量5个数据如表3所示，切割效果图如图4所示。刀具切割时切割机主轴转速为32000转/min，切割深度为1.52mm。
表3 1.0mm/s切割速度对基板正反面的崩边影响
实施例4
基于厚度为2.0mm的微波铁氧体基板，采用两种不同的切割模式，随机测量5个数据如表4所示，切割效果图如图5所示。
(1)采用一次切割方式，设定切割速度为1.0mm/s，测量其正面和背面的崩边尺寸，刀具切割时切割机主轴转速为30000转/min，切割深度为2.02mm；
(2)采用两次切割方式，设定切割速度为3.0mm/s，测量其正面和背面的崩边尺寸，刀具切割时切割机主轴转速为30000转/min，第1次切割深度为1.00mm，第2次切割深度为2.02mm。
表4不同切割次数不同切割速度对基板正反面的崩边影响
有上述实施例及崩边尺寸可以看出，此种旋磁铁氧体基材的物理切割方法，可以解决微波铁氧体基板切割速度慢、崩边大、易破裂等缺点，最终实现微波铁氧体基板切割速度快、崩边小、产品合格率高。
以上结合具体实施方式和范例性实例对本发明进行了详细说明，不过这些说明并不能理解为对本发明的限制。本领域技术人员理解，在不偏离本发明精神和范围的情况下，可以对本发明技术方案及其实施方式进行多种等价替换、修饰或改进，这些均落入本发明的范围内。本发明的保护范围以所附权利要求为准。
本发明说明书中未作详细描述的内容属本领域技术人员的公知技术。
Claims (4)
1.一种磁性基材的物理切割方法，其特征在于，记磁性基材厚度为d：
对于2.0mm≤d≤4mm的磁性基材，采用两次切割的方式；采用两次切割方式中，第一次切割时，切割机主轴转速为25000转/min~35000转/min，切割深度为d/2，第二次切割时切割机主轴转速为25000转/min~35000转/min，切割深度为d+0.01mm~d+0.03mm;
切割速度为1.0 mm/s~ 5.0 mm/s;
所述刀具的材质为树脂金刚石，形状为圆形，刀具直径为10cm，刀刃口宽度为1cm，厚度为0.1~0.2mm;
切割时在被切割部位通入流量为1.0~1.3L/min，温度为21±1℃的去离子水作为冷却水;
磁性基材为微波铁氧体。
2.根据权利要求1所述的一种磁性基材的物理切割方法，其特征在于，对于2.0mm≤d≤4mm的磁性基材，采用两次切割的方式，第二次切割时的切割深度为d+0.02mm。
3.根据权利要求1所述的一种磁性基材的物理切割方法，其特征在于，所述磁性基材的厚度为2.0mm，采用两次切割方式，第一次切割时切割机主轴转速为30000转/min，切割深度为1.00mm，第二次切割时切割机主轴转速为30000转/min，切割深度为2.02mm。
4.根据权利要求1所述的一种磁性基材的物理切割方法，其特征在于，所述切割机的工作温度为21±1℃。
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Legal Events
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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