CN115677387A - 陶瓷基板激光打孔产生的熔渣去除方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了陶瓷基板激光打孔产生的熔渣去除方法，包括以下步骤：将经过激光打孔的陶瓷基板在700℃以上的温度环境下进行烧结，保温2h以上，直至熔渣融化分离。本发明的有益效果是采用高温烧结来处理激光打孔后的陶瓷板孔内熔渣，可以完全去除熔渣，孔壁的晶粒致密，有利于磁控溅渡时种子层的附着。
Description
技术领域
本发明涉及陶瓷板清洗前处理技术领域，尤其涉及陶瓷基板激光打孔产生的熔渣去除方法。
背景技术
激光打孔的基本原理是将高能量的激光束照射在加工物体上，物体被照射部分温度上升，当温度达到熔点时开始熔化，同时吸收熔化潜热，被熔化的物质在激光束照射下继续受热，温度进一步上升，当液体达到汽化温度时，开始汽化，同时吸收汽化潜热，汽化物不断挥发，在物体上不断留下深孔，完成打孔的过程。气化物和飞溅的液体在上升过程中会降温固化在孔壁内侧和孔口附近形成熔渣，造成孔壁和板面的粗糙，进而影响表面种子层的附着力。具体在陶瓷基板加工时，当陶瓷激光打孔后，气化物和飞溅的液体在上升过程中会降温固化在孔壁内侧和孔口附近形成熔渣，造成孔壁和板面的粗糙，进而影响表面种子层的附着力。这些熔渣有一定厚度和硬度，很难清洗干净。目前采用先刮板刮掉表面熔渣，再用碱清洗掉微孔内熔渣的方法，此方法易对氮化铝陶瓷表面造成刮痕，微孔边缘崩缺，清洗时间长生产效率低，微孔内壁不易清洗干净，碱洗浓度太高时间太长会对氮化铝陶瓷表面产生腐蚀，陶瓷强度降低，生产工艺不好控制。
中国发明专利授权公告号CN110918548B公开了一种激光打孔氮化铝陶瓷板的清洗方法，打孔氮化铝陶瓷片首先用酸浸泡，熔渣里的氧化物与酸反应，粘结在氮化铝陶瓷板上的熔渣产生空洞松软，只需轻轻用布擦拭就可去掉陶瓷板表面的熔渣，减少刮板对陶瓷片造成的损伤；中间多次超声波清洗可以使大块松软熔渣脱落，便于酸与内层熔渣反应，加块清洗过程，提高清洗效率；用低浓度的碱短时间浸泡，碱与氮化铝陶瓷片表面轻微反应，即可将微孔内的熔渣完全清洗干净。该方法操作繁琐，用酸浸泡会对孔内结构造成破坏，影响后续的溅射工艺。
中国发明专利公开号CN110682010A公开了一种激光切割或打孔产生的金属挂渣去除方法，包括如下步骤：（1）将待激光切割或打孔的金属工件背面用丙酮进行擦拭，去除灰尘、油污；（2）将水基陶瓷涂料用刷子刷涂在步骤（1）的金属工件背面，形成涂层；（3）将步骤（2）中的金属工件用激光切割或打孔后，将金属工件自然冷却至室温；（4）将步骤（3）中表面粘附金属挂渣的涂层进行擦洗，获得背面光洁无挂渣的金属工件。该方法用于清除孔外的挂渣，不适用于清除孔内的熔渣。
发明内容
本发明要解决的技术问题是现有的陶瓷基板激光打孔后，孔内残留熔渣无法有效清除，影响后续的陶瓷板清洗和磁控溅射工艺，为此提供一种陶瓷基板激光打孔产生的熔渣去除方法。
本发明的技术方案是：陶瓷基板激光打孔产生的熔渣去除方法，包括以下步骤：将经过激光打孔的陶瓷基板在700℃以上的温度环境下进行烧结，保温2h以上，直至熔渣融化分离。
上述方案中所述陶瓷基板是氮化铝基板，在空气中以700℃-800℃的温度烧结，保温2h以上，直至熔渣融化分离。
上述方案中所述陶瓷基板是氮化铝基板，在惰性气体环境下以1400℃-1800℃的温度烧结，保温2h以上，直至熔渣融化分离。
上述方案中所述陶瓷基板是氧化铝基板，在空气中以1100℃-1600℃的温度烧结，保温2h以上，直至熔渣融化分离。
上述方案中所述陶瓷基板是氧化铝基板，在惰性气体环境下以1400℃-1800℃的温度烧结，保温2h以上，直至熔渣融化分离。
上述方案中所述惰性气体是氮气。
上述方案中所述经过激光打孔的陶瓷基板在石墨炉或金属炉中进行烧结。
本发明的有益效果是采用高温烧结来处理激光打孔后的陶瓷板孔内熔渣，可以完全去除熔渣，孔壁的晶粒致密，有利于磁控溅射时种子层的附着。
附图说明
图1是现有的氧化铝陶瓷基板激光打孔后的照片；
图2是本发明的优选实施例的氮化铝陶瓷基板烧结前照片；
图3是本发明的优选实施例的氮化铝陶瓷基板烧结后照片；
图4是本发明的烧结温度和时间关系图；
图5是现有的氮化铝陶瓷基板激光打孔后的孔内壁照片；
图6是本发明用金属炉烧结后的氮化铝陶瓷基板孔内壁照片；
图7是本发明用石墨炉烧结后的氮化铝陶瓷基板孔内壁照片；
图8是现有的氮化铝陶瓷基板磁控溅射后的照片；
图9是本发明的氮化铝陶瓷基板磁控溅射后的照片。
具体实施方式
下面结合附图 ，对本发明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做出创造性劳动前提下所有其他实施例，都属于本发明的保护范围。
对于陶瓷板面熔渣，可以采用刮渣机去除。陶瓷孔内熔渣，如图1所示，采用高温烧结的方式，对孔内熔渣进行去除。
作为本发明的一个实施例，将经过激光打孔的氮化铝陶瓷基板在空气中以700℃-800℃的温度烧结，保温2h以上，直至熔渣融化分离。
作为本发明的另一个实施例，将经过激光打孔的氧化铝陶瓷基板在空气中以1100℃-1600℃的温度烧结，保温2h以上，直至熔渣融化分离。
经过试验发现，例如氮化铝陶瓷基板，在空气中烧结的温度不宜过高，如果超过800℃，容易氧化发白，在空气中烧结的温度也不宜过低，如果低于700℃，无法分离熔渣。例如氧化铝陶瓷基板，空气中烧结的温度也不宜低于1100℃或者高于1600℃。
作为本发明的一个优选例，如图2-3所示，陶瓷基板是氮化铝基板或者是氧化铝基板，在氮气环境下以1400℃-1800℃的温度烧结，比如1400℃、1500℃、1600℃、1700℃、1800℃，保温2h以上，烧结后孔内边缘光滑圆润。如图4所示，是用石墨炉与金属炉烧结的对比曲线，采用石墨炉和金属炉烧结后的孔内的效果几乎相同，无差别。
如图5-图7所示，烧结前孔内壁附满熔渣，晶粒细小，经过金属炉和石墨炉的烧结后，晶粒长大，熔渣去除，其中石墨炉烧结的陶瓷基板，孔内晶粒更大，更致密，熔渣去除，更有利于种子层的附着。
对比未烧结直接进行磁控溅射的陶瓷基板，如图8所示，孔内壁粗糙疏松，磁控溅射的种子层断开，只有孔口部分有金属，且激光烧灼的痕迹和熔渣严重，而在经过烧结后，如图9所示，孔内壁光滑，磁控溅射的种子层连续致密 。
Claims (7)
1.陶瓷基板激光打孔产生的熔渣去除方法，其特征是：包括以下步骤：将经过激光打孔的陶瓷基板在700℃以上的温度环境下进行烧结，保温2h以上，直至熔渣融化分离。
2.如权利要求1所述的陶瓷基板激光打孔产生的熔渣去除方法，其特征是：所述陶瓷基板是氮化铝基板，在空气中以700℃-800℃的温度烧结，保温2h以上，直至熔渣融化分离。
3.如权利要求1所述的陶瓷基板激光打孔产生的熔渣去除方法，其特征是：所述陶瓷基板是氮化铝基板，在惰性气体环境下以1400℃-1800℃的温度烧结，保温2h以上，直至熔渣融化分离。
4.如权利要求1所述的陶瓷基板激光打孔产生的熔渣去除方法，其特征是：所述陶瓷基板是氧化铝基板，在空气中以1100℃-1600℃的温度烧结，保温2h以上，直至熔渣融化分离。
5.如权利要求1所述的陶瓷基板激光打孔产生的熔渣去除方法，其特征是：所述陶瓷基板是氧化铝基板，在惰性气体环境下以1400℃-1800℃的温度烧结，保温2h以上，直至熔渣融化分离。
6.如权利要求3或5所述的陶瓷基板激光打孔产生的熔渣去除方法，其特征是：所述惰性气体是氮气。
7.如权利要求1所述的陶瓷基板激光打孔产生的熔渣去除方法，其特征是：所述经过激光打孔的陶瓷基板在石墨炉或金属炉中进行烧结。
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