作為電子元件的支撐底座，陶瓷基片能促進電子設備散熱。陶瓷基片初胚成形后還需進行打孔、劃線加工。而傳統的加工方法不能滿足陶瓷基片的高精度加工需求。激光加工技術的發展，使激光加工成為陶瓷加工的最佳手段之一。

據統計，打孔加工約占機械加工總量的1/3，占機械加工時間的1/4。在打孔加工中尤其以微孔尤其以微孔的加工最為困難。隨著各項科學技術和工業生產的發展，小孔的應用日趨廣泛。而加工微孔的方法有：機械加工、電火花加工、電解加工、激光打孔、超聲波打孔、電子束打孔等。

1 陶瓷基片的特點：

電子封裝材料包括基片、布線、框架、層間介質以及密封材料等。而基片材料作為一種底座電子元件，主要為電子元件及其相互聯線提供承載支撐、氣密性保護和促進電氣設備散熱。陶瓷基片相對常見的金屬、塑料復合材料等相比，具備如下特點：

（1）絕緣性好、可靠性高。高電阻率是電子元件對基片的最基本要求，基片的電阻越大，封裝可靠性越高。

（2）介電常數較小，高頻特性好。較低的介電常數和介電損耗，可減少信號延遲，提高傳輸速率。

（3）熱膨脹系數小，熱失配率低。

（4）熱導率高。

2 陶瓷基片的種類及特性：

陶瓷基片（基板）是以電子陶瓷為基底，對膜電路元件以及外貼元件形成一個支撐底座的片狀材。陶瓷基片材料有氧化鋁、氮化鋁、碳化硅、氧化鈹、氮化硼、莫來石和玻璃陶瓷等。

其中，氧化鈹（BeO）和碳化硅熱導率很高，但氧化鈹因具有毒性，應用范圍小，故產量低；

碳化硅（SiC）因體積電阻較小、介電常數較大、介電損耗較高，不利于信號的傳輸，且成型工藝復雜、設備昂貴，故應用范圍也很??；

氮化鋁（AlN）陶瓷基片是新一代高性能陶瓷基片，具有很高的熱導率，較低的介電常數和介電損耗、以及和硅相配比的熱膨脹系數等優點，但由于成本高，一直沒能大規模應用；

氧化鋁（Al2O3）陶瓷基片雖然熱導率不高，但因其生產工藝相對簡單，成本較低，價格便宜，被大量用作集成電路絕緣基片、封裝材料、片式電阻器、電位器、散熱片、基座、絕緣板材、可控硅等領域。

3 什么是激光打孔？

（1）簡介

激光打孔是利用脈沖激光的高功率和良好空間相干性，使材料熔化、汽化而形成孔。激光打孔的過程是一個激光和物質相互作用的熱物理過程，激光和工件相互作用，存在著許多不同的能量轉換過程，包括反射、吸收、汽化、再輻射和熱擴散等，它是由激光波長、脈沖寬度、聚焦狀態等光束特性和物質諸多的物理特性決定的。

（2）優勢：

激光打孔是最早實用化的激光加工技術。早在60年代就用激光在鉆石上打孔，隨著激光技術的發展，激光打孔能力不斷提高，投入陶瓷加工上已有幾十年。

①速度快，效率高，經濟效益好。由于激光打孔是利用功率密度高的激光束對材料進行瞬時作用，因此打孔速度非?？?。配合高精度的機床和控制系統可實現高效率打孔。在相同的工件上，激光打孔與電火花打孔、機械鉆孔相比，效率高出10~100倍。

②可獲得大的深徑比。在微孔加工中，深徑比是衡量小孔加工難度的一個重要指標。激光打孔相對于其它打孔方法，參數便于優化，所以可獲得比電火花、機械打孔大得多的深徑比。

③可在各類材料上進行，不受材料硬度、剛度、強度和脆性等機械性能限制，這對于陶瓷加工來說是十分重要的。

④沒有工具損耗。激光打孔為無接觸加工，避免了機械鉆微孔時易斷鉆頭的問題。

⑤適合于數量多、高密度的孔加工。當激光打孔機與自動控制系統和工控機配合，實現光、機、電一體化，使得激光打孔過程可重復性非常強。

⑥能在難于加工材料傾斜面上進行加工小孔。而機械打孔和電火花打孔屬于接觸打孔，想再傾斜面打孔非常困難。

⑦可以對置于真空中或其它條件下的工件進行加工。

4 陶瓷激光打孔面臨的問題：

陶瓷激光打孔的非接觸式加工，無機械切削力，無刀具磨損，柔韌性，高加工率等特點，使其成為陶瓷打孔加工的首選。但是由于激光束與材料相互作用的強熱性質，特別是對于長波長激光，因此陶瓷打孔面臨著一些具有挑戰性的問題：

（1）減少加工過程中的熱損傷；

（2）消除打孔加工中的微裂紋

（3）獲得高精度的孔形和好的表面質量；

（4）控制打孔的錐度；

（5）盡量減少甚至消除飛濺；

（6）殘渣和重鑄層。