由于陶瓷板材料、電路布局和分割方法，選擇從激光加工里進(jìn)行切割陶瓷基板。但所需的成本、制造時(shí)間、尺寸、重量和產(chǎn)量才是關(guān)鍵問題。在激光加工成型、鉆孔和分割電路時(shí)陶瓷基板方面與機(jī)械切割（使用鋸或模具）、水刀切割和機(jī)械鉆孔等其他方法相比，激光具有關(guān)鍵性優(yōu)勢。

但在利用這些優(yōu)勢時(shí)并不像那么簡單使用激光加工，關(guān)于如何對陶瓷基板進(jìn)行激光加工以及材料的選擇和本身電路布局地影響，在影響下制造的時(shí)間、尺寸和重量、產(chǎn)量及盈利能力會不會有所發(fā)生。

了解功率激光切割是比水刀切割和機(jī)械切割有著更高的精度，因?yàn)樗鼈兺ǔ？梢郧懈畹诫娐吩蛱卣骰宓摹?002以內(nèi)，而具體取決于厚度相比之下的±.010到.015中會使用水刀切割。因此在激光加工時(shí)電路可以更小，并且更緊密地在封裝單片陶瓷材料上切割。有能力生產(chǎn)更小、更密集的零件意味著每個(gè)零件的成本制造會更快，并且在更小的零件中產(chǎn)量會更高。

激光刻劃陶瓷在單片化過程中被機(jī)械“折斷”，其電路可以封裝得最緊密，但也有一些缺點(diǎn)。

與機(jī)械鉆孔相比，激光還可以鉆出直徑更小的通孔，激光鉆孔為0.003英寸，機(jī)械鉆孔為0.020英寸。然而與機(jī)械鉆孔（其壁是直的）不同，而激光鉆孔的壁將逐漸變細(xì)。因此，光束出口點(diǎn)的孔直徑將小于入口點(diǎn)的直徑，通常與10%材料的厚度。在使用稍長的聚焦透鏡可以實(shí)現(xiàn)更?的錐。

與機(jī)械切相比，激光切割在一個(gè)重要優(yōu)勢是避免了制造模具的費(fèi)用，而且模具昂貴，給制造模具所需的時(shí)間可能比設(shè)置激光器所需的時(shí)間長幾天或幾周。因此，激光加工在制造時(shí)間要少很多。如果在制造要求下發(fā)生變化，那么制造另一個(gè)芯片的費(fèi)用和延遲必須重新產(chǎn)生。

電路設(shè)計(jì)是激光器固有的優(yōu)勢，因?yàn)榭梢酝ㄟ^控制激光器來調(diào)節(jié)大小的變量來限制最大地利用優(yōu)勢。其中包括分割方法（切割與劃線）、激光加工步驟的順序、電路布局及材料選擇。那么這些變量高度是相互依賴的，因此影響一個(gè)變量的決策通常涉及影響其他變量。以下就是激光加工的五個(gè)最佳實(shí)踐陶瓷基板關(guān)鍵性問題：

1、在切割時(shí)進(jìn)行激光劃線或激光切割，而是否切割或劃線取決于控制程序，激光加工可以接受劃線或穿孔的邊緣。在刻劃時(shí)激光不會將材料完全切割，而是將一排小孔脈沖到一個(gè)表面上，在孔之間有微小的材料條（見圖1）。一旦整個(gè)片材被劃線，可以通過沿著穿孔打破片材來分割零件，這些零件的邊緣會出現(xiàn)鋸齒狀。

因此，在切割時(shí)一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是它可以產(chǎn)生干凈的邊緣，而劃線則不會，另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是更高的精度。那么切割線到特征最小距離為0.002，而切割線在最小距離為0.005劃線，這種差異主要是由于零件彼此分離的方式。當(dāng)然按照下面的解釋進(jìn)行切縫考慮時(shí)，通常會失去這種優(yōu)勢。但是考慮到手動咬合，本質(zhì)上會受到不必要的開裂困擾，并且不能在曲線上進(jìn)行時(shí)那么這種優(yōu)勢又會重新獲得。

如果優(yōu)先考慮零件周圍是否有干凈邊緣、彎曲邊緣或較窄邊緣，則切割時(shí)可能適合你的分割方法。但切割時(shí)也有設(shè)計(jì)師應(yīng)該需要考慮的缺點(diǎn)。一是激光切割比劃線需要更長的時(shí)間，因?yàn)榧す馔耆懈钐沾苫澹沁@也可能會增加制造成本。

那是因?yàn)橥耆懈钐沾苫逍枰蟮墓β?，而這意味著激光束會更寬（即它的切口更大），因此部件必須相距更遠(yuǎn)，光束在部件之間的路徑稱為“廢條”或“街道”對于較厚的陶瓷基板也會更寬，因?yàn)檩^厚的基板需要更多的能量才能穿過。在切割特征之間的距離必須至少為材料的厚度或更大，（圖2所示）這也意味著陶瓷基板越厚可以從單個(gè)陶瓷片上切割的零件數(shù)量就越少。

但不僅因?yàn)榍懈盥窂礁鼘?，在切割時(shí)產(chǎn)量更低，因?yàn)榧す馐诹慵g的通過次數(shù)增加了一倍。（圖3所示）換句話說激光不能進(jìn)行“干凈切割”或只進(jìn)行一次切割以分割陶瓷基板上的兩個(gè)相鄰電路需要兩次切割。那是因?yàn)榱旱膶挾仁腔谇懈钐沾苫逅璧墓β?，在路徑的一?cè)切割到所需的公差會在其留下太寬的邊緣。因此，激光束必須再次通過以去除多余的材料。

2、在金屬化時(shí)有三個(gè)關(guān)鍵制造步驟的順序，通過鉆孔、分割和金屬化，也就是對激光加工所需的成本和時(shí)間產(chǎn)生 重大影響。顯然在相同部件必須激光處理次數(shù)越多，所涉及的總時(shí)間和費(fèi)用就越大。在關(guān)鍵選擇是電路是否被金屬化之前被分割，如果金屬化最后出現(xiàn)，那么只需要激光處理器一次就可以鉆出任何通孔并分割的陶瓷基板。但是，如果在單片化之前對板材進(jìn)行金屬化處理，則可能需要兩次是鉆通孔，以便它們可用于連接電路路徑，然后第二次是在金屬化后對零件進(jìn)行單片化。如果零件是預(yù)先金屬化的，那么單片化本身也需要更長時(shí)間。這是因?yàn)槠叫星懈罨騽澗€多張?zhí)魬?zhàn)必須單獨(dú)處理，而不是批量處理。

3、了解電路布局的限制，因此與激光加工成本和加工時(shí)間最相關(guān)的是電路布局。顯然，它也是電路設(shè)計(jì)人員最能控制的一個(gè)變量，電路布局決定了電路元件與分割過程中它們將受到損害的區(qū)域，無論是在切割過程中加熱還是在劃線和折斷過程中開裂。

電路設(shè)計(jì)通?？梢钥刂圃诹硪粋€(gè)布局參數(shù)是在鉆孔時(shí)激光將穿透區(qū)域周圍中的間隙，一般來說應(yīng)該有至少0.003的間隙，以便潛在的渣塊或芯?不會損壞附近的特征。

間隙也是規(guī)劃曲線半徑的一個(gè)因素，使用激光的一個(gè)關(guān)鍵優(yōu)勢是能夠切割幾乎任何形狀。然而陶瓷很脆容易破裂，為了減少功能缺損的機(jī)會，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮在內(nèi)角周圍設(shè)置一個(gè)半徑至少為0.005的“安全區(qū)”，圓化外角還可以減少切屑。

4、為了選擇合適的陶瓷基材，在四種基材中是微電子領(lǐng)域最流行的陶瓷基板，而是96%的氧化鋁也是目前生產(chǎn)中90%是電路中最受歡迎的。氧化鋁96%、氧化鋁99%、氧化鈹、氮化鋁

5、電鍍的新微電子電路設(shè)計(jì)時(shí)，最好的建議是提前將制造問題納入設(shè)計(jì)，很多時(shí)候簡單陶瓷基板上重新定位一個(gè)特征或用一種材料代替另一種材料，就可以在零件是否能以合理的成本制造之間產(chǎn)生巨大的差異。

審核編輯：湯梓紅