陶瓷是用天然或合成化合物经过成形和高温烧结制成的一类无机非金属材料。是一种高熔点、高硬度、高耐磨性、耐氧化的功能材料，特点是硬度高、刚度高、强度高、无塑性、热稳定性高、化学稳定性高等，同时也是良好的绝缘体，常常用于军工、航空航天、高端PCB等领域中。然而陶瓷材料在机械加工成型过程中受工艺条件的限制，无法准确预留用于装配的各种孔、槽、边，所以在工程陶瓷产品上进行打孔加工是生产中经常需要的，同时这也是陶瓷加工的一个重要技术。而陶瓷材料高硬度高脆性、容易碎裂的特点，使陶瓷的精密钻孔加工，特别是小孔和微孔加工、成型加工、螺纹加工等等，都需要很好的加工工艺，才能扩大材料的可加工性范围，使其能更广泛地应用。目前陶瓷材料打孔的技术主要有机械加工、超声波加工、激光加工等方法。

氧化铝陶瓷纺织部件

1. 机械打孔法

机械打孔是目前使用最广泛的方法，该法采用金刚石空心钻，利用空心钻的旋转进行磨削而不断切入到陶瓷材料中，直到穿透为止。这种方法特别适合数毫米以上直径的圆孔洞的加工。

2.超声波打孔

超声波打孔对于抗拉强度低的陶瓷材料采用超声加工是适宜而有效的方法之一，因为超声加工是超声波发生器通过将电能转变为超声电频振荡，并固定在振幅扩大工具上，产生超声振动，使工具与工件之间的液体磨粒以很大的速度和加速度不断撞击和磨削被加工表面，因此加工效率与超声波输出功率、磨粒种类、加工速度等有关。

3.激光打孔

激光打孔是利用脉冲激光的高功率和良好空间相干性，使材料熔化、汽化而形成孔。激光打孔的过程是一个激光和物质相互作用的热物理过程，激光和工件相互作用，存在着许多不同的能量转换过程，包括反射、吸收、汽化、再辐射和热扩散等，它是由激光波长、脉冲宽度、聚焦状态等光束特性和物质诸多的物理特性决定的。由于激光具有高功率密度及良好的方向性，目前陶瓷板材普遍采用激光器对陶瓷板材进行打孔加工，激光陶瓷打孔一般采用脉冲激光器或准连续激光器（光纤激光器），激光束通过光学系统聚焦在与激光轴垂直放置的工件上，发出高能量密度(10*5-10*9w/cm2)的激光束使材料熔化、气化，一股与光束同轴气流由激光切割头喷出，将熔化了的材料由切口的底部吹出而逐步形成通孔。

氧化铝激光打孔基片

由于电子器件和半导体元器件具有尺寸小，密度高等特点，故要求激光打孔加工的精度和速度有较高要求，根据元器件应用的不同要求由于电子器件和半导体元器件具有尺寸小，密度高等特点，故要求激光打孔加工的精度和速度有较高要求，根据元器件应用的不同要求，微孔直径范围为0.05～0.2mm。光纤激光器常用于陶瓷精密加工，一般激光焦斑直径≤0.05mm，根据陶瓷板材厚度尺寸不同，一般可通过控制离焦量来实现不同孔径的通孔打孔，对于直径小于0.15mm的通孔，可通过控制离焦量实现打孔。显然，传统的加工方法已不能满足陶瓷基片的高精度加工需求。随着激光技术的不断发展，激光加工已成为陶瓷加工的最佳手段之一。

激光打孔的优势

① 速度快，效率高，经济效益好。由于激光打孔是利用功率密度高的激光束对材料进行瞬时作用，因此打孔速度非常快。配合高精度的机床和控制系统可实现高效率打孔。在相同的工件上，激光打孔与电火花打孔、机械钻孔相比，效率高10~100倍。

② 可获得大的深径比。在微孔加工中，深径比是衡量小孔加工难度的一个重要指标。激光打孔相对于其它打孔方法，参数便于优化，所以可获得比电火花、机械打孔大得多的深径比。

③ 可在各类材料上进行。不受材料硬度、刚度、强度和脆性等机械性能限制，这对于陶瓷加工来说是十分重要的。

④ 没有工具损耗。激光打孔为无接触加工，避免了机械钻微孔时易断钻头的问题。

⑤ 适合于数量多、高密度的孔加工。当激光打孔机与自动控制系统和工控机配合，实现光、机、电一体化，使得激光打孔过程可重复性非常强。

⑥ 能在难于加工材料倾斜面上进行加工小孔。而机械打孔和电火花打孔属于接触打孔，想在倾斜面打孔非常困难。

⑦ 可以对置于真空中或其它条件下的工件进行加工。

氧化铝陶瓷基板

总结：

随着微电子行业的不断发展，电子元器件逐渐朝着微型化、轻薄化的方向发展，对精度的要求也越来越高，这势必对陶瓷基板的加工程度提出越来越高的要求。从发展趋势来看，激光加工陶瓷基板的应用有着广阔的发展前景！

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