一种制作含侧面图形的陶瓷薄膜电路的方法及高精度夹持装置制造方法
【专利摘要】本发明公开了一种制作含侧面图形的陶瓷薄膜电路的方法及高精度夹持装置，涉及一种激光扫描工艺制作含侧面图形的陶瓷薄膜电路的方法，旨在针对现有技术的问题，提供一种高可生产性的陶瓷薄膜电路侧面图形制作方法，以改善现有产品存在的棱边连接可靠性低，对位精度差，设计复杂等问题。本发明技术要点包括：将陶瓷基片加工成梳状；梳状陶瓷基片的正面与侧面同时金属化绘制正面图形；蚀刻侧面定位点；分离梳齿形成单个梳齿陶瓷基片；绘制侧面图形等。
【专利说明】一种制作含侧面图形的陶瓷薄膜电路的方法及高精度夹持装置
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种激光扫描工艺制作含侧面图形的陶瓷薄膜电路的方法，适用于至少两个相邻表面均有电路图形的多面陶瓷薄膜电路制作。
【背景技术】
[0002]传统薄膜电路通常在陶瓷基片正面(通常定义为立方体面积最大的两个面为正面)金属化制备电路图形，通过焊丝、焊带引出的方法与外围电路互连。而在高频、光通讯等领域，为提高产品性能，需尽可能减少组件间级联，要求陶瓷薄膜电路具备侧向传输能力，从而实现电路片与光纤、多层基板间直接连接，若能实现陶瓷薄膜电路侧面图形制作，可以极大提高上述产品组装效率和可靠性，特别是在光电传输领域侧面传输已经是一项不可或缺的技术。
[0003]现业内常用侧面金属化产品主要来源于美国八I？、日本丸和等公司，其产品供应量小、价格高，垄断了该领域市场。然而现有产品多使用激光束与图形绘制面呈45。夹角或等效的曝光方式制作，由于光的衍射特性，电路正面、侧面图形对位精度较差，棱边连接毛刺多，容易在电路片与其他组件级联组装时发生错位，导致错连、漏连甚至产品报废。
【发明内容】
[0004]本发明所要解决的技术问题是:针对上述存在的问题，提供一种高可生产性的陶瓷薄膜电路侧面图形制作方法，改善现有产品存在的棱边连接可靠性低，对位精度差，设计复杂等问题。
[0005]本发明采用的制作含侧面图形的陶瓷薄膜电路的方法，包括:
步骤1，将陶瓷基片加工成梳状:设置切割轨迹长度小于陶瓷基片边长，并控制切割轨迹任意一侧末端终止在陶瓷基片的内部区域，使切割后的陶瓷基片单边保持连接，从而形成梳状结构的陶瓷基片；其中梳状结构的陶瓷基片上因切割形成的槽的深度与槽的宽度比例小于或等于2:1 ；
步骤2，梳状陶瓷基片的正面与侧面同时金属化:对梳状陶瓷基片进行溅射，使金属膜层同时沉积在梳状基片的正面与侧面上从而形成连续金属膜层；
步骤3，绘制正面图形:利用激光束在梳状陶瓷基片的各个梳齿正面进行图形绘制，保持激光束与梳齿正面垂直；
步骤4，蚀刻侧面定位点:正面图形绘制完成后，根据正面图形确定各个梳齿的侧面定位点的位置与深度；利用激光束分别在陶瓷基片的各个梳齿正面的相应位置进行扫描形成半圆锥体形盲槽，半圆锥体形盲槽的底面直径与陶瓷基片梳齿边缘重合，半圆锥体形盲槽的底面与陶瓷基片梳齿正面重合，控制激光束的能量从而使得半圆锥体形盲槽的顶点与梳齿正面的距离等于所述侧面定位点的深度；保持激光束与梳齿正面垂直；
步骤5，分离梳齿形成单个梳齿陶瓷基片:以垂直于梳齿的方向切割梳状结构的陶瓷基片，得到分离后的若干梳齿陶瓷基片；
步骤6，绘制侧面图形:将若干梳齿陶瓷基片并排紧靠，每个梳齿陶瓷基片的侧面朝上，且梳齿陶瓷基片的方向一致，梳齿陶瓷基片的两端对齐；根据侧面定位点利用激光束在各个梳齿陶瓷基片的侧面的相应位置绘制图形；保持激光束与梳齿陶瓷基片的侧面垂直。
[0006]进一步，在步骤3或步骤6中，使用激光束在梳齿正面或梳齿陶瓷基片的侧面进行图形绘制，将激光束能量衰减一半或一半以上后，利用衰减后的激光束在梳齿正面或梳齿陶瓷基片的侧面的非图形绘制区上进行清扫。
[0007]进一步，所述步骤5中以垂直于梳齿的切割轨迹切割梳状结构的陶瓷基片，所述切割轨迹位于梳齿的根部区域，所述根部区域不绘制图形。
[0008]本发明还提供了一种用于制作含侧面图形的陶瓷薄膜电路的高精度夹持装置，包括基板与螺旋调距挡板；基板上设有一级凹槽，所述一级凹槽为矩形，其宽度与所述梳齿陶瓷基片的长度相等。
[0009]所述一级凹槽的底面上还设有至少两个二级凹槽，所述二级凹槽的长度方向与一级凹槽的长度方向一致。
[0010]所述螺旋调距挡板的形状与垂直于基板长度方向的一级凹槽与二级凹槽的公共横截面吻合；且所述螺旋调距挡板用于在紧固部件的作用下固定放置于一级凹槽与二级凹槽内。
[0011]进一步，还包括两个条形压紧部件，所述压紧部件的长度不短于一级凹槽的长度，所述压紧部件上开有两个螺孔，两个螺孔沿压紧部件长度方向排列，基板的长边上也开有两个螺孔，基板长边上的螺孔间距与压紧部件上两螺孔的间距相等，压紧部件上螺孔离压紧部件一长边的距离大于基板长边上螺孔距离基板长边内沿的距离；压紧部件通过螺栓与基板长边固定。
[0012]进一步，所述二级凹槽宽度方向的侧壁上开设有螺孔，螺孔内具有调距螺栓。
[0013]综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是:
本发明提供的制作含侧面图形的陶瓷薄膜电路的方法采用正侧面同时进行溅射金属化，回避了后分片方法(先将梳齿分离再进行溅射金属化)砂轮接触图形造成的崩边损伤问题，结构稳定性高，棱边光滑，装架便利；将切割槽的深宽比设为不大于2:1，能有效保证在正面与侧面同时沉积金属膜，保证了金属膜层的连续性；本发明方法利用圆锥体形槽蚀刻技术制作侧面定位点，保证了正面与侧面电路图形的准确对位。
[0014]本发明还提供了一种高精度的夹紧装置，有效实现了紧固梳齿陶瓷基片的紧固定位，确保了侧面图形绘制的准确性。
[0015]使用本发明方法及装置生产的含侧面图形的陶瓷薄膜电路成本低于市价25%以下，无需计算侧面图形补偿可行性和补偿尺寸，设计普适性更高，对于多品种小批量的产品线优化尤为明显。
【专利附图】
【附图说明】
[0016]本发明将通过例子并参照附图的方式说明，其中:
图1所示为梳齿化前的陶瓷基片。
[0017]图2为梳齿化后的陶瓷基片。
[0018]图3所示为梳状陶瓷基片截面切割轨迹。
[0019]图4所示为包含图形及侧面定位点的梳齿陶瓷基片。
[0020]图5所示为本发明中用于侧面图形绘制的高精度夹持装置。
[0021]图6所示为高精度夹持装置使用状态的侧视图。
[0022]图中标记:
1为陶瓷基片的一边；1-1为切割轨迹末端；1-2为切割槽；2为陶瓷基片的侧面；2-1为梳齿的根部区域；3为切割分离后的梳齿陶瓷基片；3-1为正面图形；3-2为未绘制图形的区域；3-3为侧面图形；4为半圆锥体形盲槽；4-1为半圆锥体底面；4-2为半圆锥体顶点；5为基板；5-1为一级凹槽；5-2为压紧部件；5-3为调距螺栓；5-4为螺旋调距挡板；5-5为二级凹槽；5-6为基板长边的内沿；5-7为二级凹槽宽度方向的侧壁；6为梳齿陶瓷基片的一端 '“，为基片内部区域出-8’为梳状陶瓷基片的梳齿区。
【具体实施方式】
[0023]本说明书中公开的所有特征，或公开的所有方法或过程中的步骤，除了互相排斥的特征和/或步骤以外，均可以以任何方式组合。
[0024]本说明书中公开的任一特征，除非特别叙述，均可被其他等效或具有类似目的的替代特征加以替换。即，除非特别叙述，每个特征只是一系列等效或类似特征中的一个例子而已。
[0025]本发明采用的制作含侧面图形的陶瓷薄膜电路的方法，包括:
步骤1，将陶瓷基片，如图1，加工成梳状:设置切割轨迹长度小于陶瓷基片边长，并控制切割轨迹任意一侧末端终止在陶瓷基片的内部区域八-[，使切割后的陶瓷基片单边保持连接，从而形成梳状结构的陶瓷基片，如图2所示；其中梳状结构的陶瓷基片上因切割形成的槽的深度与槽的宽度比例小于或等于2:1。
[0026]步骤2，梳状陶瓷基片的正面与侧面同时金属化:对梳状陶瓷基片的两个正面依次进行溅射，由于溅射的物理特性以及切割槽的深度与宽度比，溅射后在基片梳齿区域的金属膜层将同时沉积在梳齿的正面和侧面，从而形成连续的金属膜层，回避了传统单面溅射工艺使得侧面金属膜层连接不良的问题。
[0027]步骤3，绘制正面图形:利用激光束在梳状陶瓷基片的各个梳齿正面进行图形绘制，绘制好的正面图形如图4的3-1部。绘制过程保持激光束与梳齿正面垂直，有效减少了因光的衍射造成的误差。此步骤与传统的90。正面图形绘制过程相同，在此不再赘述其详细步骤。
[0028]步骤4，蚀刻侧面定位点:正面图形绘制完成后，根据正面图形确定各个梳齿的侧面定位点的位置与深度，此处所说的侧面定位点的位置是指侧面定位点在梳齿正面上的投射位置，侧面定位点的位置与深度是由整个电路图形及正面图形确定的，而整个电路图形包括正面图形与侧面图形，有电路结构决定。
[0029]利用激光束分别在陶瓷基片的各个梳齿正面的相应位置进行扫描形成半圆锥体形盲槽，半圆锥体形盲槽的底面直径与陶瓷基片梳齿边缘重合，半圆锥体形盲槽的底面与陶瓷基片梳齿正面重合。控制激光束的能量从而使得半圆锥体形盲槽的顶点与梳齿正面的距离等于所述侧面定位点的深度；保持激光束与梳齿正面垂直。
[0030]利用激光束蚀刻半圆锥体形盲槽为现有工艺，当锥体的底面面积确定后，通过调节激光束能量，便能唯一确定锥体的顶点的位置。
[0031]蚀刻好后的半圆锥体形盲槽如图4的4部，半圆锥体的顶点即为侧面定位点。所谓盲槽是指，半圆锥体的高不贯穿基片的厚度。
[0032]步骤5，分离梳齿形成单个梳齿陶瓷基片:如图3以垂直于梳齿的方向切割梳状结构的陶瓷基片，得到分离后的若干梳齿陶瓷基片。具体的是在梳齿的根部区域2-1中进行切割，所述根部区域不绘制图形。
[0033]步骤6，绘制侧面图形:将若干梳齿陶瓷基片并排紧靠，每个梳齿陶瓷基片的侧面朝上，且梳齿陶瓷基片的方向一致，梳齿陶瓷基片的两端对齐；根据侧面定位点利用激光束在各个梳齿陶瓷基片的侧面的相应位置绘制图形3-3 ;保持激光束与梳齿陶瓷基片的侧面垂直。根据侧面定位点与侧面图形位置的关系，便能在侧面与正面图形对位的区域准确绘制图形。
[0034]在其他实施例的步骤3或步骤6中，使用激光束在梳齿正面或梳齿陶瓷基片的侧面进行图形绘制完成后，将激光束能量衰减一半或一半以上后，利用衰减后的激光束在梳齿正面或梳齿陶瓷基片的侧面的非图形绘制区，如图4的3-2区域上进行清扫，从而将绘制图形生成的粉尘“吹走”，达到清理图形绘制面清洁的目的。
[0035]本发明还提供了一种用于制作含侧面图形的陶瓷薄膜电路的高精度夹持装置，如图5所示，包括基板5与螺旋调距挡板5-4 ;基板5上设有一级凹槽5-1，所述一级凹槽为矩形，其宽度与所述梳齿陶瓷基片的长度相等。
[0036]所述一级凹槽的底面上还设有至少两个二级凹槽5-5，所述二级凹槽5-5的长度方向与一级凹槽5-1的长度方向一致。
[0037]所述螺旋调距挡板5-4的形状与垂直于基板长度方向的一级凹槽与二级凹槽的公共横截面吻合。一级凹槽与二级凹槽的公共横截面是指垂直于基板长度方向切割基板，此横截面中同时包含一级凹槽与二级凹槽的横截面。所述螺旋调距挡板在紧固部件的作用下固定放置于一级凹槽与二级凹槽内。
[0038]在其他实施例中，还包括两个条形压紧部件5-2，所述压紧部件5-2的长度不短于一级凹槽的长度，所述压紧部件上开有两个螺孔，两个螺孔沿压紧部件长度方向排列，基板的长边上也开有两个螺孔，基板长边上的螺孔间距与压紧部件上两螺孔的间距相等，压紧部件上螺孔离压紧部件一长边的距离大于基板长边上螺孔距离基板长边内沿5-6的距离；压紧部件通过螺栓与基板长边固定。
[0039]所述二级凹槽宽度方向的侧壁5-7上开设有螺孔，螺孔内具有调距螺栓5-3。
[0040]下面结合使用方法进一步阐述所述装置的原理及结构。
[0041]将切割好的梳齿陶瓷基片横向放置于一级凹槽5-1中，保持梳齿陶瓷基片的方向一致，由于一级凹槽的宽度正好与梳齿陶瓷基片的长度相等，从而自然实现了各梳齿陶瓷基片两端对齐的效果。将各梳齿陶瓷基片的侧面朝上以免与绘制侧面图形。
[0042]旋紧调距螺栓5-3，推动螺旋调距挡板5-4靠紧最外侧的梳齿陶瓷基片的一个正面，从而实现了将各梳齿陶瓷基片并排紧靠的效果。
[0043]为了防止在绘制图形的过程中梳齿陶瓷基片的一端翘起，利用螺栓将压紧部件与基板长边固定，且压紧部件上螺孔远离的长边靠近基板内侧，由于压紧部件上螺孔离压紧部件所述长边的距离大于基板长边上螺孔距离基板长边内沿5-6的距离，因此压紧部件的所述长边正好压住各梳齿陶瓷基片的一端以及螺旋调距挡板5-4的一端。
[0044]如图6示出了使用状态下，高精度夹持装置的侧视图。
[0045]本发明并不局限于前述的【具体实施方式】。本发明扩展到任何在本说明书中披露的新特征或任何新的组合，以及披露的任一新的方法或过程的步骤或任何新的组合。
【权利要求】
1.一种制作含侧面图形的陶瓷薄膜电路的方法，其特征在于，包括: 步骤1，将陶瓷基片加工成梳状:设置切割轨迹长度小于陶瓷基片边长，并控制切割轨迹任意一侧末端终止在陶瓷基片的内部区域，使切割后的陶瓷基片单边保持连接，从而形成梳状结构的陶瓷基片；其中梳状结构的陶瓷基片上的因切割形成的槽的深度与槽的宽度比例小于或等于2:1 ; 步骤2，梳状陶瓷基片的正面与侧面同时金属化:对梳状陶瓷基片进行溅射，使金属膜层同时沉积在梳状基片的正面与侧面上从而形成连续金属膜层； 步骤3，绘制正面图形:利用激光束在梳状陶瓷基片的各个梳齿正面进行图形绘制，保持激光束与梳齿正面垂直； 步骤4，蚀刻侧面定位点:正面图形绘制完成后，根据正面图形确定侧面定位点的位置与深度；利用激光束分别在陶瓷基片的各个梳齿正面的相应位置进行扫描形成半圆锥体形盲槽，半圆锥体形盲槽的底面直径与陶瓷基片梳齿边缘重合，半圆锥体形盲槽的底面与陶瓷基片梳齿正面重合，控制激光束的能量从而使得半圆锥体形盲槽的顶点与梳齿正面的距离等于所述侧面定位点的深度；保持激光束与梳齿正面垂直； 步骤5，分离梳齿形成单个梳齿陶瓷基片:以垂直于梳齿的方向切割梳状结构的陶瓷基片，得到分离后的若干梳齿陶瓷基片； 步骤6，绘制侧面图形:将若干梳齿陶瓷基片并排紧靠，每个梳齿陶瓷基片的侧面朝上，且梳齿陶瓷基片的方向一致，梳齿陶瓷基片的两端对齐；根据侧面定位点利用激光束在各个梳齿陶瓷基片的侧面的相应位置绘制图形；保持激光束与梳齿陶瓷基片的侧面垂直。
2.根据权利要求1所述的一种制作含侧面图形的陶瓷薄膜电路的方法，其特征在于，在步骤3或步骤6中，使用激光束在梳齿正面或梳齿陶瓷基片的侧面进行图形绘制，将激光束能量衰减一半或一半以上后，利用衰减后的激光束在梳齿正面或梳齿陶瓷基片的侧面的非图形绘制去上进行清扫。
3.根据权利要求1所述的一种制作含侧面图形的陶瓷薄膜电路的方法，其特征在于，所述步骤5中以垂直于梳齿的切割轨迹切割梳状结构的陶瓷基片，所述切割轨迹位于梳齿的根部区域，所述根部区域不绘制图形。
4.一种实施权利要求1~3中任意一项方法所使用的高精度夹持装置，其特征在于，包括基板与螺旋调距挡板；基板上设有一级凹槽，所述一级凹槽为矩形，其宽度与所述梳齿陶瓷基片的长度相等； 所述一级凹槽的底面上还设有至少两个二级凹槽，所述二级凹槽的长度方向与一级凹槽的长度方向一致； 所述螺旋调距挡板的形状与垂直于基板长度方向的一级凹槽与二级凹槽的公共横截面吻合；且所述螺旋调距挡板用于在紧固部件的作用下固定放置于一级凹槽与二级凹槽内。
5.根据权利要求4所述的高精度夹持装置，其特征在于，还包括两个条形压紧部件，所述压紧部件的长度不短于一级凹槽的长度，所述压紧部件上开有两个螺孔，两个螺孔沿长度方向排列，基板的长边上也开有两个螺孔，基板长边上的螺孔间距与压紧部件上两螺孔的间距相等，压紧部件上螺孔距离压紧部件一长边的距离大于基板长边上螺孔距离基板长边内沿的距离；压紧部件通过螺栓与基板长边固定。
6.根据权利要求4或5所述的高精度夹持装置，其特征在于，所述二级凹槽宽度方向的侧壁上开始有螺孔，螺孔内具有调距螺栓。
【文档编号】H01L21/70GK104505365SQ201410817425
【公开日】2015年4月8日 申请日期:2014年12月25日 优先权日:2014年12月25日
【发明者】李彦睿, 王春富, 何建 申请人:中国电子科技集团公司第二十九研究所