專利名稱：用于加工陶瓷胎片的方法和裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種對用于制造多層陶瓷電子元件的陶瓷胎片進(jìn)行加工的方法和裝置。更具體地說，本發(fā)明涉及一種對可形成多個饋通(feedthrough)孔(例如可作為通孔和穿孔的孔)的陶瓷胎片進(jìn)行加工的方法和裝置。
通過陶瓷層的層壓并設(shè)置的內(nèi)電極(夾層電極)一般通過在各種層壓的陶瓷電子元件，如層壓的線圈元件、層壓的基片等中的通孔(饋通孔)形成電連接。
各通孔(饋通孔)是借助一模具和一沖銷在陶瓷胎片上沖壓而成的。
然而，上述的模沖法有以下問題1.模具和沖銷在很大程度上會影響?zhàn)佂椎木龋蚨鼈儽仨毦哂泻芨叩某叽绾徒Y(jié)構(gòu)精度，這樣就不可避免地會提高生產(chǎn)成本；2.盡管非常昂貴，但模具和沖銷的使用壽命還是非常短，需要作周期性的更換，而且這種更換也需要相當(dāng)長的時間；3.每當(dāng)產(chǎn)品或加工部分的形狀發(fā)生變化時，就應(yīng)該更換模具和沖銷，在更換了模具和沖銷之后，需要花費(fèi)時間進(jìn)行精確的調(diào)整；以及4.隨著饋通孔尺寸越來越細(xì)小，加工精度(制造精度)降低。
為解決上述問題，已經(jīng)有人建議了一種方法(激光加工法)，該方法的一部分在如今已被采用，藉此，可以以較高的加工和定位精度在陶瓷胎片上的所需區(qū)域內(nèi)形成尺寸小到大約80μm的饋通孔。
雖然可以用借助激光束的傳統(tǒng)加工方法在陶瓷胎片的各不同位置上進(jìn)行加工，即，使一安裝有電流度式式掃描鏡和陶瓷胎片的工作臺移動，但這種加工的速率取決于激光束的振蕩頻率、電流計式掃描鏡的掃描速度和工作臺的移動速度，它們都限制了加工速率的提高。
與采用模具和沖銷的方法相比，采用激光加工的方法比的加工速率比較慢，前者通常是后者的幾分之一，經(jīng)常是十分之一。
雖然已經(jīng)有人建議采用釔鋁柘榴石(YAG)激光來同時形成幾個饋通孔以提高激光加工的速率，但該方法還是涉及以下問題
1.激光的大部分能量都在一個用于分裂激光束的分激器中以及在經(jīng)過分激器之后的激光束傳送系統(tǒng)中損失掉了。由于激光振蕩器所發(fā)出的能量只有30一50％被利用，所以不能充分地提高分裂激光束的數(shù)量；以及2.當(dāng)陶瓷胎片具有一種對YAG激光吸收率很低的組份時，YAG激光吸收器必須采用昂貴的材料。
雖然還有其它的方法可以用來在陶瓷胎片上同時形成多個饋通孔，如利用YAG激光和CO2激光的方法或利用具有給定傳送圖案的掩模的方法，但這些方法也有下列問題1.不能充分地提高同時形成的孔的數(shù)量，因為激光振蕩器所發(fā)出的能量只有10-30％能有效地加以利用；以及2.圖像聚焦掩模和圖像傳送掩模非常容易遭到激光束的損壞，因而不能確保高精度的加工。
為了適應(yīng)近年來對電子元件的小型化和高度集成化的要求，形成在陶瓷胎片上的通孔的直徑必須變得更加細(xì)小。
然而，如上所述，當(dāng)采用沖壓方法時，加工精度(制造精度)會隨著孔徑(孔尺寸)的變小而降低。
業(yè)已證明，在利用YAG激光和CO2激光的激光加工法中，當(dāng)孔徑(孔尺寸)減小到50μm或更小時，要以較高的制造精度和尺寸精度來形成饋通孔是比較困難的。因此，可獲得的最小孔徑是大約30μm。這是因為在利用YAG激光和CO2激光進(jìn)行激光加工時，當(dāng)激光的波長接近最小孔徑時，聚焦會變得困難。
在傳統(tǒng)的激光加工方法中，如圖6所示，由于激光振蕩器的輸出能量與激光束的寬度相關(guān)，因而需要將激光振蕩器的輸出能量調(diào)整得適于形成微細(xì)的饋通孔。當(dāng)要形成直徑為d的細(xì)孔時，照射到陶瓷胎片上的激光束就需要有寬度d，具有傳統(tǒng)激光振蕩器輸出水平的激光束能量太大，以致使激光束的寬度大于要在陶瓷胎片上形成的饋通孔的孔徑d，這樣就不能形成所需的孔徑d。穿孔所需能量的聚焦寬度大于饋通孔的孔徑d。因此，應(yīng)該通過降低激光振蕩器的輸出能量來減小激光束的寬度，以相應(yīng)于所需的饋通孔孔徑d。
然而，當(dāng)降低激光振蕩器的輸出能量以將激光束的寬度減小到與饋通孔孔徑d相對應(yīng)的水平時，就不可能進(jìn)行穩(wěn)定的激光振蕩。因此，由于加工質(zhì)量的不穩(wěn)定，很難獲得具有較高制造精度和尺寸精度的細(xì)微饋通孔。
如

圖15所示，當(dāng)用上述方法對其一個平面上支承于一載膜的陶瓷胎片進(jìn)行沖壓時，形成一個穿過載膜52的饋通孔52a，并形成一個穿過陶瓷胎片51的饋通孔51a。如圖16所示，一種導(dǎo)電膏54穿過載膜52上的饋通孔52a并粘附在對陶瓷胎片51加以支承的工作臺53上，在后加工過程中，用絲網(wǎng)印刷術(shù)對導(dǎo)電膏進(jìn)行印刷，以形成層間連接和配線圖案。如圖17所示，粘附于工作臺53的導(dǎo)電膏54會留在工作臺53上，從而降低絲網(wǎng)印刷的精度，或者由于導(dǎo)電膏粘附于下一個原片而使陶瓷胎片的質(zhì)量下降。因此，需要在對每一層陶瓷胎片進(jìn)行絲網(wǎng)印刷之后，對工作臺加以清潔，這樣就會降低陶瓷胎片的生產(chǎn)效率。
如圖18所示，當(dāng)把陶瓷胎片51和載膜52一起從工作臺53上提起之后，使載膜52從陶瓷胎片51上剝離，此時，將饋通孔51a和52a中的內(nèi)導(dǎo)體(導(dǎo)電膏)54剝離也會導(dǎo)致較差的質(zhì)量。
為了解決上述問題，已經(jīng)有人建議了一種方法(激光加工法)并付諸實施(日本的未審查專利申請，公開號7-193375)，在該方法中，可以利用一激光束，在有一個面支承于載膜的陶瓷胎片的一個所需區(qū)域內(nèi)形成不穿透載膜但穿透陶瓷胎片的穿孔。
然而，當(dāng)運(yùn)用這種傳統(tǒng)的激光加工法時，還是會遇到下列問題1.由于必須抑制激光振蕩器的輸出能量以將激光束能量調(diào)節(jié)到不會在載膜上形成穿孔的水平，因而難以進(jìn)行重復(fù)的、穩(wěn)定的加工。
2.由于加工速率取決于激光振蕩器的振蕩頻率、掃描鏡的掃描速度和工作臺的移動速度，因而加工速率的提高受到限制(與采用模具和沖銷的方法相比，采用激光加工法的加工速率相當(dāng)慢，后者通常只有前者的幾分之一，經(jīng)常是十分之一)。
因此，本發(fā)明的目的是，為解決以上問題，提供一種能有效地在陶瓷胎片上形成多個饋通孔的陶瓷胎片加工方法和裝置。
為實現(xiàn)上述目的，根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供了一種用于在陶瓷胎片上形成多個饋通孔的陶瓷胎片加工方法，該方法包括如下步驟使一個從一激光源發(fā)出的激光束通過一衍射光柵而分裂成多個激光束；以及使分裂的激光束照射到所述陶瓷胎片上，藉以在所述陶瓷胎片的一個所需區(qū)域內(nèi)同時形成多個饋通孔。
借助該方法，可以有效地形成多個饋通孔，即使從一激光源發(fā)出的激光束通過一衍射光柵而分裂成多個激光束，隨后使各激光束照射到陶瓷片材上，無需任何掩模。
術(shù)語“使激光束通過一衍射光柵而分裂成多個激光束”的意思是，使激光束分裂，從而令其在被加工物體的照射面上的形狀與所需形成的饋通孔的平面形狀相對應(yīng)，其中孔的真實形狀沒有特別的限制。
另一方面，本發(fā)明提供了一種用于在陶瓷胎片上加工出多個具有相同形狀和尺寸的饋通孔的陶瓷胎片加工方法，其中使從一激光源發(fā)出的激光束通過一衍射光柵，從而將該激光束分裂成多個具有統(tǒng)一的形狀和尺寸的激光束，這些激光束的形狀和尺寸相應(yīng)于需形成的饋通孔的形狀和尺寸；使所述均勻分裂成多個激光束的激光束照射到陶瓷胎片上，從而在陶瓷胎片上同時形成多個形狀和尺寸都統(tǒng)一的饋通孔。
借助該方法，可以有效地在陶瓷胎片上形成多個饋通孔，即使從一激光源發(fā)出的激光束通過一衍射光柵而分裂成多個具有統(tǒng)一形狀和尺寸的激光束，這些激光束的形狀和尺寸相應(yīng)于所需形成的饋通孔的形狀和尺寸，隨后使均勻分裂成多個激光束的激光束照射到陶瓷胎片上，就可以在陶瓷胎片上同時形成多個形狀和尺寸都統(tǒng)一的饋通孔。
所述激光束包括(1)只通過光柵的激光束(0—階光)，(2)借助衍射光柵分裂的激光束，以及(3)噪聲(較高階的激光束)，當(dāng)激光束通過衍射光柵而分裂時，可產(chǎn)生這樣一種加工精度限制方面的損失，將這三類激光照射到加工物體上。較高階的激光束或噪聲的能量水平是比較低的，被加工物體會受到噪聲能量的一些影響。然而，作為噪聲的激光束的數(shù)量大于分裂激光束的數(shù)量，因而總的噪聲能量較大，并且前者的數(shù)量與分裂激光束的數(shù)量成正比，因而噪聲激光束的總能量較大。
透過衍射光柵的激光束(0—階光)沒有被衍射光柵分裂，僅僅是通過，因而具有比被衍射光柵分裂的激光束(如(2)所述)更高的能量。由于噪聲(較高階的激光束)是在激光束被衍射光柵分裂時產(chǎn)生的，因而各分離激光束的能量小于期望的激光束能量。
鑒于以上這些因素，如圖4所示，當(dāng)采用被衍射光柵分裂的激光束來加工陶瓷胎片時，形成在片材中央的饋通孔15(15a)的直徑大于形成在片材外周的孔15的直徑。因此，不能在陶瓷胎片10上形成形狀和尺寸統(tǒng)一的饋通孔。
衍射光柵具有較高的加工精度，以便經(jīng)可能地降低由較高階的激光束所產(chǎn)生的分裂損失。此外，對被加工物體進(jìn)行加工所需的能量閾值取決于初步的經(jīng)驗，將衍射光柵設(shè)計成這樣，即，使分裂的激光束的能量密度在大于加工閾值下限的范圍內(nèi)降低，藉以增大激光束的直徑。于是，采用如上所述的衍射光柵使激光束分裂，就可以獲得具有與所需形成的饋通孔的形狀和尺寸相對應(yīng)的均勻的形狀和尺寸的多個激光束。用如上所述而獲得的激光束來進(jìn)行加工，就可以在陶瓷胎片10上可靠而有效地形成具有均勻的形狀和尺寸的片材中央饋通孔15(15a)和片材外周饋通孔15。
當(dāng)采用衍射光柵來分裂激光束時，通過使激光束經(jīng)過衍射光柵可以獲得很小的能量損失(采用傳統(tǒng)的分路器來分裂激光束可導(dǎo)致大約50-70％的能量損失，而本發(fā)明可以將損失減小到大約20％)。因此，借助于使激光束通過衍射光柵而分裂成的多個激光束，可以同時形成很多饋通孔，從而使高效率、高精度地在一所需區(qū)域內(nèi)形成很多饋通孔成為可能。
另一方面，本發(fā)明提供了一種用于加工陶瓷胎片的方法，包括如下步驟使從一激光源發(fā)出的激光束通過一衍射光柵；將該激光束分裂成多個激光束，這些激光束的能量適于在陶瓷胎片上形成孔徑為50μm或更小的細(xì)孔；以及將分裂成多個激光束的激光束照射到所述陶瓷胎片上，以形成多個孔徑為50μm或更小的細(xì)孔。
借助這種方法，可以有效地在陶瓷胎片上形成孔徑為50μm或更小的細(xì)孔，即使從一激光源發(fā)出的激光束通過一衍射光柵而將該激光束分裂成多個激光束，這些激光束的能量適于在陶瓷胎片上形成孔徑為50μm或更小的細(xì)孔，隨后在將分裂成多個激光束的激光束照射到所述陶瓷胎片上。
根據(jù)本發(fā)明的這種方法，如圖7所示，利用衍射光柵3將高能量的激光束2(參見圖8A)分成多個激光束2a，每個分裂激光束2a的能量衰減至適于形成細(xì)孔的水平(或衰減至可形成相應(yīng)于細(xì)孔孔徑d的激光束寬度的水平)，從而使激光振蕩器能以穩(wěn)定的輸出來工作。因此，可以藉較高的位置精度和制造精度有效地形成孔徑為50μm或更小的細(xì)孔。
本發(fā)明中所用的術(shù)語“將激光束分成多個激光束，這些激光束適于在陶瓷胎片上形成孔徑為50μm或更小的細(xì)孔”的意思是通過用衍射光柵對激光束進(jìn)行分裂而降低各激光束的能量水平，藉以把要照射到陶瓷胎片上的各個激光束的寬度調(diào)節(jié)到50μm或更小。然而，絕對的能量水平適當(dāng)?shù)厝Q于陶瓷胎片的組份以及所需形成的細(xì)孔的尺度和尺寸。
本發(fā)明中的“細(xì)孔”不但包括穿孔(饋通孔)，而且還包括一端封閉的、不穿透的和部分穿透的饋通孔，其中孔的一部分穿透而另一部分則不穿透。
按照本發(fā)明的陶瓷胎片加工方法，在對所述陶瓷胎片進(jìn)行激光照射的同時，可允許陶瓷胎片移動。
通過用激光照射陶瓷胎片，同時令陶瓷胎片移動，就可以在陶瓷胎片的不同區(qū)域內(nèi)有效地形成多個饋通孔。
按照本發(fā)明的陶瓷胎片加工方法，在對所述陶瓷胎片進(jìn)行激光照射的同時，可允許陶瓷胎片間歇地移動。
通過使陶瓷胎片間歇地移動，就可以在陶瓷胎片固定時對其進(jìn)行照射，從而能以較高的制造精度和位置精度在陶瓷胎片的不同區(qū)域內(nèi)有效地形成多個饋通孔。
還有，按照本發(fā)明的陶瓷胎片加工方法，從激光源發(fā)出的激光束可以是一脈沖激光束。
通過照射一個脈沖激光束，即使在進(jìn)行激光照射的同時允許陶瓷胎片間歇地移動，也可以藉較高的制造精度和位置精度高效地形成多個饋通孔，從而可以更有效地實施本發(fā)明。
如上所述的陶瓷胎片加工方法可允許形成多個形狀和尺寸均勻的饋通孔，還允許形成多個孔徑為50μm或更小的細(xì)孔。
另一方面，本發(fā)明提供了一種用于在陶瓷胎片上形成多個饋通孔的陶瓷胎片加工方法，包括如下步驟設(shè)置一個用于發(fā)出脈沖激光束的激光源、一個用于將所述激光束分裂成多個激光束的衍射光柵、一個可允許所述激光束以預(yù)定反射角反射的電流計式掃描鏡、一個用于對電流計式掃描鏡發(fā)射而來的各激光束分別進(jìn)行會聚的會聚透鏡、以及布置在一預(yù)定位置上的陶瓷胎片；使一個從激光源發(fā)出的激光束通過衍射光柵；使該激光束分裂成多個激光束；使分裂的脈沖激光束借助電流計式掃描鏡的反射而照射到陶瓷胎片上，從而在所述陶瓷胎片的一個所需區(qū)域內(nèi)形成多個饋通孔；以及通過改變電流計式掃描鏡的反射角而用激光束對陶瓷胎片反復(fù)地照射，從而在陶瓷胎片的另一個不同區(qū)域內(nèi)形成多個饋通孔。
通過改變電流計式掃描鏡的反射角度而對陶瓷胎片反復(fù)進(jìn)行激光照射，就可以在陶瓷胎片的一個所需區(qū)域內(nèi)形成多個饋通孔而不必使陶瓷胎片移動。
另一方面，本發(fā)明提供了一種用于在陶瓷胎片上形成多個饋通孔的陶瓷胎片加工方法，包括如下步驟設(shè)置一個用于發(fā)出脈沖激光束的激光源、一個可允許所述激光束以預(yù)定反射角反射的電流計式掃描鏡、一個用于將所述激光束分裂成多個激光束的衍射光柵、一個用于對分裂成多個激光束的激光束分別進(jìn)行會聚的會聚透鏡、以及布置在一預(yù)定位置上的陶瓷胎片；從所述激光源發(fā)出脈沖激光束；借助電流計式掃描鏡對該激光束進(jìn)行反射；使由電流計式掃描鏡反射而來的激光束通過所述衍射光柵，從而將所述激光束分裂成多個激光束；使分裂的脈沖激光束照射到陶瓷胎片上，從而在陶瓷胎片的一個所需區(qū)域內(nèi)同時形成多個饋通孔；以及通過改變電流計式掃描鏡的反射角而用激光束對陶瓷胎片反復(fù)地進(jìn)行照射，從而在所述陶瓷胎片的另一個所需區(qū)域內(nèi)形成多個饋通孔。
按照上述的陶瓷胎片加工方法，在激光束通過衍射光柵分裂成多個激光束之后，借助電流計式掃描鏡的反射就能將分裂的激光束照射到陶瓷胎片上。或者，還可以在借助電流計式掃描鏡對激光束反射之后，將激光束分成多個激光束。后一種方法能獲得與前一種相同的效果。
按照本發(fā)明的這種陶瓷胎片加工方法，可以在對所述陶瓷胎片進(jìn)行激光照射的同時，允許所述陶瓷胎片移動。
如前所述，通過改變電流計式掃描鏡的反射角，就可以對陶瓷胎片反復(fù)地進(jìn)行激光照射?；蛘?，通過使陶瓷胎片移動，就能在陶瓷胎片的很大區(qū)域內(nèi)的任意位置上可靠地形成多個饋通孔，沒有任何位置限制，這樣就可以更有效地應(yīng)用本發(fā)明。
如前所述的陶瓷胎片加工方法包括一個衍射光柵，它可讓激光束通過而將該激光束分裂成多個形狀和尺度與所需形成的饋通孔的形狀和尺度相同的激光束，因此，在通過該衍射光柵之后，激光束被分成多個形狀和尺度與所需形成的饋通孔的形狀和尺度相同的激光束，藉以形成多個形狀和尺度均勻的饋通孔。
前述的陶瓷胎片加工方法包括一個衍射光柵，它可讓激光束通過而將該激光束分裂成多個其能量適于形成孔徑為50μm或更小的孔的激光束，藉此，可以將激光束分裂成多個其能量適于形成孔徑為50μm或更小的孔的激光束，以便形成多個孔徑為50μm或更小的細(xì)孔。
較佳的是，本發(fā)明提供了一種陶瓷胎片加工方法，其中衍射光柵是用一種對所述激光束有高透射率的材料制成的。
由于對光學(xué)系統(tǒng)(特別是衍射光柵)采用了使激光束有高透射率的材料，所以可提高能效，從而能在陶瓷胎片上高效地形成多個饋通孔。
在本發(fā)明的這種陶瓷胎片加工方法中，從所述激光源發(fā)出的激光是CO2激光。
由于CO2激光相對于構(gòu)成陶瓷胎片的陶瓷本身具有較低的吸收率，可以防止由于陶瓷本身的惡化而導(dǎo)致的特性變化，因而CO2激光器可以比較理想的用于本發(fā)明的陶瓷胎片加工方法。
如上所述，雖然CO2激光很難被構(gòu)成陶瓷胎片的陶瓷所吸收，但當(dāng)把一種對CO2激光有較高吸收率的材料與構(gòu)成陶瓷胎片的粘結(jié)劑相混合時，還是可以利用CO2激光對陶瓷胎片進(jìn)行有效地加工(去除)。
按照本發(fā)明的陶瓷胎片加工方法，陶瓷胎片可以設(shè)置有一用于支承該陶瓷胎片的一個面的載膜，本發(fā)明還可以用來加工其一個面由一載膜(通常是樹脂膜)支承的陶瓷胎片。當(dāng)對帶有載膜的陶瓷胎片進(jìn)行加工時，由于陶瓷胎片支承在載膜上，可抑制陶瓷胎片的變形和扭曲，因而能提高各饋通孔的尺寸精度和位置精度。
另一方面，本發(fā)明提供了一種用于加工陶瓷胎片的裝置，包括一用于支承陶瓷胎片的支承件；一用于使陶瓷胎片沿一預(yù)定方向移動的移動件；一激光源；一衍射光柵，用于讓所述激光源發(fā)出的激光束通過，從而使該激光束分裂成多個激光束；以及一會聚透鏡，用于在所述激光束通過所述衍射光柵而變成多個激光束之后分別對各激光束進(jìn)行會聚，以將激光束照射到由所述支承件支承的陶瓷胎片上。
本發(fā)明所采用的用于加工陶瓷胎片的裝置最好包括一用于支承陶瓷胎片的支承件；一用于使陶瓷胎片沿某一預(yù)定方向移動的移動件；一激光源；一衍射光柵，用于讓所述激光源發(fā)出的激光束通過，從而使該激光束分裂成多個激光束；以及一用于對分裂的多個激光束分別進(jìn)行會聚的透鏡。因此，能確保應(yīng)用本發(fā)明的方法來對陶瓷胎片進(jìn)行加工而形成多個饋通孔。
可以采用允許陶瓷胎片沿一給定方向移動的各種移動件，以這樣一種方式使陶瓷胎片移動，即，讓支承著陶瓷胎片的支承件或陶瓷胎片本身直接移動而使陶瓷胎片沿某一給定方向移動。
另一方面，本發(fā)明提供了一種用于加工陶瓷胎片的裝置，該裝置包括一用于支承陶瓷胎片的支承件；一激光源；一衍射光柵，用于讓所述激光源發(fā)出的激光束通過，從而使該激光束分裂成多個激光束；一電流計式掃描鏡，用于在每個激光束通過所述衍射光柵并分裂成多個激光束之后，使其以一預(yù)定的反射角反射；一用于改變所述電流計式掃描鏡的反射角的電流計式掃描鏡驅(qū)動件；以及一會聚透鏡，用于在所述激光束通過所述電流計式掃描鏡以預(yù)定的反射角反射之后，分別對各激光束進(jìn)行會聚，以將每個激光束都照射到由所述支承件支承的陶瓷胎片上。
在該裝置中，借助電流計式掃描鏡對激光束進(jìn)行反射，并通過改變電流計式掃描鏡的反射角而將激光束反復(fù)地照射到陶瓷胎片上，就可以使經(jīng)由衍射光柵而分裂成多個激光束的激光束照射到陶瓷胎片上。因此，可以在陶瓷胎片的一個預(yù)定區(qū)域的多個位置上形成多個饋通孔而不必讓陶瓷胎片移動，這樣就使本發(fā)明顯得更加實用。
另一方面，本發(fā)明提供了一種用于加工陶瓷胎片的裝置，包括一用于支承所述陶瓷胎片的支承件；一激光源；一允許所述激光束以預(yù)定的角度反射的電流計式掃描鏡；一用于改變所述電流計式掃描鏡反射角的電流計式掃描鏡驅(qū)動件；一衍射光柵，用于讓由所述電流計式掃描鏡以預(yù)定角度反射的激光束通過，從而使該激光束分裂成多個激光束；以及一會聚透鏡，用于對通過衍射光柵而分裂的激光束分別進(jìn)行會聚，從而將每個激光束都照射到由所述支承件支承的陶瓷胎片上。
借助該裝置，可將借助電流計式掃描鏡而以預(yù)定的角度反射的激光束照射到陶瓷胎片上，同時，可以改變電流計式掃描鏡的反射角，以將激光束反復(fù)地照射到陶瓷胎片上。因此，可以在陶瓷胎片的預(yù)定區(qū)域內(nèi)的多個位置上形成多個饋通孔而不必讓陶瓷胎片移動，這樣就使本發(fā)明顯得更加實用。
按照本發(fā)明的陶瓷胎片加工裝置可以設(shè)置一用于使所述陶瓷胎片沿著一預(yù)定方向移動的移動件。
在上述的陶瓷胎片加工裝置中，通過利用電流計式掃描鏡以改變反射角來將激光束反復(fù)地照射到陶瓷胎片上?；蛘撸ㄟ^使陶瓷胎片移動，也可以在陶瓷胎片的一個較寬區(qū)域內(nèi)的任意位置上形成多個饋通孔，這樣就使本發(fā)明顯得更加實用。
本發(fā)明的陶瓷胎片加工裝置包括一個衍射光柵，通過使激光束經(jīng)過該衍射光柵，就可將一激光束分裂成具有均勻的形狀和尺寸的多個激光束，這些激光束的形狀和尺寸相應(yīng)于所需形成的饋通孔。因此，可以將所述激光束分裂成多個具有與饋通孔的形狀和尺寸相應(yīng)的、均勻的形狀和尺寸的激光束，藉以形成多個具有均勻的形狀和尺寸的饋通孔。
如上所述的陶瓷胎片加工裝置包括一衍射光柵，通過使激光束經(jīng)過該衍射光柵，就可以將該激光束分裂成多個其能量適于在陶瓷胎片上形成孔徑為50μm或更小的細(xì)孔的激光束。因此，通過使激光束經(jīng)過衍射光柵，就可以將其分裂成多個其能量適于在陶瓷胎片上形成孔徑為50μm或更小的細(xì)孔的激光束，藉以形成多個孔徑為50μm或更小的細(xì)孔。
另一方面，本發(fā)明提供了一種用于在其一個面支承于一載膜的陶瓷胎片上形成多個饋通孔的陶瓷胎片加工方法，該方法包括如下步驟使從一激光源發(fā)出的脈沖激光束通過一衍射光柵，從而將該激光束分裂成多個激光束，這些激光束所具有的能量可使每個分裂的激光束穿透所述陶瓷胎片，但是不穿透所述載膜；以及將分裂成多個激光束的脈沖激光束照射到陶瓷胎片的不支承于載膜的那一個面上，從而在陶瓷胎片上形成多個饋通孔。
借助該方法，通過使激光束經(jīng)過衍射光柵，就可以將激光源發(fā)出的脈沖激光束分裂成多個激光束，這些激光束所具有的能量可使每個激光束穿透陶瓷胎片但是不穿透載膜。分裂成多個光束的激光束照射到陶瓷胎片的不支承于載膜的那一個面上，從而確保在陶瓷胎片上形成饋通孔而不允許激光束穿透載膜。
本發(fā)明中使用的術(shù)語“分裂成多個激光束，這些激光束所具有的能量可使每個激光束穿透陶瓷胎片但是不穿透載膜”意味著激光束被分裂，每個激光束所具有的能量是這樣的，即，當(dāng)激光束照射到陶瓷胎片那一側(cè)時，可以沿著陶瓷胎片的厚度方向穿透，但是不能在載膜上形成饋通孔。
按照本發(fā)明的方法，由于借助衍射光柵使激光束分裂而讓各分裂激光束的能量降低至如上所述的特定水平，所以不需要降低激光振蕩器的輸出能量。因此，可使激光振蕩器以穩(wěn)定的輸出水平工作，從而確保能形成只穿透陶瓷胎片而不穿透載膜的饋通孔。
較佳的是，在按照本發(fā)明的、陶瓷胎片的一個面支承于載膜的陶瓷胎片加工方法中，在進(jìn)行激光照射的同時允許陶瓷胎片移動。
由于在進(jìn)行激光照射的同時允許陶瓷胎片移動，所以可在陶瓷胎片的另一個區(qū)域內(nèi)有效地形成多個饋通孔，并且不讓激光束穿透載膜。
另一方面，本發(fā)明提供了一種用于在其一個面支承于一載膜的陶瓷胎片上形成多個饋通孔的陶瓷胎片加工方法，包括如下步驟設(shè)置一個用于發(fā)出脈沖激光束的激光源、一個用于將所述激光束分裂成多個激光束的衍射光柵、一個可允許所述激光束以預(yù)定反射角反射的電流計式掃描鏡、一個用于對電流計式掃描鏡發(fā)射而來的各激光束分別進(jìn)行會聚的會聚透鏡、以及布置在一預(yù)定位置上的陶瓷胎片；使一個從所述激光源發(fā)出的激光束通過所述衍射光柵；使所述激光束分裂成多個激光束，各激光束所具有的能量可使激光束穿透陶瓷胎片但是不穿透載膜；使分裂的脈沖激光束借助電流計式掃描鏡的反射而照射到所述陶瓷胎片的不支承于載膜的那一個面上，從而在所述陶瓷胎片形成多個饋通孔；通過改變電流計式掃描鏡的反射角而用激光束對陶瓷胎片的不支承于載膜的那個面反復(fù)地進(jìn)行照射，從而在陶瓷胎片的另一個區(qū)域內(nèi)形成多個饋通孔。
借助該方法，通過改變電流計式掃描鏡的反射角，就可以使激光束反復(fù)地照射到陶瓷胎片的不支承于載膜的那一個面。因此，可以在陶瓷胎片的一個所需區(qū)域內(nèi)的多個位置上有效地形成多個不穿透載膜的饋通孔，無需使陶瓷胎片移動，這樣就使本發(fā)明顯得更加實用。
在本發(fā)明的該方法中，通過使激光束經(jīng)過衍射光柵，就可以將激光束分裂成多個其能量可以穿透陶瓷胎片但是不能穿透載膜的激光束，隨后，借助掃描鏡的反射就可以將分裂后的激光束照射到陶瓷胎片上。或者，可以在借助掃描鏡使激光束反射之后，讓激光束通過衍射光柵而分裂成多個激光束，這樣也可以獲得與上述方案相同的效果。
按照本發(fā)明的陶瓷胎片加工方法，可以在反復(fù)照射脈沖激光的同時，使陶瓷胎片移動。
在如上所述的本發(fā)明中，可以通過改變掃描鏡的反射角而將激光束反復(fù)地照射到陶瓷胎片上。除此之外，通過使陶瓷胎片移動，也可以在陶瓷胎片的任何區(qū)域上形成多個不穿透載膜的饋通孔，沒有任何位置限制，這樣就使本發(fā)明顯得更加實用。
另一方面，本發(fā)明提供了一種用于加工陶瓷胎片的裝置，包括一用于對一個面支承于一載膜的陶瓷胎片進(jìn)行支承的支承件；一用于使所述陶瓷胎片沿一預(yù)定方向移動的移動件；一用于發(fā)出脈沖激光束的激光源；一衍射光柵，用于讓所述激光源發(fā)出的激光束通過，從而使該激光束分裂成多個激光束，這些激光束所具有的能量可允許它們穿透陶瓷胎片但是不穿透載膜；以及一會聚透鏡，用于對分裂的各激光束分別進(jìn)行會聚，以將它們照射到所述陶瓷胎片的不支承于載膜的那一個面上。
本發(fā)明所采用的這種加工裝置包括用于對一個面支承于載膜的陶瓷胎片進(jìn)行支承的支承件、用于使陶瓷胎片沿某一給定方向移動的移動件、用于發(fā)出脈沖激光束的激光源、用于使激光束通過而分裂成多個具有一定能量的激光束的衍射光柵、以及用于分別對多個分裂的激光束進(jìn)行會聚而將它們照射到陶瓷胎片上的會聚透鏡。因此，可以對陶瓷胎片進(jìn)行有效的加工而形成多個不穿透載膜的饋通孔。
另一方面，本發(fā)明提供了一種用于加工陶瓷胎片的裝置，包括一用于對一個面支承于一載膜的陶瓷胎片進(jìn)行支承的支承件；一用于發(fā)出脈沖激光束的激光源；一衍射光柵，用于讓所述激光源發(fā)出的激光束通過，并使該激光束分裂成多個激光束，這些激光束所具有的能量可允許它們穿透陶瓷胎片但是不穿透載膜；一電流計式掃描鏡，用于在激光束通過衍射光柵并分裂成多個光束之后，使它們以一個給定的反射角反射；一用于改變所述掃描鏡的反射角的掃描鏡驅(qū)動件；以及一會聚透鏡，用于對由電流計式掃描鏡以給定角度反射的多個分裂的激光束分別進(jìn)行會聚，并將它們照射到所述陶瓷胎片的不支承于載膜的那一個面上。
借助該裝置，通過用掃描鏡使激光反射，就可以將經(jīng)由衍射光柵的分裂激光束照射到陶瓷胎片上，再改變電流計式掃描鏡的反射角，就可以將激光反復(fù)地照射到陶瓷胎片上。因此，不必使陶瓷胎片移動，就可以在陶瓷胎片的所需區(qū)域內(nèi)的多個位置上有效地形成多個不穿透載膜的饋通孔，這樣就使本發(fā)明顯得更加實用。
此外，還可以將加工裝置構(gòu)造成這樣，即，利用衍射光柵，對由掃描鏡以給定角度反射的激光束進(jìn)行分裂，而分裂的激光束照射到陶瓷胎片上，隨后通過改變掃描鏡的反射角而將各激光束反復(fù)地照射到陶瓷胎片上。因此，不必使陶瓷胎片移動，就可以在陶瓷胎片的所需區(qū)域內(nèi)的多個位置上有效地形成多個不穿透載膜的饋通孔，這樣就使本發(fā)明顯得更加實用。
按照本發(fā)明的陶瓷胎片加工裝置可以包括一使陶瓷胎片沿某一給定方向移動的移動件。
借助該裝置，通過改變電流計式掃描鏡的反射角，就可以將激光束反復(fù)地照射到陶瓷胎片上?；蛘?，通過使陶瓷胎片移動，也可以在陶瓷胎片的所需區(qū)域內(nèi)的多個位置上形成多個不穿透載膜的饋通孔，這樣就使本發(fā)明顯得更加實用。
圖1示出了一種根據(jù)本發(fā)明一實施例的陶瓷胎片加工裝置。
圖2示出了一陶瓷胎片，其上有利用圖1所示的、根據(jù)本發(fā)明第一實施例的加工裝置對所述陶瓷胎片進(jìn)行加工而形成的諸個饋通孔。
圖3示出了一種根據(jù)本發(fā)明另一實施例的陶瓷胎片加工裝置。
圖4是一平面圖，它示出了當(dāng)利用激光束將各饋通孔形成在所述所述陶瓷胎片上時的各饋通孔的形狀，所述激光束利用一傳統(tǒng)衍射光柵而被分成多個光束。
圖5提供了一種對衍射光柵的排列情況進(jìn)行設(shè)置的方法，它示出了當(dāng)利用一經(jīng)調(diào)節(jié)的激光束來形成各饋通孔時，各饋通孔的形狀的平面圖，所述經(jīng)調(diào)節(jié)的激光束在其中心處的能量與激光束周緣處的能量相等。
圖6是一曲線圖，它示出了激光振蕩器的輸出(能量)和激光束的寬度之間的相互關(guān)系。
圖7示出了如何利用一衍射光柵將具有高能量級的激光束分成多個光束。
圖8A是一曲線圖，它示出了在利用一衍射光柵使光束分束之前、所述激光束的能量和寬度之間的相互關(guān)系。
圖8B是一曲線圖，它示出了在利用一衍射光柵使光束分束之后、所述激光束的能量和寬度之間的相互關(guān)系。
圖9示出了一種根據(jù)本發(fā)明一實施例的陶瓷胎片加工裝置的構(gòu)造。
圖10A是用來描述利用圖9所示的、根據(jù)本發(fā)明一實施例的加工裝置對一陶瓷胎片進(jìn)行加工的方法，它示出了在加工之前的所述陶瓷胎片的剖視圖。
圖10B是用來描述利用圖9所示的、根據(jù)本發(fā)明一實施例的加工裝置對一陶瓷胎片進(jìn)行加工的方法，它示出了在所述陶瓷胎片上形成諸饋通孔之后和在載膜上形成諸個插孔之后的所述陶瓷胎片的剖視圖。
圖11是一剖視圖，它示出了一具有一載膜的陶瓷胎片，在所述載膜內(nèi)，一導(dǎo)電糊膏充填在各饋通孔內(nèi)。
圖12是一剖視圖，它示出了一具有一載膜的陶瓷胎片，所述載膜已從一XY工作臺提升起來。
圖13示出了從所述載膜上剝離下來的所述陶瓷胎片的剖視圖。
圖14示出了一種根據(jù)本發(fā)明另一實施例的陶瓷胎片加工裝置。
圖15示出了其上形成有諸饋通孔的陶瓷胎片的剖視圖。
圖16是將一導(dǎo)電糊膏印刷在其上的諸饋通孔的剖視圖，這些孔是藉助傳統(tǒng)方法而形成的陶瓷胎片上的。
圖17是將一導(dǎo)電膜形成在藉助傳統(tǒng)方法而形成有諸饋通孔的陶瓷胎片上之后、將一陶瓷胎片隨一載膜一起自工作臺提升起來時的剖視圖。
圖18是當(dāng)將一其上印刷有一導(dǎo)電糊膏的陶瓷胎片從一載膜上剝離下來時的剖視圖。
下面將結(jié)合本發(fā)明的幾個實施例，對本發(fā)明的特征進(jìn)行具體描述。
第一實施例圖1示出了一種根據(jù)本發(fā)明第一實施例的陶瓷胎片加工裝置。圖2示出了一陶瓷胎片，其上有利用圖1所示的加工裝置而形成的諸個饋通孔。
本實施例中描述了這樣一個例子，其中，一用來制造一薄片式線圈構(gòu)件的陶瓷胎片被加工成一其上具有諸個饋通孔15的片材，所述饋通孔俯視呈圓形。饋通孔15用作產(chǎn)品(薄片式線圈構(gòu)件)內(nèi)的通孔。
如圖1所示，用在本實施例中的加工裝置包括一支承件(在本實施例中是一XY工作臺)11，它支承住所述陶瓷胎片，并能使陶瓷胎片10沿著一給定方向行進(jìn)；一激光源1；一衍射光柵3，它可以使從激光源1發(fā)射出來的激光束2穿過，從而將光束分成多個其形狀與待形成在陶瓷胎片10上的各饋通孔15(圖2)的形狀相對應(yīng)的激光束；一電流計式掃描鏡4，用來使經(jīng)分束的激光束2在經(jīng)過衍射光柵3之后以一給定角度反射；以及一會聚透鏡5，用來使那些利用電流計式掃描鏡4以所述給定角度反射的激光束2會聚起來。穿過會聚透鏡5后的會聚激光束被照射在XY工作臺11上的陶瓷胎片10上。
所述加工裝置還包括一用來驅(qū)動激光源1的激光源驅(qū)動件、一用來改變電流計式掃描鏡4的反射角的電流計式掃描鏡驅(qū)動件7，以及一用來使支承在XY工作臺上的陶瓷胎片10沿著一給定方向行進(jìn)的工作臺驅(qū)動件(行進(jìn)件)12。
在本加工裝置中，是將一可發(fā)射出CO2激光、具有短脈沖寬度的激光源用作激光源1。對CO2激光具有較小吸光率的ZnSe可用于衍射光柵3、電流計式掃描鏡4和會聚透鏡5。
在本加工裝置中，衍射光柵3構(gòu)造得能將激光束2分成多個光束，從而可使各光束在俯視圖中近似呈圓形(在照射平面上的形狀)。
接下來，將對一種利用具有上述構(gòu)造的陶瓷胎片加工裝置在陶瓷胎片上形成饋通孔的方法進(jìn)行描述。
1.將一乙烯基乙酸鹽基粘接劑加入一主要由NiCuZn鐵酸鹽組成的陶瓷內(nèi)，并用一球磨機(jī)混合17小時。藉助一刮漿刀方法將所述混合物制成一片材，以形成一厚度為50微米的陶瓷胎片10，該陶瓷胎片放置在支承件11上。
2.使脈沖激光束2從激光源1發(fā)射出來，所述激光源包括一額定輸出為300瓦的CO2激光振蕩器，以便在穿孔中使用。使所述脈沖激光束穿過衍射光柵3，以將光束分成多個其形狀與待形成在陶瓷胎片10上的饋通孔15(參見圖2)的形狀相對應(yīng)的激光束(在本實施例中，是將光束分成25等分的5(長度)×5(寬度)光束)。但是，在本發(fā)明中，也可以將激光束分成各種等分，諸如3(長度)×3(寬度)的9等分光束，或7(長度)×7(寬度)的49等分光束。
3.在利用電流計式掃描鏡4使各光束反射之后，使經(jīng)分束的脈沖激光束2照射在陶瓷胎片10上，多個饋通孔15(圖2)可藉助除去陶瓷胎片10上的所需部位而形成。俯視呈圓形且直徑為50微米的饋通孔15形成有1.2毫米×0.6毫米的加工間距。
激光束2所采用的振蕩頻率是1千赫茲，脈沖寬度為50微秒，脈沖能量為1毫焦。
4.通過改變電流計式掃描鏡4的反射角，使激光束2反復(fù)地照射陶瓷胎片10，以在陶瓷胎片10的不同區(qū)域內(nèi)形成饋通孔15(圖2)。
5.重復(fù)步驟4中藉助改變電流計式掃描鏡4的反射角使激光束2照射陶瓷胎片10的步驟，以在陶瓷胎片10的所有所需區(qū)域內(nèi)形成饋通孔15(所述區(qū)域能藉助改變電流計式掃描鏡的反射角而在不同區(qū)域內(nèi)形成饋通孔15)。然后，重復(fù)步驟2至步驟4，同時使XY工作臺11移動給定距離，以在陶瓷胎片10上的整個區(qū)域內(nèi)的所需部位形成多個饋通孔15。
根據(jù)本實施例的加工方法和加工裝置，通過使光束穿過衍射光柵3而經(jīng)分束的激光束2照射在陶瓷胎片10上，可以同時將多個饋通孔15(圖2)形成在陶瓷胎片10上。因此，可以高能量效率地將多個饋通孔15有效地形成在陶瓷胎片10上的所需區(qū)域內(nèi)，而無需使用任何掩模(mask)。
表1示出了藉助采用一模具和銷子的傳統(tǒng)方法、藉助采用一分流器的傳統(tǒng)方法和如上所述的本實施例方法所形成的饋通孔的最小尺寸(直徑)、位置加工精度和加工速率。
表1
表1示出了與藉助采用模具和銷子的傳統(tǒng)加工方法相比，藉助本實施例的加工方法(加工裝置)所形成的微小和均勻的饋通孔其加工精度和加工速率將更高。此外，與采用分流器的傳統(tǒng)加工方法所獲得的加工速率400孔/秒相比，加工速率被大大提高到7000孔/秒。
雖然在本實施例中已對一種用來形成俯視呈圓形的饋通孔的方法的例子作了說明，但是，饋通孔的形狀并不限于本發(fā)明中的形狀，而是通過改變衍射光柵的設(shè)計圖紋，可以將饋通孔形成得呈各種形狀，諸如矩形、除了矩形和橢圓形之外的多邊形。
雖然在本實施例中已對將饋通孔形成在待使用的、用來制造一薄片式線圈構(gòu)件的原片上的情況作了描述，但是，本發(fā)明并不限于其上形成有饋通孔的陶瓷胎片的類型和用途，而且可以廣泛地用來在例如用于薄片式基材中的陶瓷胎片上形成通孔。
雖然在本實施例中使用的是CO2激光，但是，在本發(fā)明中也可以使用其它類型的激光。
雖然在本實施例中使用的是脈沖激光束，但是，在本發(fā)明中也可以使用除了脈沖激光束之外的激光束。
雖然可以藉助直接陶瓷胎片安裝在XY工作臺(支承件)上來形成陶瓷胎片，但是，也可以藉助將它隨載膜一起安裝在支承件上而對支承在載膜上的陶瓷胎片進(jìn)行處理。當(dāng)對設(shè)置有載膜的陶瓷胎片進(jìn)行處理時，由于陶瓷胎片是在用載膜對它予以支承時來進(jìn)行處理的，因此，通過抑制陶瓷胎片的變形和扭曲，可以提高饋通孔的尺寸精度和位置精度。
第二實施例圖3示出了根據(jù)本發(fā)明另一實施例的陶瓷胎片加工裝置。
本實施例中的加工裝置是構(gòu)造成在預(yù)先利用一電流計式掃描鏡4使激光束反射之后使激光束通過一衍射光柵3可將一激光束2分成多個光束。
第二實施例中的加工裝置2其構(gòu)造方式與第一實施例中的加工裝置所采用的構(gòu)造方式是相同的，只是衍射光柵3是設(shè)置在電流計式掃描鏡4和一會聚透鏡5之間。由于利用如上文所述的加工裝置來對陶瓷胎片2進(jìn)行加工的方法與第一實施例中所采用的方法是相同的，因此，這里將省略對其作具體描述。在圖3中，那些其標(biāo)記與圖1中所采用的相同的部分表示與圖1中相對應(yīng)的部分。
當(dāng)利用圖3所示的加工裝置對所述陶瓷胎片進(jìn)行加工時，也可以獲得與第一實施例中所獲得的相同的效果。
第三實施例在本實施例中，與上述實施例中相同的構(gòu)件和裝置采用了相同的標(biāo)記，因此此處將省略對其作具體描述。
如圖1所示，本實施例中的加工裝置包括一支承件(在本實施例中是一XY工作臺)11，它支承住一陶瓷胎片10，并能使陶瓷胎片10沿著一給定方向行進(jìn)；一激光源1；一衍射光柵3，它可以使從激光源1發(fā)射出來的激光束2穿過，從而將光束分成多個其形狀與待形成在陶瓷胎片10上的各饋通孔15(圖2)的形狀相對應(yīng)的激光束；一電流計式掃描鏡4，用來使經(jīng)分束的激光束2在經(jīng)過衍射光柵3并均勻地分成多個光束之后以一給定角度反射；以及一會聚透鏡5，用來使那些利用電流計式掃描鏡4以一給定角度反射的激光束2會聚起來。藉助穿過會聚透鏡5而會聚的激光束照射在XY工作臺11上的陶瓷胎片10上。
用在本實施例中的所述加工裝置中的衍射光柵3構(gòu)造得可以將激光束分成多個具有統(tǒng)一形狀和尺寸的光束，這樣，在被分成多個光束的激光束之中，照射在中心處的激光束所具有的能量與照射在陶瓷胎片周緣處的激光束的能量是相同的。因此，形成在中心部分處的饋通孔是絕對不會大于形成在周緣處的饋通孔的，從而可以可靠地形成多個具有統(tǒng)一形狀和尺寸的饋通孔。
藉助與第一實施例中相同的方法，采用其構(gòu)造如上文描述的陶瓷胎片加工裝置，可以在陶瓷胎片上形成多個具有統(tǒng)一形狀和尺寸的饋通孔。
根據(jù)本實施例的加工裝置和加工方法，藉助將多個具有統(tǒng)一的形狀和尺寸并通過穿過衍射光柵3而分成多個光束的激光束照射在陶瓷胎片上，可以在陶瓷胎片10上同時形成多個具有統(tǒng)一形狀和尺寸的饋通孔15(圖2)。因此，可以高能量效率地將多個具有統(tǒng)一形狀和尺寸的饋通孔15有效地形成在陶瓷胎片10上的一所需區(qū)域內(nèi)，而不需要使用掩模。在本實施例中，可以獲得與表1所示相同的效果。
第四實施例圖3示出了根據(jù)本發(fā)明另一實施例的陶瓷胎片加工裝置。
本實施例中的所述加工裝置是構(gòu)造成藉助在利用一電流計式掃描鏡4使一光束反射之后使它穿過一衍射光柵3，可以將一激光束2分成多個具有統(tǒng)一形狀和尺寸的光束。
根據(jù)第四實施例的所述加工裝置的構(gòu)造方式與第三實施例的構(gòu)造方式是相同的，只是衍射光柵3是設(shè)置在電流計式掃描鏡4和會聚透鏡5之間。利用如上文描述的加工裝置的陶瓷胎片加工方法與第三實施例中所采用的方法也是相同的。因此，對第三實施例中相應(yīng)部分的描述也可以應(yīng)用于本實施例中，故省略對其作具體描述。圖3中那些采用了與圖1相同標(biāo)記的各部分表示與圖1中相同或相對應(yīng)的部分。
當(dāng)利用圖3所示的加工裝置對陶瓷胎片進(jìn)行加工時，本實施例也可以獲得與第三實施例相同的效果。
第五實施例在本實施例中，采用了相同的標(biāo)記來表示那些與上述實施例中所使用的相同的構(gòu)件和設(shè)備，因此省略其描述。
本實施例中所描述的情況是這樣一個例子，藉助對一用來制造一薄片式線圈構(gòu)件的待用陶瓷胎片進(jìn)行加工來形成俯視如圖2所示呈圓形的小孔15。雖然小孔15是被指定用作產(chǎn)品(薄片式線圈構(gòu)件)內(nèi)的通孔，但是，在本實施例中所形成的是直徑為50微米和30微米的小孔。
如圖1所示，用在本實施例中的加工裝置包括一支承件(在本實施例中是一XY工作臺)11，它支承住一陶瓷胎片10，并構(gòu)造成能使陶瓷胎片10沿著一給定方向行進(jìn)；一激光源1；一衍射光柵3，它可以使從激光源1發(fā)射出來的激光束2穿過，從而將光束分成多個具有適當(dāng)能量的激光束2a，以形成孔徑為50微米或不到50微米(在本實施例中是50微米和30微米)的小孔15(參見圖2)；一電流計式掃描鏡4，用來使經(jīng)分束的激光束2a在經(jīng)過衍射光柵3之后以一給定角度反射；以及一會聚透鏡5，用來使那些利用電流計式掃描鏡4以一給定角度反射的激光束2a會聚起來。穿過會聚透鏡5而會聚的激光束被照射在XY工作臺11上的陶瓷胎片10上。
藉助與第一實施例中采用陶瓷胎片加工裝置相同的方法，可以將小孔形成在陶瓷胎片上。
根據(jù)本實施例中的加工裝置和加工方法，藉助將多個具有一適當(dāng)能量以便在陶瓷胎片10上形成孔徑為50微米和30微米的小孔15(圖2)的激光束照射在陶瓷胎片10上，可以在陶瓷胎片10上的一所需區(qū)域內(nèi)有效地形成具有高位置精度和結(jié)構(gòu)精度的小孔。
在表2和表3中，對藉助調(diào)整激光振蕩器輸出的傳統(tǒng)激光加工方法和藉助本實施例方法所形成的小孔的各種孔徑和圓度作了比較。
表2示出了在形成孔徑為50微米的小孔時的數(shù)據(jù)。表3示出了在形成孔徑為30微米的小孔時的數(shù)據(jù)。
表2
表3
表2和表3示出了利用本實施例的加工方法(加工裝置)可以形成孔徑較小變化且高度圓度的小孔。
第六實施例圖3示出了根據(jù)本發(fā)明另一實施例的陶瓷胎片加工裝置。
本實施例中的加工裝置是構(gòu)造成可以將一激光束2分成多個具有一能量的激光束2a，所述能量適于在預(yù)先用一電流計式掃描鏡4使激光束反射之后穿過一衍射光柵3而形成一孔徑為50微米或50微米不到的小孔15(圖2)。
第六實施例中的加工裝置的結(jié)構(gòu)與第五實施例中的加工裝置是相同的，只是衍射光柵3是設(shè)置在電流計式掃描鏡4和一會聚透鏡5之間。由于利用如上所述的這種加工裝置對陶瓷胎片進(jìn)行加工的方法與第五實施例中所用的加工裝置是相同的，因此，對第五實施例中的某些部分所作的描述也可以應(yīng)用于本實施例中，因此省略對其具體描述。圖3中采用與圖1相同標(biāo)記的那些部分表示與圖1中相對應(yīng)的部分。
利用圖3所示的加工裝置對陶瓷胎片進(jìn)行加工時，也可以獲得與第五實施例相同的效果。
第七實施例圖9示出了根據(jù)本發(fā)明另一實施例的陶瓷胎片加工裝置。
如圖9所示，本實施例中的所述加工裝置包括一支承件(在本實施例中是一XY工作臺)11，它支承住陶瓷胎片10，所述陶瓷胎片的一面由一載膜20支承，所述支承件還可以使陶瓷胎片10沿著一給定方向行進(jìn)；一用來發(fā)射一脈沖激光束的激光源1；一衍射光柵3，它可以使從激光源1發(fā)射出來的激光束2穿過，從而將光束分成多個具有一能量的激光束2a，所述能量可以除去陶瓷胎片10上的某些所需部位，以形成饋通孔15(圖10B)，并藉助僅除去一部分載膜20，在載膜20上形成非穿透的插孔20a(或不形成完全貫通的饋通孔)；一電流計式掃描鏡4，用來使經(jīng)分束的激光束2a在經(jīng)過衍射光柵3之后以一給定角度反射；以及一會聚透鏡5，用來使那些利用電流計式掃描鏡4以所述給定角度反射的激光束2a會聚起來。穿過會聚透鏡5而會聚的激光束被照射在XY工作臺11上未被載膜20支承的陶瓷胎片10的那一表面上。
接下來，將結(jié)合圖9、圖10A和圖10B，對藉助具有如上所述結(jié)構(gòu)的陶瓷胎片加工裝置、在陶瓷胎片10上形成饋通孔的方法進(jìn)行描述，所述陶瓷胎片的一表面由載膜20支承。
1.將一乙烯基乙酸鹽基粘接劑加入一主要由NiCuZn鐵酸鹽組成的陶瓷內(nèi)。在用一球磨機(jī)混合之后，在一厚度為50微米且由PET制成的載膜20上，將所述混合物制成一厚度為25微米的片材，以形成一陶瓷胎片10。然后將陶瓷胎片10與載膜20一起安裝在一支承件(XY工作臺)11上。
2.使脈沖激光束2從激光源1發(fā)射出來，所述激光源設(shè)置在一額定輸出為300瓦用于穿孔的CO2激光振蕩器內(nèi)。使所述脈沖激光束穿過衍射光柵3。將光束分成多個具有一能量的激光束，所述能量可以除去陶瓷胎片10上的所需部位，以形成饋通孔15(圖10B)，并可藉助除去一部分載膜20而在載膜20上形成非穿透的插孔20a(或不需要形成饋通孔)。
3.利用一電流計式掃描鏡4使經(jīng)分束的脈沖激光束反射，并照射在陶瓷胎片10的未被載膜20支承的一表面(上表面)上，以形成諸個穿過陶瓷胎片10并到達(dá)載膜20的中間位置的孔30(孔30由形成在陶瓷胎片10上的饋通孔15和形成在載膜20上的插孔20a構(gòu)成)。結(jié)果，除去陶瓷胎片10的一些所需部位除去可以在圖10B所示的陶瓷胎片10上形成饋通孔15，同時可以在載膜20上形成非穿透的插孔20a(或通過除去一部分載膜而形成一中空部分)。
4.通過改變電流計式掃描鏡4的反射角，使激光束2反復(fù)地照射在陶瓷胎片10上，以在陶瓷胎片10上的一不同區(qū)域內(nèi)形成饋通孔15。
5.重復(fù)步驟4，即，藉助改變電流計式掃描鏡4的反射角使激光束2照射陶瓷胎片10。在陶瓷胎片10的所有所需區(qū)域(即，通過改變電流計式掃描鏡4的反射角，可以在一不同區(qū)域內(nèi)形成饋通孔15的區(qū)域)內(nèi)形成了諸個饋通孔15之后，重復(fù)步驟2至步驟4，使XY工作臺11移動一給定距離，并在陶瓷胎片10上的所有所需部位處形成多個饋通孔15。
根據(jù)所述加工裝置和加工方法，可使穿過衍射光柵3后分成多個光束的激光束2照射在其一表面由載膜20支承的陶瓷胎片10上，所述激光束具有這樣一個能量，該能量可以通過除去陶瓷胎片10上的某些所需部位而形成一些饋通孔15，并且可以通過除去一部分載膜20而形成一些插孔20a(中空部分)。因此，可以可靠且有效地將饋通孔15僅形成在陶瓷胎片10上，而不會使光束穿過載膜20。
在傳統(tǒng)的激光加工方法中，必需將激光振蕩器的輸出能級降低至0.4毫焦以進(jìn)行加工，并且能不穿透載膜而僅在陶瓷胎片上形成饋通孔的激光束的比例必需是68％。相反，根據(jù)上述實施例中所述的方法，藉助將激光振蕩器的輸出能級保持在2.3毫焦是可以進(jìn)行加工作業(yè)的，而且能不穿透載膜而僅在陶瓷胎片上形成饋通孔的激光束的比例可以是100％。
接下來，在僅在陶瓷胎片10上形成饋通孔15并在載膜20上形成非穿透的插孔20a之后，將一導(dǎo)電糊膏涂敷于陶瓷胎片10上，以便以一種預(yù)定圖式來填充各孔。下面將對將陶瓷胎片10從載膜20上剝離下來的方法進(jìn)行描述。
如圖11所示，首先，藉助絲網(wǎng)印刷將導(dǎo)電糊膏14印刷在包括陶瓷胎片10上的各饋通孔15在內(nèi)的區(qū)域內(nèi)，所述陶瓷胎片其下表面由載膜20支承，并與載膜20一起支承在XY工作臺11上。將導(dǎo)電糊膏14填充入陶瓷胎片10上的饋通孔15內(nèi)以及載膜20上的插孔20a內(nèi)。
然后，如圖12所示，在將陶瓷胎片10隨載膜20一起從XY工作臺11提升起來時，保持導(dǎo)電糊膏14填充在陶瓷胎片10上的饋通孔15內(nèi)以及載膜20上的插孔20a內(nèi)。
在圖13所示的下一步驟中，將陶瓷胎片10從載膜20剝離下來。在一位于將導(dǎo)電糊膏填充在陶瓷胎片10上的饋通孔15內(nèi)的部分和將導(dǎo)電糊膏填充在載膜20上的插孔20a內(nèi)的部分之間的分界面處，將導(dǎo)電糊膏14切斷。然后，將導(dǎo)電糊膏14可靠地填充入陶瓷胎片10上的饋通孔15內(nèi)。因此，藉助將這些陶瓷胎片層疊起來，可以獲得一種其中內(nèi)電極彼此相互牢固連接的可靠電子元件。
雖然前述各實施例中采用的是一脈沖激光束，但是，也可以采用除了所述脈沖激光束之外的其它激光束。同時在前述實施例中還對這樣幾個例子作了描述，其中，將經(jīng)分束的激光束的能量調(diào)整得除了在載膜上形成非穿透的插孔之外還可以使光束穿過陶瓷胎片。此外，在一些情況中，可以將經(jīng)分束激光束的能量調(diào)整得可以使光束僅穿過所述陶瓷胎片，而不會在載膜上形成饋通孔以及插孔或中空部分，由此僅在陶瓷胎片上形成饋通孔。
第八實施例圖14示出了根據(jù)本發(fā)明另一實施例的陶瓷胎片加工裝置。
本實施例中的加工裝置構(gòu)造成在預(yù)先用一電流計式掃描鏡4使激光束2反射之后，可以使激光束2穿過一衍射光柵3，從而可以將所述光束分成多個激光束。
第八實施例中的加工裝置所具有的構(gòu)造與第七實施例中所采用的結(jié)構(gòu)是相同的，只是衍射光柵3是設(shè)置在電流計式掃描鏡4和一會聚透鏡5之間。由于利用上述加工裝置對陶瓷胎片進(jìn)行加工的方法與第七實施例中所采用的方法是相同的，因此，在第七實施例中的說明也可以應(yīng)用于本實施例中，故此處省略對其描述。在圖14中其所用標(biāo)記與圖9中所用標(biāo)記相同的各部分表示與圖9中相對應(yīng)的部分。
利用圖14所示的加工裝置對陶瓷胎片進(jìn)行加工，也可以獲得與第七實施例中相同的效果。
權(quán)利要求
1.一種用于在陶瓷胎片上形成多個饋通孔的陶瓷胎片加工方法，該方法包括如下步驟使一個從一激光源發(fā)出的激光束通過一衍射光柵而分裂成多個激光束；以及使分裂成多個激光束的激光束照射到所述陶瓷胎片上，藉以在所述陶瓷胎片的一個所需區(qū)域內(nèi)同時形成多個饋通孔。
2.如權(quán)利要求1所述的陶瓷胎片加工方法，其特征在于，在對所述陶瓷胎片進(jìn)行激光照射的同時，可允許陶瓷胎片移動。
3.如權(quán)利要求1所述的陶瓷胎片加工方法，其特征在于，在對所述陶瓷胎片進(jìn)行激光照射的同時，可允許陶瓷胎片間歇地移動。
4.如權(quán)利要求1所述的陶瓷胎片加工方法，其特征在于，從所述激光源發(fā)出的激光束是一脈沖激光束。
5.一種用于在陶瓷胎片上形成多個饋通孔的陶瓷胎片加工方法，包括如下步驟設(shè)置一個用于發(fā)出脈沖激光束的激光源、一個用于將所述激光束分裂成多個激光束的衍射光柵、一個可允許所述激光束以預(yù)定反射角反射的電流計式掃描鏡、一個用于對電流計式掃描鏡反射而來的各激光束分別進(jìn)行會聚的會聚透鏡、以及布置在一預(yù)定位置上的陶瓷胎片；使一個從所述激光源發(fā)出的激光束通過所述衍射光柵；使所述激光束分裂成多個激光束；使分裂的脈沖激光束借助電流計式掃描鏡的反射而照射到所述陶瓷胎片上，從而在所述陶瓷胎片的一個所需區(qū)域內(nèi)同時形成多個饋通孔；以及通過改變電流計式掃描鏡的反射角而用激光束對陶瓷胎片反復(fù)地進(jìn)行照射，從而在所述陶瓷胎片的另一個所需區(qū)域內(nèi)形成多個饋通孔。
6.一種用于在陶瓷胎片上形成多個饋通孔的陶瓷胎片加工方法，包括如下步驟設(shè)置一個用于發(fā)出脈沖激光束的激光源、一個可允許所述激光束以預(yù)定反射角反射的電流計式掃描鏡、一個用于將所述激光束分裂成多個激光束的衍射光柵、一個用于對分裂成多個激光束的激光束分別進(jìn)行會聚的會聚透鏡、以及布置在一預(yù)定位置上的陶瓷胎片；從所述激光源發(fā)出所述脈沖激光束；借助所述電流計式掃描鏡對所述激光束進(jìn)行反射；允許由電流計式掃描鏡反射而來的激光束通過所述衍射光柵，從而將所述激光束分裂成多個激光束；使分裂的脈沖激光束照射到所述陶瓷胎片上，從而在所述陶瓷胎片的一個所需區(qū)域內(nèi)同時形成多個饋通孔；以及通過改變電流計式掃描鏡的反射角而用激光束對陶瓷胎片反復(fù)地進(jìn)行照射，從而在所述陶瓷胎片的另一個所需區(qū)域內(nèi)形成多個饋通孔。
7.如權(quán)利要求5所述的陶瓷胎片加工方法，其特征在于，在對所述陶瓷胎片進(jìn)行激光照射的同時，允許所述陶瓷胎片移動。
8.如權(quán)利要求1所述的陶瓷胎片加工方法，其特征在于，所述衍射光柵是用一種對所述激光束有高透射率的材料制成的。
9.如權(quán)利要求1所述的陶瓷胎片加工方法，其特征在于，從所述激光源發(fā)出的激光是CO2激光。
10.如權(quán)利要求1所述的陶瓷胎片加工方法，其特征在于，對所述陶瓷胎片設(shè)置有一載膜，用以支承所述陶瓷胎片的一個面。
11.一種用于加工陶瓷胎片的裝置，包括一用于支承所述陶瓷胎片的支承件；一用于使所述陶瓷胎片沿一預(yù)定方向移動的移動件；一激光源；一衍射光柵，用于讓所述激光源發(fā)出的激光束通過，從而使該激光束分裂成多個激光束；以及一會聚透鏡，用于在所述激光束通過所述衍射光柵而變成多個激光束之后分別對各激光束進(jìn)行會聚，以將激光束照射到由所述支承件支承的陶瓷胎片上。
12.一種用于加工陶瓷胎片的裝置，包括一用于支承所述陶瓷胎片的支承件；一激光源；一衍射光柵，用于讓所述激光源發(fā)出的激光束通過，從而使該激光束分裂成多個激光束；一電流計式掃描鏡，用于在所述激光束通過所述衍射光柵并分裂成多個激光束之后，使每個激光束以一預(yù)定的反射角反射；一電流計式掃描鏡驅(qū)動件，用于改變所述電流計式掃描鏡的反射角；以及一會聚透鏡，用于在所述激光束通過所述電流計式掃描鏡以預(yù)定的反射角反射之后，分別對各激光束進(jìn)行會聚，以將每個激光束都照射到由所述支承件支承的陶瓷胎片上。
13.一種用于加工陶瓷胎片的裝置，包括一用于支承所述陶瓷胎片的支承件；一激光源；一允許所述激光束以預(yù)定的角度反射的電流計式掃描鏡；一用于改變所述電流計式掃描鏡的反射角的電流計式掃描鏡驅(qū)動件；一衍射光柵，用于讓由所述電流計式掃描鏡以預(yù)定角度反射的激光束通過，從而使該激光束分裂成多個激光束；以及一會聚透鏡，用于對通過衍射光柵而分裂的激光束分別進(jìn)行會聚，從而將每個激光束都照射到由所述支承件支承的陶瓷胎片上。
14.如權(quán)利要求12所述加工陶瓷胎片的裝置，其特征在于，該裝置包括一用于使所述陶瓷胎片沿著一預(yù)定方向移動的移動件。
15.用于在陶瓷胎片上加工出多個具有相同形狀和尺寸的饋通孔的陶瓷胎片加工方法，該方法包括如下步驟使從一激光源發(fā)出的激光束通過一衍射光柵，從而將該激光束分裂成多個具有一致的形狀和尺寸的激光束，這些激光束的形狀和尺寸相應(yīng)于需形成的饋通孔的形狀和尺寸；以及將所述均勻分裂成多個激光束的激光束照射到所述陶瓷胎片上，從而在陶瓷胎片上同時形成多個形狀和尺寸都一致的饋通孔。
16.一種用于加工陶瓷胎片的方法，該方法包括如下步驟使從一激光源發(fā)出的激光束通過一衍射光柵，從而將該激光束分裂成多個激光束，這些激光束的能量適于在陶瓷胎片上形成孔徑為50μm或更小的細(xì)孔；以及將分裂成多個激光束的激光束照射到所述陶瓷胎片上，以形成多個孔徑為50μm或更小的細(xì)孔。
17.一種用于在其一個面支承于一載膜上的陶瓷胎片上形成多個饋通孔的陶瓷胎片加工方法，該方法包括如下步驟使從一激光源發(fā)出的脈沖激光束通過一衍射光柵，從而將該激光束分裂成多個激光束，這些激光束所具有的能量可使每個分裂的激光束穿透所述陶瓷胎片，但是不穿透所述載膜；以及將分裂成多個激光束的脈沖激光束照射到陶瓷胎片的不支承于載膜的那一個面上，從而在陶瓷胎片上形成多個饋通孔。
全文摘要
本發(fā)明的在陶瓷胎片上形成多個饋通孔的方法是這樣的,即,通過使由激光源發(fā)出的激光束經(jīng)過一衍射光柵而將該激光束分裂成多個激光束,將各分裂的激光束照射到陶瓷胎片上,就可以同時形成多個饋通孔。
文檔編號H05K3/00GK1269276SQ00106430
公開日2000年10月11日 申請日期2000年4月3日 優(yōu)先權(quán)日1999年4月2日
發(fā)明者山本高弘, 小松裕, 森本正士, 鹿間隆 申請人:株式會社村田制作所