超高导热陶瓷复频超声加工的基础试验研究

霍瑞超，王时英，吕 明，李 一

（1.太原理工大学机械工程学院，山西 太原 030024；2.精密加工山西省重点实验室，山西 太原 030024）

1 引言

随着电子技术的飞速发展，电子元器件的高度集成化成为必然趋势。高度的集成化封装模块需要良好的散热承载系统，这对承载线路板的散热能力提出了更高的要求[1]。超高导热陶瓷基板以其优良的导热性和气密性，成为新一代大规模集成电路的理想封装材料[2]。从毛坯到成品，陶瓷基板通常需要进行钻孔、切割以及开槽等二次加工，尤其是需要进行大量的圆孔和异型孔的加工，但陶瓷材料的硬脆特性为其加工带来了极大的困难[3]。目前制约工程陶瓷材料广泛应用最主要的原因就是其加工成本高。据统计工程陶瓷零件的加工成本占到总成本的50%以上，对于许多精密零件，其加工成本甚至高达90%[4]。显然，超高导热陶瓷基板的大规模应用在很大程度上取决于工程陶瓷零件加工技术的发展。超声加工由于不受工件的电、化学特性的影响，不改变工件材料理化性能，是公认的加工陶瓷等硬脆材料的有效方法[5]。但由于现有的超声电源功率有限，提高单频超声加工系统的振幅难以实现，致使传统超声加工（USM）的效率较低，不能满足工业化生产的需求。近年来，超声波/声波钻探采样器（Ultrasonic/Sonic Driller Corer，简称USDC）的出现为解决这一难题提供了新的研究方向[6-7]。基于超声波/声波能量耦合机理，提出了一种复频超声加工方法，搭建了“刚柔并济”的复频超声加工试验系统，并对影响其加工效率的工艺参数进行了试验研究。……