【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及微孔加工的，具体涉及一种大孔径比厚层碳化硅的打孔方法及多孔碳化硅制品。
技术介绍
1、碳化硅是典型的超高温硬度材料，其硬度排在金刚石、立方氮化硼(cbn)之后，因此对碳化硅进行机械加工的难度极大，尤其是微孔的加工，且加工过程容易对构件产生边缘性损伤。
2、现有技术对于碳化硅的打孔多集中于薄层(一般是微米级)，对于厚层碳化硅(毫米级)打孔的研究较少，尤其是关于大孔径比厚层碳化硅打孔的研究更少。而在半导体材料的加工制造领域中，大孔径比厚层碳化硅打孔是必不可少的工序。pcd微孔加工是机械加工的一种类型，利用pcd微孔加工大孔径比厚层碳化硅是行业内比较常见的。但pcd微孔加工大孔径比厚层碳化硅时存在一些问题，例如金刚石钻头容易磨损甚至断裂，合金刀身容易断裂，金刚石钻头卡在厚层碳化硅产品细孔中无法取出，这些均导致了产品和钻头的损失，增加了生产成本和损耗。
3、因此，研发一种能够减少产品和钻头的损失，且适合大孔径比厚层碳化硅打孔方法显得十分重要。
技术实现思路
1、由于碳化硅的硬度较大，所以容易造成金刚石钻头磨损甚至断裂。但对于合金刀身容易断裂，以及金刚石钻头容易卡在厚层碳化硅产品微孔中的原因有很多，磨损可能是其中的原因，打孔过程中产生的碎屑可能是其中的原因，合金刀身或金刚石钻头的质量不佳也可能是其中的原因。在大孔径比厚层碳化硅的打孔的加工工艺中，本专利技术的专利技术人经过大量的研究发现，最主要的原因是打孔过程中未及时排出的碎屑极易卡住钻头，这容易导致合金
2、本专利技术的目的在于克服上述专利技术人新发现的技术问题，提供一种大孔径比厚层碳化硅的打孔方法。
3、为了实现上述目的，本专利技术第一方面提供了一种大孔径比厚层碳化硅的打孔方法，所述方法包括以下步骤：
4、步骤s1：将待加工的厚层碳化硅工件固定于工作平台上，设置打孔参数；
5、步骤s2：采用pcd微孔加工法，对所述工件进行第一深度打孔，所述第一深度与所述厚层碳化硅工件的厚度之比为1:6～1:15；
6、步骤s3：采用电火花打孔法，在孔的第一深度基础上进行第二深度打孔，直至贯穿所述厚层碳化硅工件。
7、pcd微孔加工法属于机械加工的一种类型，其通过高速转头金刚石钻头和合金刀身对工件进行打孔。
8、电火花加工利用电极与工件之间放电产生高能量的等离子体对工件进行蚀除，主要通过放电热效应使表层区域的材料熔化或热去除实现孔加工。电火花打孔的质量不会随着孔深度的增加而降低，因此电火花法可以实现大孔径比厚层碳化硅的打孔。但是单独使用电火花法打孔的定位精度较差，不太符合加工要求，产品良率不高。
9、本专利技术的专利技术人经过研究发现，提出了pcd微孔加工法和pcd微孔加工法结合打孔的方法，先利用pcd微孔加工法在厚层碳化硅工件表面打出非贯穿的预钻点孔进行定位，控制预钻点孔的第一深度，避免孔深过多出现过多的碎屑卡住金刚石钻头和合金刀身；再采用电火花打孔法在预钻点孔的第一深度基础上进行贯穿打孔，如此贯穿孔可使碎屑顺利排出，既可以减少碎屑卡住金刚石钻头和合金刀身的风险，也能解决电火花法的定位精度较差的问题，进而减少刀具的损伤，提升厚层碳化硅打孔产品的良率。
10、在一些实施例中，所述步骤s1中，打孔参数可以按照本领域的常规要求进行设置，例如设置打孔的孔径，孔深，孔间距，孔的分布状态等。
11、在一些实施例中，所述步骤s2中，先采用pcd微孔加工法对厚层碳化硅工件进行第一深度打孔，所述第一深度与所述厚层碳化硅工件的厚度之比为1:6～1:15，即先进行第一次非贯穿定位打孔。
12、第一深度与厚层碳化硅工件的厚度之比可以为1:6、1:7、1:8、1:9、1:10、1:11、1:12、1:13、1:14、1:15。控制第一深度与厚层碳化硅工件的厚度之比，可以使第一深度在合适范围，既可以减少碎屑的产生，降低碎屑无法及时排除对pcd刀具造成损失的风险；又能起到很好地的定位孔的作用，方便后续电火花打孔定位，提高电火花打孔的精度。
13、在一些实施例中，所述第一深度与所述厚层碳化硅工件的厚度之比为1:8～1:12。
14、优选第一深度与厚层碳化硅工件的厚度之比，可以进一步降低碎屑无法及时排除对pcd刀具造成损失的风险，以及提高电火花打孔的精度。
15、对pcd微孔加工法的工艺参数不做具体限定，可以依据打孔参数进行调整。在一些实施例中，所述步骤s2中，pcd微孔加工法的工艺参数包括：钻头旋转线速度为20-35m/min，切削速率为0.01-0.02mm/r。
16、对电火花打孔法的工艺参数不做具体限定，可以依据打孔参数进行调整。在一些实施例中，所述步骤s3中，采用电火花打孔法在孔的第一深度基础上进行贯穿打孔。电火花打孔法不受碎屑的影响，第二深度明显大于第一深度。
17、在一些实施例中，所述步骤s3中，电火花打孔法的工艺参数包括：脉冲电流为5-10a，工作液的压力为9-18mpa。
18、在一些实施例中，所述厚层碳化硅的电阻率为0.05ω*cm-3ω*cm，优选为0.1ω*cm-1ω*cm。
19、由于电火花打孔法需要工件具有良好的导电性来提高打孔效率，控制碳化硅工件的电阻率在上述范围时，能够提高厚层碳化硅工件的导电性，提升电火花打孔效率。
20、在一些实施例中，所述方法还包括步骤s4：采用pcd微孔加工法对贯穿孔进行细加工。
21、电火花打孔法打出的孔较为粗糙，再增加步骤s4，使用pcd微孔加工法对孔壁进行打磨，进一步提升碳化硅打孔产品的良率。
22、在一些实施例中，所述步骤s4中，pcd微孔加工法的工艺参数包括：钻头旋转线速度为35-45m/min，切削速率为0.02-0.04mm/r。
23、为了实现上述目的，本专利技术还提供了另一种大孔径比厚层碳化硅的打孔方法，包括以下步骤：
24、(1)将待加工的厚层碳化硅工件固定于工作平台上，设置打孔参数；
25、(2)采用激光打孔工艺，对所述工件进行打孔，直至贯穿所述厚层碳化硅工件；
26、(3)采用pcd微孔加工法，对步骤(2)获得的贯穿孔进行再次加工。
27、本专利技术的专利技术人研究发现，除了上述的采用pcd微孔加工法和电火花打孔法结合打孔之外，还可以采用激光打孔工艺和pcd微孔加工法结合的方法，先使用激光打孔工艺打出贯穿孔使碎屑及时排除，再采用pcd微孔加工法对孔进行细加工，能够减少产品和钻头的损失，且适合大孔径比厚层碳化硅打孔。
28、在一些实施例中，所述步骤(1)中，打孔参数可以按照本领域的常规要求进行设置，例如设置打孔的孔径，孔深，孔间距，孔的分布状态等。
29、在一些实施例中，所述步骤(2)中，所述激光打孔工艺包括水导激光打孔、水基超声辅助激光打孔、电-磁本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种大孔径比厚层碳化硅的打孔方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的打孔方法，其特征在于，其中，所述第一深度与所述厚层碳化硅工件的厚度之比为1:8～1:12。
3.根据权利要求1所述的打孔方法，其特征在于，所述厚层碳化硅工件的厚度为8mm-20mm，优选为15mm-20mm；
4.根据权利要求1所述的打孔方法，其特征在于，所述打孔参数包括：孔径为0.3mm-0.8mm，孔最小间距为1mm-10mm。
5.根据权利要求1所述的打孔方法，其特征在于，所述孔的孔径比为10:1～40:1。
6.根据权利要求1-5任一项所述的打孔方法，其特征在于，所述厚层碳化硅的电阻率为0.05Ω*cm-3Ω*cm，优选为0.1Ω*cm-1Ω*cm。
7.根据权利要求1-5任一项所述的打孔方法，其特征在于，所述步骤S2中，PCD微孔加工法的工艺参数包括：钻头旋转线速度为20-35m/min，切削速率为0.01-0.02mm/r；
8.根据权利要求1-5任一项所述的打孔方法，其特征在于，所述方法
9.根据权利要求1所述的打孔方法，其特征在于，所述步骤(2)中，激光工艺包括水导激光打孔、水基超声辅助激光打孔、电-磁场辅助激光打孔或水辅助激光打孔中的至少一种。
10.一种多孔碳化硅制品，其特征在于，所述制品中的孔采用权利要求1-9任一项所述的打孔方法获得。
...【技术特征摘要】
1.一种大孔径比厚层碳化硅的打孔方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的打孔方法，其特征在于，其中，所述第一深度与所述厚层碳化硅工件的厚度之比为1:8～1:12。
3.根据权利要求1所述的打孔方法，其特征在于，所述厚层碳化硅工件的厚度为8mm-20mm，优选为15mm-20mm；
4.根据权利要求1所述的打孔方法，其特征在于，所述打孔参数包括：孔径为0.3mm-0.8mm，孔最小间距为1mm-10mm。
5.根据权利要求1所述的打孔方法，其特征在于，所述孔的孔径比为10:1～40:1。
6.根据权利要求1-5任一项所述的打孔方法，其特征在于，所述厚层碳化硅的电阻率为0.05ω...
【专利技术属性】
技术研发人员：廖家豪，郭勉惠，刘陈彬，柴攀，万强，
申请(专利权)人：湖南德智新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：
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