Lézeres hegesztési technológiai alkalmazás a kerámia szubsztrátiparban

Az utóbbi években az elektronikus csomagolás, a félvezető gyártás és a nagy teljesítményű elektronikus eszközök gyors fejlesztésével a kerámia szubsztrátok alapvető anyagmá váltak a csúcskategóriás elektronikus gyártásban, kiváló hővezető képességük, elektromos szigetelés és magas hőmérsékleti ellenállás miatt. Nagy pontosságú, alacsony hőmérsékletű fejlett feldolgozási technológiaként a lézeres hegesztést egyre inkább alkalmazzák a kerámia szubsztrátiparban, ami jelentős támogatást nyújt az ipari fejlesztéshez.

A lézeres hegesztési technológia alapelve

A lézeres hegesztés nagy energiájú sűrűségű lézernyalábot használ az anyag felületére, ami lokalizált olvadást okoz, és kapcsolatot alakít ki. A hagyományos hegesztési technikákkal ellentétben a lézerhegesztés nem érintkezési feldolgozással, minimális hőhatású zónával és nagy pontosságú vezérléssel rendelkezik, ami különösen alkalmas a kerámia és a fémek hegesztésére. A lézerparaméterek, például a hullámhossz, az impulzusszélesség és az energia sűrűségének optimalizálásával a kerámia anyagok abszorpciós sebessége hatékonyan javítható, biztosítva a magas színvonalú hegesztést.

Kiterjedt alkalmazási forgatókönyvek

Jelenleg a lézerhegesztést széles körben használják a kerámia szubsztrátiparban, ideértve az elektronikus csomagolást, a félvezető gyártását, a nagy teljesítményű elektronikus eszközöket és az érzékelőket. Például a Power modul csomagolásában a lézeres hegesztést használják a rézrétegek szilárd összekapcsolására az alumínium -nitrid (ALN) vagy a szilícium -nitrid (Si₃n₄) kerámia szubsztrátokhoz, a hővezető képesség és a megbízhatóság fokozása. Ezenkívül a csúcskategóriás termékek, például a MEMS érzékelők, az RF mikrohullámú eszközök és az új energia járművek teljesítménymoduljai egyre inkább alkalmazzák a lézeres hegesztési technológiát a tartósság és a teljesítmény stabilitásának javítása érdekében.

Műszaki kihívások és áttörések

Számos előnye ellenére a kerámia szubsztrátiparban a lézeres hegesztés továbbra is néhány kihívással néz szembe. Először is, a kerámia és a fémek közötti termikus tágulási együtthatók szignifikáns különbsége repedésekhez vagy stresszkoncentrációhoz vezethet a hegesztési felületen. Ennek kezelése érdekében a kutatók átmeneti réteg anyagokat (például titán és molibdén) vagy optimalizált hegesztési útvonalakat vezettek be a termikus stressz csökkentése érdekében. Másodszor, a kerámia anyagok alacsony abszorpciós sebességgel bírnak, ami megnehezíti a hatékony kötést a hagyományos hegesztési módszerekkel. A hegesztési minőség javítása érdekében az ipar a rövid hullámhosszú lézerek (például ultraibolya lézerek) vagy az előre bevont abszorpciós rétegek használatát vizsgálja.

A folyamatos technológiai fejlődéssel a lézerhegesztés felgyorsítja a kerámia szubsztrátipar átalakulását a csúcskategóriás gyártás felé. A jövőben a lézeres hegesztési technológia egyre fontosabb szerepet fog játszani a szélesebb körű alkalmazási forgatókönyvekben, erősebb lendületet adva a kerámia szubsztrátipar magas színvonalú fejlesztéséhez.