Lazerio suvirinimo technologijos taikymas keraminių substratų pramonėje

Pastaraisiais metais, sparčiai plėtojant elektronines pakuotes, puslaidininkių gamybą ir didelės galios elektroninius prietaisus, keraminiai substratai tapo svarbia medžiaga aukštos klasės elektroninėje gamyboje dėl puikaus šilumos laidumo, elektros izoliacijos ir aukštos temperatūros atsparumo. Kaip didelio tikslo, mažai šilumos ir įtakos pažangių apdorojimo technologijų, lazerio suvirinimas vis dažniau naudojamas keraminių substratų pramonėje, teikdamas didelę paramą pramoniniam atnaujinimui.

Lazerio suvirinimo technologijos principas

Lazerio suvirinimas naudoja didelio energijos tankio lazerio pluoštą, kuris veikia ant medžiagos paviršiaus, sukeldamas lokalizuotą lydymą ir formuojant jungtį. Skirtingai nuo tradicinių suvirinimo būdų, lazerinio suvirinimo apdorojimas yra nekontaktinis apdorojimas, minimali šilumos paveikta zona ir didelio tikslumo kontrolė, todėl ji yra ypač tinkama suvirinimui keramikai ir metalams. Optimizuojant lazerio parametrus, tokius kaip bangos ilgis, impulsų plotis ir energijos tankis, keraminių medžiagų absorbcijos greitį galima efektyviai pagerinti, užtikrinant aukštos kokybės suvirinimą.

Platūs taikymo scenarijai

Šiuo metu lazerio suvirinimas yra plačiai naudojamas keramikos substrato pramonėje, įskaitant elektronines pakuotes, puslaidininkių gamybą, didelės galios elektroninius prietaisus ir jutiklius. Pavyzdžiui, galios modulio pakuotėje lazerinio suvirinimas naudojamas tvirtai surišti vario sluoksnius su aliuminio nitrido (Aln) arba silicio nitrido (Si₃n₄) keramikos substratais, padidindami šilumos laidumą ir patikimumą. Be to, aukščiausios klasės produktai, tokie kaip MEMS jutikliai, RF mikrobangų krosnelės įrenginiai ir nauji energijos transporto priemonių galios moduliai, vis dažniau naudojasi lazerinio suvirinimo technologija, kad pagerintų patvarumą ir našumo stabilumą.

Techniniai iššūkiai ir proveržiai

Nepaisant daugybės pranašumų, lazerio suvirinimas keramikos substrato pramonėje vis dar susiduria su tam tikrais iššūkiais. Pirma, reikšmingas šiluminio išsiplėtimo koeficientų skirtumas tarp keramikos ir metalų gali sukelti įtrūkimus ar streso koncentraciją suvirinimo sąsajoje. Norėdami tai išspręsti, tyrėjai įvedė pereinamųjų sluoksnių medžiagas (tokias kaip titanas ir molibdenas) arba optimizuotus suvirinimo kelius, kad sumažintų šiluminį stresą. Antra, keraminių medžiagų lazerio energijos absorbcijos greitis yra mažas, todėl tradiciniai suvirinimo būdai yra sunkūs. Siekdama pagerinti suvirinimo kokybę, pramonė tiria trumpojo bangos ilgio lazerių (pvz., Ultravioletinių lazerių) arba iš anksto padengtų absorbcijos sluoksnių naudojimą.

Nuolatinės technologinės pažangos metu lazerio suvirinimas pagreitina keraminių substrato pramonės transformaciją į aukščiausios klasės gamybą. Ateityje lazerio suvirinimo technologija vaidins vis svarbesnį vaidmenį platesniuose taikymo scenarijuose, užtikrinant stipresnį pagreitį aukštos kokybės keraminių substrato pramonės plėtrai.