Met de snelle ontwikkeling van de elektronische technologie nemen de integratie- en prestatie-eisen van grootschalige geïntegreerde schakelingen met de dag toe. Als belangrijk ondersteunend materiaal is aluminiumnitride-keramiek een ideaal koelsubstraat en verpakkingsmateriaal geworden vanwege hun uitstekende thermische geleidbaarheid, mechanische sterkte, corrosieweerstand en uitstekende elektrische eigenschappen. De hoge hardheid, hoge brosheid en lage breuktaaiheid van keramiek uit aluminiumnitride vormen echter een grote uitdaging bij het nastreven van een ultragladde oppervlaktekwaliteit. Met name op het gebied van elektronische verpakkingen moet de oppervlakteruwheid op nanoschaal worden gecontroleerd om het volume te minimaliseren, de interne weerstand te verminderen en de prestaties van de warmteafvoer te optimaliseren. Daarom is het gebruik van laserverwerkingstechnologie om een vlak verwerkingsoppervlak van aln-substraat van hoge kwaliteit te verkrijgen een belangrijk probleem geworden dat moet worden opgelost op het gebied van materiaalkunde en precisieproductie.
Toepassing en uitdaging van laserverwerkingstechnologie in aluminiumnitride-keramiek
Laserverwerkingstechnologie, met zijn voordelen van geen contact, geen gereedschapsslijtage, hoge precisie en flexibiliteit, heeft een groot potentieel getoond bij de verwerking van broze en harde keramische materialen. Bij deze technologie werkt de laserstraal met hoge energiedichtheid rechtstreeks op het oppervlak van het materiaal, zodat het lokale gebied snel opwarmt en ontleedt of smelt, om de verwijdering of wijziging van het materiaal te bewerkstelligen. Voor de laserverwerking van aluminiumnitride-keramiek is het echter de moeilijkheid geworden om de energieverdeling in het verwerkingsproces nauwkeurig te regelen, de door hitte beïnvloede zone te verkleinen, scheuren en ondergrondse schade te voorkomen en de hoge gladheid van het bewerkte oppervlak te garanderen. van technische doorbraak.
Strategieën voor het bereiken van een hoge kwaliteit vlakheid van bewerkte oppervlakken
Optimaliseer laserparameters: Door het laservermogen, de pulsbreedte, de scansnelheid en de vlekgrootte en andere parameters aan te passen, kunt u nauwkeurig het thermische effect van laser- en materiaalinteractie regelen, de thermische spanningsconcentratie verminderen en scheuren voorkomen. Uit het onderzoek blijkt dat het gebruik van ultrakorte pulslasers (zoals een femtosecondelaser) de door hitte beïnvloede zone effectief kan verkleinen en de bewerkingsnauwkeurigheid kan verbeteren.
Introductie van hulpgas: Inert gas (zoals argon) wordt geïntroduceerd als beschermend gas tijdens laserbewerking om de oppervlakteoxidatie van het materiaal te verminderen, terwijl het impacteffect van het gas wordt gebruikt om smelt en vuil te helpen verwijderen, en verbeter de oppervlakteafwerking.
Composietverwerkingstechnologie: Door laserverwerking te combineren met andere precisieverwerkingstechnologieën (zoals chemisch-mechanisch polijsten), wordt eerst laservoorbewerken uitgevoerd om het grootste deel van het materiaal te verwijderen, en vervolgens wordt chemisch-mechanisch polijsten gebruikt om het oppervlak verder te verfijnen om de verwerkingsdoel van ruwheid op nanoschaal.
Real-time monitoring en feedbackcontrole: het geavanceerde online monitoringsysteem wordt gebruikt om de temperatuurverdeling, oppervlaktetopografie en spanningstoestand tijdens de verwerking in realtime te detecteren en de verwerkingsparameters dynamisch aan te passen via het feedbackcontrolemechanisme om de stabiliteit van de verwerkingskwaliteit.
conclusie
Als hoogwaardig elektronisch verpakkingsmateriaal is aluminiumnitride-keramiek erg belangrijk om de algehele prestaties van geïntegreerde schakelingen te verbeteren door het verkrijgen van vlakke machinaal bewerkte oppervlakken van hoge kwaliteit. Met zijn unieke voordelen heeft de laserverwerkingstechnologie brede toepassingsmogelijkheden opgeleverd bij de precisiebewerking van aluminiumnitride-keramiek. Om de bewerkingsdoelen van oppervlakteruwheid op nanoschaal en lage schade te bereiken, zijn echter verder onderzoek en innovatie nodig op het gebied van laserparameteroptimalisatie, introductie van hulpprocessen, bewerkingsstrategie van composieten en controle van bewerkingsproces. Wij geloven dat we in de toekomst, met de voortdurende vooruitgang en verbetering van de laserverwerkingstechnologie, betrouwbaardere en efficiëntere oplossingen kunnen bieden voor de toepassing van aluminiumnitride-keramiek op het gebied van hoogwaardige elektronische verpakkingen.
