Застосування лазерних зварювальних технологій у керамічній підкладці

Останніми роками, при швидкій розробці електронної упаковки, напівпровідникового виробництва та високопростильних електронних пристроїв, керамічні субстрати стали найважливішим матеріалом у висококласному електронному виробництві завдяки їхній чудовій теплопровідності, електричній ізоляції та високотемпературній стійкості. Як високоточній технології передової переробки з низьким враженням, лазерне зварювання все частіше застосовується в галузі керамічної субстрату, що забезпечує значну підтримку промислового оновлення.

Принцип технології лазерного зварювання

Лазерне зварювання використовує лазерний промінь з високою енергією, щоб діяти на поверхні матеріалу, викликаючи локалізоване плавлення та формування з'єднання. На відміну від традиційних методів зварювання, лазерне зварювання має неконтактну обробку, мінімальну зону, що постраждав від тепла та високоточний контроль, що робить її особливо придатною для зварювальної кераміки та металів. Оптимізуючи лазерні параметри, такі як довжина хвилі, ширина імпульсу та щільність енергії, швидкість поглинання керамічних матеріалів може бути ефективно вдосконалена, забезпечуючи високоякісне зварювання.

Широкі сценарії застосування

В даний час лазерне зварювання широко використовується в галузі керамічної підкладки, включаючи електронну упаковку, напівпровідникове виробництво, електронні пристрої з високою потужністю та датчики. Наприклад, у упаковці модуля живлення лазерне зварювання використовується для міцного зв'язування мідних шарів до нітриду алюмінієвого нітриду (ALN) або керамічних субстратів нітриду кремнію (Si₃n₄), підвищення теплової провідності та надійності. Крім того, продукти високого класу, такі як датчики MEMS, RF-мікрохвильові пристрої та нові модулі потужності енергетичного транспортного засобу, все частіше застосовують технологію лазерного зварювання для підвищення міцності та стабільності продуктивності.

Технічні виклики та прориви

Незважаючи на численні переваги, лазерне зварювання в керамічній підкладці все ще стикається з деякими проблемами. По -перше, значна різниця в коефіцієнтах теплового розширення між керамікою та металами може призвести до тріщин або концентрації напруги на зварювальному інтерфейсі. Для вирішення цього дослідники запровадили матеріали перехідного шару (такі як титан та молібден) або оптимізовані зварювальні шляхи для зменшення теплового напруження. По -друге, керамічні матеріали мають низьку швидкість поглинання лазерної енергії, що ускладнює ефективне з'єднання традиційними методами зварювання. Для поліпшення якості зварювання галузь вивчає використання лазерів коротких хвиль (таких як ультрафіолетові лазери) або попередньо покриті шари поглинання.

З безперервним технологічним прогресом лазерне зварювання прискорює трансформацію керамічної підкладки до виробництва високого класу. Надалі технологія лазерних зварювання відіграватиме все більш важливу роль у більш широких сценаріях застосування, забезпечуючи більш сильні оберти для високоякісної розробки галузі керамічної підкладки.