Uporaba laserske tehnologije varjenja v industriji keramične substrata

V zadnjih letih so s hitrim razvojem elektronske embalaže, proizvodnje polprevodnikov in elektronskih naprav z visoko močjo postali keramični substrati postali bistveni material v elektronski proizvodnji višjega cenovnega razreda zaradi svoje odlične toplotne prevodnosti, električne izolacije in visoko temperaturne odpornosti. Kot visoko natančno napredno tehnologijo za obdelavo z nizkim toploti se lasersko varjenje vedno bolj uporablja v industriji keramičnih substratov, kar zagotavlja pomembno podporo za nadgradnjo industrije.

Načelo tehnologije laserskega varjenja

Lasersko varjenje uporablja laserski žarek z visoko energijo, da deluje na površini materiala, kar povzroči lokalizirano taljenje in tvori povezavo. Za razliko od tradicionalnih tehnik varjenja ima lasersko varjenje brez stika, minimalno območje, prizadetih toplote in visoko natančno nadzor, zaradi česar je še posebej primeren za varilno keramiko in kovine. Z optimizacijo laserskih parametrov, kot so valovna dolžina, širina impulza in gostota energije, je mogoče učinkovito izboljšati absorpcijsko hitrost keramičnih materialov, kar zagotavlja kakovostno varjenje.

Obsežni scenariji prijave

Trenutno se lasersko varjenje pogosto uporablja v industriji keramičnih substratov, vključno z elektronsko embalažo, proizvodnjo polprevodnikov, elektronskimi napravami z visoko močjo in senzorji. Na primer, v embalaži modula se lasersko varjenje uporablja za trdno vezanje bakrenih plasti na aluminijev nitrid (ALN) ali keramične podlage silicijevega nitrida (Si₃n₄), kar povečuje toplotno prevodnost in zanesljivost. Poleg tega izdelki višjega cenovnega razreda, kot so MEMS senzorji, RF mikrovalovne naprave in novi moduli za energijsko vozilo, vse pogosteje sprejemajo tehnologijo laserskega varjenja za izboljšanje trajnosti in stabilnosti zmogljivosti.

Tehnični izzivi in ​​preboji

Kljub številnim prednostim se lasersko varjenje v industriji keramičnih substratov še vedno spopada z nekaterimi izzivi. Prvič, pomembna razlika v koeficientih toplotne ekspanzije med keramiko in kovinami lahko privede do razpok ali koncentracije napetosti na varilnem vmesniku. Za reševanje tega so raziskovalci uvedli materiale za prehodno plast (na primer titanov in molibden) ali optimizirali varilne poti za zmanjšanje toplotnega stresa. Drugič, keramični materiali imajo nizko absorpcijsko hitrost laserske energije, kar otežuje učinkovito vez s tradicionalnimi metodami varjenja. Za izboljšanje kakovosti varjenja industrija raziskuje uporabo laserjev s kratkimi valovnimi dolžinami (na primer ultravijolični laserji) ali vnaprej prevlečenih absorpcijskih plasti.

Z nenehnim tehnološkim napredkom lasersko varjenje pospešuje preoblikovanje industrije keramične podlage v proizvodnjo vrhunskega cenovnega razreda. V prihodnosti bo tehnologija laserskega varjenja igrala vse pomembnejšo vlogo pri širših scenarijih uporabe, kar bo zagotovilo močnejši zagon za visokokakovosten razvoj industrije keramične podlage.