Technologická aplikace laserového svařování v průmyslu keramického substrátu

V posledních letech se s rychlým vývojem elektronických obalů, polovodičových výroby a vysoce výkonných elektronických zařízení stala keramická substráty základním materiálem ve špičkové elektronické výrobě díky jejich vynikající tepelné vodivosti, elektrické izolaci a vysokou odolností pro teplotu. Jako vysoce přesná technologie pro pokročilé zpracování s nízkým dopadem se laserové svařování stále více aplikuje v odvětví keramického substrátu a poskytuje významnou podporu pro průmyslovou modernizaci.

Princip technologie svařování laseru

Laserové svařování využívá laserový paprsek s vysokou energií hustota, aby působil na povrchu materiálu, což způsobuje lokalizované tání a vytvoření spojení. Na rozdíl od tradičních svařovacích technik má laserové svařování bezkontaktní zpracování, minimální zónu postiženou teplem a vysokou přesnost, což je obzvláště vhodné pro svařovací keramiku a kovy. Optimalizací laserových parametrů, jako je vlnová délka, šířka pulsu a hustota energie, lze rychlost absorpce keramických materiálů účinně zlepšit, což zajišťuje vysoce kvalitní svařování.

Rozsáhlé scénáře aplikací

V současné době se laserové svařování široce používá v průmyslu keramických substrátů, včetně elektronického obalu, výroby polovodičů, vysoce výkonných elektronických zařízení a senzorů. Například v balení modulu Power se laserové svařování používá k pevnému vazbě na měděné vrstvy k hliníkovému nitridu (ALN) nebo křemíkovému nitridu (SI₃N₄) keramické substráty, což zvyšuje tepelnou vodivost a spolehlivost. Kromě toho špičkové produkty, jako jsou senzory MEMS, RF mikrovlnná zařízení a nové moduly energetického vozidla, stále více přijímají technologii laserového svařování, aby se zlepšila trvanlivost a stabilitu výkonu.

Technické výzvy a průlomy

Navzdory četným výhodám, laserové svařování v odvětví keramického substrátu stále čelí některým výzvám. Za prvé, významný rozdíl v koeficientů tepelné roztažnosti mezi keramikou a kovy může vést k trhlinám nebo koncentraci napětí na rozhraní svařování. Za účelem řešení toho vědci zavedli materiály přechodné vrstvy (jako je titan a molybden) nebo optimalizované svařovací cesty, aby se snížilo tepelné napětí. Za druhé, keramické materiály mají nízkou míru absorpce laserové energie, což ztěžuje efektivní spojení s tradičními svařovacími metodami. Pro zlepšení kvality svařování průmysl zkoumá použití laserů s krátkou vlnovou délkou (jako jsou ultrafialové lasery) nebo předběžných absorpčních vrstev.

S nepřetržitým technologickým pokrokem zrychluje laserové svařování transformaci průmyslu keramického substrátu směrem k špičkové výrobě. V budoucnu bude technologie laserového svařování hrát stále důležitější roli v širších aplikačních scénářích, což poskytne silnější dynamiku pro vysoce kvalitní rozvoj průmyslu keramického substrátu.