Keramiska substratserien - Introduktion till laserborrningsprocess
Som en stödbas för elektroniska komponenter,keramiska underlagunderlätta värmeavledning i elektroniska enheter. Efter den initiala formningen av keramiska substrat kräver de ytterligare bearbetning såsom borrning och ritsning. Traditionella bearbetningsmetoder kan inte uppfylla kraven på högprecisionsbearbetning av keramiska substrat. Med utvecklingen av laserbearbetningsteknik blir det gradvis huvudströmmen för precisionsbearbetning av keramiska substrat.
1、Typer och egenskaper hos keramiska substrat
Keramiska substrat är tunna material med elektronisk keramik som bas, vilket ger en stödbas för filmkretselement och ytmonterade komponenter. De huvudsakliga materialen som används för keramiska substrat inkluderar aluminiumoxid (Al2O3), aluminiumnitrid (AlN) och kiselnitrid (Si3N4).
Bland dem,kiselnitrid (Si3N4) keramiska substratuppvisar utmärkt mekanisk styrka, termisk chockbeständighet och kemisk stabilitet. De används vanligtvis i miljöer med hög temperatur och hög stress såsom gasturbiner, bilmotorer, etc. Dessutom har de goda elektriska isoleringsegenskaper, vilket gör att de kan motstå höga spänningar, vilket gör dem mycket användbara i elektroniska tillämpningar med hög effekt. Keramiska substrat av kiselnitrid har också låg termisk expansion, vilket gör dem kompatibla med olika material, inklusive halvledare och metaller.
Aluminiumnitrid (AlN) keramiska substratären ny generation av högpresterande keramiska substrat, kännetecknade av hög värmeledningsförmåga, låg dielektricitetskonstant och förlust, och en värmeutvidgningskoefficient som liknar kisel. När tekniken mognar minskar kostnaden gradvis, vilket leder till allt mer utbredda tillämpningar.
Även aluminiumoxid (Al2O3) keramiska substrathar relativt låg värmeledningsförmåga, deras låga materialkostnad och överkomliga pris gör att de används i stor utsträckning inom olika områden som isoleringssubstrat för integrerade kretsar, förpackningsmaterial, chipresistorer, potentiometrar, kylflänsar, baser, isoleringsskivor och tyristorer.
2、Introduktion och fördelar med laserborrning
Laserborrning utnyttjar den höga effekten och goda rumsliga koherensen hos pulsade lasrar för att smälta och förånga material för att bilda hål. Processen för laserborrning är en termofysisk interaktion mellan laser och material, som involverar olika energiomvandlingsprocesser såsom reflektion, absorption, förångning, återstrålning och värmediffusion, vilka bestäms av strålens egenskaper såsom laservåglängd, pulsbredd, fokuseringstillstånd och olika fysikaliska egenskaper hos materialet.
Fördelarna med laserborrning inkluderar:
（1） Snabb hastighet och hög effektivitet
Laserborrning arbetar med hög effekttäthet, vilket resulterar i snabba borrhastigheter. Med högprecisionsmaskiner och styrsystem kan högeffektiv borrning uppnås.
（2）Förmåga att uppnå stora djup-till-diameter-förhållanden
Laserborrning möjliggör betydligt större förhållanden mellan djup och diameter jämfört med andra borrmetoder, speciellt vid mikroborrning.
（3）Brett utbud av material
Laserborrning kan utföras på olika material utan att begränsas av mekaniska egenskaper såsom hårdhet, styvhet, styrka och sprödhet, vilket är avgörande för keramisk bearbetning.
（4） Inget verktygsslitage
Laserborrning är en beröringsfri process som undviker problem som verktygsbrott som är vanliga vid mekanisk borrning av mikrohål.
（5）Lämplig för borrning med hög densitet
Med integrerade system och automation erbjuder laserborrning stark repeterbarhet, vilket gör den lämplig för borrning av många och tätt packade hål.
（6）All-around bearbetning
Laserborrning kan bearbeta små hål på svårbearbetade ytor, även på lutande ytor, vilket är utmanande för mekanisk borrning och EDM-borrning.
（7）Bearbetning i extrema miljöer
Laserborrning kan utföras på arbetsstycken placerade i vakuum eller andra förhållanden.
3、Utmaningar vid laserborrning av keramiska substrat
På grund av de starka termiska egenskaperna hos interaktionen mellan laserstrålar och material, särskilt för långvågslasrar, möter laserborrning av keramiska substrat några utmanande problem:
（1）Reducera termisk skada under bearbetning.
(2)Eliminera mikrosprickor under borrning.
(3)Att uppnå hålformer med hög precision och god ytkvalitet.
(4)Kontroll av avsmalningen av de borrade hålen.
(5)Minimera eller eliminera stänk.
(6)Rester och omgjutna lager.
XIAMEN MASCERA TECHNOLOGY CO., LTD. kan producera keramiska substrat med olika tekniker. För keramiska underlag med en tjocklek mindre än 1,5 mm använder vi metoder som slipgjutning och laserbearbetning (laserritning, laserskärning, laserborrning) för substrat, precisionsbearbetning sker genom torrpressning och bearbetningssvarvar.
XIAMEN MASCERA TECHNOLOGY CO., LTD. är en ansedd och pålitlig leverantör specialiserad på tillverkning och försäljning av tekniska keramiska delar. Vi tillhandahåller skräddarsydd produktion och högprecisionsbearbetning för en bred serie av högpresterande keramiska material inklusive aluminiumoxid keramik, zirkonium keramik, kiselnitrid, kiselkarbid, bornitrid, aluminiumnitrid och bearbetbar glaskeramik. För närvarande kan våra keramiska delar hittas i många industrier som mekanisk, kemisk, medicinsk, halvledare, fordon, elektronik, metallurgi etc. Vårt uppdrag är att tillhandahålla keramiska delar av bästa kvalitet för globala användare och det är ett stort nöje att se vår keramik delar fungerar effektivt i kundernas specifika applikationer. Vi kan samarbeta om både prototyp och massproduktion, välkommen att kontakta oss om du har önskemål.
