Keramiska substratserier - Introduktion till lasermärkningsprocessen
Keramiska underlagspelar en avgörande roll i moderna industrier och används i stor utsträckning inom områden som elektronik, optoelektronik, telekommunikation, flyg och mer.
1、Introduktion till keramiska substrat
Keramiska substrat har utmärkta isoleringsegenskaper och hög tillförlitlighet. De uppvisar fördelar såsom låg dielektricitetskonstant, goda högfrekvensegenskaper, låg värmeutvidgningskoefficient och hög värmeledningsförmåga. Emellertid är keramiska substrat relativt spröda, vilket resulterar i små substratytor och högre kostnader.
De huvudsakliga materialen som används för keramiska substrat inkluderar aluminiumoxid (Al2O3), aluminiumnitrid (AlN) och kiselnitrid (Si3N4).
Bland dem,aluminiumoxid (Al2O3) keramiska substratanvänds i stor utsträckning i integrerade kretsar och optoelektroniska enheter på grund av deras enastående isolering och motstånd mot höga temperaturer.
Aluminiumnitrid (AlN) keramiska substrat ståtar med hög värmeledningsförmåga, låg dielektricitetskonstant, låg dielektrisk förlust och en värmeutvidgningskoefficient som är kompatibel med kisel. När tekniken mognar minskar kostnaden för AlN-substrat gradvis, vilket leder till ett utökat applikationsområde.
Kiselnitrid (Si3N4) keramiska substrathar utmärkt mekanisk styrka, termisk chockbeständighet och kemisk stabilitet. De används ofta i miljöer med hög temperatur och hög stress, såsom gasturbiner och bilmotorer. Dessutom uppvisar de goda elektriska isoleringsegenskaper, som kan motstå höga spänningar, vilket gör dem allmänt användbara i elektroniska applikationer med hög effekt. Si3N4 keramiska substrat har också låg termisk expansion, vilket gör dem kompatibla med olika material, inklusive halvledare och metaller.
2、Traditionell mekanisk bearbetning vs. laserbearbetning
Tillverkningsprocessen av keramiska substrat involverar huvudsakligen val av råmaterial, formning, sintring och bearbetning efter sintring.
（1）Mekanisk bearbetning
Mekanisk bearbetning av keramik hänvisar till processen att använda mekanisk utrustning och verktyg för bearbetning av keramiska material. Det inkluderar skärning, slipning, borrning, etc. Fördelarna är enkla processer, hög bearbetningseffektivitet, men på grund av den höga hårdheten, sprödheten och lätta brytningen av keramiska material står traditionell mekanisk bearbetning inför utmaningar som hög svårighet, låg effektivitet, låg avkastning och betydande materiell förlust. Därför är den lämplig för småskalig precisionsbearbetning.
（2）Laserbearbetning
Laserbehandling är en beröringsfri bearbetningsmetod som kännetecknas av utmärkt fokusering och positionskontroll. Processer som laserskärning, borrning och markering involverar fokusering av en laserstråle som sänds ut av en laseranordning genom en lins för att konvergera till en liten punkt vid brännpunkten. Laserstrålens höga effekttäthet vid brännpunkten resulterar i lokala höga temperaturer, vilket orsakar omedelbar förångning av materialet i vertikal riktning, med hjälp av hjälpgas för att blåsa bort det förångade materialet och därigenom skapa små hål i arbetsstycket. Laserbearbetning ersätter gradvis traditionell mekanisk bearbetning på grund av dess högre effektivitet, slätare ytfinish och högre precision.
3、 Fördelar med laserbehandling
(1)Laserbearbetningen är beröringsfri, vilket säkerställer hög skärnoggrannhet och kontrollerbart märkningsdjup.
(2)Godtycklig redigering av bearbetningsgrafik är möjlig med import av CAD-ritningar, vilket eliminerar behovet av formar och minskar produktionscyklerna.
（3）Hög bearbetningskvalitet utan grader eller kantkollaps.
（4） Snabb bearbetningshastighet och låga produktionskostnader.
（5）Förmåga att bearbeta precision, som kan bearbeta små hål med en diameter på 0,15 mm och producera minimalt med avfall.
（6）CO2-lasrar och QCW-pulsade lasrar används främst för laserbearbetning av keramiska substrat.
4、Lasermärkningsbehandling av keramiska substrat
Lasermärkning av keramiska substrat är en vanlig teknik som används vid tillverkning av halvledarenheter, elektroniska komponenter, optiska komponenter och andra områden. De typiska processtegen inkluderar:
（1）Laserinställning
Justera lasermarkeringsparametrar som effekt, frekvens och hastighet enligt de märkningsspecifikationer som krävs, vilket påverkar märkningens kvalitet och effektivitet.
(2)Fixering av arbetsstycke
Fäst det keramiska underlaget på bearbetningsplattformen för att säkerställa stabilitet under bearbetningen, förhindra rörelse eller vibration.
(3)Lasermärkning
Aktivera laserutrustningen och utför märkning på det keramiska underlaget enligt de förinställda parametrarna. Laserstrålen bestrålar den keramiska ytan och värmer den lokalt för att uppnå märkningssyftet. Laserns höga energitäthet kan orsaka lokal smältning eller ablation av den keramiska ytan, vilket bildar det önskade markeringsmönstret.
(4)Kvalitetsinspektion
Efter märkning, inspektera kvaliteten för att säkerställa noggrannhet, fullständighet och övergripande kvalitet på märkningarna.
（5） Rengöringsbehandling
Rengör det bearbetade keramiska underlaget för att ta bort eventuellt kvarvarande damm, skräp eller andra föroreningar, vilket säkerställer en jämn yta.
Under lasermärkningsprocessen av keramiska substrat är det viktigt att kontrollera laserbearbetningsparametrarna för att undvika överdriven uppvärmning, vilket kan leda till keramisk sprickbildning eller deformation. Lasermärkning erbjuder fördelar som fina sömmar, hög noggrannhet, snabb märkningshastighet, jämn sektion, liten värmepåverkad zon och inga substratskador, vilket ger en pålitlig bearbetningsmetod för tillverkning av keramiska substrat. När mikroelektronikindustrin fortsätter att utvecklas mot miniatyrisering och lättvikt, kräver högre precision, har lasermärkningsteknologi ett stort löfte för bearbetning av keramiska substrat.
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.
