Keramiska substratserien: Introduktion till laserpoleringsteknik
1、Fördelar med keramiska substrat
Jämfört med metaller, metallbaserade kompositer och hartssubstrat,keramiska underlaghar utmärkt värmeledningsförmåga,
elektrisk isolering, gastäthet, mekaniska egenskaper och dielektriska egenskaper. De används ofta inom högteknologiska områden som integrerade kretsar, högeffekts halvledarenheter, kommunikationselektronik, LED-industri, litiumbatterier, chips, flyg- och försvarsindustrier.
2、Första halvan av tillverkningsprocessen för keramiska substrat
Den industriella kedjan av keramiska substrat är relativt lång, inklusive grundläggande processer som pressning, sintring och ytbearbetning, där varje steg är avgörande. Under den första hälften av produktionsprocessen har tekniker som tejpgjutning och avbindningssintring extremt högt tekniskt innehåll. De erhållna produkterna (vanligen kallade gröna ark) kan dock inte användas direkt och kräver efterföljande bearbetning såsom polering och metallisering.
3、Laserpoleringsteknik och dess tillämpningar
När tillverkningen går in i en ny utvecklingsperiod blir appliceringen av keramiska substrat allt mer utbredd, med högre krav på ytjämnhet och planhet. Den snabba utvecklingen av laserpoleringsteknik ger ett nytt tillvägagångssätt för intelligent och effektiv poleringsbearbetning av keramiska substrat.
Laserpoleringsteknik är en mycket lovande industriell poleringsteknik, kännetecknad av föroreningsfri, bred applikation, stabil poleringskvalitet och enkel automatisering. Dess princip involverar laserinducerad smältning eller förångning av materialytan, driver flödet av smält metall under kapillär eller termisk kapillärverkan, och fyller därigenom topparna och dalarna för att uppnå en jämn yta.
Laserpoleringsteknik kan användas för att polera olika typer av material som metaller, glas och keramik. Jämfört med traditionella poleringstekniker har laserpolering inneboende fördelar i industriella tillämpningar och finner bred tillämpning inom flyg-, bil-, formar, medicinsk utrustning, optik och halvledartillverkning.
4、Vanliga poleringstekniker för keramiska substrat
De vanliga keramiska substratpoleringsteknikerna inkluderar:
(1) Kemisk mekanisk polering (CMP)
En metod som utnyttjar den kombinerade effekten av polerlösningskorrosion och mekaniskt avlägsnande, där pulvret är mjukare än arbetsstyckets mekaniska egenskaper, vilket möjliggör fastfasreaktioner med arbetsstycket under glidande rörelse, vilket resulterar i materialborttagning.
(2) Ultraljudsvibrationsassisterad slipande flödespolering
Denna metod innebär att arbetsstycket placeras i en slipande suspension och att det utsätts för ultraljudsvibrationer, vilket får slipande partiklar att slå och polera arbetsstyckets yta, vilket uppnår polering genom mikroskärning av utsprången på ytan.
(3) Elektroforetisk polering
En beröringsfri och oförstörande poleringsmetod som applicerar elektroforesfenomen på keramiska arbetsstycken. Genom kontinuerlig kollision och mikroskärning orsakad av partikelkollision, utsätts den keramiska ytan för mikrotrötthet och finplöjning.
(4) Elektrolytisk polering
Även känd som elektrokemisk polering, använder denna metod arbetsstycket som anod och en olöslig metall som katod, under lämpliga elektrolyt- och strömtäthetsförhållanden, som gradvis jämnar ut arbetsstyckets yta och ökar därmed dess ljusstyrka.
5、Polering av keramiska substrat med olika material
Keramiska substrat inkluderar huvudsakligen aluminiumoxid (Al2O3), kiselnitrid (Si3N4) och aluminiumnitrid (AlN). På grund av den höga hårdheten, sprödheten, känsligheten för sprickbildning och svårigheten vid ytbearbetning av keramiska substrat, varierar prestanda och struktur hos olika keramiska material. Därför är det viktigt att välja lämpliga poleringstekniker för att uppnå betydande bearbetningseffekter.
(1) Al2O3 keramisk substratpolering
Al2O3 keramiska substrat uppvisar hög mekanisk hållfasthet, hårdhet, hög temperaturbeständighet, korrosionsbeständighet, hög ljustransmittans, kemisk stabilitet och hög värmechockbeständighet. De är för närvarande de mest använda keramiska materialen inom elektronisk teknik.
(2)Si3N4 keramisk substratpolering
Si3N4 keramiska substrat är giftfria, har låg dielektricitetskonstant, hög mekanisk hållfasthet, hög brottseghet, hög temperaturbeständighet, korrosionsbeständighet och stark slaghållfasthet. De hittar breda tillämpningar inom bilstötdämpare, motorer, IGBT för fordon, transport, flyg och andra områden. CMP är den huvudsakliga poleringsmetoden för Si3N4 keramiska substrat.
(3)AlN keramisk substratpolering
AlN-keramiska substrat, som keramiska material med hög värmeledningsförmåga, har en värmeledningsförmåga på 150W·m−1·K−1 till 230W·m−1·K−1, vilket är mer än 8 gånger den för Al2O3-keramer. Med utmärkt värmeavledningsprestanda, korrosionsbeständighet, låg dielektricitetskonstant, låg dielektrisk förlust och icke-toxicitet, kan AlN-keramiska substrat uppfylla värmeavledningskraven för storskaliga integrerade kretsar, vilket gör dem till idealiska material för att ersätta Al2O3, SiC och BeO keramiska substrat inom elektronikindustrin.
Som substratmaterial för integrerade kretsar och kopparklädda laminat påverkar ytkvaliteten på keramiska substrat direkt livslängden och tillförlitligheten hos backend-enheter. Med utvecklingen av enhetsintegration, miniatyrisering och hög tillförlitlighet kommer de framtida kraven på ytkvaliteten på keramiska substrat att bli allt strängare. Tillämpningen av keramiska substratbearbetningstekniker kommer utan tvekan att möta fler och fler utmaningar.
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.
