Keramiksubstratserie – Anwendung der Lasertechnologie im Bereich Keramiksubstrate
Aufgrund der inhärenten Härte und Zerbrechlichkeit keramischer Materialien stellt die Vorbereitung von Durchkontaktierungen, das Formschneiden oder das Zerteilen von Wafern erhebliche Herausforderungen dar. Herkömmliche mechanische Bearbeitungsmethoden sind zeitaufwändig, arbeitsintensiv und können Spannungen verursachen, die zu möglichen Schäden am Keramiksubstrat führen können. Die Lasertechnologie als flexibles, effizientes und ertragreiches Bearbeitungsverfahren hat außergewöhnliche Fähigkeiten bei der Bearbeitung von Keramiksubstraten bewiesen.
1. Vorteile der Lasertechnologie
Die Lasertechnologie ist eine fortschrittliche Bearbeitungstechnik, die berührungslose Bearbeitung, keinen Werkzeugverschleiß, hohe Präzision und hohe Flexibilität bietet. Es bietet Vorteile wie hohe Präzision, effiziente Steuerbarkeit, kleine Wärmeeinflusszone, keine Schnittkraft und keine"Werkzeug"Verschleiß, was es zu einem der idealsten Mittel für die Keramikbearbeitung macht.
1) Der Laserschneidkopf kommt nicht mit der Materialoberfläche in Kontakt, wodurch ein Verkratzen des Werkstücks vermieden wird.
2) Enger Schnittspalt, spart Material.
3) Der Laserpunkt ist klein, mit hoher Energiedichte, hoher Genauigkeit, hoher Geschwindigkeit und hoher Stabilität in Linienbreite und -tiefe.
4) Die Laserbearbeitung ist präzise und führt zu glatten und gratfreien Schnittkanten.
5) Kleine Wärmeeinflusszone, minimale lokale Verformung des Werkstücks und keine mechanische Verformung.
6) Gute Verarbeitungsflexibilität, geeignet für die Verarbeitung aller Formen und Schnittprofile.
2. Anwendungen von Lasern in Keramiksubstraten
Aufgrund der starken Schrumpfung beim Sintern ist es eine Herausforderung, die Maßhaltigkeit der Keramikteile nach dem Sintern sicherzustellen, einschließlich der präzisen Bereitstellung verschiedener Löcher, Schlitze und Kanten für Montagezwecke. Daher ist eine Nachbearbeitung nach dem Sintern erforderlich. Das Laserschneiden stellt als berührungsloses Bearbeitungsverfahren sicher, dass im Produkt keine inneren Spannungen entstehen, was zu minimalen Kantenausbrüchen, hoher Präzision und hoher Bearbeitungsausbeute führt.
1) Laserritzen/-schneiden
Beim Laserritzen, auch Ritzschneiden oder kontrolliertes Bruchschneiden genannt, wird der Laserstrahl über ein Strahlführungssystem auf die Oberfläche des Keramiksubstrats fokussiert. Dadurch wird Wärme erzeugt, die zu thermischer Ablation, Schmelzen und Verdampfung der Keramik im geritzten Bereich führt und eine Reihe von Sacklöchern oder Rillen auf der Keramikoberfläche bildet. Wenn Spannung entlang der geritzten Linie ausgeübt wird, kommt es aufgrund der Spannungskonzentration leicht und präzise zum Materialbruch, was zu einer Trennung führt.
2) Laserritzen
Beim Ritzprozess von nachgesinterten Keramiksubstraten finden Laser ebenfalls umfangreiche Anwendungen. Beim Ritzen werden mit einem Laser kontinuierliche, dicht angeordnete punktförmige Vertiefungen in die Keramikoberfläche gebrannt, die Linien bilden, die die Aufteilung des Substrats in einzelne Einheiten nach dem Verpacken erleichtern.
3) Laserbohren
Bohren ist die am häufigsten verwendete Laserbearbeitungstechnik bei der Herstellung von HTCC- (High-Temperature Co-Fired Ceramic), LTCC- (Low-Temperature Co-Fired Ceramic) und DPC-Substraten (Direct Plated Copper). Mit einer Laserbohrmaschine werden Löcher erzeugt, die die Ober- und Unterseite des Substrats verbinden und als Pfade für die vertikale Verbindung dienen. Dies ermöglicht die dreidimensionale Verpackung und Integration elektronischer Geräte auf Keramiksubstraten.
Verschiedene Arten von Keramikmaterialien erfordern spezielle Laserstrahlen, wie Infrarot-, Grünlicht-, Ultraviolett- oder CO2-Laser, um die Materialoberfläche zu bestrahlen. Jeder Laserimpuls verbrennt einen Teil des Materials. Das Laserbohren bietet im Vergleich zum mechanischen Bohren mehrere Vorteile, darunter eine höhere Bearbeitungsgenauigkeit, geringere Kosten für Verbrauchsmaterialien und eine erhöhte Produktflexibilität.
4) Lasermarkierung
Bei der Lasermarkierung werden Produkt-QR-Codes mithilfe einer Lasermarkierungsmaschine auf Keramiksubstrate eingraviert. Bei der Laserbeschriftung handelt es sich um eine weit verbreitete Laserbearbeitungstechnik, bei der Laser mit hoher Energiedichte das Werkstück lokal bestrahlen, was zu Verdampfung oder Farbveränderung im Oberflächenmaterial führt und so dauerhafte Markierungen erzeugt.
Mit der kontinuierlichen Entwicklung der Mikroelektronikindustrie bewegen sich elektronische Komponenten schrittweise in Richtung Miniaturisierung und Leichtbauweise. Auch der Anspruch an Präzision steigt. Dies stellt zwangsläufig höhere Anforderungen an die Bearbeitung keramischer Substrate und macht die Lasertechnologie vielversprechend.
Maskara produziert hochwertige Keramiksubstrate unter Verwendung von Aluminiumoxid, Aluminiumnitrid, Und Siliziumnitrid als Materialien und hat in der Produktionslinie Laserausrüstung zum Laserschneiden, Anreißen und Bohren entsprechend den Kundenanforderungen eingeführt. Die Größengenauigkeit ist hoch, die Verarbeitungsgeschwindigkeit ist schnell und die Produktstabilität ist gut. Zur Oberflächenbehandlung ist auch Polieren oder DPC&DBC-Metallisierung möglich. Wenn Sie unser Angebot wünschen, senden Sie uns bitte Ihre Design- oder Anforderungsdetails.
