Keramiksubstratserie – Einführung in den Laserbohrprozess
Als Stützpunkt für elektronische Komponenten,Keramiksubstrateerleichtern die Wärmeableitung in elektronischen Geräten. Nach der ersten Formung von Keramiksubstraten müssen diese weiter bearbeitet werden, beispielsweise durch Bohren und Ritzen. Herkömmliche Bearbeitungsmethoden können die hochpräzisen Bearbeitungsanforderungen von Keramiksubstraten nicht erfüllen. Mit der Entwicklung der Laserbearbeitungstechnologie wird sie nach und nach zum Mainstream für die Präzisionsbearbeitung von Keramiksubstraten.
1、Typen und Eigenschaften von Keramiksubstraten
Keramiksubstrate sind dünne Materialien mit elektronischer Keramik als Basis und bieten eine Trägerbasis für Filmschaltungselemente und oberflächenmontierte Komponenten. Zu den Hauptmaterialien für Keramiksubstrate gehören Aluminiumoxid (Al2O3), Aluminiumnitrid (AlN) und Siliziumnitrid (Si3N4).
Darunter,Keramiksubstrate aus Siliziumnitrid (Si3N4).weisen eine ausgezeichnete mechanische Festigkeit, Temperaturwechselbeständigkeit und chemische Stabilität auf. Sie werden häufig in Umgebungen mit hohen Temperaturen und hoher Beanspruchung eingesetzt, beispielsweise in Gasturbinen, Automobilmotoren usw. Darüber hinaus verfügen sie über gute elektrische Isolationseigenschaften, die es ihnen ermöglichen, hohen Spannungen standzuhalten, was sie in Hochleistungselektronikanwendungen äußerst nützlich macht. Siliziumnitrid-Keramiksubstrate zeichnen sich außerdem durch eine geringe Wärmeausdehnung aus, wodurch sie mit verschiedenen Materialien, einschließlich Halbleitern und Metallen, kompatibel sind.
Keramiksubstrate aus Aluminiumnitrid (AlN).Sindeine neue Generation von Hochleistungskeramiksubstraten, die sich durch hohe Wärmeleitfähigkeit, niedrige Dielektrizitätskonstante und Verlust sowie einen thermischen Ausdehnungskoeffizienten ähnlich dem von Silizium auszeichnen. Mit zunehmender Reife der Technologie sinken die Kosten allmählich, was zu immer weiter verbreiteten Anwendungen führt.
Obwohl Aluminiumoxid (Al2O3)-KeramiksubstrateAufgrund ihrer relativ geringen Wärmeleitfähigkeit, ihrer geringen Materialkosten und ihres erschwinglichen Preises sind sie in verschiedenen Bereichen weit verbreitet, beispielsweise als Isoliersubstrate für integrierte Schaltkreise, Verpackungsmaterialien, Chipwiderstände, Potentiometer, Kühlkörper, Sockel, Isolierplatten und Thyristoren.
2、Einführung und Vorteile des Laserbohrens
Beim Laserbohren werden die hohe Leistung und die gute räumliche Kohärenz gepulster Laser genutzt, um Materialien zu schmelzen und zu verdampfen, um Löcher zu bilden. Der Prozess des Laserbohrens ist eine thermophysikalische Wechselwirkung zwischen Laser und Material, die verschiedene Energieumwandlungsprozesse wie Reflexion, Absorption, Verdampfung, Rückstrahlung und Wärmediffusion umfasst, die durch die Strahleigenschaften wie Laserwellenlänge, Impulsbreite, Fokussierungszustand und verschiedene physikalische Eigenschaften des Materials.
Zu den Vorteilen des Laserbohrens gehören:
（1）Schnelle Geschwindigkeit und hohe Effizienz
Beim Laserbohren wird mit hoher Leistungsdichte gearbeitet, was zu hohen Bohrgeschwindigkeiten führt. Mit hochpräzisen Werkzeugmaschinen und Steuerungssystemen kann ein hocheffizientes Bohren erreicht werden.
（2）Fähigkeit, große Tiefen-zu-Durchmesser-Verhältnisse zu erreichen
Das Laserbohren ermöglicht im Vergleich zu anderen Bohrverfahren, insbesondere beim Mikrobohren, deutlich größere Tiefen-Durchmesser-Verhältnisse.
(3) Große Auswahl an Materialien
Das Laserbohren kann an verschiedenen Materialien durchgeführt werden, ohne durch mechanische Eigenschaften wie Härte, Steifigkeit, Festigkeit und Sprödigkeit eingeschränkt zu werden, die für die Keramikbearbeitung entscheidend sind.
(4) Kein Werkzeugverschleiß
Das Laserbohren ist ein berührungsloser Prozess, der Probleme wie den beim mechanischen Bohren von Mikrolöchern üblichen Werkzeugbruch vermeidet.
(5) Geeignet für Bohrungen mit hoher Dichte
Dank integrierter Systeme und Automatisierung bietet das Laserbohren eine hohe Wiederholgenauigkeit und eignet sich daher zum Bohren zahlreicher und dicht gepackter Löcher.
(6) Rundum-Verarbeitung
Beim Laserbohren können kleine Löcher auf schwer zu bearbeitenden Oberflächen bearbeitet werden, selbst auf geneigten Oberflächen, was beim mechanischen Bohren und Erodierbohren eine Herausforderung darstellt.
(7) Verarbeitung in extremen Umgebungen
Laserbohren kann an Werkstücken durchgeführt werden, die sich im Vakuum oder unter anderen Bedingungen befinden.
3、Herausforderungen beim Laserbohren von Keramiksubstraten
Aufgrund der starken thermischen Eigenschaften der Wechselwirkung zwischen Laserstrahlen und Materialien, insbesondere bei langwelligen Lasern, gibt es beim Laserbohren von Keramiksubstraten einige Herausforderungen:
(1) Reduzierung thermischer Schäden während der Verarbeitung.
(2)Beseitigung von Mikrorissen beim Bohren.
(3)Erzielung hochpräziser Lochformen und guter Oberflächenqualität.
(4)Kontrolle der Konizität der gebohrten Löcher.
(5)Minimierung oder Eliminierung von Spritzern.
(6)Rückstände und Neufassungsschichten.
XIAMEN MASCERA TECHNOLOGY CO., LTD. ist in der Lage, Keramiksubstrate mit unterschiedlichen Techniken herzustellen. Für Keramiksubstrate mit einer Dicke von weniger als 1,5 mm verwenden wir Methoden wie Schlickerguss und Laserbearbeitung (Laserritzen, Laserschneiden, Laserbohren) für Substrate. Die Präzisionsbearbeitung erfolgt durch Trockenpressen und Bearbeitungsdrehmaschinen.
XIAMEN MASCERA TECHNOLOGY CO., LTD. ist ein seriöser und zuverlässiger Lieferant, der sich auf die Herstellung und den Vertrieb technischer Keramikteile spezialisiert hat. Wir bieten kundenspezifische Produktion und hochpräzise Bearbeitung für eine breite Palette von Hochleistungskeramikmaterialien, darunter Aluminiumoxidkeramik, Zirkonkeramik, Siliziumnitrid, Siliziumkarbid, Bornitrid, Aluminiumnitrid Und bearbeitbare Glaskeramik. Derzeit sind unsere Keramikteile in vielen Branchen wie Maschinenbau, Chemie, Medizin, Halbleiter, Fahrzeug, Elektronik, Metallurgie usw. zu finden. Unsere Mission ist es, Keramikteile bester Qualität für weltweite Anwender bereitzustellen, und es ist eine große Freude, unsere Keramik zu sehen Teile funktionieren effizient in den spezifischen Anwendungen des Kunden. Wir können sowohl bei der Prototypen- als auch bei der Massenproduktion zusammenarbeiten. Bei Bedarf können Sie sich gerne an uns wenden.
