Keramiksubstratserie – Einführung in den Lasermarkierungsprozess
Keramiksubstratespielen in modernen Industrien eine entscheidende Rolle und werden häufig in Bereichen wie Elektronik, Optoelektronik, Telekommunikation, Luft- und Raumfahrt und mehr eingesetzt.
1、Einführung in Keramiksubstrate
Keramische Substrate verfügen über hervorragende Isolationseigenschaften und eine hohe Zuverlässigkeit. Sie weisen Vorteile wie eine niedrige Dielektrizitätskonstante, gute Hochfrequenzeigenschaften, einen niedrigen Wärmeausdehnungskoeffizienten und eine hohe Wärmeleitfähigkeit auf. Allerdings sind Keramiksubstrate relativ spröde, was zu kleinen Substratflächen und höheren Kosten führt.
Zu den Hauptmaterialien für Keramiksubstrate gehören Aluminiumoxid (Al2O3), Aluminiumnitrid (AlN) und Siliziumnitrid (Si3N4).
Darunter,Keramiksubstrate aus Aluminiumoxid (Al2O3).werden aufgrund ihrer hervorragenden Isolierung und Hochtemperaturbeständigkeit häufig in integrierten Schaltkreisen und optoelektronischen Geräten eingesetzt.
Keramiksubstrate aus Aluminiumnitrid (AlN). zeichnen sich durch eine hohe Wärmeleitfähigkeit, eine niedrige Dielektrizitätskonstante, einen geringen dielektrischen Verlust und einen mit Silizium kompatiblen Wärmeausdehnungskoeffizienten aus. Mit fortschreitender Technologie sinken die Kosten für AlN-Substrate allmählich, was zu einem breiteren Anwendungsbereich führt.
Keramiksubstrate aus Siliziumnitrid (Si3N4).zeichnen sich durch hervorragende mechanische Festigkeit, Temperaturwechselbeständigkeit und chemische Stabilität aus. Sie werden häufig in Umgebungen mit hohen Temperaturen und hoher Belastung eingesetzt, beispielsweise in Gasturbinen und Automobilmotoren. Darüber hinaus weisen sie gute elektrische Isolationseigenschaften auf und können hohen Spannungen standhalten, wodurch sie in Hochleistungselektronikanwendungen weit verbreitet einsetzbar sind. Si3N4-Keramiksubstrate weisen außerdem eine geringe Wärmeausdehnung auf, wodurch sie mit verschiedenen Materialien, einschließlich Halbleitern und Metallen, kompatibel sind.
2、Traditionelle mechanische Bearbeitung vs. Laserbearbeitung
Der Herstellungsprozess von Keramiksubstraten umfasst hauptsächlich die Auswahl der Rohstoffe, die Formgebung, das Sintern und die Nachbearbeitung.
(1) Mechanische Bearbeitung
Unter mechanischer Bearbeitung von Keramik versteht man den Prozess der Verwendung mechanischer Geräte und Werkzeuge zur Bearbeitung keramischer Materialien. Es umfasst Schneiden, Schleifen, Bohren usw. Die Vorteile sind einfache Prozesse und eine hohe Verarbeitungseffizienz. Aufgrund der hohen Härte, Sprödigkeit und leichten Bruchfähigkeit von Keramikmaterialien steht die herkömmliche mechanische Bearbeitung jedoch vor Herausforderungen wie hoher Schwierigkeit, geringer Effizienz und geringer Ertrag und erheblicher Materialverlust. Daher eignet es sich für die Präzisionsbearbeitung im kleinen Maßstab.
(2) Laserbearbeitung
Die Laserbearbeitung ist ein berührungsloses Bearbeitungsverfahren, das sich durch eine hervorragende Fokussierung und Positionskontrolle auszeichnet. Bei Prozessen wie Laserschneiden, Bohren und Markieren wird ein von einem Lasergerät emittierter Laserstrahl durch eine Linse fokussiert, um ihn in einem winzigen Punkt im Brennpunkt zu konvergieren. Die hohe Leistungsdichte des Laserstrahls im Brennpunkt führt zu lokal hohen Temperaturen, die eine sofortige Verdampfung des Materials in vertikaler Richtung bewirken, unterstützt durch ein Hilfsgas, das das verdampfte Material wegbläst, wodurch kleine Löcher im Werkstück entstehen. Die Laserbearbeitung ersetzt nach und nach die traditionelle mechanische Bearbeitung aufgrund ihrer höheren Effizienz, glatteren Oberflächenbeschaffenheit und höheren Präzision.
3、Vorteile der Laserbearbeitung
(1)Die Laserbearbeitung erfolgt berührungslos und gewährleistet eine hohe Schnittgenauigkeit und kontrollierbare Markierungstiefe.
(2)Durch den Import von CAD-Zeichnungen ist eine beliebige Bearbeitung von Bearbeitungsgrafiken möglich, sodass keine Formen erforderlich sind und die Produktionszyklen verkürzt werden.
（3）Hohe Verarbeitungsqualität ohne Grate oder Kanteneinbrüche.
(4) Schnelle Verarbeitungsgeschwindigkeit und niedrige Produktionskosten.
（5）Präzisionsbearbeitungsfähigkeit, die in der Lage ist, kleine Löcher mit einem Durchmesser von 0,15 mm zu bearbeiten und minimalen Abfall zu erzeugen.
(6) CO2-Laser und QCW-Pulslaser werden hauptsächlich für die Laserbearbeitung von Keramiksubstraten verwendet.
4、Lasermarkierungsbearbeitung von Keramiksubstraten
Die Lasermarkierungsbearbeitung von Keramiksubstraten ist eine gängige Technik, die bei der Herstellung von Halbleiterbauelementen, elektronischen Bauteilen, optischen Komponenten und anderen Bereichen eingesetzt wird. Zu den typischen Prozessschritten gehören:
(1)Laser-Setup
Passen Sie Lasermarkierungsparameter wie Leistung, Frequenz und Geschwindigkeit entsprechend den erforderlichen Markierungsspezifikationen an und beeinflussen Sie so die Qualität und Effizienz der Markierung.
(2)Werkstückfixierung
Befestigen Sie das Keramiksubstrat auf der Bearbeitungsplattform, um Stabilität während der Bearbeitung zu gewährleisten und Bewegungen oder Vibrationen zu verhindern.
(3)Laserbeschriftung
Aktivieren Sie die Laserausrüstung und führen Sie eine Markierung auf dem Keramiksubstrat gemäß den voreingestellten Parametern durch. Der Laserstrahl bestrahlt die Keramikoberfläche und erhitzt sie lokal, um den Markierungszweck zu erreichen. Die hohe Energiedichte des Lasers kann ein lokales Schmelzen oder Abtragen der Keramikoberfläche bewirken und so das gewünschte Markierungsmuster bilden.
(4)Qualitätskontrolle
Überprüfen Sie nach der Markierung die Qualität, um Genauigkeit, Vollständigkeit und Gesamtqualität der Markierungen sicherzustellen.
(5) Reinigungsbehandlung
Reinigen Sie das verarbeitete Keramiksubstrat, um Staub, Ablagerungen oder andere Verunreinigungen zu entfernen und eine glatte Oberfläche zu gewährleisten.
Während des Lasermarkierungsprozesses von Keramiksubstraten ist es wichtig, die Laserbearbeitungsparameter zu kontrollieren, um eine übermäßige Erwärmung zu vermeiden, die zu Rissen oder Verformungen der Keramik führen kann. Die Lasermarkierung bietet Vorteile wie feine Nähte, hohe Genauigkeit, schnelle Markierungsgeschwindigkeit, glatte Abschnitte, kleine Wärmeeinflusszone und keine Substratbeschädigung und stellt eine zuverlässige Verarbeitungsmethode für die Herstellung von Keramiksubstraten dar. Da sich die Mikroelektronikindustrie weiterhin in Richtung Miniaturisierung und Leichtbau entwickelt und eine höhere Präzision erfordert, ist die Lasermarkierungstechnologie für die Bearbeitung von Keramiksubstraten vielversprechend.
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.
