Con el rápido desarrollo de la tecnología electrónica, los requisitos de integración y rendimiento de los circuitos integrados a gran escala aumentan día a día. Como material de soporte clave, las cerámicas de nitruro de aluminio se han convertido en un sustrato de enfriamiento y material de embalaje ideal debido a su excelente conductividad térmica, resistencia mecánica, resistencia a la corrosión y excelentes propiedades eléctricas. Sin embargo, la alta dureza, la alta fragilidad y la baja tenacidad a la fractura de las cerámicas de nitruro de aluminio plantean un gran desafío en el proceso de búsqueda de una calidad de superficie ultrasuave. En particular, en el campo del embalaje electrónico, la rugosidad de la superficie debe controlarse a nanoescala para minimizar el volumen, reducir la resistencia interna y optimizar el rendimiento de disipación de calor. Por lo tanto, cómo utilizar la tecnología de procesamiento láser para lograr una superficie de procesamiento plana de alta calidad de sustrato Aln se ha convertido en un problema clave a resolver en el campo de la ciencia de materiales y la fabricación de precisión.
Aplicación y desafío de la tecnología de procesamiento láser en cerámicas de nitruro de aluminio
La tecnología de procesamiento láser, con sus ventajas de ausencia de contacto, ausencia de desgaste de herramientas, alta precisión y flexibilidad, ha demostrado un gran potencial en el procesamiento de materiales cerámicos duros y quebradizos. En esta tecnología, el rayo láser de alta densidad de energía actúa directamente sobre la superficie del material, de modo que el área local se calienta y se descompone o funde rápidamente, para lograr la eliminación o modificación del material. Sin embargo, para el procesamiento láser de cerámicas de nitruro de aluminio, la dificultad se ha convertido en cómo controlar con precisión la distribución de energía en el proceso de procesamiento, reducir la zona afectada por el calor, evitar grietas y daños en el subsuelo y garantizar la alta suavidad de la superficie mecanizada. de avance técnico.
Estrategias para lograr una planicidad de alta calidad en superficies mecanizadas
Optimice los parámetros del láser: ajustando la potencia del láser, el ancho del pulso, la velocidad de escaneo y el tamaño del punto y otros parámetros, controle con precisión el efecto térmico de la interacción del láser y el material, reduzca la concentración de tensión térmica y evite grietas. La investigación muestra que el uso de láser de pulso ultracorto (como el láser de femtosegundo) puede reducir eficazmente la zona afectada por el calor y mejorar la precisión del mecanizado.
Introducción de gas auxiliar: se introduce gas inerte (como argón) como gas protector durante el procesamiento láser para reducir la oxidación de la superficie del material, mientras que el efecto de impacto del gas se utiliza para ayudar a eliminar la masa fundida y los desechos, y mejorar el acabado superficial.
Tecnología de procesamiento de compuestos: combinando el procesamiento láser con otras tecnologías de procesamiento de precisión (como el pulido mecánico químico), primero se realiza el desbaste con láser para eliminar la mayor parte del material y luego se utiliza el pulido mecánico químico para refinar aún más la superficie y lograr el objetivo de procesamiento de rugosidad a nanoescala.
Monitoreo en tiempo real y control de retroalimentación: el avanzado sistema de monitoreo en línea se utiliza para detectar la distribución de temperatura, la topografía de la superficie y el estado de tensión durante el procesamiento en tiempo real, y ajustar dinámicamente los parámetros de procesamiento a través del mecanismo de control de retroalimentación para garantizar la estabilidad del calidad de procesamiento.
conclusión
Como material de embalaje electrónico de alto rendimiento, las cerámicas de nitruro de aluminio son muy importantes para mejorar el rendimiento general de los circuitos integrados mediante la obtención de superficies mecanizadas planas de alta calidad. Con sus ventajas únicas, la tecnología de procesamiento láser ha mostrado amplias perspectivas de aplicación en el mecanizado de precisión de cerámicas de nitruro de aluminio. Sin embargo, para lograr los objetivos de mecanizado de rugosidad superficial a nanoescala y bajo daño, se necesita más investigación e innovación en la optimización de los parámetros del láser, la introducción de procesos auxiliares, la estrategia de mecanizado de compuestos y el control del proceso de mecanizado. En el futuro, con el progreso y la mejora continuos de la tecnología de procesamiento láser, creemos que podemos proporcionar soluciones más confiables y eficientes para la aplicación de cerámicas de nitruro de aluminio en el campo del embalaje electrónico de alta gama.
