Con il rapido sviluppo della tecnologia elettronica, i requisiti di integrazione e prestazioni dei circuiti integrati su larga scala aumentano di giorno in giorno. In quanto materiale di supporto chiave, la ceramica al nitruro di alluminio è diventata un substrato di raffreddamento e un materiale di imballaggio ideale grazie alla loro eccellente conduttività termica, resistenza meccanica, resistenza alla corrosione ed eccellenti proprietà elettriche. Tuttavia, l’elevata durezza, l’elevata fragilità e la bassa tenacità alla frattura delle ceramiche al nitruro di alluminio rappresentano una grande sfida nel processo di perseguimento di una qualità superficiale ultra liscia. In particolare, nel campo dell'imballaggio elettronico, la rugosità superficiale deve essere controllata su scala nanometrica per ridurre al minimo il volume, ridurre la resistenza interna e ottimizzare le prestazioni di dissipazione del calore. Pertanto, come utilizzare la tecnologia di lavorazione laser per ottenere una superficie di lavorazione piana di alta qualità del substrato aln è diventato un problema chiave da risolvere nel campo della scienza dei materiali e della produzione di precisione.
Applicazione e sfida della tecnologia di lavorazione laser nella ceramica al nitruro di alluminio
La tecnologia di lavorazione laser, con i suoi vantaggi di assenza di contatto, assenza di usura degli utensili, alta precisione e flessibilità, ha mostrato un grande potenziale nella lavorazione di materiali ceramici fragili e duri. In questa tecnologia, il raggio laser ad alta densità di energia agisce direttamente sulla superficie del materiale, in modo che l'area locale si riscaldi rapidamente e si decomponga o si sciolga, in modo da ottenere la rimozione o la modifica del materiale. Tuttavia, per la lavorazione laser della ceramica al nitruro di alluminio, come controllare accuratamente la distribuzione dell'energia nel processo di lavorazione, ridurre la zona interessata dal calore, evitare crepe e danni al sottosuolo e garantire l'elevata levigatezza della superficie lavorata è diventata la difficoltà di innovazione tecnica.
Strategie per ottenere planarità di alta qualità delle superfici lavorate
Ottimizza i parametri del laser: regolando la potenza del laser, l'ampiezza dell'impulso, la velocità di scansione, la dimensione dello spot e altri parametri, controlla accuratamente l'effetto termico dell'interazione tra laser e materiale, riduce la concentrazione di stress termico ed evita crepe. La ricerca mostra che l'uso di laser a impulsi ultracorti (come il laser a femtosecondi) può ridurre efficacemente la zona interessata dal calore e migliorare la precisione della lavorazione.
Introduzione di gas ausiliario: gas inerte (come l'argon) viene introdotto come gas protettivo durante la lavorazione laser per ridurre l'ossidazione superficiale del materiale, mentre l'effetto impatto del gas viene utilizzato per aiutare a rimuovere la fusione e i detriti e migliorare la finitura superficiale.
Tecnologia di lavorazione dei compositi: combinando la lavorazione laser con altre tecnologie di lavorazione di precisione (come la lucidatura chimico-meccanica), viene eseguita prima la sgrossatura laser per rimuovere la maggior parte del materiale, quindi viene utilizzata la lucidatura chimico-meccanica per rifinire ulteriormente la superficie e ottenere il risultato desiderato. obiettivo di elaborazione della rugosità su scala nanometrica.
Monitoraggio in tempo reale e controllo del feedback: l'avanzato sistema di monitoraggio online viene utilizzato per rilevare la distribuzione della temperatura, la topografia superficiale e lo stato di stress durante la lavorazione in tempo reale e regolare dinamicamente i parametri di lavorazione attraverso il meccanismo di controllo del feedback per garantire la stabilità del qualità di elaborazione.
conclusione
Essendo un materiale per l'imballaggio elettronico ad alte prestazioni, la ceramica al nitruro di alluminio è molto importante per migliorare le prestazioni complessive dei circuiti integrati ottenendo superfici piane lavorate di alta qualità. Con i suoi vantaggi unici, la tecnologia di lavorazione laser ha mostrato ampie prospettive di applicazione nella lavorazione di precisione delle ceramiche di nitruro di alluminio. Tuttavia, al fine di raggiungere gli obiettivi di lavorazione di rugosità superficiale su scala nanometrica e basso danno, sono necessarie ulteriori ricerche e innovazioni nell’ottimizzazione dei parametri laser, nell’introduzione di processi ausiliari, nella strategia di lavorazione dei compositi e nel controllo del processo di lavorazione. In futuro, con il continuo progresso e miglioramento della tecnologia di lavorazione laser, riteniamo di poter fornire soluzioni più affidabili ed efficienti per l'applicazione della ceramica al nitruro di alluminio nel campo degli imballaggi elettronici di fascia alta.
