Avec le développement rapide de la technologie électronique, les exigences d’intégration et de performances des circuits intégrés à grande échelle augmentent de jour en jour. En tant que matériau de support clé, la céramique de nitrure d'aluminium est devenue un substrat de refroidissement et un matériau d'emballage idéal en raison de son excellente conductivité thermique, de sa résistance mécanique, de sa résistance à la corrosion et de ses excellentes propriétés électriques. Cependant, la dureté élevée, la grande fragilité et la faible ténacité des céramiques de nitrure d'aluminium posent un défi de taille dans le processus d'obtention d'une qualité de surface ultra-lisse. En particulier, dans le domaine des emballages électroniques, la rugosité de surface doit être contrôlée à l’échelle nanométrique pour minimiser le volume, réduire la résistance interne et optimiser les performances de dissipation thermique. Par conséquent, comment utiliser la technologie de traitement laser pour obtenir une surface de traitement plane de haute qualité d'un substrat en aluminium est devenu un problème clé à résoudre dans le domaine de la science des matériaux et de la fabrication de précision.
Application et défi de la technologie de traitement laser dans les céramiques de nitrure d'aluminium
La technologie de traitement au laser, avec ses avantages d'absence de contact, d'absence d'usure des outils, de haute précision et de flexibilité, a montré un grand potentiel dans le traitement des matériaux céramiques cassants et durs. Dans cette technologie, le faisceau laser à haute densité d'énergie agit directement sur la surface du matériau, de sorte que la zone locale se réchauffe et se décompose ou fond rapidement, afin de réaliser l'élimination ou la modification du matériau. Cependant, pour le traitement au laser des céramiques de nitrure d'aluminium, comment contrôler avec précision la distribution d'énergie dans le processus de traitement, réduire la zone affectée par la chaleur, éviter les fissures et les dommages sous la surface et garantir la grande douceur de la surface usinée est devenu une difficulté. de percée technique.
Stratégies pour obtenir une planéité de haute qualité des surfaces usinées
Optimisez les paramètres du laser : en ajustant la puissance du laser, la largeur d'impulsion, la vitesse de balayage, la taille du point et d'autres paramètres, contrôlez avec précision l'effet thermique de l'interaction du laser et du matériau, réduisez la concentration des contraintes thermiques et évitez les fissures. La recherche montre que l'utilisation d'un laser à impulsions ultra-courtes (tel que le laser femtoseconde) peut réduire efficacement la zone affectée par la chaleur et améliorer la précision de l'usinage.
Introduction de gaz auxiliaire : un gaz inerte (tel que l'argon) est introduit comme gaz protecteur pendant le traitement laser pour réduire l'oxydation de la surface du matériau, tandis que l'effet d'impact du gaz est utilisé pour aider à éliminer la fonte et les débris, et améliorer la finition de surface.
Technologie de traitement des composites : en combinant le traitement au laser avec d'autres technologies de traitement de précision (telles que le polissage chimico-mécanique), l'ébauche au laser est d'abord effectuée pour éliminer la majeure partie du matériau, puis le polissage chimico-mécanique est utilisé pour affiner davantage la surface afin d'obtenir l'effet souhaité. objectif de traitement de la rugosité à l'échelle nanométrique.
Surveillance en temps réel et contrôle par rétroaction : le système de surveillance en ligne avancé est utilisé pour détecter la répartition de la température, la topographie de la surface et l'état de contrainte pendant le traitement en temps réel, et ajuster dynamiquement les paramètres de traitement via le mécanisme de contrôle par rétroaction pour assurer la stabilité du qualité de traitement.
conclusion
En tant que matériau de conditionnement électronique haute performance, la céramique de nitrure d'aluminium est très importante pour améliorer les performances globales des circuits intégrés en obtenant des surfaces usinées plates de haute qualité. Grâce à ses avantages uniques, la technologie de traitement laser a montré de larges perspectives d’application dans l’usinage de précision des céramiques de nitrure d’aluminium. Cependant, afin d'atteindre les objectifs d'usinage de rugosité de surface à l'échelle nanométrique et de faibles dommages, des recherches et des innovations supplémentaires sont nécessaires dans l'optimisation des paramètres laser, l'introduction de processus auxiliaires, la stratégie d'usinage des composites et le contrôle du processus d'usinage. À l'avenir, grâce aux progrès et à l'amélioration continus de la technologie de traitement laser, nous pensons pouvoir fournir des solutions plus fiables et plus efficaces pour l'application de céramiques de nitrure d'aluminium dans le domaine des emballages électroniques haut de gamme.
