Série de substrats céramiques - Introduction au processus de perçage laser
En tant que base de support pour les composants électroniques,substrats en céramiquefaciliter la dissipation de la chaleur dans les appareils électroniques. Après la formation initiale des substrats céramiques, ils nécessitent un traitement ultérieur tel que le perçage et le rainurage. Les méthodes d'usinage traditionnelles ne peuvent pas répondre aux exigences d'usinage de haute précision des substrats céramiques. Avec le développement de la technologie de traitement laser, elle devient progressivement la norme pour l’usinage de précision des substrats céramiques.
1. Types et caractéristiques des substrats céramiques
Les substrats en céramique sont des matériaux minces avec de la céramique électronique comme base, fournissant une base de support pour les éléments de circuits à film et les composants montés en surface. Les principaux matériaux utilisés pour les substrats céramiques sont l'alumine (Al2O3), le nitrure d'aluminium (AlN) et le nitrure de silicium (Si3N4).
Parmi eux,substrats céramiques en nitrure de silicium (Si3N4)présentent une excellente résistance mécanique, une résistance aux chocs thermiques et une stabilité chimique. Ils sont couramment utilisés dans des environnements à haute température et à fortes contraintes tels que les turbines à gaz, les moteurs automobiles, etc. De plus, ils possèdent de bonnes propriétés d'isolation électrique, leur permettant de résister à des tensions élevées, ce qui les rend très utiles dans les applications électroniques de haute puissance. Les substrats céramiques en nitrure de silicium présentent également une faible dilatation thermique, ce qui les rend compatibles avec divers matériaux, notamment les semi-conducteurs et les métaux.
Substrats céramiques en nitrure d'aluminium (AlN)sontune nouvelle génération de substrats céramiques hautes performances, caractérisés par une conductivité thermique élevée, une faible constante et perte diélectriques et un coefficient de dilatation thermique similaire à celui du silicium. À mesure que la technologie évolue, le coût diminue progressivement, conduisant à des applications de plus en plus répandues.
Bien que les substrats céramiques d'alumine (Al2O3)ont une conductivité thermique relativement faible, leur faible coût de matériau et leur prix abordable les rendent largement utilisés dans divers domaines tels que les substrats d'isolation de circuits intégrés, les matériaux d'emballage, les résistances à puce, les potentiomètres, les dissipateurs thermiques, les bases, les panneaux isolants et les thyristors.
2、Introduction et avantages du perçage laser
Le forage laser utilise la puissance élevée et la bonne cohérence spatiale des lasers pulsés pour faire fondre et vaporiser des matériaux afin de former des trous. Le processus de perçage laser est une interaction thermophysique entre le laser et le matériau, impliquant divers processus de conversion d'énergie tels que la réflexion, l'absorption, la vaporisation, le rerayonnement et la diffusion de chaleur, qui sont déterminés par les caractéristiques du faisceau telles que la longueur d'onde du laser, la largeur d'impulsion, état de focalisation et diverses propriétés physiques du matériau.
Les avantages du perçage laser incluent :
(1) Vitesse rapide et haute efficacité
Le perçage laser fonctionne à une densité de puissance élevée, ce qui entraîne des vitesses de perçage rapides. Avec des machines-outils et des systèmes de contrôle de haute précision, un perçage à haute efficacité peut être obtenu.
（2）Capacité à atteindre de grands rapports profondeur/diamètre
Le forage au laser permet d'obtenir des rapports profondeur/diamètre nettement plus élevés par rapport aux autres méthodes de forage, en particulier dans le micro-perçage.
（3）Large gamme de matériaux
Le perçage laser peut être effectué sur divers matériaux sans être limité par les propriétés mécaniques telles que la dureté, la rigidité, la résistance et la fragilité, qui sont cruciales pour le traitement de la céramique.
(4) Aucune usure des outils
Le perçage au laser est un processus sans contact, évitant des problèmes tels que la casse d'outils courants lors du perçage mécanique de micro-trous.
(5) convient au forage à haute densité
Grâce à ses systèmes intégrés et à son automatisation, le perçage laser offre une forte répétabilité, ce qui le rend adapté au perçage de trous nombreux et densément remplis.
（6）Traitement complet
Le perçage laser peut traiter de petits trous sur des surfaces difficiles à usiner, même sur des surfaces inclinées, ce qui constitue un défi pour le perçage mécanique et le perçage EDM.
（7）Traitement dans des environnements extrêmes
Le perçage laser peut être effectué sur des pièces placées sous vide ou dans d’autres conditions.
3. Défis liés au perçage laser des substrats céramiques
En raison des fortes propriétés thermiques de l'interaction entre les faisceaux laser et les matériaux, en particulier pour les lasers à grande longueur d'onde, le perçage laser des substrats céramiques est confronté à certains problèmes difficiles :
(1) Réduire les dommages thermiques pendant le traitement.
(2)Élimination des micro-fissures lors du perçage.
(3)Obtenir des formes de trous de haute précision et une bonne qualité de surface.
(4)Contrôler la conicité des trous percés.
(5)Minimiser ou éliminer les projections.
(6)Résidus et couches de refonte.
TECHNOLOGIE CIE., LTD DE MASCÉRA DE XIAMEN. est capable de produire des substrats céramiques en utilisant différentes techniques. Pour les substrats céramiques d'une épaisseur inférieure à 1,5 mm, nous utilisons des méthodes telles que la coulée en barbotine et le traitement laser (traçage laser, découpe laser, perçage laser) pour les substrats, l'usinage de précision est effectué par pressage à sec et tours d'usinage.
TECHNOLOGIE CIE., LTD DE MASCÉRA DE XIAMEN. est un fournisseur réputé et fiable spécialisé dans la fabrication et la vente de pièces techniques en céramique. Nous proposons une production sur mesure et un usinage de haute précision pour une large série de matériaux céramiques hautes performances, notamment céramique d'alumine, céramique de zircone, nitrure de silicium, carbure de silicium, Nitrure de bore, nitrure d'aluminium et vitrocéramique usinable. Actuellement, nos pièces en céramique peuvent être trouvées dans de nombreuses industries comme la mécanique, la chimie, le médical, les semi-conducteurs, les véhicules, l'électronique, la métallurgie, etc. Notre mission est de fournir des pièces en céramique de la meilleure qualité aux utilisateurs mondiaux et c'est un grand plaisir de voir nos pièces en céramique. les pièces fonctionnent efficacement dans les applications spécifiques des clients. Nous pouvons coopérer à la fois sur des prototypes et sur la production de masse, n'hésitez pas à nous contacter si vous avez des demandes.
