Lasersvetsningsteknikapplikation inom keramisk substratindustri

Under de senaste åren, med den snabba utvecklingen av elektronisk förpackning, halvledartillverkning och högeffekt elektroniska enheter, har keramiska underlag blivit ett viktigt material i avancerad elektronisk tillverkning på grund av deras utmärkta värmeledningsförmåga, elektrisk isolering och högtemperaturmotstånd. Som en högprecision, lågvärme-påverkan avancerad bearbetningsteknik, tillämpas lasersvetsning alltmer inom den keramiska underlagsindustrin, vilket ger betydande stöd för industriell uppgradering.

Princip för lasersvetsningsteknik

Lasersvetsning använder en laserstråle med hög energi-densitet för att verka på materialytan, vilket orsakar lokal smältning och bildar en anslutning. Till skillnad från traditionella svetstekniker har lasersvetsning icke-kontaktbehandling, en minimal värmepåverkad zon och högprecisionskontroll, vilket gör det särskilt lämpligt för svetskeramik och metaller. Genom att optimera laserparametrar såsom våglängd, pulsbredd och energitäthet kan absorptionshastigheten för keramiska material effektivt förbättras, vilket säkerställer högkvalitativ svetsning.

Omfattande applikationsscenarier

För närvarande används lasersvetsning i stor utsträckning inom den keramiska underlagsindustrin, inklusive elektronisk förpackning, halvledartillverkning, högeffektiska elektroniska enheter och sensorer. Till exempel, i kraftmodulförpackning, används lasersvetsning för att ordentligt binda kopparskikt till aluminiumnitrid (ALN) eller kiselnitrid (Si₃n₄) keramiska underlag, vilket förbättrar värmeledningsförmågan och tillförlitligheten. Dessutom använder high-end-produkter som MEMS-sensorer, RF-mikrovågenheter och nya energifordonsmoduler alltmer lasersvetsningsteknik för att förbättra hållbarhet och prestandasstabilitet.

Tekniska utmaningar och genombrott

Trots sina många fördelar står lasersvetsning inom den keramiska underlagsindustrin fortfarande inför vissa utmaningar. För det första kan den signifikanta skillnaden i termisk expansionskoefficienter mellan keramik och metaller leda till sprickor eller spänningskoncentration vid svetgränssnittet. För att ta itu med detta har forskare introducerat övergångsskiktmaterial (såsom titan och molybden) eller optimerade svetsvägar för att minska termisk stress. För det andra har keramiska material en låg absorption av laserenergi, vilket gör effektiv bindning svår med traditionella svetsmetoder. För att förbättra svetskvaliteten undersöker branschen användningen av lasrar med kort våglängd (såsom ultravioletta lasrar) eller förhandsbelagda absorptionsskikt.

Med kontinuerliga tekniska framsteg accelererar lasersvetsning omvandlingen av den keramiska substratindustrin mot avancerad tillverkning. I framtiden kommer lasersvetsningsteknik att spela en allt viktigare roll i bredare applikationsscenarier, vilket ger en starkare fart för högkvalitativ utveckling av den keramiska substratindustrin.