Elektronik teknolojisinin hızla gelişmesiyle birlikte büyük ölçekli entegre devrelerin entegrasyon ve performans gereksinimleri de her geçen gün artıyor. Önemli bir destek malzemesi olan alüminyum nitrür seramikleri, mükemmel termal iletkenlikleri, mekanik mukavemetleri, korozyon dirençleri ve mükemmel elektriksel özellikleri nedeniyle ideal bir soğutma alt tabakası ve paketleme malzemesi haline gelmiştir. Bununla birlikte, alüminyum nitrür seramiklerin yüksek sertliği, yüksek kırılganlığı ve düşük kırılma dayanıklılığı, ultra pürüzsüz yüzey kalitesi elde etme sürecinde büyük bir zorluk teşkil etmektedir. Özellikle elektronik ambalaj alanında, hacmi en aza indirmek, iç direnci azaltmak ve ısı dağıtım performansını optimize etmek için yüzey pürüzlülüğünün nano ölçekte kontrol edilmesi gerekir. Bu nedenle, aln alt tabakanın yüksek kaliteli düz işleme yüzeyini elde etmek için lazer işleme teknolojisinin nasıl kullanılacağı, malzeme bilimi ve hassas üretim alanında çözülmesi gereken önemli bir sorun haline geldi.
Alüminyum nitrür seramiklerde lazer işleme teknolojisinin uygulanması ve zorlukları
Temassız, alet aşınmasız, yüksek hassasiyet ve esneklik avantajlarıyla lazer işleme teknolojisi, kırılgan ve sert seramik malzemelerin işlenmesinde büyük potansiyel göstermiştir. Bu teknolojide, yüksek enerji yoğunluklu lazer ışını doğrudan malzemenin yüzeyine etki eder, böylece yerel alan hızla ısınır ve ayrışır veya erir, böylece malzemenin çıkarılması veya değiştirilmesi sağlanır. Bununla birlikte, alüminyum nitrür seramiklerin lazerle işlenmesi için, işleme sürecindeki enerji dağılımının doğru bir şekilde nasıl kontrol edileceği, ısıdan etkilenen bölgenin nasıl azaltılacağı, çatlakların ve yüzey altı hasarlarının nasıl önleneceği ve işlenmiş yüzeyin yüksek pürüzsüzlüğünün nasıl sağlanacağı zorluk haline gelmiştir. teknik atılım.
İşlenmiş yüzeylerde yüksek kalitede düzlük elde etmeye yönelik stratejiler
Lazer parametrelerini optimize edin: Lazer gücünü, darbe genişliğini, tarama hızını, nokta boyutunu ve diğer parametreleri ayarlayarak, lazer ve malzeme etkileşiminin termal etkisini doğru bir şekilde kontrol edin, termal stres konsantrasyonunu azaltın ve çatlakları önleyin. Araştırma, ultra kısa darbeli lazerin (femtosaniye lazer gibi) kullanımının ısıdan etkilenen bölgeyi etkili bir şekilde azaltabildiğini ve işleme doğruluğunu artırabildiğini göstermektedir.
Yardımcı gazın eklenmesi: Lazer işleme sırasında malzemenin yüzey oksidasyonunu azaltmak için koruyucu bir gaz olarak inert gaz (argon gibi) eklenir, gazın darbe etkisi ise eriyik ve kalıntıların giderilmesine yardımcı olmak için kullanılır ve yüzey kalitesini iyileştirin.
Kompozit işleme teknolojisi: Lazer işlemeyi diğer hassas işleme teknolojileriyle (kimyasal mekanik cilalama gibi) birleştirerek, malzemenin çoğunu çıkarmak için ilk önce lazer kaba işleme gerçekleştirilir ve daha sonra, istenen sonucu elde etmek için yüzeyi daha da iyileştirmek için kimyasal mekanik parlatma kullanılır. nano ölçekli pürüzlülüğün işleme hedefi.
Gerçek zamanlı izleme ve geri bildirim kontrolü: Gelişmiş çevrimiçi izleme sistemi, işlem sırasında gerçek zamanlı olarak sıcaklık dağılımını, yüzey topografyasını ve stres durumunu tespit etmek ve stabiliteyi sağlamak için geri bildirim kontrol mekanizması aracılığıyla işleme parametrelerini dinamik olarak ayarlamak için kullanılır. işleme kalitesi.
sonuç
Yüksek performanslı bir elektronik ambalaj malzemesi olarak alüminyum nitrür seramikler, yüksek kaliteli düz işlenmiş yüzeyler elde ederek entegre devrelerin genel performansını artırmak için çok önemlidir. Benzersiz avantajlarıyla lazer işleme teknolojisi, alüminyum nitrür seramiklerin hassas işlenmesinde geniş uygulama olanakları göstermiştir. Ancak nano ölçekli yüzey pürüzlülüğü ve düşük hasar gibi işleme hedeflerine ulaşmak için lazer parametre optimizasyonu, yardımcı proses tanıtımı, kompozit işleme stratejisi ve işleme prosesi kontrolünde daha fazla araştırma ve yeniliğe ihtiyaç vardır. Gelecekte, lazer işleme teknolojisinin sürekli ilerlemesi ve gelişmesiyle, üst düzey elektronik ambalaj alanında alüminyum nitrür seramiklerin uygulanmasına yönelik daha güvenilir ve verimli çözümler sunabileceğimize inanıyoruz.
