С быстрым развитием электронных технологий требования к интеграции и производительности крупномасштабных интегральных схем растут с каждым днем. В качестве ключевого вспомогательного материала керамика из нитрида алюминия стала идеальной охлаждающей подложкой и упаковочным материалом благодаря своей превосходной теплопроводности, механической прочности, коррозионной стойкости и превосходным электрическим свойствам. Однако высокая твердость, высокая хрупкость и низкая вязкость разрушения керамики из нитрида алюминия представляют собой серьезную проблему в процессе достижения сверхгладкой поверхности. В частности, в области электронной упаковки необходимо контролировать шероховатость поверхности на наноуровне, чтобы минимизировать объем, уменьшить внутреннее сопротивление и оптимизировать характеристики рассеивания тепла. Таким образом, как использовать технологию лазерной обработки для достижения высококачественной плоской поверхности обработки любой подложки стало ключевой проблемой, которую необходимо решить в области материаловедения и точного производства.
Применение и проблемы технологии лазерной обработки керамики из нитрида алюминия
Технология лазерной обработки с ее преимуществами бесконтактной обработки, отсутствия износа инструмента, высокой точности и гибкости показала большой потенциал при обработке хрупких и твердых керамических материалов. В этой технологии лазерный луч высокой плотности энергии непосредственно воздействует на поверхность материала, так что локальная область быстро нагревается, разлагается или плавится, чтобы добиться удаления или модификации материала. Однако при лазерной обработке керамики из нитрида алюминия проблема точно контролировать распределение энергии в процессе обработки, уменьшать зону термического влияния, избегать трещин и подповерхностных повреждений, а также обеспечивать высокую гладкость обработанной поверхности. технического прорыва.
Стратегии достижения высокого качества плоскостности обработанных поверхностей
Оптимизация параметров лазера: регулируя мощность лазера, ширину импульса, скорость сканирования, размер пятна и другие параметры, можно точно контролировать тепловой эффект взаимодействия лазера и материала, уменьшать концентрацию тепловых напряжений и избегать трещин. Исследования показывают, что использование ультракороткоимпульсного лазера (например, фемтосекундного лазера) может эффективно уменьшить зону термического воздействия и повысить точность обработки.
Введение вспомогательного газа: инертный газ (например, аргон) вводится в качестве защитного газа во время лазерной обработки для уменьшения поверхностного окисления материала, а ударное воздействие газа используется для удаления расплава и мусора, и улучшить качество поверхности.
Технология обработки композитов: сочетание лазерной обработки с другими технологиями точной обработки (такими как химико-механическая полировка) сначала выполняется лазерная черновая обработка для удаления большей части материала, а затем химико-механическая полировка используется для дальнейшего улучшения поверхности для достижения цель обработки наноразмерной шероховатости.
Мониторинг в реальном времени и управление с обратной связью: усовершенствованная система онлайн-мониторинга используется для определения распределения температуры, топографии поверхности и состояния напряжения во время обработки в режиме реального времени, а также для динамической регулировки параметров обработки с помощью механизма управления с обратной связью, чтобы обеспечить стабильность качество обработки.
вывод
Керамика из нитрида алюминия, являющаяся высокоэффективным упаковочным материалом для электронных устройств, очень важна для улучшения общих характеристик интегральных схем за счет получения высококачественных плоских обработанных поверхностей. Благодаря своим уникальным преимуществам технология лазерной обработки показала широкие перспективы применения при прецизионной обработке керамики из нитрида алюминия. Однако для достижения целей обработки наноразмерной шероховатости поверхности и низкого уровня повреждений необходимы дальнейшие исследования и инновации в оптимизации параметров лазера, внедрении вспомогательных процессов, стратегии обработки композитов и управлении процессом обработки. Мы считаем, что в будущем, благодаря постоянному прогрессу и совершенствованию технологий лазерной обработки, мы сможем предложить более надежные и эффективные решения для применения керамики из нитрида алюминия в области высококачественной электронной упаковки.
