Ako sa technológie elektronických obalov neustále vyvíjajú, stalo sa veľmi presné rezanie keramickým laserom z oxidu hlinitého -zásadným pri výrobe obalov LED, napájacích modulov, RF komponentov, polovodičových substrátov a ďalších- vysoko spoľahlivých elektronických zariadení. Správne štandardy laserového spracovania pomáhajú zabezpečiť rozmerovú presnosť a zároveň minimalizovať triesky, tepelne-ovplyvnené zóny (HAZ) a mikrotrhliny.
Táto príručka sumarizuje odporúčané špecifikácie spracovania pre keramické substráty s obsahom 96 % a 99 % sintrovaného oxidu hlinitého (Al2O3) s typickou hrúbkou v rozsahu od 0,2 mm do 1,2 mm.355 nm UV nanosekundový laserový rezací stroj.
1. Použiteľné materiály a vybavenie
Použiteľné materiály
---- 96 % Alumina Keramika
---- 99 % Alumina Keramika
---- Typická hrúbka podkladu: 0,2–1,2 mm
Odporúčané vybavenie
---- 355 nm UV nanosekundový laserový rezací stroj
---- Nastaviteľná opakovacia frekvencia: 80–150 kHz, optimalizovaná podľa hrúbky materiálu a požiadaviek na rezanie.
2. Odporúčané postupy spracovania
Na minimalizáciu tepelného poškodenia a odlamovania hrán sa odporúčajú nasledujúce postupy:
---- Viac{5}}prechodové rezanie vrstva po vrstve namiesto jednopriechodového rezania s plnou hĺbkou
---- Automatické spomalenie rohu s prechodmi polomerov
---- Dvojkanálový 4–5 barový asistent suchého stlačeného vzduchu
---- Vákuový pracovný stôl udržiavaný na 25 ± 1 stupeň
- --- Ochranný film odolný voči UV žiareniu počas spracovania
3. Presnosť rozmerov
Typická rozmerová tolerancia
Za stabilných podmienok spracovania:
---- ±8–15 μm
Optimalizácia procesu a správne upevnenie môže ďalej zlepšiť konzistenciu pre náročné aplikácie elektronického balenia.
Geometrické tolerancie
Odporúčané špecifikácie zahŕňajú:
---- Kolmosť bočnej steny Väčšia alebo rovná 89,9 stupňu
---- Rovinnosť Menšia alebo rovná 0,02 mm / 50 mm
---- Vnútorné rohy s minimálnou R0,05 mm, pokiaľ nie je uvedené inak
---- Cesty nábehu/výbehu odporúčané pre uzavreté obrysy na zníženie koncentrácie stresu
Konzistencia šírky Kerf
Typická šírka zárezu UV lasera:
---- 15–30 μm
Rovnomerná šírka zárezu pomáha udržiavať rozmerovú konzistenciu naprieč celým obrobkom.
4. Požiadavky na kvalitu okrajov
Orezávanie hrán
Odporúčané limity:
---- Všeobecné okraje: Menšie alebo rovné 10 μm
---- Rohové oblasti: Menšie alebo rovné 15 μm
Malo by sa zabrániť nepretržitému odlupovaniu a radiálnym trhlinám.
Prepracovanie vrstvy a odfarbenie
Vysoko{0}}kvalitné rezanie by malo vykazovať:
---- Žiadna viditeľná karbonizácia
---- Minimálna prepracovaná vrstva
---- Jednotná farba okrajov
---- Žiadne výrazné zvyšky po čistení
Drsnosť povrchu
Odporúčané:
---- Ra Menšie alebo rovné 2 μm
Rezané povrchy by mali byť bez otrepov, nahromadenej trosky a priľnutých častíc.
5. Teplo{1}}ovplyvnená zóna (HAZ) a kontrola trhlín
Odporúčaný HAZ:
---- Typicky pod 10 μm
Pre aplikácie s vysokou{0}}spoľahlivosťou sa odporúča ďalšia optimalizácia.
Hotové diely by sa mali skontrolovať, aby sa zabezpečilo:
---- Nie cez trhliny
---- Žiadne radiálne trhliny
---- Žiadne zjavné podpovrchové mikrotrhliny
Podľa požiadaviek zákazníka možno použiť metalografickú mikroskopiu, kontrolu SEM alebo iné -nedeštruktívne metódy hodnotenia.
6. Mikro-spracovanie dier
Pre keramické podklady s presnými otvormi:
Odporúčaný postup:
---- Špirálové progresívne laserové vŕtanie
---- Vyhnite sa jednoprechodovému vŕtaniu
Typická schopnosť:
---- Minimálny priemer otvoru: približne 0,15 mm
---- Presnosť polohy až ±5 μm (v závislosti od materiálu a procesu)
---- Hladké steny otvorov
---- Ploché spodné časti slepých otvorov bez prasklín
Prečo si vybrať YCLaser?
Dosiahnutie vysokokvalitného-oxidového keramického laserového rezania vyžaduje oveľa viac ako 355 nm UV laserový zdroj. Závisí to od stability stroja, presného riadenia pohybu, optimalizovaných parametrov procesu a rozsiahlych skúseností s pokročilým keramickým obrábaním.
WHYC Laser sa špecializuje na presné laserové mikroobrábacie riešenia pre pokročilú keramiku a ponúka integrované riešenia pre laserové rezanie, vŕtanie, drážkovanie, ryhovanie a prispôsobené keramické spracovanie.
Naše systémy sú široko používané na:
---- Alumina (Al₂O3)
---- Nitrid hliníka (AlN)
---- oxid zirkoničitý (ZrO₂)
---- Nitrid kremíka (Si₃N₄)
---- Karbid kremíka (SiC)
---- Kremeň, zafír a iné pokročilé keramické materiály
Či už vaša aplikácia zahŕňa elektronické balenie, substráty DBC/AMB, výkonovú elektroniku, výrobu polovodičov alebo lekársku keramiku, náš inžiniersky tím vám môže poskytnúť prispôsobené riešenia laserového spracovania prispôsobené vašim požiadavkám na výrobu.
Kontaktujte YCLaser dnes požiadať o bezplatné spracovanie vzorky, prediskutovať vašu aplikáciu alebo získať prispôsobené riešenie keramického laserového obrábania od našich odborníkov.
