전자 기술의 급속한 발전으로 인해 대규모 집적 회로의 통합 및 성능 요구 사항이 날로 증가하고 있습니다. 핵심 지지재인 질화알루미늄 세라믹은 우수한 열 전도성, 기계적 강도, 내식성 및 우수한 전기적 특성으로 인해 이상적인 냉각 기판 및 포장재가 되었습니다. 그러나 질화알루미늄 세라믹의 높은 경도, 높은 취성 및 낮은 파괴인성은 매우 매끄러운 표면 품질을 추구하는 과정에서 큰 과제를 제기합니다. 특히 전자 패키징 분야에서는 부피를 최소화하고 내부 저항을 낮추며 방열 성능을 최적화하기 위해 표면 거칠기를 나노 수준으로 제어해야 합니다. 따라서 레이저 가공 기술을 어떻게 사용하여 알루미늄 기판의 고품질 평탄한 가공 표면을 달성하는 것이 재료 과학 및 정밀 제조 분야에서 해결해야 할 핵심 문제가 되었습니다.
질화알루미늄 세라믹의 레이저 가공기술 적용과 도전
비접촉식, 공구 마모 없음, 높은 정밀도 및 유연성 등의 장점을 지닌 레이저 가공 기술은 깨지기 쉽고 단단한 세라믹 재료의 가공에서 큰 잠재력을 보여주었습니다. 이 기술에서는 고에너지 밀도 레이저 빔이 재료 표면에 직접 작용하여 국부적인 영역이 빠르게 가열되고 분해되거나 녹아 재료의 제거 또는 변형이 이루어집니다. 그러나 질화알루미늄 세라믹의 레이저 가공에서는 가공 공정에서 에너지 분포를 정확하게 제어하고, 열 영향부를 줄이고, 균열 및 표면 아래 손상을 방지하고, 가공된 표면의 높은 매끄러움을 보장하는 방법이 어려워졌습니다. 기술적 혁신을 이루었습니다.
가공면의 고품질 평탄도 달성 전략
레이저 매개변수 최적화: 레이저 출력, 펄스 폭, 스캐닝 속도, 스폿 크기 및 기타 매개변수를 조정하여 레이저와 재료 상호 작용의 열 효과를 정확하게 제어하고 열 응력 집중을 줄이고 균열을 방지합니다. 연구 결과에 따르면 초단 펄스 레이저(펨토초 레이저 등)를 사용하면 열 영향부를 효과적으로 줄이고 가공 정확도를 높일 수 있는 것으로 나타났습니다.
보조가스 도입 : 레이저 가공 시 보호가스로 불활성 가스(예: 아르곤)를 도입해 소재의 표면 산화를 줄이고, 가스의 충격 효과를 이용해 용융물과 이물질 제거에 도움을 주고, 표면조도를 향상시킵니다.
복합 가공 기술: 레이저 가공과 기타 정밀 가공 기술(예: 화학 기계 연마)을 결합하여 레이저 황삭을 먼저 수행하여 재료의 대부분을 제거한 다음 화학 기계 연마를 사용하여 표면을 더욱 미세화하여 나노크기의 거칠기 처리 목표
실시간 모니터링 및 피드백 제어: 고급 온라인 모니터링 시스템은 처리 중 온도 분포, 표면 지형 및 응력 상태를 실시간으로 감지하고 피드백 제어 메커니즘을 통해 처리 매개변수를 동적으로 조정하여 안정성을 보장하는 데 사용됩니다. 처리 품질.
결론
고성능 전자 포장 재료인 질화알루미늄 세라믹은 고품질의 편평한 가공 표면을 얻어 집적 회로의 전반적인 성능을 향상시키는 데 매우 중요합니다. 독특한 장점을 지닌 레이저 가공 기술은 질화알루미늄 세라믹의 정밀 가공에 폭넓은 응용 가능성을 보여주었습니다. 그러나 나노 수준의 표면 거칠기와 낮은 손상이라는 가공 목표를 달성하려면 레이저 매개변수 최적화, 보조 공정 도입, 복합재 가공 전략 및 가공 공정 제어에 대한 추가 연구와 혁신이 필요합니다. 앞으로도 레이저 가공 기술의 지속적인 발전과 개선을 통해 고급 전자 패키징 분야에서 질화알루미늄 세라믹을 적용하기 위한 보다 안정적이고 효율적인 솔루션을 제공할 수 있다고 믿습니다.
