Seria podłoży ceramicznych: wprowadzenie do technologii polerowania laserowego
1, zalety podłoży ceramicznych
W porównaniu z metalami, kompozytami na bazie metali i podłożami żywicznymi,podłoża ceramicznemają doskonałe przewodnictwo cieplne,
izolacja elektryczna, gazoszczelność, właściwości mechaniczne i właściwości dielektryczne. Są szeroko stosowane w dziedzinach zaawansowanych technologii, takich jak układy scalone, urządzenia półprzewodnikowe dużej mocy, elektronika komunikacyjna, przemysł LED, baterie litowe, chipy, przemysł lotniczy i obronny.
2. Pierwsza połowa procesu produkcji podłoża ceramicznego
Łańcuch przemysłowy podłoży ceramicznych jest stosunkowo długi i obejmuje podstawowe procesy, takie jak prasowanie, spiekanie i obróbka powierzchni, przy czym każdy etap jest kluczowy. W pierwszej połowie procesu produkcyjnego techniki takie jak odlewanie taśm i spiekanie z usuwaniem spoiwa charakteryzują się niezwykle wysokim poziomem technicznym. Jednakże otrzymane produkty (potocznie zwane zielonymi arkuszami) nie nadają się do bezpośredniego wykorzystania i wymagają dalszej obróbki, takiej jak polerowanie i metalizacja.
3, Technologia polerowania laserowego i jej zastosowania
Ponieważ produkcja wkracza w nowy okres rozwoju, zastosowanie podłoży ceramicznych staje się coraz bardziej powszechne, co wiąże się z wyższymi wymaganiami dotyczącymi chropowatości i płaskości powierzchni. Szybki rozwój technologii polerowania laserowego zapewnia nowe podejście do inteligentnej i wydajnej obróbki polerskiej podłoży ceramicznych.
Technologia polerowania laserowego jest wysoce obiecującą technologią polerowania przemysłowego, charakteryzującą się brakiem zanieczyszczeń, szerokim zastosowaniem, stabilną jakością polerowania i łatwą automatyzacją. Jego zasada polega na indukowanym laserem topieniu lub odparowywaniu powierzchni materiału, napędzaniu przepływu stopionego metalu pod działaniem kapilarnym lub termicznym, wypełniając w ten sposób szczyty i doliny, aby uzyskać gładką powierzchnię.
Technologię polerowania laserowego można zastosować do polerowania różnego rodzaju materiałów, takich jak metale, szkło i ceramika. W porównaniu z tradycyjnymi technikami polerowania, polerowanie laserowe ma nieodłączne zalety w zastosowaniach przemysłowych i znajduje szerokie zastosowanie w przemyśle lotniczym, motoryzacyjnym, formach, sprzęcie medycznym, optyce i produkcji półprzewodników.
4. Typowe techniki polerowania podłoża ceramicznego
Typowe techniki polerowania podłoża ceramicznego obejmują:
(1) Polerowanie chemiczno-mechaniczne (CMP)
Metoda wykorzystująca łączny efekt korozji roztworu polerskiego i usuwania mechanicznego, w której proszek jest bardziej miękki niż właściwości mechaniczne przedmiotu obrabianego, umożliwiając reakcje w fazie stałej z przedmiotem podczas ruchu ślizgowego, w wyniku czego następuje usunięcie materiału.
(2) Polerowanie ścierne wspomagane wibracjami ultradźwiękowymi
Metoda ta polega na umieszczeniu przedmiotu obrabianego w zawiesinie ściernej i poddaniu go drganiom ultradźwiękowym, które powodują uderzenie cząstek ścierniwa i wypolerowanie powierzchni przedmiotu obrabianego, uzyskując polerowanie poprzez mikronacięcie występów na powierzchni.
(3) Polerowanie elektroforetyczne
Bezkontaktowa i nieniszcząca metoda polerowania wykorzystująca zjawisko elektroforezy na elementach ceramicznych. W wyniku ciągłych kolizji i mikronacięć spowodowanych zderzeniami cząstek, powierzchnia ceramiczna ulega mikrozmęczeniu i drobnej orce.
(4) Polerowanie elektrolityczne
Metoda ta, znana również jako polerowanie elektrochemiczne, wykorzystuje przedmiot obrabiany jako anodę i nierozpuszczalny metal jako katodę, w odpowiednich warunkach elektrolitu i gęstości prądu, stopniowo wygładzając powierzchnię przedmiotu obrabianego, zwiększając w ten sposób jego jasność.
5. Polerowanie podłoży ceramicznych różnymi materiałami
Podłoża ceramiczne obejmują głównie tlenek glinu (Al2O3), azotek krzemu (Si3N4) i azotek glinu (AlN). Ze względu na dużą twardość, kruchość, podatność na pękanie i trudność w obróbce powierzchniowej podłoży ceramicznych, właściwości użytkowe i struktura różnych materiałów ceramicznych są różne. Dlatego dla uzyskania znaczących efektów obróbki niezbędny jest dobór odpowiednich technik polerowania.
(1) Polerowanie podłoża ceramicznego Al2O3
Podłoża ceramiczne Al2O3 wykazują wysoką wytrzymałość mechaniczną, twardość, odporność na wysoką temperaturę, odporność na korozję, wysoką przepuszczalność światła, stabilność chemiczną i wysoką odporność na szok termiczny. Są one obecnie najpowszechniej stosowanymi materiałami ceramicznymi w dziedzinie technologii elektronicznej.
(2)Polerowanie podłoża ceramicznego Si3N4
Podłoża ceramiczne Si3N4 są nietoksyczne, mają niską stałą dielektryczną, wysoką wytrzymałość mechaniczną, wysoką odporność na pękanie, odporność na wysoką temperaturę, odporność na korozję i dużą odporność na uderzenia. Znajdują szerokie zastosowanie w amortyzatorach samochodowych, silnikach, samochodowych IGBT, transporcie, przemyśle lotniczym i innych dziedzinach. CMP jest główną metodą polerowania podłoży ceramicznych Si3N4.
(3)Polerowanie podłoża ceramicznego AlN
Podłoża ceramiczne AlN, jako materiały ceramiczne o wysokiej przewodności cieplnej, mają przewodność cieplną od 150W·m−1·K−1 do 230W·m−1·K−1, czyli ponad 8 razy większą niż ceramika Al2O3. Dzięki doskonałej wydajności rozpraszania ciepła, odporności na korozję, niskiej stałej dielektrycznej, niskim stratom dielektrycznym i nietoksyczności, podłoża ceramiczne AlN mogą spełniać wymagania dotyczące rozpraszania ciepła w wielkoskalowych układach scalonych, co czyni je idealnymi materiałami do zastąpienia Al2O3, SiC i BeO podłoża ceramiczne w przemyśle elektronicznym.
Jako materiał podłoża do układów scalonych i laminatów pokrytych miedzią, jakość powierzchni podłoży ceramicznych bezpośrednio wpływa na żywotność i niezawodność urządzeń końcowych. Wraz z rozwojem integracji urządzeń, miniaturyzacji i wysokiej niezawodności przyszłe wymagania dotyczące jakości powierzchni podłoży ceramicznych będą coraz bardziej rygorystyczne. Stosowanie technologii obróbki podłoża ceramicznego niewątpliwie będzie wiązać się z coraz większymi wyzwaniami.
XIAMEN MASCERA TECHNOLOGY CO., LTD. jest renomowanym i niezawodnym dostawcą specjalizującym się w produkcji i sprzedaży technicznych części ceramicznych. Zapewniamy produkcję na zamówienie i precyzyjną obróbkę szerokiej gamy wysokowydajnych materiałów ceramicznych, w tym ceramika z tlenku glinu, ceramika cyrkonowa, azotek krzemu, węglik krzemu, azotek boru, azotek aluminium I ceramika szklana nadająca się do obróbki mechanicznej. Obecnie nasze części ceramiczne można znaleźć w wielu gałęziach przemysłu, takich jak mechaniczny, chemiczny, medyczny, półprzewodnikowy, samochodowy, elektroniczny, metalurgiczny itp. Naszą misją jest dostarczanie najwyższej jakości części ceramicznych użytkownikom na całym świecie i wielką przyjemnością jest oglądanie naszej ceramiki części działają wydajnie w specyficznych zastosowaniach klientów. Możemy współpracować zarówno przy produkcji prototypowej, jak i masowej, zapraszamy do kontaktu z nami, jeśli masz wymagania.
