Seria podłoży ceramicznych: Wprowadzenie do technologii polerowania laserowego
1. Zalety podłoży ceramicznych
W porównaniu do metali, kompozytów na bazie metali i podłoży żywicznych,podłoża ceramicznemają doskonałą przewodność cieplną,
Izolacja elektryczna, szczelność gazowa, właściwości mechaniczne i dielektryczne. Są one szeroko stosowane w zaawansowanych technologicznie dziedzinach, takich jak układy scalone, półprzewodniki dużej mocy, elektronika komunikacyjna, przemysł diod LED, baterie litowe, układy scalone, przemysł lotniczy i kosmiczny oraz przemysł obronny.
2. Pierwsza połowa procesu produkcji podłoża ceramicznego
Przemysłowy łańcuch produkcji podłoży ceramicznych jest stosunkowo długi i obejmuje podstawowe procesy, takie jak prasowanie, spiekanie i obróbka powierzchni, przy czym każdy etap ma kluczowe znaczenie. W pierwszej połowie procesu produkcyjnego techniki takie jak odlewanie taśmowe i spiekanie z debindowaniem charakteryzują się niezwykle wysokim poziomem technicznym. Jednak uzyskane 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
Wraz z wejściem produkcji w nowy etap rozwoju, zastosowanie podłoży ceramicznych staje się coraz powszechniejsze, co wiąże się z wyższymi wymaganiami dotyczącymi chropowatości i płaskości powierzchni. Szybki rozwój technologii polerowania laserowego zapewnia nowe podejście do inteligentnego i wydajnego procesu polerowania podłoży ceramicznych.
Technologia polerowania laserowego to wysoce obiecująca technologia polerowania przemysłowego, charakteryzująca się brakiem zanieczyszczeń, szerokim zastosowaniem, stabilną jakością polerowania i łatwą automatyzacją. Jej zasada działania polega na laserowym topieniu lub odparowywaniu powierzchni materiału, co powoduje przepływ stopionego metalu w wyniku działania kapilarnego lub termicznego, wypełniając w ten sposób wierzchołki i doliny, aby uzyskać gładką powierzchnię.
Technologia polerowania laserowego może być stosowana do polerowania różnych rodzajów materiałów, takich jak metale, szkło i ceramika. W porównaniu z tradycyjnymi technikami polerowania, polerowanie laserowe ma swoje 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
Do typowych technik polerowania podłoży ceramicznych należą:
(1) Polerowanie chemiczno-mechaniczne (CMP)
Metoda wykorzystująca połączony efekt korozji w roztworze polerującym i usuwania mechanicznego, w której proszek jest bardziej miękki niż właściwości mechaniczne przedmiotu obrabianego, co pozwala na reakcje fazy stałej z przedmiotem obrabianym podczas ruchu ślizgowego, skutkujące usunięciem materiału.
(2) Polerowanie strumieniowe ścierniwem wspomagane wibracjami ultradźwiękowymi
Metoda ta polega na umieszczeniu przedmiotu obrabianego w zawiesinie ściernej i poddaniu go wibracjom ultradźwiękowym, które powodują uderzanie cząstek ściernych w powierzchnię przedmiotu obrabianego i polerowanie jej. Polerowanie uzyskuje się poprzez mikronacinanie wypukłości na powierzchni.
(3) Polerowanie elektroforetyczne
Bezkontaktowa i nieniszcząca metoda polerowania wykorzystująca zjawisko elektroforezy do obróbki elementów ceramicznych. Poprzez ciągłe zderzenia i mikroskrawanie spowodowane zderzeniem cząstek, powierzchnia ceramiki ulega mikrozmęczeniu i drobnemu spulchnieniu.
(4) Polerowanie elektrolityczne
Metoda ta, znana również jako polerowanie elektrochemiczne, wykorzystuje obrabiany przedmiot jako anodę i nierozpuszczalny metal jako katodę, przy odpowiednich warunkach gęstości elektrolitu i prądu, stopniowo wygładzając powierzchnię obrabianego przedmiotu, 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 wysoką twardość, kruchość, podatność na pękanie i trudności w obróbce powierzchniowej podłoży ceramicznych, właściwości i struktura różnych materiałów ceramicznych różnią się. Dlatego dobór odpowiednich technik polerowania jest kluczowy dla uzyskania znaczących efektów obróbki.
(1) Polerowanie podłoża ceramicznego Al2O3
Podłoża ceramiczne Al2O3 charakteryzują się wysoką wytrzymałością mechaniczną, twardością, odpornością na wysokie temperatury, odpornością na korozję, wysoką przepuszczalnością światła, stabilnością chemiczną i wysoką odpornością na szok termiczny. Są to obecnie najszerzej stosowane materiały ceramiczne w dziedzinie technologii elektronicznej.
(2)Polerowanie podłoża ceramicznego Si3N4
Podłoża ceramiczne Si3N4 są nietoksyczne, charakteryzują się niską stałą dielektryczną, wysoką wytrzymałością mechaniczną, wysoką odpornością na pękanie, odpornością na wysokie temperatury, korozją i udarnością. Znajdują szerokie zastosowanie w amortyzatorach samochodowych, silnikach, tranzystorach IGBT w motoryzacji, transporcie, lotnictwie i innych dziedzinach. Główną metodą polerowania podłoży ceramicznych Si3N4 jest polerowanie metodą CMP.
(3)Polerowanie podłoża ceramicznego AlN
Podłoża ceramiczne AlN, jako materiały ceramiczne o wysokiej przewodności cieplnej, charakteryzują się przewodnością cieplną od 150 W·m−1·K−1 do 230 W·m−1·K−1, czyli ponad 8-krotnie większą niż ceramika Al₂O₆. Dzięki doskonałym właściwościom odprowadzania ciepła, odporności na korozję, niskiej stałej dielektrycznej, niskim stratom dielektrycznym i nietoksyczności, podłoża ceramiczne AlN mogą spełniać wymagania dotyczące odprowadzania ciepła w układach scalonych dużej skali, co czyni je idealnymi materiałami zastępującymi podłoża ceramiczne Al₂O₆, SiC i BeO w przemyśle elektronicznym.
Jako materiał podłoża dla układów scalonych i laminatów miedzianych, 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. Zastosowanie technologii obróbki podłoży ceramicznych niewątpliwie będzie stawiać czoła coraz większym wyzwaniom.
XIAMEN MASCERA TECHNOLOGY CO., LTD. to renomowany i niezawodny dostawca specjalizujący się w produkcji i sprzedaży elementów z ceramiki technicznej. Oferujemy produkcję na zamówienie i precyzyjną obróbkę szerokiej gamy wysokowydajnych materiałów ceramicznych, w tym: ceramika glinowa, ceramika cyrkonowa, azotek krzemu, węglik krzemu, azotek boru, azotek glinu I ceramika szklana obrabialna mechanicznieObecnie nasze elementy ceramiczne znajdują zastosowanie w wielu gałęziach przemysłu, takich jak przemysł mechaniczny, chemiczny, medyczny, półprzewodnikowy, motoryzacyjny, elektroniczny, metalurgiczny itp. Naszą misją jest dostarczanie najwyższej jakości elementów ceramicznych użytkownikom na całym świecie. Z wielką przyjemnością obserwujemy, jak nasze elementy ceramiczne sprawdzają się w konkretnych zastosowaniach naszych klientów. Współpracujemy zarówno przy produkcji prototypów, jak i produkcji masowej. W razie pytań prosimy o kontakt.
