Applicazione della tecnologia di saldatura laser nel settore del substrato in ceramica

Negli ultimi anni, con il rapido sviluppo di imballaggi elettronici, produzione di semiconduttori e dispositivi elettronici ad alta potenza, i substrati ceramici sono diventati un materiale essenziale nella produzione elettronica di fascia alta a causa della loro eccellente conducibilità termica, isolamento elettrico e resistenza ad alta temperatura. Come tecnologia avanzata di elaborazione avanzata ad alta precisione a basso contenuto di calo, la saldatura laser viene sempre più applicata nel settore del substrato ceramico, fornendo un supporto significativo per l'aggiornamento industriale.

Principio della tecnologia di saldatura laser

La saldatura laser utilizza un raggio laser ad alta densità di energia per agire sulla superficie del materiale, causando una fusione localizzata e formando una connessione. A differenza delle tradizionali tecniche di saldatura, la saldatura laser è dotata di elaborazione senza contatto, una zona minima colpita dal calore e un controllo ad alta precisione, rendendolo particolarmente adatto per ceramiche e metalli di saldatura. Ottimizzando i parametri laser come la lunghezza d'onda, la larghezza dell'impulso e la densità di energia, il tasso di assorbimento dei materiali ceramici può essere effettivamente migliorato, garantendo una saldatura di alta qualità.

Estesi scenari di applicazione

Attualmente, la saldatura laser è ampiamente utilizzata nel settore del substrato ceramico, tra cui imballaggi elettronici, produzione di semiconduttori, dispositivi elettronici ad alta potenza e sensori. Ad esempio, nell'imballaggio del modulo di alimentazione, la saldatura laser viene utilizzata per legare saldamente gli strati di rame al nitruro di alluminio (ALN) o ai substrati ceramici di nitruro di silicio (Si₃n₄), migliorando la conduttività termica e l'affidabilità. Inoltre, prodotti di fascia alta come sensori MEMS, dispositivi a microonde RF e nuovi moduli di potenza dei veicoli energetici stanno adottando sempre più la tecnologia di saldatura laser per migliorare la stabilità della durata e delle prestazioni.

Sfide tecniche e scoperte

Nonostante i suoi numerosi vantaggi, la saldatura laser nell'industria del substrato ceramico deve ancora affrontare alcune sfide. Innanzitutto, la differenza significativa nei coefficienti di espansione termica tra ceramica e metalli può portare a fessure o concentrazione di stress nell'interfaccia di saldatura. Per affrontare questo obiettivo, i ricercatori hanno introdotto materiali a strati di transizione (come titanio e molibdeno) o percorsi di saldatura ottimizzati per ridurre lo stress termico. In secondo luogo, i materiali ceramici hanno un basso tasso di assorbimento di energia laser, rendendo difficile il legame efficiente con i metodi di saldatura tradizionali. Per migliorare la qualità della saldatura, l'industria sta esplorando l'uso di laser a lunghezza d'onda corta (come laser ultravioletti) o strati di assorbimento pre-rivestiti.

Con i progressi tecnologici continui, la saldatura laser sta accelerando la trasformazione dell'industria del substrato ceramico verso la produzione di fascia alta. In futuro, la tecnologia di saldatura laser svolgerà un ruolo sempre più importante negli scenari di applicazione più ampi, fornendo un momento più forte per lo sviluppo di alta qualità del settore del substrato ceramico.