Aplikasi Teknologi Kimpalan Laser dalam Industri Substrat Seramik

Dalam tahun-tahun kebelakangan ini, dengan perkembangan pesat pembungkusan elektronik, pembuatan semikonduktor, dan peranti elektronik berkuasa tinggi, substrat seramik telah menjadi bahan penting dalam pembuatan elektronik mewah kerana kekonduksian terma yang sangat baik, penebat elektrik, dan rintangan suhu tinggi. Sebagai ketepatan tinggi, teknologi pemprosesan lanjutan yang berpengaruh rendah, kimpalan laser semakin digunakan dalam industri substrat seramik, memberikan sokongan yang signifikan untuk peningkatan industri.

Prinsip Teknologi Kimpalan Laser

Kimpalan laser menggunakan rasuk laser ketumpatan bertenaga tinggi untuk bertindak di permukaan bahan, menyebabkan pencairan setempat dan membentuk sambungan. Tidak seperti teknik kimpalan tradisional, kimpalan laser mempunyai pemprosesan bukan hubungan, zon yang terkena haba yang minimum, dan kawalan ketepatan tinggi, menjadikannya sangat sesuai untuk seramik dan logam kimpalan. Dengan mengoptimumkan parameter laser seperti panjang gelombang, lebar nadi, dan ketumpatan tenaga, kadar penyerapan bahan seramik dapat diperbaiki dengan berkesan, memastikan kimpalan berkualiti tinggi.

Senario aplikasi yang luas

Pada masa ini, kimpalan laser digunakan secara meluas dalam industri substrat seramik, termasuk pembungkusan elektronik, pembuatan semikonduktor, peranti elektronik berkuasa tinggi, dan sensor. Sebagai contoh, dalam pembungkusan modul kuasa, kimpalan laser digunakan untuk lapisan tembaga ikatan yang tegas kepada aluminium nitrida (ALN) atau substrat seramik silikon nitrida (Si₃n₄), meningkatkan kekonduksian terma dan kebolehpercayaan. Di samping itu, produk mewah seperti sensor MEMS, peranti gelombang mikro RF, dan modul kuasa kenderaan tenaga baru semakin mengamalkan teknologi kimpalan laser untuk meningkatkan ketahanan dan kestabilan prestasi.

Cabaran teknikal dan terobosan

Walaupun banyak kelebihannya, kimpalan laser dalam industri substrat seramik masih menghadapi beberapa cabaran. Pertama, perbezaan yang signifikan dalam pekali pengembangan haba antara seramik dan logam boleh menyebabkan keretakan atau kepekatan tekanan pada antara muka kimpalan. Untuk menangani masalah ini, penyelidik telah memperkenalkan bahan lapisan peralihan (seperti titanium dan molibdenum) atau laluan kimpalan yang dioptimumkan untuk mengurangkan tekanan haba. Kedua, bahan seramik mempunyai kadar penyerapan tenaga laser yang rendah, menjadikan ikatan yang cekap sukar dengan kaedah kimpalan tradisional. Untuk meningkatkan kualiti kimpalan, industri sedang meneroka penggunaan laser panjang gelombang pendek (seperti laser ultraviolet) atau lapisan penyerapan pra-bersalut.

Dengan kemajuan teknologi yang berterusan, kimpalan laser mempercepatkan transformasi industri substrat seramik ke arah pembuatan mewah. Pada masa akan datang, teknologi kimpalan laser akan memainkan peranan yang semakin penting dalam senario aplikasi yang lebih luas, memberikan momentum yang lebih kuat untuk pembangunan berkualiti tinggi industri substrat seramik.