În microelectronica modernă și fabricarea de precizie, napolitane de siliciu și foile de cupru îmbrăcate cu diamante sunt utilizate pe scară largă datorită proprietăților lor fizice și chimice unice. Napolii de siliciu, ca material de bază pentru dispozitivele semiconductoare, au o conductivitate electrică bună și stabilitate termică; În timp ce laminatele îmbrăcate cu cupru cu diamante combină duritatea ridicată a diamantului cu o bună conductivitate electrică și conductivitatea termică a cuprului și sunt utilizate pe scară largă în chiuvete de înaltă performanță și pachete electronice. Cu toate acestea, duritatea ridicată a acestor materiale și cerințele stricte pentru precizia prelucrării fac ca metodele tradiționale de prelucrare să se confrunte cu multe provocări. În această lucrare, vom discuta despre proprietățile acestor două materiale și despre limitările metodelor lor tradiționale de prelucrare și vom introduce modul în care tehnologia de procesare a laserului folosind echipamente personalizate de tăiere laser cu materiale dure, combinate cu sisteme de suflare coaxială poate depăși aceste provocări.
Proprietățile materiale și dificultățile tradiționale de procesare
Napole de siliciu: napolitane de siliciu de diferite grosimi prezintă caracteristici diferite în timpul procesării. Plăcile subțiri de siliciu sunt fragile și ușor de deformate, în timp ce napolitane cu siliciu gros sunt mai grele și au cerințe mai mari pentru planeitatea de suprafață.
Figura 1 Procesarea laserului și morfologia de suprafață a napolitanelor de siliciu
Diamond-Copper Plad Wafer: compozit de particule de diamant și matrice de cupru, care combină duritatea ridicată a diamantului și o bună conductivitate electrică și termică a cuprului. Duritatea sa extrem de ridicată și structura complexă îngreunează realizarea tăierii și forajului de înaltă calitate prin metodele tradiționale de procesare.
Fig. 2 Proba de foi de cupru îmbrăcată cu diamante
Metodele tradiționale de procesare, cum ar fi tăierea mecanică și forajul, au următoarele probleme:
1. Deteriorarea marginilor: tensiunea mecanică duce la ruperea marginilor, afectând procesul ulterior.
2. Eficiență scăzută de procesare: este dificil să răspundem nevoilor producției în masă.
3. Adaptabilitatea slabă: Rezultate slabe de procesare pentru produse ultra-subțiri sau complexe.
Avantajele procesării laserului
Tehnologia de prelucrare laser cu operația sa fără contact, capacitățile de poziționare de înaltă precizie și flexibilitatea pentru procesarea napolitanei de siliciu și foaia îmbrăcată în cupru cu diamante oferă o nouă soluție:
1. Precizie ridicată: prin controlul precis al distribuției de energie a fasciculului laser, poate realiza micron sau chiar procesare fină la nivel de nanometru.
2. Deteriorarea materialelor reduse: prelucrarea laserului reduce semnificativ impactul asupra materialelor din jur și protejează integritatea structurală.
3. Creșterea productivității: sisteme laser extrem de automatizate susțin moduri de funcționare continuă, reducând dramatic ciclurile de procesare.
4. Adaptabilitatea îmbunătățită: fie pentru napolitane de siliciu subțiri sau groși, fie pentru foi complexe de cupru îmbrăcate cu diamante, laserul își poate regla flexibil parametrii pentru a se potrivi cu o gamă largă de nevoi de procesare.
În plus, utilizarea echipamentelor personalizate de tăiere laser pentru materiale dure în combinație cu sistemul de suflare coaxial de aer poate asigura calitatea procesului, îmbunătățind în continuare eficiența. Aerul coaxial, nu numai că ajută la răcirea zonei de efect, dar, de asemenea, elimină efectiv resturile generate, menținând curat mediul de procesare și asigurând un proces mai neted.
Fig. 3 Tăiere și tăiere pătrată a fațelor de siliciu
Fig. 4 Tăierea circulară a plafonului și tăierea tabloului pătrat
Fig. 5 Topografia de suprafață a capătului de tăiere a plafonului de cupru îmbrăcat cu diamante
În rezumat, pentru napolitane de siliciu și placare de cupru cu diamante, cum ar fi materiale de înaltă duritate, utilizarea tehnologiei de procesare laser cu echipamente auxiliare avansate nu numai că poate rezolva numeroasele probleme care există în metoda tradițională, dar, de asemenea, îmbunătățește foarte mult eficiența producției sub premisa de a asigura calitatea produsului. Odată cu progresul continuu și îmbunătățirea tehnologiilor conexe, procesarea cu laser va juca un rol important în mai multe domenii, promovând dezvoltarea microelectronicii și tehnologiei de fabricație de precizie.
