Двуалуминиевият оксид (Al₂O₃) е една от най-широко използваните инженерни керамики в електронни опаковки, производство на полупроводници, силова електроника и медицински приложения. Въпреки това, поради високата му твърдост и крехък характер, образуването на пукнатини остава едно от най-големите предизвикателства по време на машинната обработка.
Пукнатините не само намаляват производителността на продукта, но също така могат да повлияят-на надеждността в дългосрочен план, особено при електронните опаковки с висока-производителност. Разбирането на основните причини за напукване е от съществено значение за избора на подходящ процес на обработка.
Тази статия обяснява трите основни причини за пукнатини по време на рязане на алуминиева керамика и как технологията за UV лазерно рязане помага за минимизиране на тези дефекти.
1. Пукнатини от механично напрежение
Механичните пукнатини обикновено се свързват с конвенционалните методи на обработка, като рязане с диамантен трион и механично рязане.
Типичните причини включват:
---- Прекомерни скорости на подаване, които увеличават силите на рязане над устойчивостта на счупване на керамиката.
---- Прекомерна дълбочина на рязане, което води до по-голямо странично напрежение и разпространение на пукнатини.
---- Износени диамантени остриета, които преминават от ефективно рязане към екструдиране на материал, причинявайки напукване на ръбовете и микропукнатини.
---- Неправилна сила на затягане или недостатъчна опора на детайла, което води до концентрация на напрежение и деформация.
---- Остри вътрешни ъгли без радиусни преходи, където локализираната концентрация на напрежение може да инициира пукнатини.
Тези механични напрежения често предизвикват повърхностни микропукнатини, които могат да се разпространят по време на последващ термичен цикъл или сглобяване.
2. Пукнатини от термичен стрес
Лазерната обработка може също да генерира пукнатини, ако входящата топлина не се контролира правилно.
Въпреки че алуминиевият оксид предлага относително добра термична стабилност, неговата топлопроводимост е значително по-ниска от тази на металите. Прекомерното локализирано нагряване може да доведе до стръмни температурни градиенти, което води до термичен стрес.
Потенциалните причини включват:
---- Прекомерна енергия на лазерния импулс
---- Ниска скорост на рязане, причиняваща натрупване на топлина
---- Голяма термично засегната зона (HAZ)
---- Недостатъчен помощен газ или недостатъчно охлаждане
---- Неправилна оптимизация на параметрите на процеса
В сравнение с традиционното CO₂ лазерно рязане,355 nm UV лазерно рязане значително намалява топлинните ефекти чрез по-висока фотонна енергия и по-ниско входяща топлина, което го прави по-подходящ за прецизна обработка на керамика.
3. Скрити пукнатини,-свързани с материала
Някои пукнатини възникват преди началото на машинната обработка.
Възможните фактори включват:
---- Остатъчни напрежения, генерирани по време на синтероване на керамика
---- Неравномерна плътност на материала
---- Голям размер на зърното
---- Вътрешни пори или включвания
---- Керамични материали с по-ниска чистота и намалена якост на счупване
Проверката на входящия материал и стабилното качество на керамиката са важни за постигане на постоянни резултати от обработката.
какUV лазерно рязанеНамалява пукнатините в алуминиевата керамика?
За разлика от конвенционалното механично рязане, UV лазерното рязане е без{0}}контактен процес на обработка, който елиминира силите на рязане, действащи директно върху керамичния субстрат.
Правилно оптимизиран 355 nm UV лазер може ефективно да намали термичните щети, като същевременно поддържа отлична точност на размерите и качество на ръба.
Типичните предимства включват:
---- Минимално механично напрежение
---- Малка термично засегната зона (HAZ)
---- Намалено начупване на ръбовете
---- Консистенция с големи размери
---- Отлично представяне за сложни контури и микрофункции
---- Подходящ за тънки керамични субстрати и прецизни електронни опаковки
За електронни приложения с висока{0}}надеждност оптимизацията на процеса-включително мощност на лазера, честота на импулса, стратегия за сканиране и параметри на помощния газ-е също толкова важна, колкото и производителността на машината.
Защо да изберете YCLaser?
В WHYC Laser сме специализирани в решения за прецизна лазерна микрообработка на модерна керамика.
Нашите UV машини за лазерно рязане се използват широко за обработка: алуминиев оксид (Al₂O₃), алуминиев нитрид (AlN), циркониев оксид (ZrO₂), силициев нитрид (Si3N₄)
, силициев карбид (SiC), кварц, сапфир, стъкло и други крехки материали.
Нашите решения поддържат:Лазерно рязане на керамика, лазерно пробиване, лазерно нарязване, лазерно нарязване, персонализирана прецизна лазерна обработка
Независимо дали произвеждате електронни опаковъчни субстрати, DBC/AMB керамика, полупроводникови компоненти, захранващи модули, RF устройства или медицинска керамика,YCLaserможе да предостави персонализирани решения за лазерна обработка, предназначени да подобрят производителността, прецизността и качеството на продукта.
Поискайте безплатен пробен тест
Търси надежден Машина за лазерно рязане на алуминиева керамика илиперсонализирано решение за лазерна обработка на керамика?
Свържете се с YCLaser днесза да обсъдим вашата кандидатура, да поискате безплатна обработка на проби и да получите експертен съвет от нашия инженерен екип.
