전자 부품의 지지 기반으로서 세라믹 기판은 전자 장치의 방열을 촉진합니다. 기본을 형성한 후 세라믹 기판에 구멍을 뚫고 스크라이빙해야 합니다. 전통적인 가공 방법은 고정밀 가공에 대한 요구를 충족시킬 수 없습니다. 그리고 레이저 천공의 발달로 최고의 세라믹 가공 도구 중 하나가 되었습니다.
통계에 따르면 드릴링 공정은 전체 가공의 약 1/3, 가공 시간의 1/4을 차지합니다. 가공이 가장 어려운 부분은 미세홀 가공입니다. 다양한 과학 기술 및 산업 생산의 발달로 작은 구멍의 적용이 점점 더 널리 보급되고 있습니다. 그리고 미세 구멍 가공 방법은 기계 가공, EDM, 전해 가공, 레이저 펀칭, 초음파 펀칭, 전자빔 펀칭 등입니다.
1. 세라믹 기질의 특성
전자 패키징 재료에는 기판, 배선, 프레임, 중간층 매체 및 밀봉 재료가 포함됩니다. 기본 전자 부품인 기판 재료는 주로 내하중 지지, 기밀 보호를 제공하고 전자 부품 및 상호 연결 와이어용 전기 장비의 방열을 촉진합니다. 일반적인 금속 및 플라스틱 합성물과 비교하여 세라믹 기질은 다음과 같은 특성을 가지고 있습니다.
(1) 우수한 절연성과 높은 신뢰성. 높은 비저항은 기판용 전자 부품의 가장 기본적인 요구 사항입니다. 기판의 저항이 높을수록 패키지의 신뢰성이 높아집니다.
(2) 유전율이 작고 고주파 특성이 양호하다. 낮은 유전 상수와 유전 손실은 신호 지연을 줄이고 전송 속도를 높일 수 있습니다.
(3) 작은 열팽창 계수, 낮은 열 불일치율.
(4) 높은 열 전도성.
2. 세라믹 기질의 종류와 특성
세라믹 기판은 멤브레인 회로 구성 요소와 외부 부착 구성 요소를 지지하기 위한 베이스로 전자 세라믹을 사용하는 판재입니다. 세라믹 기판 재료에는 산화알루미늄, 질화알루미늄, 탄화규소, 산화베릴륨, 질화붕소, 멀라이트 및 유리 세라믹이 포함됩니다.
그 중 산화베릴륨(BeO)과 탄화규소는 열전도율이 높지만 산화베릴륨은 독성과 적용 범위가 작아 수율이 낮다.
SiC는 체적저항이 작고, 유전상수가 크고, 유전손실이 크고, 성형공정이 복잡하고, 장비가 고가이기 때문에 신호전달에 도움이 되지 않아 적용범위도 작다.
3. 레이저 천공이란?
(1. 소개
레이저 천공은 펄스 레이저의 고출력 및 우수한 공간 일관성을 사용하여 재료를 녹이고 증발시켜 구멍을 형성합니다. 이 프로세스는 레이저와 재료 상호 작용의 열물리적 프로세스입니다. 레이저와 공작물은 반사, 흡수, 기화, 재복사 및 열 확산 등 다양한 에너지 변환 프로세스와 상호 작용합니다. 이는 레이저 파장, 펄스 폭, 초점 상태 및 기타 빔 특성과 많은 물리적 특성에 의해 결정됩니다. 재료의.
(2) 이점:
레이저 천공은 최초의 실용적인 레이저 가공 기술입니다. 1960년대 초에 레이저는 다이아몬드에 구멍을 뚫는 데 사용되었습니다. 그리고 레이저 기술의 발전과 함께 레이저 천공 기능은 지속적으로 개선되어 수십 년 동안 세라믹에 사용되었습니다.
①빠르고 고효율이며 경제적이다. 레이저 천공은 고출력 밀도의 레이저 빔을 사용하여 재료에 순간적으로 작용하기 때문에 펀칭 속도가 매우 빠릅니다. 고정밀 공작 기계 및 제어 시스템과 결합하여 고효율을 달성할 수 있습니다. 동일한 공작물에서 레이저 천공은 EDM 및 기계 드릴링에 비해 10~100배 더 효율적입니다.
②깊이 대 직경비가 크다. 미세 구멍 가공에서 깊이-직경 레티오는 작은 구멍 가공의 어려움을 나타내는 중요한 지표입니다. 다른 드릴링 방법과 비교하여 레이저 드릴링의 매개변수는 최적화하기 쉽기 때문에 EDM 및 기계 드릴링보다 훨씬 더 큰 깊이 대 직경 비율을 얻을 수 있습니다.
③세라믹 가공에 매우 중요한 재료의 경도, 강성, 강도, 취성 등의 기계적 성질에 관계없이 모든 종류의 재료에 수행할 수 있습니다.
④공구 손실이 없습니다. 레이저 드릴링은 기계적으로 미세 구멍을 드릴링할 때 드릴 비트가 파손되는 문제를 방지하는 비접촉식 가공입니다.
⑤ 밀도가 높은 다수의 홀 가공에 적합하다. 레이저 펀칭기가 자동 제어 시스템과 협력하고 산업 제어 기계가 자동 제어 시스템 및 산업 제어 기계와 협력하여 빛, 기계 및 전기의 통합을 실현할 때 레이저 펀칭 프로세스를 매우 반복 가능하게 만듭니다.
⑥ 그렇다가공이 어려운 소재의 경사면에 작은 홀 가공이 가능합니다. 기계식 펀칭과 EDM 펀칭은 접촉 펀칭에 속하지만 경사면에 다시 구멍을 뚫는 것은 매우 어렵습니다.
⑦ 진공 또는 기타 조건에 놓인 작업물을 처리할 수 있습니다.
4. 직면한 문제:
비접촉 가공은 기계적 절삭력이 없고, 공구 마모가 없으며, 유연성 및 높은 가공 속도를 특징으로 하므로 세라믹 레이저 천공이 세라믹 천공 가공에 선호됩니다. 그러나 특히 장파장 레이저의 경우 레이저 빔-재료 상호 작용의 강력한 열 특성으로 인해 세라믹 천공은 여러 가지 어려운 문제에 직면해 있습니다.