전자 부품의 지지 기반인 세라믹 기판은 전자 장치의 열 방출을 촉진합니다. 1차 부품을 형성한 후 세라믹 기판에 천공 및 스크라이브 작업을 수행해야 합니다. 전통적인 가공 방식으로는 고정밀 가공에 대한 요구를 충족할 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. 가장 어려운 가공부분은 미세홀 가공입니다. 다양한 과학 기술과 산업 생산의 발전으로 작은 구멍의 응용이 점점 더 널리 보급되고 있습니다. 마이크로 홀 가공 방법에는 기계 가공, EDM, 전해 가공, 레이저 펀칭, 초음파 펀칭, 전자빔 펀칭 등이 있습니다.
1. 세라믹 기판의 특성
전자 포장재에는 기판, 배선, 프레임, 층간 매체 및 밀봉재가 포함됩니다. 기본 전자 부품인 기판 재료는 주로 내하중 지지, 기밀 보호 기능을 제공하고 전자 부품 및 상호 연결 와이어용 전기 장비의 열 방출을 촉진합니다. 일반적인 금속 및 플라스틱 복합재와 비교하여 세라믹 기판은 다음과 같은 특성을 가지고 있습니다.
(1) 절연성이 좋고 신뢰성이 높다. 높은 저항률은 기판용 전자 부품의 가장 기본적인 요구 사항입니다. 기판의 저항이 높을수록 패키지의 신뢰성이 높아집니다.
(2) 유전율이 작고 고주파 특성이 좋다. 낮은 유전 상수와 유전 손실은 신호 지연을 줄이고 전송 속도를 높일 수 있습니다.
(3) 열팽창 계수가 작고 열 불일치율이 낮습니다.
(4) 열전도율이 높다.
2. 세라믹 기판의 종류 및 특성
세라믹 기판은 전자 세라믹을 베이스로 사용하여 멤브레인 회로 부품과 외부 부착 부품을 지지하는 시트 재료입니다. 세라믹 기판 재료에는 산화알루미늄, 질화알루미늄, 탄화규소, 산화베릴륨, 질화붕소, 멀라이트 및 유리 세라믹이 포함됩니다.
그 중 산화베릴륨(BeO)과 탄화규소는 열전도도가 높지만 산화베릴륨은 독성이 있고 적용 범위가 작아 수율이 낮습니다.
SiC는 부피 저항이 작고 유전율이 크고 유전 손실이 크고, 성형 공정이 복잡하고 장비도 고가이기 때문에 신호 전송에 적합하지 않아 적용 범위도 작다.
3. 레이저 천공이란?
(1. 소개
레이저 천공은 펄스 레이저의 높은 출력과 우수한 공간 일관성을 사용하여 재료를 녹이고 기화시켜 구멍을 형성합니다. 이 과정은 레이저와 재료 상호 작용의 열물리적 과정입니다. 레이저와 가공물은 반사, 흡수, 기화, 재방사, 열확산 등을 포함한 다양한 에너지 변환 프로세스와 상호 작용합니다. 이는 레이저 파장, 펄스 폭, 초점 상태 및 기타 빔 특성과 다양한 물리적 특성에 따라 결정됩니다. 재료의.
(2) 이점:
레이저 천공은 최초의 실용적인 레이저 가공 기술입니다. 1960년대 초 레이저는 다이아몬드에 구멍을 뚫는 데 사용되었습니다. 그리고 레이저 기술의 발전으로 레이저 천공 기능은 지속적으로 향상되어 수십 년 동안 세라믹에 적용되었습니다.
①빠르고 높은 효율성과 경제적 이점을 제공합니다. 레이저 천공은 출력 밀도가 높은 레이저 빔을 사용하여 순간적으로 재료에 작용하기 때문에 펀칭 속도가 매우 빠릅니다. 고정밀 공작 기계 및 제어 시스템과 결합하면 고효율을 달성할 수 있습니다. 동일한 공작물에서 레이저 천공은 EDM 및 기계적 드릴링에 비해 10~100배 더 효율적입니다.
② 깊이 대 직경 비율이 크다. 미세 구멍 가공에서 깊이 대 직경 비율은 작은 구멍 가공의 어려움을 나타내는 중요한 지표입니다. 다른 드릴링 방법과 비교하여 레이저 드릴링의 매개변수는 최적화하기 쉽기 때문에 EDM 및 기계적 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.
④도구 손실이 없습니다. 레이저 드릴링은 비접촉식 가공이므로 기계적으로 미세한 구멍을 드릴링할 때 드릴 비트가 파손되는 문제를 방지합니다.
⑤ 밀도가 높고 구멍이 많은 가공에 적합합니다. 레이저 펀칭기가 자동 제어 시스템과 협력하고 산업 제어 기계가 자동 제어 시스템 및 산업 제어 기계와 협력하여 빛, 기계 및 전기의 통합을 실현하면 레이저 펀칭 프로세스가 매우 반복 가능해집니다.
⑥ 가공이 어려운 소재의 경사면에도 작은 구멍 가공이 가능합니다. 기계식 펀칭과 EDM 펀칭은 접촉 펀칭에 속하지만 경사면에 다시 구멍을 펀칭하는 것은 매우 어렵습니다.
⑦ 진공상태 등의 조건에서 가공물을 가공하는 것이 가능합니다.
4. 직면한 문제:
비접촉식 가공은 기계적 절삭력이 없고 공구 마모가 없으며 유연성이 뛰어나며 가공 속도가 빠르다는 특징을 갖고 있어 세라믹 레이저 천공이 세라믹 천공 가공에 선호되는 선택입니다. 그러나 특히 장파장 레이저의 경우 레이저 빔과 재료 상호 작용의 강한 열적 특성으로 인해 세라믹 천공은 여러 가지 어려운 문제에 직면합니다.
