Нитрид алюминия (AlN) — техническая керамика премиум-класса с высокой твердостью и чрезвычайной хрупкостью. В отличие от пластичных металлов, спеченному AlN нельзя придать форму традиционным точением, штамповкой или гибкой. Он очень склонен к сколам кромок и структурным растрескиванию под действием механических напряжений.
Следовательно, освоение специализированной прецизионной обработки,-такой как нарезка кубиками, микро-сверление и полировка поверхности- имеет решающее значение для достижения высокого выхода продукции и стабильных тепловых характеристик. Мировая электронная и полупроводниковая промышленность в основном опирается на четыре основных метода обработки:
1. Прецизионное механическое шлифование (стандартная форма)
Это основополагающий метод базовой геометрической обработки, контроля толщины и выравнивания деформации после-спекания.
Как это работает: Высокоскоростные-шлифовальные круги с алмазными-наконечниками прорезают твердую керамическую матрицу, удаляя излишки сыпучего материала.
Плюсы и минусы. Он обеспечивает высокую стабильность размеров и экономичность-при работе с объемными плоскими материалами. Однако механическое шлифование оказывает сильное физическое сжатие, что делает его склонным к сколам кромок. Он не может работать со сложной геометрией или микро-отверстиями. Постоянное водяное охлаждение является обязательным для предотвращения термических разрушений.
2. Прецизионная лазерная обработка(Основной процесс для микроструктур)
Лазерная обработка — это-стандартное отраслевое решение для нарезки кубиками, нанесения надписей, нарезки и сложной микро-обработки высококачественных-электронных подложек.
Как это работает. Бесконтактный лазерный луч высокой-энергии испаряет материал по запрограммированному пути, не оказывая физического давления на инструмент.
Плюсы и минусы: устраняя механическое воздействие, лазерная обработка полностью предотвращает образование микро-трещин и сколов кромок. Он обеспечивает микронные-допуски, позволяя создавать ультра-тонкие массивы микро-отверстий, узких пазов и неровных контуров. Это делает ее абсолютной базовой технологией для массового-производства полупроводниковых корпусов высокой-плотности и мощных-модулей IGBT.
3. Сверх-прецизионная притирка и CMP (нано-чистовая обработка поверхности)
Для монокристаллических подложек AlN-и современных оптоэлектронных пластин шероховатость и плоскостность поверхности определяют успех последующей эпитаксии полупроводниковых тонких-пленок.
Как это работает: этот процесс сочетает в себе двухстороннюю механическую притирку-с химико-механической полировкой (CMP) с использованием ультра-алмазных суспензий и химических подушечек.
Плюсы и минусы: удаляет под-дефекты поверхности, микроцарапины и микро-выступы, уменьшая шероховатость поверхности до нанометрового уровня (Ra<1mm). This perfect mirror finish ensures uniform epitaxial crystal growth and heavily boosts device reliability.
4. Последующая модификация и металлизация поверхности.
После-механической обработки AlN демонстрирует высокую поверхностную инертность и может подвергаться небольшому гидролизу во влажной среде. После-механической обработки применяется специальная обработка поверхности, чтобы подготовить материал для изготовления схем.
Как это работает: такие процессы, как магнетронное распыление, вакуумное испарение или спекание пасты, наносят локализованный слой металла на керамическую поверхность (металлизация).
Плюсы и минусы. Такая обработка обеспечивает подложке AlN превосходные возможности пайки и соединения проводов-, превращая необработанную керамику в функциональные печатные платы DBC/DPC. Он также образует анти-окислительные и влагостойкие- защитные слои, продлевая срок службы компонента в суровых промышленных условиях.
В целом, основная проблема при обработке нитрида алюминия заключается в характеристиках его материала,-в частности, в его высокой твердости, высокой хрупкости и низкой допуске на ошибки,-что обуславливает необходимость использования технологий высокой-точности, низких-напряжений или даже бесконтактных-методов обработки.
Постоянное развитие технологий обработки, особенно прецизионной лазерной обработки, приводит к быстрой эволюции нитрида алюминия из материала, используемого в традиционной промышленной керамике, в материал, используемый в высококачественных полупроводниках-.
В области прецизионной обработки нитрида алюминия и другой современной керамики мыYCLASERспециализируется на исследованиях, разработках и применении высокоточной-технологий лазерной резки и микрообработки.
Свяжитесь с YC LASER сегодняоптимизируйте свои сложные рабочие процессы с керамикой с помощью надежного и экономичного-лазерного решения.
