Ứng dụng công nghệ hàn laser trong ngành công nghiệp chất nền gốm

Trong những năm gần đây, với sự phát triển nhanh chóng của bao bì điện tử, sản xuất chất bán dẫn và các thiết bị điện tử công suất cao, chất nền gốm đã trở thành vật liệu thiết yếu trong sản xuất điện tử cao cấp do độ dẫn nhiệt tuyệt vời, cách điện điện và điện trở nhiệt độ cao. Là một công nghệ chế biến tiên tiến có tác dụng thấp, có tác dụng thấp, hàn laser ngày càng được áp dụng trong ngành công nghiệp chất nền gốm, cung cấp hỗ trợ đáng kể cho nâng cấp công nghiệp.

Nguyên tắc công nghệ hàn laser

Hàn laser sử dụng chùm tia laser mật độ năng lượng cao để hoạt động trên bề mặt vật liệu, gây ra sự nóng chảy cục bộ và hình thành một kết nối. Không giống như các kỹ thuật hàn truyền thống, hàn laser có quá trình xử lý không tiếp xúc, vùng bị ảnh hưởng bởi nhiệt tối thiểu và kiểm soát độ chính xác cao, khiến nó đặc biệt phù hợp với gốm hàn và kim loại hàn. Bằng cách tối ưu hóa các thông số laser như bước sóng, chiều rộng xung và mật độ năng lượng, tốc độ hấp thụ của vật liệu gốm có thể được cải thiện một cách hiệu quả, đảm bảo hàn chất lượng cao.

Kịch bản ứng dụng mở rộng

Hiện tại, hàn laser được sử dụng rộng rãi trong ngành công nghiệp cơ chất gốm, bao gồm đóng gói điện tử, sản xuất chất bán dẫn, thiết bị điện tử công suất cao và cảm biến. Ví dụ, trong bao bì mô -đun năng lượng, hàn laser được sử dụng để liên kết chắc chắn các lớp đồng với nhôm nitride (ALN) hoặc chất nền gốm silicon nitride (SI₃N₄), tăng cường độ dẫn nhiệt và độ tin cậy. Ngoài ra, các sản phẩm cao cấp như cảm biến MEMS, thiết bị vi sóng RF và các mô-đun năng lượng xe năng lượng mới đang ngày càng áp dụng công nghệ hàn laser để cải thiện độ bền và độ ổn định hiệu suất.

Những thách thức kỹ thuật và đột phá

Mặc dù có rất nhiều lợi thế, hàn laser trong ngành công nghiệp chất nền gốm vẫn phải đối mặt với một số thách thức. Đầu tiên, sự khác biệt đáng kể về các hệ số giãn nở nhiệt giữa gốm sứ và kim loại có thể dẫn đến các vết nứt hoặc nồng độ ứng suất tại giao diện hàn. Để giải quyết vấn đề này, các nhà nghiên cứu đã giới thiệu các vật liệu lớp chuyển tiếp (như titan và molybdenum) hoặc các đường hàn được tối ưu hóa để giảm căng thẳng nhiệt. Thứ hai, vật liệu gốm có tốc độ hấp thụ năng lượng laser thấp, khiến liên kết hiệu quả trở nên khó khăn với các phương pháp hàn truyền thống. Để cải thiện chất lượng hàn, ngành công nghiệp đang khám phá việc sử dụng các laser bước sóng ngắn (như tia cực tím) hoặc các lớp hấp thụ được phủ sẵn.

Với những tiến bộ công nghệ liên tục, hàn laser đang đẩy nhanh quá trình chuyển đổi ngành công nghiệp cơ chất gốm sang sản xuất cao cấp. Trong tương lai, công nghệ hàn laser sẽ đóng một vai trò ngày càng quan trọng trong các kịch bản ứng dụng rộng hơn, cung cấp động lực mạnh mẽ hơn cho sự phát triển chất lượng cao của ngành công nghiệp chất nền gốm.