En la microelectrònica moderna i la fabricació de precisió, les hòsties de silici i les làmines de coure revestides de diamants s’utilitzen àmpliament a causa de les seves propietats físiques i químiques úniques. Les hòsties de silici, com a material bàsic per als dispositius de semiconductors, tenen una bona conductivitat elèctrica i estabilitat tèrmica; mentre que els laminats amb coure amb diamants combinen la gran duresa del diamant amb la bona conductivitat elèctrica i la conductivitat tèrmica del coure, i s’utilitzen àmpliament en els dissipadors de calor d’alt rendiment i els paquets electrònics. Tanmateix, l’elevada duresa d’aquests materials i els requisits estrictes per a la precisió del mecanitzat fan que els mètodes de mecanitzat tradicionals s’enfrontin a molts reptes. En aquest treball, discutirem les propietats d’aquests dos materials i les limitacions dels seus mètodes de mecanitzat tradicionals i introduirem com la tecnologia de processament de làser que utilitza equips de tall de làser de material dur personalitzat combinats amb sistemes de bufat coaxials poden superar aquests reptes.
Propietats materials i dificultats de processament tradicionals
Les hòsties de silici: les hòsties de silici de diferents gruixos presenten diferents característiques durant el processament. Les hòsties de silici primes són fràgils i es poden deformar fàcilment, mentre que les hòsties de silici gruixudes són més dures i tenen requisits més elevats per a la planitud de la superfície.
Figura 1 Processament làser i morfologia superficial de les hòsties de silici
Hòstia revestida de diamants-coure: compost de partícules de diamants i matriu de coure, combinant l’alta duresa del diamant i la bona conductivitat elèctrica i tèrmica del coure. La seva duresa extremadament alta i una estructura complexa dificulta la realització de tall i perforació d’alta qualitat mitjançant mètodes de processament tradicionals.
Fig. 2 Mostra de xapa de coure revestit de diamants
Els mètodes tradicionals de processament, com ara el tall i la perforació mecànics, tenen els problemes següents:
1. Danys de vora: la tensió mecànica comporta un trencament de vora, afectant el procés posterior.
2. Eficiència de processament baixa: és difícil satisfer les necessitats de la producció massiva.
3. Menet adaptabilitat: resultats de processament pobres per a productes de forma ultra-fina o complexa.
Els avantatges del processament làser
La tecnologia de processament làser amb la seva operació sense contacte, les capacitats de posicionament d’alta precisió i la flexibilitat per al processament d’hòsties de silici i full de coure de diamant proporciona una nova solució:
1. Precisió alta: controlant amb precisió la distribució d’energia del feix làser, pot realitzar un processament fi de micres o fins i tot nanòmetre.
2. Danys reduïts del material: el processament làser redueix significativament l’impacte sobre els materials circumdants i protegeix la integritat estructural.
3. Augment de la productivitat: els sistemes làser altament automatitzats admeten modes de funcionament contínues, reduint notablement els cicles de processament.
5. Adaptabilitat millorada: ja sigui per a hòsties de silici primes o gruixudes o fulls complexos de coure revestits de diamants, el làser pot ajustar de forma flexible els seus paràmetres per adaptar -se a una àmplia gamma de necessitats de processament.
A més, l’ús d’equips de tall làser personalitzats per a materials durs en combinació amb el sistema de bufat d’aire coaxial pot assegurar la qualitat del procés alhora que millora encara més l’eficiència. El bufat de l’aire coaxial no només ajuda a refredar l’àrea d’efecte, sinó que també elimina eficaçment les deixalles generades, mantenint l’entorn de processament net i garantint un procés més suau.
Fig. 3 Tall quadrat i tall de laigina de silici
Fig. 4 Tall de les hòsties circulars i tall de matrius quadrades
Fig. 5 Topografia de la superfície de tall de tall de hòstia de coure revestit de diamants
En resum, per a les hòsties de silici i el revestiment de coure de diamants com ara materials d’alta duresa, l’ús de la tecnologia de processament de làser amb equips auxiliars avançats no només pot solucionar els molts problemes que existeixen en el mètode tradicional, sinó que també millorar molt l’eficiència de producció sota la premissa d’assegurar la qualitat del producte. Amb el progrés continu i la millora de les tecnologies relacionades, el processament de làser tindrà un paper important en més camps, promovent el desenvolupament de la microelectrònica i la tecnologia de fabricació de precisió.
