Aplicação de tecnologia de soldagem a laser na indústria de substrato cerâmica

Nos últimos anos, com o rápido desenvolvimento de embalagens eletrônicas, fabricação de semicondutores e dispositivos eletrônicos de alta potência, os substratos de cerâmica tornaram-se um material essencial na fabricação eletrônica de ponta devido à sua excelente condutividade térmica, isolamento elétrico e resistência de alta temperatura. Como uma tecnologia de processamento avançada de alta precisão e baixo teto, a soldagem a laser está sendo cada vez mais aplicada na indústria de substrato cerâmica, fornecendo suporte significativo para a atualização industrial.

Princípio da tecnologia de soldagem a laser

A soldagem a laser utiliza um feixe de laser de alta densidade de energia para agir na superfície do material, causando a fusão localizada e formando uma conexão. Ao contrário das técnicas tradicionais de soldagem, a soldagem a laser possui processamento sem contato, uma zona mínima afetada pelo calor e controle de alta precisão, tornando-o particularmente adequado para a cerâmica e os metais de soldagem. Ao otimizar os parâmetros do laser, como comprimento de onda, largura do pulso e densidade de energia, a taxa de absorção de materiais cerâmicos pode ser efetivamente melhorada, garantindo soldagem de alta qualidade.

Cenários de aplicação extensos

Atualmente, a soldagem a laser é amplamente utilizada na indústria de substrato de cerâmica, incluindo embalagens eletrônicas, fabricação de semicondutores, dispositivos eletrônicos de alta potência e sensores. Por exemplo, na embalagem do módulo de potência, a soldagem a laser é usada para unir camadas de cobre de ligação firmemente em nitreto de alumínio (ALN) ou substratos de cerâmica de nitreto de silício (Si₃n₄), aumentando a condutividade e a confiabilidade térmica. Além disso, produtos de ponta, como sensores MEMS, dispositivos de microondas de RF e novos módulos de energia de veículos energéticos, estão adotando cada vez mais a tecnologia de soldagem a laser para melhorar a durabilidade e a estabilidade do desempenho.

Desafios e avanços técnicos

Apesar de suas inúmeras vantagens, a soldagem a laser na indústria de substrato de cerâmica ainda enfrenta alguns desafios. Primeiro, a diferença significativa nos coeficientes de expansão térmica entre cerâmica e metais pode levar a rachaduras ou concentração de tensão na interface de soldagem. Para abordar isso, os pesquisadores introduziram materiais da camada de transição (como titânio e molibdênio) ou caminhos de soldagem otimizados para reduzir o estresse térmico. Segundo, os materiais cerâmicos têm uma baixa taxa de absorção de energia a laser, dificultando a ligação eficiente com os métodos tradicionais de soldagem. Para melhorar a qualidade da soldagem, a indústria está explorando o uso de lasers de comprimento de onda curto (como lasers ultravioleta) ou camadas de absorção pré-revestidas.

Com os avanços tecnológicos contínuos, a soldagem a laser está acelerando a transformação da indústria de substrato cerâmica em direção à fabricação de ponta. No futuro, a tecnologia de soldagem a laser desempenhará um papel cada vez mais importante em cenários de aplicação mais amplos, fornecendo um momento mais forte para o desenvolvimento de alta qualidade da indústria de substrato cerâmica.