Da sich elektronische Verpackungstechnologien ständig weiterentwickeln, ist das hochpräzise Laserschneiden von Aluminiumoxidkeramik für die Herstellung von LED-Gehäusen, Leistungsmodulen, HF-Komponenten, Halbleitersubstraten und anderen hochzuverlässigen elektronischen Geräten unverzichtbar geworden. Richtige Laserbearbeitungsstandards tragen dazu bei, Maßgenauigkeit sicherzustellen und gleichzeitig Absplitterungen, Wärmeeinflusszonen (HAZ) und Mikrorisse zu minimieren.
Dieser Leitfaden fasst die empfohlenen Verarbeitungsspezifikationen für Keramiksubstrate aus 96 % und 99 % gesintertem Aluminiumoxid (Al₂O₃) mit typischen Dicken im Bereich von 0,2 mm bis 1,2 mm unter Verwendung von a zusammen355 nm UV-Nanosekunden-Laserschneidmaschine.
1. Anwendbare Materialien und Ausrüstung
Anwendbare Materialien
---- 96% Aluminiumoxidkeramik
---- 99% Aluminiumoxidkeramik
---- Typische Substratdicke: 0,2–1,2 mm
Empfohlene Ausrüstung
---- 355 nm UV-Nanosekunden-Laserschneidmaschine
---- Einstellbare Wiederholfrequenz: 80–150 kHz, optimiert je nach Materialstärke und Schnittanforderungen.
2. Empfohlene Verarbeitungspraktiken
Um thermische Schäden und Kantenabsplitterungen zu minimieren, werden die folgenden Vorgehensweisen empfohlen:
---- Schichtweises Schneiden in mehreren-Durchgängen anstelle von vollständigem Schneiden in einem Durchgang
---- Automatische Eckenverzögerung bei Radiusübergängen
---- Zweikanalige 4–5 bar Trockendruckluftunterstützung
---- Der Vakuum-Arbeitstisch wird auf 25 ± 1 Grad gehalten
---- UV-beständiger Schutzfilm während der Verarbeitung
3. Maßgenauigkeit
Typische Maßtoleranz
Unter stabilen Verarbeitungsbedingungen:
---- ±8–15 μm
Prozessoptimierung und richtige Befestigung können die Konsistenz für anspruchsvolle elektronische Verpackungsanwendungen weiter verbessern.
Geometrische Toleranzen
Zu den empfohlenen Spezifikationen gehören:
---- Rechtwinkligkeit der Seitenwand größer oder gleich 89,9 Grad
---- Ebenheit kleiner oder gleich 0,02 mm / 50 mm
---- Innenecken mit mindestens R0,05 mm, sofern nicht anders angegeben
-- – Ein-/Auslaufpfade werden für geschlossene Konturen empfohlen, um die Spannungskonzentration zu reduzieren
Konsistenz der Schnittfugenbreite
Typische UV-Laser-Schnittbreite:
---- 15–30 μm
Eine gleichmäßige Schnittfugenbreite trägt dazu bei, die Maßhaltigkeit des gesamten Werkstücks aufrechtzuerhalten.
4. Anforderungen an die Kantenqualität
Kantenabplatzer
Empfohlene Grenzwerte:
---- Allgemeine Kanten: Kleiner oder gleich 10 μm
---- Eckbereiche: Kleiner oder gleich 15 μm
Ständige Absplitterungen und radiale Risse sollten vermieden werden.
Neufassung der Schicht und Verfärbung
Hochwertiger Zuschnitt sollte Folgendes aufweisen:
---- Keine sichtbare Karbonisierung
---- Minimale Neufassungsschicht
---- Einheitliche Kantenfarbe
---- Keine nennenswerten Rückstände nach der Reinigung
Oberflächenrauheit
Empfohlen:
---- Ra Kleiner oder gleich 2 μm
Die Schnittflächen sollten frei von Graten, Schlackenansammlungen und anhaftenden Partikeln sein.
5. Hitzebeeinflusste Zone (HAZ) und Risskontrolle
Empfohlene HAZ:
---- Typischerweise unter 10 μm
Für Anwendungen mit hoher -Zuverlässigkeit wird eine weitere Optimierung empfohlen.
Die fertigen Teile sollten überprüft werden, um Folgendes sicherzustellen:
---- Nein durch Risse
---- Keine radialen Risse
---- Keine offensichtlichen Mikrorisse unter der Oberfläche
Je nach Kundenwunsch können metallografische Mikroskopie, SEM-Inspektion oder andere zerstörungsfreie Bewertungsmethoden übernommen werden.
6. Mikro-Lochbearbeitung
Für Keramiksubstrate mit Präzisionslöchern:
Empfohlener Prozess:
---- Spiral-Progressiv-Laserbohren
---- Vermeiden Sie das Bohren in einem Durchgang
Typische Fähigkeit:
---- Mindestlochdurchmesser: ca. 0,15 mm
---- Positionsgenauigkeit bis zu ±5 μm (abhängig von Material und Prozess)
---- Glatte Lochwände
---- Flache Blindschlitzböden ohne Risse
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Um hochwertiges Aluminiumoxidkeramik-Laserschneiden zu erreichen, ist weit mehr als eine 355-nm-UV-Laserquelle erforderlich. Es kommt auf Maschinenstabilität, präzise Bewegungssteuerung, optimierte Prozessparameter und umfassende Erfahrung in der modernen Keramikbearbeitung an.
WHYC Laser ist auf Präzisionslaser-Mikrobearbeitungslösungen für Hochleistungskeramik spezialisiert und bietet integrierte Lösungen für Laserschneiden, Bohren, Nuten, Ritzen und kundenspezifische Keramikbearbeitung.
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---- Aluminiumoxid (Al₂O₃)
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---- Zirkonoxid (ZrO₂)
---- Siliziumnitrid (Si₃N₄)
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