Application de technologie de soudage au laser dans l'industrie du substrat en céramique

Ces dernières années, avec le développement rapide de l'emballage électronique, de la fabrication de semi-conducteurs et des dispositifs électroniques de haute puissance, les substrats en céramique sont devenus un matériau essentiel dans la fabrication électronique haut de gamme en raison de leur excellente conductivité thermique, de leur isolation électrique et de leur résistance à haute température. En tant que technologie de traitement avancée de haute précision et à faible impact, le soudage au laser est de plus en plus appliqué dans l'industrie du substrat en céramique, fournissant un soutien important pour la mise à niveau industrielle.

Principe de la technologie de soudage au laser

Le soudage au laser utilise un faisceau laser à haute densité pour agir sur la surface du matériau, provoquant la fusion localisée et la formation d'une connexion. Contrairement aux techniques de soudage traditionnelles, le soudage au laser dispose d'un traitement sans contact, d'une zone minimale touchée par la chaleur et d'un contrôle de haute précision, ce qui le rend particulièrement adapté à la céramique et aux métaux de soudage. En optimisant les paramètres laser tels que la longueur d'onde, la largeur d'impulsion et la densité d'énergie, le taux d'absorption des matériaux en céramique peut être efficacement amélioré, garantissant un soudage de haute qualité.

Scénarios d'application étendus

Actuellement, le soudage au laser est largement utilisé dans l'industrie du substrat en céramique, y compris l'emballage électronique, la fabrication de semi-conducteurs, les appareils électroniques de haute puissance et les capteurs. Par exemple, dans l'emballage du module de puissance, le soudage au laser est utilisé pour lier fermement les couches de cuivre en nitrure d'aluminium (ALN) ou des substrats en céramique au nitrure de silicium (Si₃n₄), améliorant la conductivité et la fiabilité thermique. De plus, les produits haut de gamme tels que les capteurs MEMS, les dispositifs micro-ondes RF et les nouveaux modules de puissance de véhicules énergétiques adoptent de plus en plus la technologie de soudage laser pour améliorer la durabilité et la stabilité des performances.

Défis techniques et percées

Malgré ses nombreux avantages, le soudage au laser dans l'industrie du substrat en céramique est toujours confronté à certains défis. Premièrement, la différence significative dans les coefficients de dilatation thermique entre la céramique et les métaux peut entraîner des fissures ou une concentration de contrainte à l'interface de soudage. Pour y remédier, les chercheurs ont introduit des matériaux de couche de transition (tels que le titane et le molybdène) ou des chemins de soudage optimisés pour réduire la contrainte thermique. Deuxièmement, les matériaux en céramique ont un faible taux d'absorption d'énergie laser, ce qui rend la liaison efficace difficile avec les méthodes de soudage traditionnelles. Pour améliorer la qualité du soudage, l'industrie explore l'utilisation de lasers à longueur d'onde courtes (tels que des lasers ultraviolets) ou des couches d'absorption précoées.

Avec les progrès technologiques continus, le soudage au laser accélère la transformation de l'industrie du substrat céramique vers la fabrication haut de gamme. À l'avenir, la technologie de soudage laser jouera un rôle de plus en plus important dans les scénarios d'application plus larges, offrant un élan plus fort pour le développement de haute qualité de l'industrie du substrat en céramique.