Лазерне свердління глиноземної керамічної підкладки: точне з’єднувальне рішення для вдосконаленої електроніки
Керамічна підкладка Puwei для лазерного свердління глинозему є проривом у технології точних з’єднань для сучасної електроніки високої щільності. Поєднуючи високочисту кераміку Al₂O₃ з вдосконаленою лазерною мікрообробкою, ми створюємо підкладки з надточними мікроотвірками, які дозволяють прокладати складну тривимірну схему. Це інноваційне рішення спеціально розроблено для задоволення високих вимог щодо мініатюризації, покращеного управління температурою та надійної цілісності сигналу в передових електронних упаковках і упаковках для мікроелектроніки .
Чому глиноземна кераміка з лазерним свердлінням є оптимальним вибором
- Надточні мікроперехідники (допуск ±10 мкм): забезпечує виняткову точність позиціонування отворів і діаметра, забезпечуючи з’єднання високої щільності, необхідні для мініатюрних високочастотних модулів і складних інтегральних схем .
- Чудова електрична ізоляція та цілісність сигналу: підтримує питомий об’ємний опір >10¹⁴ Ω·см, забезпечуючи надійну ізоляцію та мінімізуючи втрати сигналу/перехресні перешкоди в радіочастотних ланцюгах і мікрохвильових додатках .
- Чудова терморегуляція (15-30 Вт/м·К): ефективно розсіює тепло від потужних мікроелектронних компонентів , а точно просвердлені отвори можуть покращити шляхи теплопередачі.
- Міцна механічна цілісність (250-400 МПа на вигин): витримує механічні навантаження, вібрацію та температурні цикли в складних автомобільних, аерокосмічних і промислових середовищах.
- Бездоганна інтеграція з процесами металізації: чисті наскрізні стінки з контрольованим звуженням ідеально підходять для високоякісної металізації (покриття, наповнення) для створення надійних електричних з’єднань для товстоплівкових гібридних мікросхем .
- Свобода дизайну та мініатюризація: дає змогу створювати складні багатошарові з’єднувальні конструкції на одній підкладці, зменшуючи площу та вагу системи.
Технічні характеристики
Глиноземні підкладки Puwei з лазерним свердлінням виготовляються відповідно до строгих стандартів, що забезпечує постійну продуктивність для ваших високонадійних застосувань.
Властивості матеріалу та основи
- Склад матеріалу: 96% або 99% високочистого оксиду алюмінію (Al₂O₃)
- Стандартна товщина: 0,25 мм, 0,38 мм, 0,5 мм, 0,635 мм, 1,0 мм (доступно на замовлення)
- Стандартний розмір панелі: до 150 мм x 150 мм (більші формати за запитом)
- Оздоблення поверхні: обпалена, шліфована або полірована (Ra ≤ 0,4 мкм типово)
- Міцність на вигин: 250 - 400 МПа
- Щільність: ≥ 3,7 г/см³
Технічні характеристики лазерного свердління
- Технологія буріння: УФ-лазер/пікосекундний лазер (залежно від вимог)
- Мінімальний діаметр отвору: 50 мкм (стандарт), до 25 мкм (розширений)
- Допуск на діаметр отвору: ±10 мкм (стандарт), ±5 мкм (точність)
- Точність розташування отвору: ±15 мкм
- Співвідношення сторін (глибина/діаметр): до 10:1 (наприклад, глибина 0,5 мм для діаметра 0,05 мм)
- Через конус стіни: можна регулювати від 85° до 90° (майже вертикально)
- Якість поверхні: мінімальна зона термічного впливу (HAZ), чисті краї без сміття.
Електричні та теплові властивості
- Питомий об'ємний опір: > 10¹⁴ Ω·см
- Діелектрична проникність (εr): ~9,7 при 1 МГц
Тангенс діелектричних втрат (tan δ): < 0,0002 на 1 МГц- Напруга пробою: > 15 кВ/мм
- Теплопровідність: 15 - 30 Вт/(м·К) (залежно від чистоти Al₂O₃)
- Коефіцієнт теплового розширення (CTE): ~6,8 ppm/°C (25-300°C)
- Максимальна робоча температура: > 1000°C
Передова технологія лазерного свердління: точність і гнучкість
У нашому процесі використовуються найсучасніші УФ-лазери або лазери з ультракороткими імпульсами (пікосекундні). Ці технології «холодної» абляції мінімізують термічне навантаження та зону термічного впливу (ЗТВ), створюючи чисті, точні переходи без мікротріщин або сміття, що є критично важливим для наступної металізації та тривалої надійності. Це забезпечує явні переваги перед механічним свердлінням:
- Відсутність зносу інструменту: незмінна якість отвору від першого до мільйонного отвору.
- Складні геометрії: можливість свердлити некруглі отвори (прорізи, квадрати) і створювати складні глухі отвори або порожнини для вбудовування компонентів.
- Високе співвідношення сторін: можливість створювати глибокі, вузькі отвори, необхідні для вертикальних з’єднань у 3D-упаковці.
- Швидке створення прототипів: цифрове керування шаблонами дозволяє швидко змінювати конструкцію без використання фізичних інструментів, прискорюючи цикли розробки упаковок сенсорів і нових конструкцій мікроелектроніки .
Основні сценарії застосування
1. Радіочастотна та мікрохвильова печі / високочастотна електроніка
Ідеально підходить для мікрохвильових компонентів, таких як фільтри, з’єднувачі та підкладки для антен в інфраструктурі 5G/6G, радарах і супутниковому зв’язку. Точні переходи забезпечують контрольовані переходи імпедансу та заземлення з низькими втратами, критично важливі для цілісності сигналу у високочастотних модулях .
2. Удосконалена напівпровідникова та багаточіпова упаковка
Використовується в упаковках інтегральних схем 2,5D/3D, системі в упаковці (SiP) і упаковці на рівні пластини (FOWLP). Лазерно просвердлені отвори забезпечують наскрізні кремнієві переходи (TSV), подібні до з’єднань у керамічному інтерпозері, забезпечуючи високу щільність введення/виведення та короткі шляхи сигналу.
3. Силова електроніка та модулі
Служить ізоляційною підкладкою з інтегрованими тепловими отворами в пристроях живлення IGBT, SiC і GaN. Отвори можуть бути заповнені матеріалом з високою теплопровідністю, щоб створити ефективні теплові шляхи від матриці до нижнього радіатора, керуючи теплом від потужних мікроелектронних компонентів .
4. Гібридна мікроелектроніка та МЕМС
Основна платформа для товстоплівкових гібридних мікросхем і гібридних мікросхем в аерокосмічній, оборонній та медичній електроніці. Перехідні отвори забезпечують взаємозв’язок між верхніми ланцюгами та нижніми контактами або площинами заземлення, а також можуть створювати порожнини для встановлення чутливих КЕРАМІЧНИХ ЧІПІВ або пристроїв MEMS.
5. Розширені датчики та оптоелектроніка
Використовується в упаковці датчиків для датчиків тиску, температури та потоку, де отвори дозволяють електричні проходи в герметичних ущільненнях. Також застосовується в оптоелектроніці для встановлення та з’єднання лазерних діодів або фотодетекторів.
Design for Manufacturing (DFM) і посібник з інтеграції
Співпраця з Puwei на ранній стадії гарантує, що конструкція підкладки з лазерним свердлінням буде оптимізована для продуктивності, надійності та технологічності.
- Визначте вимоги та початковий проект: вкажіть електричні (імпеданс, струм), теплові та механічні потреби. Надайте початкові файли CAD із зазначенням розташування, діаметрів і розмірів колодок. Розгляньте кінцеве використання: для електричного переходу, теплового переходу чи рідинного каналу?
- Консультація та перевірка дизайну: наша команда інженерів перевіряє ваш дизайн на технологічність. Ми консультуємо щодо оптимального розміру отвору, кроку (мінімального інтервалу), конструкції колодки та обмежень співвідношення сторін, щоб забезпечити успішне свердління та металізацію.
- Прототипування та перевірка дизайну: ми виготовляємо невелику партію прототипів для вашої оцінки. Цей етап має вирішальне значення для перевірки електричних характеристик (наприклад, S-параметрів для проектів РЧ) і теплових характеристик.
- Вибір процесу металізації: виберіть відповідний метод заповнення/покриття:
- Провідна заливка: Трафаретний друк з електропровідною пастою (наприклад, Ag, Au) з наступним випалюванням – економічно вигідно для багатьох друкованих схем з товстою плівкою .
- Гальванопластика: створює суцільну мідну або золоту вилку для високої провідності та надійності – ідеально підходить для високочастотних або сильних струмів.
- Solid Core Solder Fill: Для певних програм керування температурою.
- Збірка та системна інтеграція: монтуйте активні та пасивні компоненти за допомогою стандартного кріплення матриці, з’єднання проводів або процесів SMT. Потім підкладку можна прикріпити до основи упаковки або радіатора.
- Випробування та кваліфікація: виконайте електричні випробування (безперервність, опір ізоляції, радіочастотні характеристики), термоциклічні та інші випробування надійності відповідно до вимог стандарту застосування.
Інженерні послуги з налаштування та OEM/ODM
Кожен додаток унікальний. Puwei надає комплексну підтримку спільного проектування, щоб адаптувати просвердлену лазером підкладку до конкретної архітектури вашої системи.
Наші можливості персоналізації включають:
- Повний індивідуальний дизайн: унікальні розміри панелей, товщина підкладки та складні візерунки (масиви, у шаховому порядку, ступінчасті).
- Удосконалена геометрія отворів: глухі отвори, заховані отвори (у багатошарових конструкціях), конічні отвори та слоти.
- Інтегровані функції: вирізані лазером порожнини, канавки та крайові профілі. Поєднання просвердлених отворів і лазерної обробки для складних КЕРАМІЧНИХ КОМПОНЕНТІВ .
- Класи матеріалів: 96% Al₂O₃ для оптимізації витрат або 99% Al₂O₃ для чудових теплових і електричних властивостей.
- Комплексні рішення для металізації: власний друк на товстій плівкі, нанесення покриттів і нанесення візерунків для отримання готової, готової до складання підкладки зі схемою.
- Швидке створення прототипів: швидкі послуги для перевірки дизайну та зразків перед виробництвом.
Виробничий процес і гарантія якості
Наш контрольований виробничий процес гарантує, що кожна підкладка відповідає найвищим стандартам точності та надійності.
- Підготовка сировини та заготовки: високочистий порошок Al₂O₃ формується (лиття стрічки, сухе пресування) і спікається в керамічні заготовки з точними розмірами та властивостями.
- Точне лазерне свердління: заготовки завантажуються в керовані комп’ютером лазерні робочі станції. Схема свердління виконується з моніторингом лазерних параметрів у реальному часі, щоб забезпечити узгодженість панелі.
- Очищення після свердління: основи проходять спеціалізовані процеси очищення (ультразвукові, хімічні) для видалення будь-якого мікроскопічного сміття з отворів і поверхонь, що є критичним для адгезії на наступних етапах металізації.
- Додаткова металізація та візерунок: якщо вказано, провідні шари наносяться та малюються за допомогою процесів трафаретного друку, фотолітографії або нанесення для заповнення/покриття отворів і створення поверхневих схем.
- Остаточна обробка та розділення: великі панелі розрізають на окремі підкладки за допомогою лазерного різання або прецизійних пилок для нарізання кубиками для досягнення остаточних розмірів із гладкими краями.
- Сувора 100% перевірка та тестування:
- Візуальна перевірка (AOI): автоматична оптична перевірка якості наскрізних отворів, тріщин і дефектів поверхні.
- Перевірка розмірів: вимірювання діаметрів отворів, положення та товщини підкладки за допомогою оптичних мікроскопів і КІМ.
- Електричні випробування: тестування зразків на опір ізоляції та цілісність (для металізованих отворів).
Сертифікація, відповідність та надійність
Puwei Ceramic прагне постачати продукцію, яка відповідає світовим стандартам якості та надійності.
- Система управління якістю: ISO 9001:2015 Сертифіковане виробництво.
- Екологічна відповідність: усі матеріали відповідають директивам RoHS і REACH.
- Контроль процесів: Статистичний контроль процесів (SPC) реалізовано для ключових параметрів буріння та матеріалу, щоб забезпечити узгодженість від партії до партії.
- Тестування надійності: ми проводимо або підтримуємо випробування надійності для конкретного застосування, включаючи тестування на термічний удар, термічні цикли та довговічність зберігання при високій температурі, щоб кваліфікувати підкладку для вашої системи.
- Відстеження: повна відстежуваність матеріалів і процесів підтримується для кожної виробничої партії.
Зв'язатися з нами
