نیترید آلومینیوم (AlN) یک سرامیک فنی درجه یک با سختی بالا و شکنندگی شدید است. بر خلاف فلزات انعطاف پذیر، AlN متخلخل را نمی توان با چرخش سنتی، مهر زنی یا خمش شکل داد. این بسیار مستعد بریدگی لبه و ترک خوردگی ساختاری تحت تنش مکانیکی است.
در نتیجه، تسلط بر ماشینکاری دقیق تخصصی-مانند حفاری، میکرو-دریل کردن، و پرداخت سطح-برای دستیابی به بازده محصول بالا و عملکرد حرارتی پایدار بسیار مهم است. صنایع جهانی الکترونیک و نیمه هادی عمدتاً بر چهار روش اصلی ماشینکاری متکی هستند:
1. سنگ زنی مکانیکی دقیق (شکل دهی استاندارد)
این روش پایه ای برای شکل دهی هندسی پایه، کنترل ضخامت، و صاف کردن ستون-جلو تاب خورده است.
چگونه کار میکند: چرخهای سنگزنی با سرعت-با نوک الماس-از ماتریس سرامیکی سخت جدا میشوند تا مواد حجیم اضافی را حذف کنند.
مزایا و معایب: پایداری ابعادی بالا و کارایی{0}هزینه برای زیرلایه های فله و مسطح ارائه می دهد. با این حال، سنگ زنی مکانیکی فشرده سازی فیزیکی شدیدی را اعمال می کند و آن را مستعد بریدگی لبه می کند. نمیتواند هندسههای پیچیده یا ریز-را مدیریت کند. برای جلوگیری از شکستگی ناشی از استرس حرارتی، خنک کردن مداوم آب الزامی است.
2. ماشینکاری لیزری دقیق(فرآیند اصلی برای ریزساختارها)
پردازش لیزری{0}}راه حل استاندارد صنعتی برای خرد کردن، خطکشی، برش، و میکرو{1}}ماشینکاری زیرلایههای الکترونیکی پیشرفته-است.
چگونه کار می کند: یک پرتو لیزر غیر تماسی و پرانرژی{1}}مواد را در طول مسیر برنامه ریزی شده بدون اعمال فشار فیزیکی به ابزار بخار می کند.
مزایا و معایب: با حذف تنش مکانیکی، ماشینکاری لیزری به طور کامل از ترکهای ریز-و بریدگی لبه جلوگیری میکند. تحملهای سطح میکرونی-را بدست میآورد، و آرایههای بسیار ظریفی از میکرو-، شکافهای باریک، و خطوط نامنظم را ممکن میسازد. این باعث میشود که فناوری هستهای مطلق برای تولید انبوه-بستهبندیهای نیمهرسانا با چگالی بالا و ماژولهای IGBT{8}}بالا.
3.-لاپینگ و CMP دقیق (نانو{2}}فینیش سطحی با مقیاس)
برای زیرلایههای تک-کریستالی AlN و ویفرهای اپتوالکترونیک پیشرفته، زبری و مسطح بودن سطح موفقیت لایه نازک-نیمههادی پاییندست را تعیین میکند.
چگونه کار میکند: این فرآیند با استفاده از دوغابهای الماس فوقالعاده ظریف و پدهای شیمیایی-پوشش مکانیکی دو طرفه را با پولیش مکانیکی شیمیایی (CMP) ترکیب میکند.
مزایا و معایب: عیوب زیر-سطحی، ریزخراشها و برآمدگیهای میکرو-را از بین میبرد و زبری سطح را تا مقیاس نانومتری کاهش میدهد (Ra<1mm). This perfect mirror finish ensures uniform epitaxial crystal growth and heavily boosts device reliability.
4. اصلاح و متالیزاسیون سطح پایین دست
همانطور که{0}}AlN ماشینکاری شده، بی اثری سطح بالایی را نشان می دهد و می تواند در محیط های مرطوب تحت هیدرولیز جزئی قرار گیرد. عملیات سطح تخصصی پس از ماشینکاری برای آماده کردن مواد برای مدار استفاده می شود.
چگونه کار می کند: فرآیندهایی مانند کندوپاش مگنترون، تبخیر خلاء، یا پخت خمیر، یک لایه فلزی موضعی را روی سطح سرامیکی اعمال می کنند (فلزسازی).
مزایا و معایب: این روش به زیرلایه AlN قابلیت لحیم کاری عالی و قابلیت اتصال سیم- را می دهد و سرامیک خام را به بردهای مدار DBC/DPC کاربردی تبدیل می کند. همچنین لایههای محافظ ضد-ضد اکسیداسیون و رطوبت-را رسوب میدهد و طول عمر عملکرد قطعه را در شرایط صنعتی ناهموار افزایش میدهد.
به طور کلی، چالش اصلی در پردازش نیترید آلومینیوم در ویژگیهای مواد آن نهفته است-بهویژه سختی بالا، شکنندگی بالا، و تحمل کم در برابر خطا{1}}که نیاز به استفاده از تکنیکهای پردازش با دقت بالا، استرس کم، یا حتی{4}غیر تماسی دارد.
پیشرفتهای مداوم در فناوری پردازش، بهویژه در ماشینکاری لیزری دقیق، تکامل سریع نیترید آلومینیوم را از مادهای که در سرامیکهای صنعتی سنتی استفاده میشود به مادهای که در کاربردهای{0}نیمهرسانا{1} درجه بالا استفاده میشود، سوق میدهد.
در زمینه ماشینکاری دقیق برای نیترید آلومینیوم و سایر سرامیک های پیشرفته،YCLASERبر تحقیق و توسعه و استفاده از فناوریهای برش لیزری با دقت بالا و میکروماشینکاری- تمرکز دارد.
همین امروز با YC LASER تماس بگیریدبرای بهینه سازی جریان کار سرامیکی پیشرفته خود با یک راه حل لیزری قابل اعتماد و مقرون به صرفه{0}.
