Wiercenie laserowe w podłożu ceramicznym z tlenku glinu: precyzyjne rozwiązanie łączące dla zaawansowanej elektroniki
Podłoże ceramiczne z tlenku glinu firmy Puwei stanowi przełom w technologii precyzyjnych połączeń wzajemnych dla nowoczesnej elektroniki o dużej gęstości. Łącząc ceramikę Al₂O₃ o wysokiej czystości z zaawansowaną mikroobróbką laserową, tworzymy podłoża z ultraprecyzyjnymi mikroprzelotkami, które umożliwiają złożone, trójwymiarowe prowadzenie obwodów. To innowacyjne rozwiązanie zostało specjalnie zaprojektowane, aby spełnić rygorystyczne wymagania dotyczące miniaturyzacji, lepszego zarządzania temperaturą i niezawodnej integralności sygnału w zaawansowanych zastosowaniach opakowań elektronicznych i mikroelektroniki .
Dlaczego ceramika z tlenku glinu wiercona laserowo to optymalny wybór
- Ultraprecyzyjne mikroprzelotki (tolerancja ± 10 μm): zapewniają wyjątkową dokładność pozycjonowania otworów i średnicy, umożliwiając tworzenie połączeń o dużej gęstości, niezbędnych w zminiaturyzowanych modułach wysokiej częstotliwości i złożonych opakowaniach układów scalonych .
- Doskonała izolacja elektryczna i integralność sygnału: Utrzymuje rezystywność skrośną >10¹⁴ Ω·cm, zapewniając niezawodną izolację i minimalizując utratę sygnału/przesłuch w obwodach RF i zastosowaniach mikrofalowych .
- Doskonałe odprowadzanie ciepła (15-30 W/m·K): skutecznie rozprasza ciepło z komponentów mikroelektronicznych o dużej mocy , a precyzyjnie wywiercone przelotki mogą usprawnić ścieżki wymiany ciepła.
- Solidna integralność mechaniczna (wytrzymałość na zginanie 250-400 MPa): Wytrzymuje naprężenia mechaniczne, wibracje i cykle termiczne w wymagających środowiskach motoryzacyjnych, lotniczych i przemysłowych.
- Bezproblemowa integracja z procesami metalizacji: Czyste, kontrolowane stożkowo ścianki przelotowe idealnie nadają się do wysokiej jakości metalizacji (powlekanie, wypełnianie) w celu tworzenia niezawodnych połączeń elektrycznych dla grubowarstwowych mikroukładów hybrydowych .
- Swoboda projektowania i miniaturyzacja: umożliwia złożone, wielowarstwowe projekty połączeń wzajemnych na jednym podłożu, zmniejszając zajmowaną powierzchnię i wagę systemu.
Dane techniczne
Podłoża z tlenku glinu wierconego laserowo firmy Puwei są produkowane zgodnie z rygorystycznymi normami, zapewniając stałą wydajność w zastosowaniach o wysokiej niezawodności.
Właściwości materiału i podłoża podstawowego
- Skład materiału: 96% lub 99% tlenku glinu o wysokiej czystości (Al₂O₃)
- Standardowa grubość: 0,25 mm, 0,38 mm, 0,5 mm, 0,635 mm, 1,0 mm (dostępne na zamówienie)
- Standardowy rozmiar panelu: do 150 mm x 150 mm (większe formaty na zamówienie)
- Wykończenie powierzchni: wypalane, szlifowane lub polerowane (typowo Ra ≤ 0,4 μm)
- Wytrzymałość na zginanie: 250 - 400 MPa
- Gęstość: ≥ 3,7 g/cm3
Specyfikacje wiercenia laserowego
- Technologia wiercenia: Laser UV / Laser pikosekundowy (w zależności od wymagań)
- Minimalna średnica przelotki: 50 μm (standardowa), do 25 μm (zaawansowana)
- Tolerancja średnicy otworu: ±10 μm (standard), ±5 μm (precyzyjnie)
- Dokładność położenia otworu: ±15 μm
- Współczynnik proporcji (głębokość/średnica): do 10:1 (np. głębokość 0,5 mm dla średnicy 0,05 mm)
- Za pomocą stożka ściennego: Sterowanie w zakresie od 85° do 90° (prawie pionowo)
- Jakość powierzchni: Minimalna strefa wpływu ciepła (HAZ), czyste krawędzie wolne od zanieczyszczeń.
Właściwości elektryczne i termiczne
- Rezystywność objętościowa: > 10¹⁴ Ω·cm
- Stała dielektryczna (εr): ~9,7 @ 1 MHz
Tangens straty dielektrycznej (tan δ): < 0,0002 @ 1 MHz- Napięcie przebicia: > 15 kV/mm
- Przewodność cieplna: 15 - 30 W/(m·K) (w zależności od czystości Al₂O₃)
- Współczynnik rozszerzalności cieplnej (CTE): ~6,8 ppm/°C (25-300°C)
- Maksymalna temperatura robocza: > 1000°C
Zaawansowana technologia wiercenia laserowego: precyzja i elastyczność
W naszym procesie wykorzystujemy najnowocześniejsze lasery UV lub ultrakrótkie impulsy (pikosekundowe). Te technologie „zimnej” ablacji minimalizują naprężenia termiczne i strefę wpływu ciepła (HAZ), tworząc czyste, precyzyjne przelotki bez mikropęknięć i zanieczyszczeń – co ma kluczowe znaczenie dla późniejszej metalizacji i długoterminowej niezawodności. Daje to wyraźne korzyści w porównaniu z wierceniem mechanicznym:
- Brak zużycia narzędzia: Stała jakość otworu od pierwszego do milionowego przelotu.
- Złożone geometrie: Możliwość wiercenia otworów innych niż okrągłe (szczeliny, kwadraty) i tworzenia skomplikowanych, ślepych przelotek lub wnęk do osadzania komponentów.
- Wysokie współczynniki proporcji: Możliwość tworzenia głębokich, wąskich przelotek niezbędnych dla połączeń pionowych w opakowaniach 3D.
- Szybkie prototypowanie: Cyfrowa kontrola wzoru umożliwia szybkie zmiany projektu bez użycia narzędzi fizycznych, przyspieszając cykle rozwoju opakowań czujników i nowych projektów mikroelektroniki .
Podstawowe scenariusze zastosowań
1. Elektronika RF i mikrofalowa / wysokiej częstotliwości
Idealny do elementów mikrofalowych, takich jak filtry, łączniki i podłoża antenowe w infrastrukturze 5G/6G, radarach i komunikacji satelitarnej. Precyzyjne przelotki umożliwiają kontrolowane przejścia impedancji i uziemienie o niskich stratach, co ma kluczowe znaczenie dla integralności sygnału w modułach wysokiej częstotliwości .
2. Zaawansowane opakowania półprzewodnikowe i wieloukładowe
Stosowany w opakowaniach układów scalonych 2,5D/3D, opakowaniach typu system-in-package (SiP) i opakowaniach na poziomie płytki typu fan-out (FOWLP). Wywiercone laserowo przelotki zapewniają krzemowe połączenia przelotowe podobne do przelotek TSV w ceramicznym przejściówce, umożliwiając wysoką gęstość wejść/wyjść i krótkie ścieżki sygnałowe.
3. Elektronika i moduły mocy
Służy jako podłoże izolacyjne ze zintegrowanymi przelotkami termicznymi w urządzeniach mocy IGBT, SiC i GaN. Przelotki można wypełnić materiałem o wysokiej przewodności cieplnej, aby utworzyć wydajne ścieżki cieplne od matrycy do dolnego radiatora, zarządzając ciepłem z komponentów mikroelektronicznych dużej mocy .
4. Mikroelektronika hybrydowa i MEMS
Podstawowa platforma dla grubowarstwowych mikroukładów hybrydowych i mikroukładów hybrydowych w przemyśle lotniczym, obronnym i elektronice medycznej. Przelotki umożliwiają wzajemne połączenie obwodów znajdujących się na górze z pinami lub płaszczyznami uziemienia znajdującymi się na dole, a także mogą tworzyć wnęki do montażu wrażliwych chipów CERAMICZNYCH lub urządzeń MEMS.
5. Zaawansowane czujniki i optoelektronika
Stosowany w opakowaniach czujników ciśnienia, temperatury i przepływu, gdzie przelotki umożliwiają przepusty elektryczne w hermetycznych uszczelkach. Zastosowanie również w optoelektronice do montażu i łączenia diod laserowych lub fotodetektorów.
Przewodnik dotyczący projektowania na potrzeby produkcji (DFM) i integracji
Wczesna współpraca z Puwei gwarantuje, że projekt podłoża wywierconego laserowo zostanie zoptymalizowany pod kątem wydajności, niezawodności i możliwości produkcyjnej.
- Zdefiniuj wymagania i projekt wstępny: Określ wymagania elektryczne (impedancja, prąd), termiczne i mechaniczne. Dostarcz początkowe pliki CAD wskazujące lokalizacje, średnice i rozmiary podkładek. Rozważ zastosowanie końcowe: czy jest to przelotka elektryczna, termiczna czy kanał płynny?
- Konsultacje i weryfikacja projektu: Nasz zespół inżynierów sprawdza Twój projekt pod kątem wykonalności. Doradzamy w zakresie optymalnego rozmiaru przelotki, odstępu (minimalnego odstępu), konstrukcji podkładki i ograniczeń proporcji, aby zapewnić skuteczne wiercenie i metalizację.
- Prototypowanie i weryfikacja projektu: Produkujemy małą partię prototypów do oceny. Ten etap ma kluczowe znaczenie dla sprawdzenia parametrów elektrycznych (np. parametrów S w projektach RF) i parametrów cieplnych.
- Wybór procesu metalizacji: Wybierz odpowiednią metodę napełniania/powlekania:
- Wypełnienie przewodzące: Sitodruk pastą przewodzącą (np. Ag, Au), a następnie wypalanie – opłacalne w przypadku wielu grubowarstwowych obwodów drukowanych .
- Galwanizacja: Tworzy solidną miedzianą lub złotą wtyczkę zapewniającą wysoką przewodność i niezawodność - idealną do zastosowań o wysokiej częstotliwości lub wysokim prądzie.
- Wypełnienie lutowane z rdzeniem stałym: Do określonych zastosowań związanych z zarządzaniem temperaturą.
- Montaż i integracja systemu: Montuj komponenty aktywne i pasywne za pomocą standardowych procesów mocowania matrycowego, łączenia drutowego lub procesów SMT. Podłoże można następnie przymocować do podstawy opakowania lub radiatora.
- Testowanie i kwalifikacja: Wykonaj testy elektryczne (ciągłość, rezystancja izolacji, wydajność RF), cykle termiczne i inne testy niezawodności zgodnie z wymaganiami normy aplikacyjnej.
Usługi dostosowywania i inżynierii OEM/ODM
Każda aplikacja jest wyjątkowa. Puwei zapewnia kompleksowe wsparcie w zakresie współinżynierii w celu dostosowania podłoża wycinanego laserowo do konkretnej architektury systemu.
Nasze możliwości dostosowywania obejmują:
- Pełny projekt niestandardowy: Unikalne rozmiary paneli, grubości podłoża i złożone wzory przelotowe (układy, schodkowe, schodkowe).
- Zaawansowane geometrie przelotek: ślepe przelotki, przelotki zakopane (w konstrukcjach wielowarstwowych), przelotki stożkowe i szczeliny.
- Zintegrowane funkcje: Wycinane laserowo wnęki, rowy i profile krawędzi. Połączenie wierconych otworów i elementów obrabianych laserowo dla złożonych ELEMENTÓW CERAMICZNYCH .
- Gatunki materiałów: 96% Al₂O₃ dla optymalizacji kosztów lub 99% Al₂O₃ dla doskonałych właściwości termicznych i elektrycznych.
- Kompletne rozwiązania w zakresie metalizacji: Własne usługi drukowania grubowarstwowego, powlekania i wzornictwa w celu dostarczenia gotowego, gotowego do montażu podłoża z obwodami.
- Szybkie prototypowanie: usługi szybkiej realizacji w zakresie walidacji projektu i próbek przedprodukcyjnych.
Proces produkcyjny i zapewnienie jakości
Nasz kontrolowany proces produkcyjny gwarantuje, że każde podłoże spełnia najwyższe standardy precyzji i niezawodności.
- Przygotowanie surowców i półfabrykatów: Proszek Al₂O₃ o wysokiej czystości jest formowany (odlewanie taśmy, prasowanie na sucho) i spiekany w ceramiczne półfabrykaty o dokładnych wymiarach i właściwościach.
- Precyzyjne wiercenie laserowe: Półfabrykaty są ładowane do sterowanych komputerowo laserowych stacji roboczych. Schemat wiercenia jest wykonywany z monitorowaniem parametrów lasera w czasie rzeczywistym, aby zapewnić spójność w całym panelu.
- Czyszczenie po wierceniu: Podłoża poddawane są specjalistycznym procesom czyszczenia (ultradźwiękowym, chemicznym) w celu usunięcia wszelkich mikroskopijnych zanieczyszczeń z przelotek i powierzchni, co ma kluczowe znaczenie dla przyczepności w kolejnych etapach metalizacji.
- Opcjonalna metalizacja i wzornictwo: Jeśli określono, warstwy przewodzące są nakładane i wzorowane przy użyciu procesów sitodruku, fotolitografii lub galwanizacji w celu wypełnienia/powłoki przelotek i utworzenia obwodów powierzchniowych.
- Obróbka końcowa i separacja: Duże panele są cięte na pojedyncze podłoża za pomocą cięcia laserowego lub precyzyjnych pił do krojenia w kostkę, aby uzyskać ostateczne wymiary z gładkimi krawędziami.
- Rygorystyczne 100% inspekcje i testy:
- Kontrola wizualna (AOI): Zautomatyzowana kontrola optyczna pod kątem jakości przelotek, pęknięć i defektów powierzchni.
- Weryfikacja wymiarowa: Pomiar średnic przelotek, pozycji i grubości podłoża za pomocą mikroskopów optycznych i maszyn współrzędnościowych.
- Testowanie elektryczne: Próbne badanie rezystancji i ciągłości izolacji (dla metalizowanych przelotek).
Certyfikaty, zgodność i niezawodność
Puwei Ceramic angażuje się w dostarczanie produktów spełniających światowe standardy jakości i niezawodności.
- System Zarządzania Jakością: Produkcja certyfikowana ISO 9001:2015.
- Zgodność środowiskowa: Wszystkie materiały są zgodne z dyrektywami RoHS i REACH.
- Kontrola procesu: Wprowadzono statystyczną kontrolę procesu (SPC) dla kluczowych parametrów wiercenia i materiału, aby zapewnić spójność między partiami.
- Testowanie niezawodności: Wykonujemy lub wspieramy testy niezawodności specyficzne dla aplikacji, w tym testy szoku termicznego, cykli termicznych i testów trwałości podczas przechowywania w wysokiej temperaturze, aby zakwalifikować podłoże dla Twojego systemu.
- Identyfikowalność: Dla każdej partii produkcyjnej zachowana jest pełna identyfikowalność materiałów i procesów.
Skontaktuj się Now
