Seramik alumina (Al₂O₃) digunakan secara meluas dalam pembungkusan semikonduktor, elektronik kuasa, modul LED, peranti RF, penderia, dan PCB seramik kerana penebat elektrik yang sangat baik, kestabilan haba dan kekuatan mekanikalnya. Memandangkan komponen elektronik terus mengecut, pengeluar semakin diperlukan untuk menghasilkan-lubang mikro berketumpatan tinggi dengan toleransi yang lebih ketat dan kebolehpercayaan yang lebih tinggi.
Penggerudian laser telah menjadi penyelesaian pilihan untuk tugas ini. Antara kaedah yang ada, Laser Percussion Drilling dan Spiral Trepanning adalah dua proses yang paling biasa digunakan. Walaupun kedua-duanya boleh menghasilkan lubang mikro ketepatan, ia direka untuk keutamaan pembuatan yang berbeza.
Artikel ini membandingkan dua teknik dari segi kelajuan penggerudian, kualiti lubang, kecekapan pengeluaran dan kesesuaian aplikasi untuk membantu pengeluar memilih proses yang betul.
Perbandingan Pantas
| Keperluan | Proses yang Disyorkan |
| Kelajuan penggerudian tertinggi | Gerudi Perkusi |
| Penggerudian tatasusunan besar | Gerudi Perkusi |
| Diameter lubang Lebih besar daripada atau sama dengan 100 μm | Gerudi Perkusi |
| Diameter lubang<100 μm | Spiral Trepanning |
| Keperluan tirus rendah | Spiral Trepanning |
| Potongan tepi minima | Spiral Trepanning |
| Pembungkusan elektronik-kebolehpercayaan tinggi | Spiral Trepanning |
| Thick alumina substrates (>1 mm) | Spiral Trepanning |
Secara umum, penggerudian perkusi memaksimumkan daya tampung, manakala spiral trepanning memberikan kualiti lubang yang unggul dan ketekalan dimensi.
Apakah Penggerudian Perkusi Laser?
Penggerudian perkusi laser mencipta lubang dengan memfokuskan pancaran laser pada kedudukan tetap manakala beberapa denyutan laser secara berterusan mengeluarkan bahan sehingga substrat ditembusi sepenuhnya.
Kerana laser kekal pegun semasa penggerudian, gerakan pengimbas diminimumkan, membolehkan kelajuan pemprosesan yang sangat pantas. Digabungkan dengan pengimbasan galvanometer dan teknologi penggerudian terbang, penggerudian perkusi amat sesuai untuk susunan besar lubang yang sama.
Kelebihan
Kelajuan penggerudian yang sangat tinggi
Sesuai untuk pengeluaran-volume tinggi
Cekap untuk substrat alumina nipis
Serasi dengan sistem penggerudian terbang
Had
Tirus lubang yang lebih besar
Tekanan haba yang lebih tinggi
Lebih besar risiko cipratan tepi dan mikro-retak
Kurang sesuai untuk ultra-lubang mikro kecil atau dalam
Apakah Spiral Trepanning?
Trepanning lingkaran mengalihkan bahan secara beransur-ansur di sepanjang laluan lingkaran yang diprogramkan. Daripada menumpukan tenaga laser pada satu titik, rasuk mengimbas dari tengah ke arah diameter lubang akhir lapisan demi lapisan.
Walaupun proses ini memerlukan masa pemesinan yang lebih lama, ia mengurangkan tegasan haba dengan ketara dan memberikan kawalan yang lebih baik ke atas geometri lubang.
Kelebihan
Kebulatan lubang yang sangat baik
Tirus bawah
Potongan tepi minima
Kualiti dinding sisi yang lebih baik
Kestabilan proses yang lebih baik untuk aplikasi ketepatan
Had
Kelajuan penggerudian yang lebih perlahan
Daya pengeluaran yang lebih rendah untuk tatasusunan lubang besar
Masa kitaran peralatan yang lebih tinggi
Mengapa Penggerudian Perkusi Lebih Cepat?
Sebab utama ialah perbezaan dalam gerakan rasuk.
Semasa penggerudian perkusi, laser kekal tetap manakala denyutan berturut-turut mengeluarkan bahan secara menegak melalui substrat. Oleh kerana tiada laluan pengimbasan lingkaran, proses ini meminimumkan pergerakan pengimbas dan memendekkan kitaran pemesinan.
Sebaliknya, spiral trepanning memerlukan laser untuk terus mengikuti laluan bulat melalui berbilang pusingan, secara beransur-ansur membesarkan lubang sehingga diameter yang dikehendaki dicapai. Masa pengimbasan tambahan ini menjadikan proses secara semula jadi lebih perlahan.
Di bawah keadaan pengeluaran yang dioptimumkan, sistem laser gentian QCW boleh mencapai kadar penggerudian sehingga 300 lubang sesaat untuk substrat alumina nipis dengan diameter lubang yang agak besar. Produktiviti sebenar bergantung pada ketebalan bahan, diameter lubang, sumber laser dan keperluan kualiti.
Perbandingan Kelajuan
| Item Perbandingan | Gerudi Perkusi | Spiral Trepanning |
| Substrat nipis (Kurang daripada atau sama dengan 0.635 mm) | Cemerlang | bagus |
| Diameter lubang Lebih besar daripada atau sama dengan 100 μm | Cemerlang | Sederhana |
| Diameter lubang<100 μm | Sederhana | Cemerlang |
| Tatasusunan lubang besar | Cemerlang | Sederhana |
| Daya pengeluaran keseluruhan | Sangat Tinggi | Sederhana |
Untuk aplikasi di mana kelajuan pengeluaran adalah objektif utama, penggerudian perkusi biasanya merupakan penyelesaian pilihan.
Perbandingan Kualiti Lubang
Kepantasan hanyalah satu aspek prestasi pembuatan. Kualiti lubang selalunya menentukan hasil produk akhir.
| Parameter Kualiti | Gerudi Perkusi | Spiral Trepanning |
| Sumbing tepi | Sederhana | rendah |
| Tirus lubang | Lebih tinggi | Lebih rendah |
| Kebulatan | bagus | Cemerlang |
| Kemasan dinding sisi | bagus | Cemerlang |
| Kerosakan haba | Lebih tinggi | Lebih rendah |
| Ketekalan dimensi | bagus | Cemerlang |
Oleh kerana spiral trepanning mengeluarkan bahan secara beransur-ansur, ia menghasilkan tekanan haba yang lebih rendah, menghasilkan tepi lubang yang lebih bersih, tirus yang lebih kecil dan ketekalan yang lebih baik. Untuk pembungkusan semikonduktor dan aplikasi-kebolehpercayaan tinggi yang lain, kelebihan kualiti ini selalunya melebihi kelajuan pemesinan yang lebih perlahan.
Memilih Proses yang Betul
Kaedah penggerudian terbaik bergantung kepada keseimbangan antara produktiviti dan kualiti.
Pilih Penggerudian Perkusi Apabila:
Ketebalan alumina adalah Kurang daripada atau sama dengan 0.635 mm
Diameter lubang ialah 100 μm atau lebih besar
Pengeluaran volum tinggi-diperlukan
Tirus sedikit boleh diterima
Kecekapan pengeluaran adalah keutamaan tertinggi
Aplikasi biasa termasuk substrat LED, PCB seramik am dan komponen industri berskala besar-yang lain.
pilihSpiral Trepanningbila:
Diameter lubang adalah di bawah 100 μm
Toleransi dimensi yang ketat diperlukan
Tirus rendah dan cipratan minimum adalah kritikal
Substrat alumina tebal sedang diproses
Pembungkusan elektronik-kebolehpercayaan tinggi diperlukan
Aplikasi biasa termasuk pakej semikonduktor, modul kuasa, peranti RF, elektronik automotif dan komponen seramik perubatan.
Throughput lwn. Hasil
Satu salah tanggapan yang biasa ialah proses penggerudian terpantas sentiasa memberikan kapasiti pengeluaran tertinggi.
Dalam amalan, pengeluar harus memberi tumpuan kepada bahagian yang layak sejam, bukan hanya lubang sesaat.
Untuk produk industri standard, penggerudian perkusi selalunya memberikan output tertinggi. Walau bagaimanapun, untuk aplikasi yang memerlukan lubang yang sangat kecil atau standard kualiti yang ketat, spiral trepanning biasanya menghasilkan hasil keseluruhan yang lebih tinggi dengan mengurangkan kecacatan, kerja semula dan sekerap.
Oleh itu, proses yang paling produktif ialah proses yang secara konsisten menghantar bilangan bahagian yang boleh diterima terbanyak-tidak semestinya masa penggerudian terpendek.
Kesimpulan
Kedua-dua penggerudian perkusi laser dan trepanning lingkaran memainkan peranan penting dalam penggerudian mikro seramik alumina.
Penggerudian perkusi ialah pilihan pilihan bagi pengeluar yang mencari daya pemprosesan maksimum pada substrat nipis dan lubang mikro yang lebih besar. Spiral trepanning, sebaliknya, menawarkan geometri lubang yang unggul, kerosakan haba yang lebih rendah, dan kestabilan proses yang lebih besar untuk menuntut aplikasi elektronik dan semikonduktor.
Daripada bertanya proses mana yang lebih baik secara universal, pengeluar harus menilai ketebalan substrat, diameter lubang, keperluan kualiti dan jumlah pengeluaran sebelum memilih kaedah penggerudian yang paling sesuai.YCLASERpakar dalampenyelesaian pemesinan laser ketepatanuntuk bahan seramik termaju, termasuk alumina (Al₂O₃), aluminium nitrida (AlN), zirkonia (ZrO₂), silikon nitrida (Si₃N₄), silikon karbida (SiC), dan seramik teknikal yang lain.
Dengan pengalaman aplikasi yang meluas dalam pemotongan laser, penggerudian mikro, scribing dan pemprofilan, pasukan kejuruteraan kami membantu pelanggan memilih proses laser yang paling sesuai berdasarkan sifat bahan, spesifikasi lubang dan keperluan pengeluaran-memastikan keseimbangan optimum antara kualiti, kecekapan dan kos.
Hubungi YCLASER untuk ujian sampel dan sokongan aplikasi profesional.
