Aplicación de tecnología de soldadura con láser en la industria del sustrato de cerámica

En los últimos años, con el rápido desarrollo de envases electrónicos, fabricación de semiconductores y dispositivos electrónicos de alta potencia, los sustratos de cerámica se han convertido en un material esencial en la fabricación electrónica de alta gama debido a su excelente conductividad térmica, aislamiento eléctrico y resistencia a la alta temperatura. Como una tecnología de procesamiento avanzado de alta precisión y bajo impacto, se aplica cada vez más la soldadura con láser en la industria del sustrato de cerámica, proporcionando un apoyo significativo para la actualización industrial.

Principio de la tecnología de soldadura por láser

La soldadura con láser utiliza un haz láser de alta densidad de energía para actuar sobre la superficie del material, causando la fusión localizada y la formación de una conexión. A diferencia de las técnicas de soldadura tradicionales, la soldadura por láser presenta un procesamiento sin contacto, una zona mínima afectada por el calor y un control de alta precisión, lo que lo hace particularmente adecuado para las cerámicas y metales de soldadura. Al optimizar los parámetros láser como la longitud de onda, el ancho del pulso y la densidad de energía, la velocidad de absorción de los materiales cerámicos puede mejorarse efectivamente, lo que garantiza la soldadura de alta calidad.

Escenarios de aplicación extensos

Actualmente, la soldadura con láser se usa ampliamente en la industria del sustrato de cerámica, que incluye envases electrónicos, fabricación de semiconductores, dispositivos electrónicos de alta potencia y sensores. Por ejemplo, en el envasado del módulo de potencia, la soldadura por láser se usa para unir firmemente las capas de cobre a los sustratos cerámicos de nitruro de aluminio (ALN) o nitruro de silicio (Si₃n₄), mejorando la conductividad y confiabilidad térmica. Además, los productos de alta gama, como los sensores MEMS, los dispositivos de microondas de RF y los nuevos módulos de energía de vehículos de energía, están adoptando cada vez más la tecnología de soldadura por láser para mejorar la durabilidad y la estabilidad del rendimiento.

Desafíos técnicos y avances

A pesar de sus numerosas ventajas, la soldadura con láser en la industria del sustrato de cerámica todavía enfrenta algunos desafíos. Primero, la diferencia significativa en los coeficientes de expansión térmica entre la cerámica y los metales puede provocar grietas o concentración de tensión en la interfaz de soldadura. Para abordar esto, los investigadores han introducido materiales de capa de transición (como titanio y molibdeno) o rutas de soldadura optimizadas para reducir el estrés térmico. En segundo lugar, los materiales cerámicos tienen una baja tasa de absorción de energía láser, lo que dificulta el enlace eficiente con los métodos de soldadura tradicionales. Para mejorar la calidad de la soldadura, la industria está explorando el uso de láseres de longitud de onda corta (como láseres ultravioleta) o capas de absorción precubiertas.

Con avances tecnológicos continuos, la soldadura por láser está acelerando la transformación de la industria del sustrato de cerámica hacia la fabricación de alta gama. En el futuro, la tecnología de soldadura por láser desempeñará un papel cada vez más importante en escenarios de aplicación más amplios, proporcionando un impulso más fuerte para el desarrollo de alta calidad de la industria del sustrato de cerámica.