Особенности электронно-лучевой микроразмерной обработки подложек из различных типов керамики

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Доступ платный или только для подписчиков

Аннотация

Микроразмерная обработка керамических материалов при изготовлении изделий электронной техники является важным этапом технологического процесса. При этом ужесточение требований к конечным изделиям и их постоянная миниатюризация накладывают серьезные ограничения на традиционные методы механической и лазерной обработки. В статье рассматриваются возможности альтернативного метода – электронно-лучевой обработки – и приводятся результаты экспериментальных исследований по обработке спеченной керамики ВК94-ДН и LTCC KEKO SK-47.

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

Я. Чжо

МГТУ им. Н. Э. Баумана

Автор, ответственный за переписку.
Email: zhuoyy@yandex.ru

аспирант

Россия

В. Масловский

МГТУ им. Н. Э. Баумана

Email: maslovskyvn.nano@yandex.ru

студент

Россия

К. Моисеев

МГТУ им. Н. Э. Баумана

Email: k.moiseev@bmstu.ru

доцент, к. т. н.

Россия

И. Воробьев

ООО «Джиэнаксель»

Email: sales@gnaxel.ru

коммерческий директор

Россия

М. Назаренко

РТУ МИРЭА

Email: m.v.makarova@list.ru

аспирант

Россия

Список литературы

  1. Горохова Е. Материаловедение и технология керамики. Litres, 2021.
  2. Samant A. N., Dahotre N. B. Laser machining of structural ceramics – A review // Journal of the European ceramic society. 2009. V. 29. No. 6. PP. 969–993.
  3. Somiya S. Handbook of advanced ceramics: materials, applications, processing, and properties. Academic press, 2013.
  4. Levinson L. Electronic Ceramics: Properties: Devices, and Applications. CRC Press, 2020.
  5. Bharathi V., Anilchandra A. R., Sangam S. S., et al. A review on the challenges in machining of ceramics // Materials Today: Proceedings. 2021. V. 46. PP. 1451–1458.
  6. Гусев В. В., Моисеев Д. А. Износ алмазного шлифовального круга при обработке керамики // Прогрессивные технологии и системы машиностроения. 2019. № 4. С. 25–29.
  7. Ненилина А. Ю., Беликов А. И. Исследование проблем производства многослойных керамических плат на основе LTCC-технологии // Будущее машиностроения России. 2022. С. 267–270.
  8. Кондратюк Р. LTCC – низкотемпературная совместно обжигаемая керамика // НАНОИНДУСТРИЯ. 2011. № 2. С. 26–30.
  9. Борейко Д. А., Князева А. Р. Особенности проектирования многозвенных LC-фильтров на основе LTCC-технологии // Обмен опытом в области создания сверхширокополосных радиоэлектронных систем. 2022. С. 58–66.
  10. Li Y., Guo X. A review on wireless sensors fabricated using the low temperature co-fired ceramic (LTCC) technology // Australian Journal of Mechanical Engineering. 2021. V. 19. No. 5. PP. 699–711.
  11. Wang D. et al. A low-sintering temperature microwave dielectric ceramic for 5G LTCC applications with ultralow loss // Ceramics International. 2021. V. 47. No. 20. PP. 28675–28684.
  12. Черных В. и др. Методы оформления отверстий в «сырых» LTCC и НТСС керамических картах // Компоненты и технологии. 2014. № 5. С. 188–191.
  13. Перцель Я. М., Рудак Ю. А. Исследование возможности получения рисунка топологии толстопленочных LTCC-плат с помощью лазера // Техника радиосвязи. 2015. № 3. С. 90–96.
  14. Hagen G., Rebenklau L. Fabrication of smallest vias in LTCC Tape // 2006 1st Electronic Systemintegration Technology Conference. IEEE, 2006. V. 1. PP. 642–647.
  15. Rebenklau L., Wolter K. J., Hagen G. Realization of μ-Vias in LTCC Tape // 2006 29th International Spring Seminar on Electronics Technology. IEEE, 2006. PP. 55–63.
  16. Wang G. et al. Fabrication of microvias for multilayer LTCC substrates // IEEE transactions on electronics packaging manufacturing. 2006. V. 29. No. 1. PP. 32–41.
  17. Zhuo Y. et al. Possibilities of the Electron-Beam Machine “LUCH” for Dimensional Microprocessing of Glass and Ceramic Materials // IOP Conference Series: Materials Science and Engineering. IOP Publishing, 2020. V. 781. No. 1. P. 012014.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. Рис. 1. Отверстия в подложке ВК94-ДН, полученные при разном количестве импульсов: а – N = 999, d = 2,57 мм; б – N = 600, d = 2,56 мм; в – N = 400, d = 2,61 мм; г – N = 200, d = 2,78 мм

Скачать (9KB)
Метаданные
3. Рис. 2. Отверстия в подложке ВК94-ДН, полученные при разных токах пучка: а – Iо = 1 мА, d = 2,31 мм; б – Iо = 2 мА, d = 2,62 мм; в – Iо = 3 мА, d = 2,70 мм; г – Iо = 4 мА, d = 2,81 мм; д – Iо = 5 мА, d = 3,26 мм

Скачать (11KB)
Метаданные
4. Рис. 3. Отверстия, обработанные при разных состояниях фокуса: а – Iф = 615 мА, d = 2,54 мм; б – Iф = 620 мА, d = 2,50 мм; в – Iф = 625 мА, d = 2,31 мм; г – Iф = 630 мА, d = 2,57 мм; д – Iф = 635 мА, d = 2,67 мм

Скачать (10KB)
Метаданные
5. Рис. 4. Отверстия, обработанные при разной длительности импульса: а – T1 = 5 мс, d = 2,31 мм; б – T1 = 10 мс, d = 3,15 мм; в – T1 = 20 мс, d = 3,53 мм; г – T1 = 30 мс, d = 3,58 мм; д – T1 = 40 мс, d = 3,61 мм; е – T1 = 50 мс, d = 3,71 мм

Скачать (13KB)
Метаданные
6. Рис. 5. Отверстия, обработанные при разной длительности паузы: а – T2 = 100 мс, d = 2,31мм; б – T2 = 60 мс, d = 3,10 мм; в – T2 = 40 мс, d = 3,27 мм; г – T2 = 20 мс, d = 3,10 мм; д – T2 = 10 мс, d = 2,83 мм

Скачать (10KB)
Метаданные
7. Рис. 6. Стальная пластина с отверстиями на листе LTCC (а) и схема обработки (б)

Скачать (21KB)
Метаданные
8. Рис. 7. Изображения отверстий при сверлении электронным лучом с разной частотой развертки: а – 20 Гц; б – 600 Гц; в – 1 200 Гц

Скачать (12KB)
Метаданные
9. Рис. 8. Результаты обработки при частоте 1 200 Гц и различных длинах сканирования (у. е.): а – 600; б – 700; в – 800; г – 900; д – 999

Скачать (17KB)
Метаданные
10. Рис. 9. Результаты обработки при частоте 50 Гц и различных длинах сканирования (у. е.): а – 600; б – 700; в – 800; г – 900; д – 999

Скачать (16KB)
Метаданные
11. Рис. 10. Результаты обработки при развертке с разными скоростями: а – 1 мм / с; б – 2 мм / с; в – 3 мм / с

Скачать (21KB)
Метаданные

© Чжо Я., Масловский В., Моисеев К., Воробьев И., Назаренко М., 2023