Mit der rasanten Entwicklung der Mikroelektronik-Technologie werden die Anforderungen an elektronische Verpackungsmaterialien immer strenger. Aluminiumnitridkeramik wird mit ihrer hervorragenden Wärmeleitfähigkeit, hervorragenden mechanischen Eigenschaften, Korrosionsbeständigkeit und hervorragenden elektrischen Eigenschaften zum Marktführer bei Kühlsubstraten und Verpackungsmaterialien für großformatige integrierte Schaltkreise. Allerdings sind die hohe Härte, die hohe Sprödigkeit und die geringe Bruchzähigkeit von Aluminiumnitridkeramik wie eine unüberwindbare Lücke, die ihre Anwendung im Bereich der Ultrapräzisionsbearbeitung stark in Frage stellt. Insbesondere bei der Suche nach ultraglatten Oberflächen mit einer Oberflächenrauheit von Ra ≤ 8 nm oder sogar RMS < 2 nm ist die wirksame Reduzierung von Oberflächendefekten und Schäden unter der Oberfläche während der Bearbeitung zu einem zentralen Problem geworden, das die breite Anwendung von Aluminiumnitridkeramik einschränkt. In diesem Zusammenhang bietet der ELID-Schleifprozess (Electrolytic In-Process Dressing) mit seinen einzigartigen Vorteilen innovative Lösungen für die Bearbeitungsherausforderungen von AlN-Substraten.
Die ELID-Schleiftechnologie ist eine Verbundspiegelverarbeitungstechnologie, die traditionelles Schleifen, Schleifen und Polieren integriert. Der Kern der ELID-Schleiftechnologie besteht darin, durch elektrolytisches In-situ-Abrichten der Schleifscheiben eine dynamische Selbstschärfung während des Schleifens zu realisieren und so die Schleifeffizienz und Bearbeitungsqualität deutlich zu verbessern. Die ELID-Schleiftechnologie zeigt eine außergewöhnliche Anwendbarkeit für spröde Materialien mit hoher Härte wie Aluminiumnitridkeramik.
Erstens wird beim ELID-Schleifen eine schwache Elektrolytlösung als Schleifflüssigkeit verwendet, was nicht nur die potenzielle Korrosion der herkömmlichen Schleifflüssigkeit an der Werkzeugmaschine und dem Werkstück vermeidet, sondern auch die Verarbeitungsumgebung vereinfacht und die Produktionskosten senkt. Noch wichtiger ist, dass diese Technologie die Temperatur während des Schleifens effektiv kontrollieren kann und so Verbrennungen am Werkstück, Eigenspannungen und Risse durch hohe Temperaturen reduziert, was für den Schutz der Mikrostruktur und Eigenschaften von Aluminiumnitridkeramiken unerlässlich ist.
Zweitens bildet das ELID-Schleifen durch Elektrolyse einen gleichmäßigen und dichten Oxidfilm auf der Oberfläche der Schleifscheibe, der nicht nur die Schneidfähigkeit der Schleifscheibe verbessert, sondern auch die Verschleißfestigkeit der Schleifscheibe erhöht und so deren Stabilität und Kontinuität gewährleistet der Schleifvorgang. Gleichzeitig kann durch die präzise Steuerung des Korrekturstroms eine Feineinstellung der Oxidschichtdicke erreicht und so der Schleifeffekt optimiert, die Oberflächenrauheit und Schäden unter der Oberfläche reduziert und die strengen Anforderungen von erfüllt werden Aluminiumnitrid-Keramik für ultraglatte Oberflächen möglich.
Darüber hinaus zeichnet sich die ELID-Schleiftechnologie durch einen einfachen Prozess und einen flexiblen Betrieb aus, der sich leicht fördern und in der industriellen Produktion anwenden lässt. Durch kontinuierliche Optimierung der Schleifparameter und Prozessbedingungen können die Verarbeitungseffizienz und Verarbeitungsqualität von Aluminiumnitridkeramiken weiter verbessert werden, um der wachsenden Nachfrage nach Hochleistungsmaterialien im Bereich der Mikroelektronikverpackung gerecht zu werden.
Zusammenfassend lässt sich sagen, dass das ELID-Schleifverfahren mit seinen einzigartigen Vorteilen ein großes Potenzial zur Lösung der Verarbeitungsprobleme gezeigt hat, die durch die hohe Härte, hohe Sprödigkeit und geringe Bruchzähigkeit von Aluminiumnitridkeramiken verursacht werden. Durch diese Technologie können nicht nur Oberflächendefekte und Schäden unter der Oberfläche im Verarbeitungsprozess wirksam reduziert werden, sondern auch die Verarbeitungseffizienz und Verarbeitungsqualität deutlich verbessert werden, was eine solide Grundlage für die breite Anwendung von Aluminiumnitridkeramiken im Bereich von bildet elektronische Verpackung. Man geht davon aus, dass die Anwendungsaussichten im Bereich der Ultrapräzisionsbearbeitung durch die kontinuierliche Weiterentwicklung und Verbesserung der ELID-Schleiftechnologie in Zukunft breiter werden und zum kontinuierlichen Fortschritt der Mikroelektroniktechnologie beitragen werden.
