Die luftdichte Verpackung ist eine wichtige Technologie zur Förderung der hochzuverlässigen Entwicklung elektronischer Geräte. Traditionelle luftdichte Verpackungstechnologien weisen Probleme wie hohe Schweißtemperaturen, starke thermische Belastungen und einen engen Anwendungsbereich auf, weshalb sie die Anforderungen an die luftdichte Verpackung von dreidimensionalen galvanisierten Keramiksubstraten nicht erfüllen können. Dieser Artikel nutzt die technischen Vorteile des gepulsten Laserschweißens, um die luftdichte Verpackung von dreidimensionalen galvanisierten Keramiksubstraten mittels gepulstem Laserschweißen zu untersuchen, wobei der Schwerpunkt auf dem Wechselwirkungsmodus zwischen gepulstem Laser und Material während des Schweißprozesses liegt und die mikroskopische Morphologie der Schnittstellenprobe, die Luftdichtigkeit und die mechanischen Eigenschaften analysiert werden. Die Studie zeigt, dass das Auftreten von Rissen im geschweißten Metallbereich eng mit der Diffusion von Kupfer vom Substrat zur entfernbaren Seite zusammenhängt; stabile Schweißprozesse sowie thermische Leitungs- und Übergangsmodi mit geringer Schweißtiefe können Schweißrisse vermeiden. Durch Experimente wurden die Schweißprozessparameter optimiert. Bei einer Spitzenlaserleistung von 120 W, einer Pulsbreite von 1 ms und einer Überlappung von 80 % erzielte die Kammerstruktur des dreidimensionalen Keramiksubstrats die beste hohe Luftdichtigkeit mit einer Leckrate von 5,2×10⁻¹⁰ Pa·m³/s und einer Scherfestigkeit der Verbindung von 278,06 MPa, was den Anforderungen an die luftdichte Verpackung von Halbleiterbauelementen der dritten Generation entspricht.

Gepulster Laser; Schweißmodus; Luftdichte Verpackung; Dreidimensionales galvanisiertes Kupfer-Keramiksubstrat (3-D DPC)