Технология PCB - лазерное перфорирование на фабрике PCB

Laser is a powerful beam of light that is excited when the "ray" is stimulated by external sources and increases in energy. как в красном, так и в видимом свете есть тепловая энергия, ультрафиолетовые лучи обладают световой энергией. When this type of light hits the surface of the workpiece, возникло три явления: рефлексы, поглощение и инфильтрация. главная функция лазерного перфорации заключается в быстром удалении обрабатываемого материала. Она в основном опирается на фототермическую абляцию и фотохимическую абляцию, or so called excision.

In commercial PCB production, there are two laser technologies that can be used for laser drilling. длина волны лазера на углекислом газе в дальнем инфракрасном диапазоне, длина волны ультрафиолетового лазера в ультрафиолетовом диапазоне. Лазеры CO2 широко применяются в производстве промышленных микропроходов на печатных платах, and the diameter of the micro-vias is required to be greater than 100μm (Raman, 2001). Эти отверстия с большой апертурой, the CO2 laser has high productivity, для получения больших отверстий лазера CO2 требуется очень короткое время перфорации. Ultraviolet laser technology is widely used in the production of micropores with a diameter of less than 100μm. Используемая микросхема, the aperture can even be less than 50μm. при изготовлении отверстий диаметром менее 80 × ¼ м, ультрафиолетовая лазерная техника дает очень высокую урожайность. поэтому, in order to meet the increasing demand for micro-hole productivity, много Производители PCB have begun to introduce dual-head laser drilling systems.

В настоящее время на рынке используются три основных вида двухголовочных лазерных буровых систем:

1) двухзаходная система ультрафиолетового бурения;

2) Double-head CO2 laser drilling system;

3) стержневая лазерная система сверления (двуокись углерода и ультрафиолетовое излучение).

Все эти виды буровых систем имеют свои плюсы и минусы. лазерная система бурения может быть поделена на две категории: двухпозиционная одноволновая система, двухпозиционная двухволновая система.

В любом случае основными факторами, влияющими на производительность скважин, являются следующие:

1) Laser energy/pulse energy;

2) система локализации луча.

энергия импульса лазера и эффективность передачи луча определяют время сверления. The drilling time refers to the time for the laser drilling machine to drill a micro through hole, система определения местоположения луча определяет скорость перемещения между двумя отверстиями. Эти факторы вместе определяют скорость лазерной бурильной машины, чтобы микроотверстие соответствовало заданным требованиям. The dual-head UV laser system is most suitable for drilling holes smaller than 90μm in integrated circuits, а его ширина выше.

двухголовная лазерная система CO2 использует модулятор добротности для возбуждения лазера CO2. Основным преимуществом системы является высокая повторяемость (до 100khz), короткая продолжительность бурения и широкая операционная поверхность. бурение слепой скважины занимает всего несколько раз, однако качество бурения является относительно низким.

наиболее часто используемая двухсторонняя лазерная система перфорации представляет собой гибридную лазерную систему перфорации, состоящую из ультрафиолетовых лазерных головок и двуокиси углерода. такой комбинированный метод лазерного бурения облегчает одновременное бурение меди и диэлектрика. Это означает, что медь просверливается ультрафиолетовыми лучами для получения необходимого размера и формы отверстия, а затем - с помощью лазера со 2 для бурения незакрытых диэлектриков. процесс бурения был завершен путем бурения участка в 2Н х 2В, который называется зоной.

лазер CO2 эффективно удаляет диэлектрик и даже неоднородный армированный стеклом диэлектрик. Вместе с тем отдельные лазеры CO2 не могут создавать небольшие отверстия (менее 75 кв.м) и удалять медь. Кроме того, имеются исключения в отношении того, что она может удалять 5 - ю фольгу, предварительно обработанную под четверть м (Lustino, 2002). ультрафиолетовые лазеры могут производить очень небольшие отверстия, которые могут удалять все обычные медные улицы (3 - 36 мм, 1oz, или даже бронзовые фольги). ультрафиолетовые лазеры могут также удалять диэлектрический материал отдельно, но с более медленными темпами. Кроме того, для таких неоднородных материалов, как армированное стекло FR - 4, эффект обычно не очень эффективен. Это потому, что стекло можно удалять только тогда, когда плотность энергии увеличивается до определенного уровня, что также повредит внутренней прокладке. Поскольку стержневые лазерные системы включают в себя ультрафиолетовые лазеры и лазеры со 2, Оптимальная эффективность может быть достигнута в обеих областях. ультрафиолетовый лазер может закончить все медные фольги и отверстие, лазер на углекислом газе может быстро получить диэлектрик. дыра. На диаграмме показана структура двухголовочной лазерной системы сверления с программируемым расстоянием сверления. расстояние между двумя долотами может быть скорректировано в соответствии с компоновкой компонентов для обеспечения максимальной мощности лазерного бурения.

В настоящее время большинство систем лазерного бурения с двумя головками имеют фиксированное расстояние между двумя долотами, они также имеют шаговый и повторяющийся метод определения местоположения луча. преимущество самого лазерного пульта дистанционного управления состоит в том, что он имеет широкий диапазон регулирования (до 50 х 50) и все еще находится в диапазоне четверть м). недостаток состоит в том, что лазерный телеуправляемый аппарат должен постепенно перемещаться в пределах фиксированной зоны, а расстояние между двумя долотами должно быть фиксированным. типичное расстояние между двумя долотами лазерного пульта с двумя головками установлено (около 150 × четверть м). для разных размеров панелей долото с фиксированным расстоянием не может работать в оптимальной конфигурации, например, программируемое сверло шага.

В настоящее время двухголовная лазерная система перфорации имеет различные характеристики, которые могут применяться к изготовителям небольших печатных плат и крупным изготовителям PCB.

из - за высокой диэлектрической проницаемости керамического оксида алюминия он используется для изготовления печатных плат. Однако из - за своей уязвимости процесс бурения, необходимый для монтажа и монтажа проводов, вряд ли может быть завершен с помощью стандартных инструментов, так как в данный момент необходимо снизить механическое давление до минимума, что положительно сказывается на лазерных скважинах. Rangel et al. (1997) показали, что лазеры QND: YAG могут использоваться для бурения скважин на основе оксида алюминия и глинозема с золотом и якорем. использование короткоимпульсных, маломощных и высокоактивных лазеров позволяет избежать повреждений образца при механическом давлении и создать высококачественные проходные отверстия диаметром менее 100 × четверть м.

ND: лазерная технология YAG для обработки слепых отверстий и отверстий на различных материалах материал PCB. среди, the via hole is drilled on the polyimide copper clad laпечалитьсяate, минимальная апертура 25 мкм. анализ себестоимости производства, the most economical diameter is 25-125 microns. скорость бурения 10000 отверстий/min. метод прямого лазерного пробоя, and the maximum aperture is 50 microns. внутренняя поверхность образующихся отверстий чистая и без карбида, и легко гальванизировать. Similarly, проходное отверстие на медной пластине PTFE, the smallest diameter is 25 microns, самый экономичный диаметр 25 - 125 мкм. The drilling speed is 4500 holes/min. не надо предварительно травить окно. The formed holes are very clean, и не требуют особых технологических требований PCB.