1 تطبيق شعاع الليزر

عالية الكثافة مجلس الكلور عبارة عن هيكل متعدد الطبقات ، يتم فصله بواسطة راتنج عازل ممزوج بمواد من الألياف الزجاجية ، ويتم إدخال طبقة موصلة من رقائق النحاس بينهما. ثم يتم تصفيحه وربطه. يوضح الشكل 1 قسمًا من لوحة مكونة من 4 طبقات. مبدأ المعالجة بالليزر هو استخدام أشعة الليزر للتركيز على سطح ثنائي الفينيل متعدد الكلور لإذابة وتبخير المادة على الفور لتشكيل ثقوب صغيرة. نظرًا لأن النحاس والراتنج هما مادتان مختلفتان ، فإن درجة حرارة انصهار رقائق النحاس هي 1084 درجة مئوية ، في حين أن درجة حرارة انصهار الراتنج العازل هي 200-300 درجة مئوية فقط. لذلك ، من الضروري تحديد المعلمات بشكل معقول والتحكم فيها بدقة مثل الطول الموجي للحزمة والوضع والقطر والنبض عند تطبيق الحفر بالليزر.

1.1 تأثير الطول الموجي للحزمة وطريقة المعالجة على المعالجة

ما هي تطبيقات المعالجة بالليزر في تصنيع ثنائي الفينيل متعدد الكلور عالي الكثافة

الشكل 1 الشكل 4 عرض مقطعي لثنائي الفينيل متعدد الكلور XNUMX طبقات

يتضح من الشكل 1 أن الليزر هو أول من يعالج رقائق النحاس عند التثقيب ، ويزداد معدل امتصاص النحاس لليزر مع زيادة الطول الموجي. معدل امتصاص ليزر YAG / UV من 351 إلى 355 مترًا يصل إلى 70٪. يمكن استخدام طريقة القناع المطابق أو ليزر YAG / UV لثقب الألواح المطبوعة العادية. من أجل زيادة تكامل ثنائي الفينيل متعدد الكلور عالي الكثافة ، يبلغ حجم كل طبقة من رقائق النحاس 18 ميكرومتر فقط ، وتتميز طبقة الراتينج الموجودة أسفل رقائق النحاس بمعدل امتصاص مرتفع من ليزر ثاني أكسيد الكربون (حوالي 82٪) ، مما يوفر ظروفًا للتطبيق من ثقب ليزر ثاني أكسيد الكربون. لأن معدل التحويل الكهروضوئي وكفاءة معالجة ليزر ثاني أكسيد الكربون أعلى بكثير من ليزر YAG / UV ، طالما أن هناك طاقة شعاع كافية ومعالجة رقائق النحاس لزيادة معدل امتصاص الليزر ، ليزر ثاني أكسيد الكربون يمكن استخدامها لفتح PCB مباشرة.

يؤثر الوضع العرضي لشعاع الليزر بشكل كبير على زاوية التباعد وإخراج الطاقة لليزر. من أجل الحصول على طاقة شعاع كافية ، من الضروري أن يكون لديك وضع إخراج شعاع جيد. الحالة المثالية هي تكوين إخراج وضع غاوسي منخفض الترتيب كما هو موضح في الشكل 2. بهذه الطريقة ، يمكن الحصول على كثافة طاقة عالية ، مما يوفر شرطًا أساسيًا لتركيز الحزمة جيدًا على العدسة.

ما هي تطبيقات المعالجة بالليزر في تصنيع ثنائي الفينيل متعدد الكلور عالي الكثافة

الشكل 2 توزيع الطاقة بطريقة غاوسية منخفضة التكلفة

يمكن الحصول على وضع الترتيب المنخفض عن طريق تعديل معلمات الرنان أو تركيب غشاء. على الرغم من أن تركيب الحجاب الحاجز يقلل من إخراج طاقة الحزمة ، إلا أنه يمكن أن يحد من وضع الليزر عالي الترتيب للمشاركة في التثقيب والمساعدة في تحسين استدارة الفتحة الصغيرة. .

1.2 الحصول على مسام صغيرة

بعد تحديد الطول الموجي ونمط الحزمة ، من أجل الحصول على ثقب مثالي في ثنائي الفينيل متعدد الكلور ، يجب التحكم في قطر البقعة. فقط إذا كان قطر البقعة صغيرًا بدرجة كافية ، يمكن أن تركز الطاقة على تذويب اللوحة. هناك العديد من الطرق لضبط قطر البقعة ، خاصة من خلال تركيز العدسة الكروية. عندما يدخل شعاع الوضع Gaussian إلى العدسة ، يمكن حساب قطر البقعة على المستوى البؤري الخلفي للعدسة تقريبًا باستخدام الصيغة التالية:

D≈λF / (πd)

في الصيغة: F هو البعد البؤري ؛ d هو نصف قطر البقعة لشعاع غاوس الذي يسقطه شخص على سطح العدسة ؛ λ هو الطول الموجي لليزر.

يمكن أن نرى من الصيغة أنه كلما زاد قطر الحادث ، كانت البقعة المركزة أصغر. عندما يتم تأكيد الشروط الأخرى ، يؤدي تقصير الطول البؤري إلى تقليل قطر الحزمة. ومع ذلك ، بعد تقصير F ، يتم أيضًا تقليل المسافة بين العدسة وقطعة العمل. قد يتناثر الخبث على سطح العدسة أثناء الحفر ، مما سيؤثر على تأثير الحفر وعمر العدسة. في هذه الحالة ، يمكن تركيب جهاز إضافي على جانب العدسة واستخدام الغاز. قم بإجراء التطهير.

1.3 تأثير نبض الشعاع

يتم استخدام ليزر متعدد النبضات في الحفر ، ويجب أن تصل كثافة طاقة الليزر النبضي على الأقل إلى درجة حرارة تبخر رقائق النحاس. نظرًا لضعف طاقة الليزر أحادي النبض بعد الاحتراق من خلال رقائق النحاس ، لا يمكن استئصال الركيزة الأساسية بشكل فعال ، وسيتم تشكيل الحالة الموضحة في الشكل 3 أ ، بحيث لا يمكن تشكيل الفتحة العابرة. ومع ذلك ، يجب ألا تكون طاقة الحزمة عالية جدًا عند التثقيب ، والطاقة عالية جدًا. بعد اختراق رقائق النحاس ، سيكون استئصال الركيزة كبيرًا جدًا ، مما يؤدي إلى الحالة الموضحة في الشكل 3 ب ، والتي لا تساعد على المعالجة اللاحقة للوحة الدائرة. من الأفضل تشكيل الثقوب الدقيقة بنمط ثقب مدبب قليلاً كما هو موضح في الشكل 3 ج. يمكن أن يوفر نمط الثقب هذا الراحة لعملية طلاء النحاس اللاحقة.

ما هي تطبيقات المعالجة بالليزر في تصنيع ثنائي الفينيل متعدد الكلور عالي الكثافة

الشكل 3 أنواع الثقوب المعالجة بواسطة ليزر طاقة مختلف

من أجل تحقيق نمط الثقب الموضح في الشكل 3 ج ، يمكن استخدام شكل موجة ليزر نابض مع ذروة أمامية (الشكل 4). يمكن أن تؤدي طاقة النبض الأعلى في الطرف الأمامي إلى استئصال الرقاقة النحاسية ، ويمكن للنبضات المتعددة ذات الطاقة المنخفضة في النهاية الخلفية أن تزيل الركيزة العازلة وتجعل الفتحة عميقة حتى الرقاقة النحاسية السفلية.

ما هي تطبيقات المعالجة بالليزر في تصنيع ثنائي الفينيل متعدد الكلور عالي الكثافة

الشكل 4 الشكل الموجي بالليزر النبضي

2 تأثير شعاع الليزر

نظرًا لاختلاف الخواص المادية للرقائق النحاسية والركيزة اختلافًا كبيرًا ، يتفاعل شعاع الليزر ومواد لوحة الدائرة لإنتاج مجموعة متنوعة من التأثيرات ، والتي لها تأثير مهم على الفتحة والعمق ونوع الفتحة للمسامير الدقيقة.

2.1 انعكاس وامتصاص الليزر

يبدأ التفاعل بين الليزر وثنائي الفينيل متعدد الكلور أولاً من انعكاس الليزر الساقط وامتصاصه بواسطة رقائق النحاس على السطح. نظرًا لأن رقائق النحاس لها معدل امتصاص منخفض جدًا لطول موجة الأشعة تحت الحمراء ليزر ثاني أكسيد الكربون ، فمن الصعب معالجتها وكفاءتها منخفضة للغاية. سيزيد الجزء الممتص من الطاقة الضوئية من الطاقة الحركية الإلكترونية الحرة لمادة رقائق النحاس ، وسيتم تحويل معظمها إلى طاقة حرارية للرقائق النحاسية من خلال تفاعل الإلكترونات والشبكات أو الأيونات البلورية. يوضح هذا أنه أثناء تحسين جودة الحزمة ، من الضروري إجراء معالجة مسبقة على سطح رقائق النحاس. يمكن طلاء سطح رقائق النحاس بمواد تزيد من امتصاص الضوء لزيادة معدل امتصاصه لضوء الليزر.

2.2 دور تأثير الحزمة

أثناء المعالجة بالليزر ، يشع شعاع الضوء مادة رقائق النحاس ، ويتم تسخين الرقائق النحاسية للتبخر ، وتكون درجة حرارة البخار مرتفعة ، مما يسهل تفتيته وتأينه ، أي أن البلازما الناتجة عن الصور يتم إنشاؤها عن طريق الإثارة الضوئية . عادة ما تكون البلازما الناتجة عن الصور عبارة عن بلازما من بخار المادة. إذا كانت الطاقة المنقولة إلى قطعة الشغل بواسطة البلازما أكبر من فقد الطاقة الضوئية التي تتلقاها قطعة الشغل بسبب امتصاص البلازما. تعمل البلازما بدلاً من ذلك على تعزيز امتصاص طاقة الليزر بواسطة قطعة العمل. خلاف ذلك ، فإن البلازما تسد الليزر وتضعف امتصاص الليزر بواسطة قطعة الشغل. بالنسبة لليزر ثاني أكسيد الكربون ، يمكن للبلازما المستحثة بالصور زيادة معدل امتصاص رقائق النحاس. ومع ذلك ، فإن الكثير من البلازما سيؤدي إلى انكسار الشعاع عند المرور ، مما سيؤثر على دقة تحديد موقع الثقب. بشكل عام ، يتم التحكم في كثافة طاقة الليزر إلى قيمة مناسبة أقل من 107 واط / سم 2 ، والتي يمكن أن تتحكم بشكل أفضل في البلازما.

يلعب تأثير الثقب دورًا مهمًا للغاية في تعزيز امتصاص الطاقة الضوئية في عملية الحفر بالليزر. يستمر الليزر في استئصال الركيزة بعد حرقها من خلال رقائق النحاس. يمكن أن تمتص الركيزة كمية كبيرة من الطاقة الضوئية ، وتتبخر بقوة وتتوسع ، ويمكن أن يكون الضغط الناتج هو المادة المنصهرة التي يتم رميها لتشكيل ثقوب صغيرة. تمتلئ الفتحة الصغيرة أيضًا بالبلازما المستحثة بالصور ، ويمكن امتصاص طاقة الليزر التي تدخل الفتحة الصغيرة بالكامل تقريبًا من خلال الانعكاسات المتعددة لجدار الفتحة وعمل البلازما (الشكل 5). بسبب امتصاص البلازما ، ستنخفض كثافة طاقة الليزر التي تمر عبر الفتحة الصغيرة إلى أسفل الفتحة الصغيرة ، كما أن كثافة طاقة الليزر في أسفل الفتحة الصغيرة ضرورية لتوليد ضغط تبخير معين للحفاظ على عمق معين من الثقب الصغير الذي يحدد عمق الاختراق لعملية المعالجة.

ما هي تطبيقات المعالجة بالليزر في تصنيع ثنائي الفينيل متعدد الكلور عالي الكثافة

الشكل 5 انكسار الليزر في الفتحة

3 الخاتمة

يمكن لتطبيق تكنولوجيا المعالجة بالليزر أن يحسن بشكل كبير من كفاءة الحفر للثقوب الدقيقة PCB عالية الكثافة. تظهر التجارب ما يلي: مع تقنية التحكم العددي ، يمكن معالجة أكثر من 30,000 ثقب صغير في الدقيقة على السبورة المطبوعة ، وتتراوح الفتحة بين 75 و 100 ؛ ② يمكن أن يؤدي تطبيق الليزر فوق البنفسجي إلى جعل الفتحة أقل من 50 ميكرومتر أو أصغر ، مما يخلق ظروفًا لتوسيع مساحة استخدام ألواح ثنائي الفينيل متعدد الكلور.