Lazer emal texnologiyasının tətbiqi çevik dövrə kartı

Yüksək sıxlıqlı çevik lövhə, ümumiyyətlə 200 μ M -dən az və ya 250 μ M -dən az olan çevik bir lövhə ilə mikro xətt olaraq təyin olunan bütün çevik devre kartının bir hissəsidir. Yüksək sıxlıqlı çevik elektron kart, telekommunikasiya, kompüter, inteqral sxemlər və tibbi avadanlıqlar kimi geniş tətbiq sahəsinə malikdir. Çevik lövhə materiallarının xüsusi xüsusiyyətlərinə yönəlmiş bu sənəd, yüksək sıxlıqlı çevik elektron lövhənin və mikro qazma ilə lazer emalında nəzərə alınmalı olan bəzi əsas problemləri təqdim edir.

Çevik lövhənin bənzərsiz xüsusiyyətləri, bir çox hallarda sərt dövrə lövhəsinə və ənənəvi kabel sxeminə alternativ edir. Eyni zamanda bir çox yeni sahənin inkişafına təkan verir. FPC -nin ən sürətlə inkişaf edən hissəsi kompüter sabit diskinin (HDD) daxili əlaqə xəttidir. Sabit diskin maqnit başı tarama üçün fırlanan diskdə irəli və irəli hərəkət etməlidir və çevik dövrə, mobil maqnit başı ilə idarəetmə lövhəsi arasındakı əlaqəni həyata keçirmək üçün teli əvəz etmək üçün istifadə edilə bilər. Sərt disk istehsalçıları “asılmış çevik plitə” (FOS) adlı bir texnologiya ilə istehsalını artırır və montaj xərclərini azaldır. Əlavə olaraq, simsiz asma texnologiyası daha yaxşı seysmik müqavimətə malikdir və məhsulun etibarlılığını artıra bilər. Sabit diskdə istifadə olunan başqa bir yüksək sıxlıqlı çevik lövhə, asma ilə nəzarətçi arasında istifadə olunan interposer flexdir.

FPC -nin ikinci böyüyən sahəsi yeni inteqral dövrəli qablaşdırmadır. Çevik sxemlər çip səviyyəli qablaşdırmada (CSP), çox çipli modulda (MCM) və çevik dövrə lövhəsindəki çipdə (COF) istifadə olunur. Yarımkeçirici cihazlarda və flash yaddaşda istifadə oluna bildiyi üçün PCMCIA kartlarında, disk sürücülərində, fərdi rəqəmsal köməkçilərdə (PDA), cib telefonlarında, peyjerlərdə Rəqəmsal kamera və rəqəmsal kamerada geniş istifadə edildiyi üçün CSP daxili dövrəsinin böyük bir bazarı var. . Əlavə olaraq, maye kristal ekran (LCD), poliester film açarı və mürəkkəbli printer kartuşu, yüksək sıxlıqlı çevik elektron lövhənin digər üç yüksək böyümə tətbiq sahəsidir.

Portativ cihazlarda (mobil telefonlar kimi) çevik xətt texnologiyasının bazar potensialı çox böyükdür, bu çox təbiidir, çünki bu cihazlar istehlakçıların ehtiyaclarını ödəmək üçün kiçik həcm və yüngül çəki tələb edir; Bundan əlavə, çevik texnologiyanın ən son tətbiqləri arasında dizaynerlər tərəfindən eşitmə cihazları və insan implantları kimi məhsulların həcmini və çəkisini azaltmaq üçün istifadə edilə bilən düz panelli displeylər və tibbi cihazlar var.

Yuxarıda göstərilən sahələrdə böyük artım, çevik elektron lövhələrin qlobal istehsalının artmasına səbəb oldu. Məsələn, sabit disklərin illik satış həcminin 345 -cü ildə 2004 -cu ildəkindən iki dəfə çox, 1999 -ci ildə isə cib telefonlarının satış həcminin konservativ olaraq 2005 milyon ədəd olduğu təxmin edilən 600 milyon ədədə çatacağı gözlənilir. Bu artımlar 35-ci ilə qədər 3.5 milyon kvadrat metrə çatan yüksək sıxlıqlı çevik lövhələrin istehsalında illik 2002% artıma səbəb olur. Belə yüksək istehsal tələbi səmərəli və ucuz emal texnologiyası tələb edir və lazerlə işləmə texnologiyası bunlardan biridir .

Lazer, çevik elektron lövhənin istehsal prosesində üç əsas funksiyaya malikdir: emal və formalaşdırma (kəsmə və kəsmə), dilimləmə və qazma. Kontaktsiz işləmə vasitəsi olaraq, lazer çox kiçik bir fokusda (100 ~ 500) μ m istifadə edilə bilər) Materiala yüksək intensivlikli işıq enerjisi (650MW / mm2) tətbiq olunur. Belə yüksək enerji kəsmə, qazma, işarələmə, qaynaq, işarələmə və digər emal üçün istifadə edilə bilər. İşləmə sürəti və keyfiyyəti işlənmiş materialın xüsusiyyətlərinə və dalğa uzunluğu, enerji sıxlığı, pik gücü, nəbz genişliyi və tezliyi kimi istifadə olunan lazer xüsusiyyətlərinə bağlıdır. Çevik lövhənin işlənməsi ultrabənövşəyi (UV) və uzaq infraqırmızı (FIR) lazerlərdən istifadə edir. Birincisi, ümumiyyətlə eksimer və ya UV diodlu nasoslu qatı hal (uv-dpss) lazerlərdən istifadə edir, ikincisi isə ümumiyyətlə möhürlənmiş CO2 lazerlərindən istifadə edir div>

Vektor tarama texnologiyası, kəsmə və qazma qrafikləri yaratmaq üçün axınölçən və CAD / CAM proqramı ilə təchiz olunmuş güzgünü idarə etmək üçün kompüterdən istifadə edir və lazerin iş səthinə şaquli şəkildə parlamasını təmin etmək üçün telesantrik lens sistemindən istifadə edir < / div>

Lazer Qazma emal yüksək dəqiqliyə və geniş tətbiqə malikdir. Çevik bir lövhə yaratmaq üçün ideal bir vasitədir. İstər CO2 lazer, istərsə də DPSS lazer, material fokuslandıqdan sonra istənilən formada işlənə bilər. Galvanometrdə bir güzgü quraşdıraraq iş parçasının səthinin hər hansı bir yerində fokuslanmış lazer şüasını çəkir, sonra vektor tarama texnologiyasından istifadə edərək galvanometrdə kompüter ədədi idarəetməsini (CNC) həyata keçirir və CAD / CAM proqramının köməyi ilə qrafik kəsir. Bu “yumşaq alət” dizayn dəyişdirildikdə lazeri real vaxt rejimində asanlıqla idarə edə bilir. Yüngül daralma və müxtəlif kəsici alətləri tənzimləyərək, lazer emalı dizayn qrafikini dəqiq şəkildə təkrarlaya bilər ki, bu da digər əhəmiyyətli üstünlükdür.

Vektor taraması poliimid film kimi substratları kəsə, bütün dövrəni kəsə və ya lövhədə yuva və ya blok kimi bir sahəni çıxara bilər. Emal və formalaşma prosesində, güzgü qazma prosesinin əksinə olan bütün emal səthini tarayanda lazer şüası həmişə açılır. Qazma zamanı lazer yalnız hər bir qazma mövqeyində div> sabitləndikdən sonra açılır

bölmə

Jargonda “dilimləmə” bir təbəqənin digərindən lazerlə çıxarılması prosesidir. Bu üsul lazer üçün daha uyğundur. Eyni vektor tarama texnologiyası dielektrik çıxarmaq və aşağıda keçirici yastığı açmaq üçün istifadə edilə bilər. Bu zaman lazerlə işlənmənin yüksək dəqiqliyi böyük faydaları bir daha əks etdirir. FIR lazer şüaları mis folqa ilə əks olunacağından burada adətən CO2 lazer istifadə olunur.

qazma çuxuru

Bəzi yerlərdə mikro deliklər yaratmaq üçün hələ də mexaniki qazma, ştamplama və ya plazma aşındırma üsullarından istifadə edilməsinə baxmayaraq, yüksək məhsuldarlığı, güclü elastikliyi və uzun normal işləmə müddəti səbəbiylə, lazer qazma hələ də elastik elektron lövhənin ən çox istifadə edilən mikro -deşikli üsuludur. .

Mexaniki qazma və ştamplama, təxminən 250 μ M diametrli çevik lövhədə hazırlana bilən yüksək dəqiqlikli matkap uclarını və qəlibləri qəbul edir, lakin bu yüksək dəqiqlikli cihazlar çox bahalıdır və nisbətən qısa xidmət müddətinə malikdir. Yüksək sıxlıqlı çevik lövhə sayəsində, tələb olunan diyafram nisbəti 250 μ M kiçikdir, buna görə də mexaniki qazmaya üstünlük verilmir.

Plazma aşındırma, ölçüsü 50 μ M -dən az olan 100 μ M qalınlığında polimid filmli substratda istifadə edilə bilər, lakin avadanlıq sərmayəsi və proses dəyəri olduqca yüksəkdir və plazma aşındırma prosesinin saxlama dəyəri də çox yüksəkdir, xüsusən də bununla əlaqədar xərclər. bəzi kimyəvi tullantıların təmizlənməsinə və istehlak materiallarına. Əlavə olaraq, yeni bir proses qurarkən plazma aşındırmanın ardıcıl və etibarlı mikro boşluqlar düzəltməsi olduqca uzun müddət çəkir. Bu prosedurun üstünlüyü yüksək etibarlılıqdır. Mikro ötürmə qabiliyyətinin 98%olduğu bildirilir. Buna görə də, plazma aşındırma hələ də tibbi və aviyonik avadanlıq div>

Bunun əksinə olaraq, mikro viaların lazerlə hazırlanması sadə və ucuz bir prosesdir. Lazer avadanlıqlarının yatırımı çox azdır və lazer təmasda olmayan bir vasitədir. Mexaniki qazmadan fərqli olaraq, bahalı bir alət dəyişdirmə dəyəri olacaq. Əlavə olaraq, müasir möhürlənmiş CO2 və uv-dpss lazerləri baxımsızdır, bu da dayanma müddətini minimuma endirə və məhsuldarlığı xeyli artıra bilər.

Çevik lövhədə mikro viyas istehsal üsulu sərt pcb ilə eynidır, lakin substrat və qalınlıq fərqinə görə lazerin bəzi vacib parametrlərinin dəyişdirilməsi lazımdır. Mühürlü CO2 və uv-dpss lazerləri, qələmləmə ilə eyni vektor tarama texnologiyasından istifadə edərək birbaşa çevik lövhədə qazma işlərini həyata keçirə bilər. Yeganə fərq, qazma tətbiq proqramının tarama güzgüsünün bir mikro -digərindən digərinə taranması zamanı lazeri söndürməsidir. Lazer şüası başqa bir qazma yerinə çatana qədər açılmayacaq. Çuxuru çevik dövrə lövhəsinin səthinə dik etmək üçün, lazer şüası elektron kartın alt səthində şaquli şəkildə parlamalıdır ki, bu da tarama güzgüsü ilə substrat arasında bir telesantrik lens sistemi istifadə etməklə əldə edilə bilər (Şəkil 2). ) div>

UV lazerdən istifadə edərək Kaptonda deliklər qazılmışdır

CO2 lazer, mikro viyas qazmaq üçün konformal maska ​​texnologiyasından da istifadə edə bilər. Bu texnologiyadan istifadə edərkən mis səthi maska ​​kimi istifadə olunur, deliklər adi çapla aşındırma üsulu ilə üzərinə həkk olunur və sonra məruz qalan dielektrik materialları çıxarmaq üçün mis folqa deliklərində CO2 lazer şüası şüalanır.

Mikro viyasalar proyeksiya maskası üsulu ilə eksimer lazerdən də hazırlana bilər. Bu texnologiya, bir mikro vasitənin və ya bütün mikro bir görüntünün alt səthə xəritəsini çıxarmalıdır və sonra eksimer lazer şüası, maskanın görüntüsünü alt təbəqənin səthinə çıxarmaq üçün maska ​​şüalandırır. Eksimer lazer qazmasının keyfiyyəti çox yaxşıdır. Dezavantajları aşağı sürət və yüksək qiymətdir.

Lazer seçimi, çevik lövhənin işlənməsi üçün lazer növü sərt pcb emal etməklə eyni olsa da, material və qalınlıqdakı fərq emal parametrlərinə və sürətinə çox təsir edəcək. Bəzən eksimer lazer və eninə həyəcanlı qaz (çay) CO2 lazerindən istifadə etmək olar, lakin bu iki metodun yavaş sürəti və yüksək təmir xərcləri var ki, bu da məhsuldarlığın yaxşılaşmasını məhdudlaşdırır. Müqayisə üçün, CO2 və uv-dpss lazerləri geniş istifadə olunur, sürətli və aşağı qiymətlidir, buna görə də əsasən çevik elektrik lövhələrinin mikro viyaslarının istehsalında və işlənməsində istifadə olunur.

Qaz axını CO2 lazerindən fərqli olaraq, möhürlənmiş CO2 lazer （http://www.auto-alt.cn block Blok buraxma texnologiyası, lazer qaz qarışığını iki düzbucaqlı elektrod lövhəsi ilə müəyyən edilmiş lazer boşluğuna məhdudlaşdırmaq üçün qəbul edilmişdir. Lazer boşluğu bütün xidmət müddəti ərzində (adətən təxminən 2 ~ 3 il) möhürlənir. Mühürlü lazer boşluğu kompakt quruluşa malikdir və hava mübadiləsinə ehtiyac yoxdur. Lazer başlığı, heç bir baxım olmadan 25000 saatdan çox fasiləsiz işləyə bilər. Sızdırmazlıq dizaynının ən böyük üstünlüyü sürətli impulslar yarada bilməsidir. Məsələn, blok buraxma lazeri, gücü pik 100KW olan yüksək tezlikli (1.5kHz) impulslar yaya bilər. Yüksək tezlik və yüksək pik gücü ilə sürətli emal heç bir termal pozulma olmadan həyata keçirilə bilər div>

Uv-dpss lazer, neodimyum vanadat (Nd: YVO4) kristal çubuğunu, lazer diodu ilə davamlı olaraq soran bir bərk hallı cihazdır. Bir akusto-optik Q açarı ilə nəbz çıxışı yaradır və Nd: YVO4 lazerin çıxışını 1064nm-dən dəyişdirmək üçün üçüncü harmonik kristal generatorundan istifadə edir. IR əsas dalğa uzunluğu 355 nm UV dalğa uzunluğuna endirilir. Ümumiyyətlə 355nm < / div>

Uv-dpss lazerinin 20kHz nominal nəbz təkrarlama sürətində ortalama çıxış gücü 3W div>

Uv-dps lazer

Həm dielektrik, həm də mis, dalğa uzunluğu 355nm olan uv-dps lazerini asanlıqla udur. Uv-dpss lazer, CO2 lazerindən daha kiçik işıq nöqtəsinə və daha aşağı çıxış gücünə malikdir. Dielektrik emal prosesində uv-dpss lazer adətən kiçik ölçülü (50%-dən az) μ m üçün istifadə olunur) Buna görə də 50-dən az diametri yüksək sıxlıqlı çevik elektron lövhənin μ M mikro səthi üzərində işlənməlidir. UV lazer istifadə etmək çox idealdır. İndi uv-dpss lazer divinin işlənməsi və qazma sürətini artıra bilən yüksək güclü uv-dpss lazeri var>

UV-dpss lazerinin üstünlüyü, yüksək enerjili UV fotonlarının əksər metal olmayan səth təbəqələrində parladıqda molekulların əlaqəsini birbaşa qıra bilməsi, “soyuq” litoqrafiya prosesi ilə kəsici kənarı hamarlaşdırması və işığın dərəcəsini minimuma endirməsidir. termal ziyan və yanma. Buna görə də UV mikro kəsmə, müalicənin sona çatmasının mümkün olmadığı və ya lazımsız div> tələb olunan hallar üçün uyğundur

CO2 lazer (avtomatlaşdırma alternativləri)

Mühürlü CO2 lazer, 10.6 μ M və ya 9.4 μ M FIR lazer dalğa yayıla bilər, hər iki dalğa uzunluğunun poliimid film substrat kimi dielektriklər tərəfindən udulması asan olsa da, tədqiqat göstərir ki, 9.4 μ M dalğa uzunluğunun bu cür materialı emal etməsinin təsiri daha yaxşıdır. Dielektrik 9.4 μ M dalğa uzunluğunun udma əmsalı daha yüksəkdir, bu da μ M dalğa uzunluğunda materialların qazılması və ya kəsilməsi üçün 10.6 -dan daha yaxşıdır. doqquz nöqtə dörd μ M lazer yalnız qazma və kəsmə işlərində açıq üstünlüklərə malik deyil, həm də üstün dilimləmə təsirinə malikdir. Buna görə də daha qısa dalğa uzunluğunda lazerin istifadəsi məhsuldarlığı və keyfiyyəti artıra bilər.

Ümumiyyətlə, küknar dalğa uzunluğu dielektriklər tərəfindən asanlıqla əmilir, ancaq mis tərəfindən əks olunacaq. Buna görə də, CO2 lazerlərinin çoxu dielektrik emal, qəlibləmə, dilimləmə və dielektrik substratın və laminatın delaminasiyası üçün istifadə olunur. CO2 lazerinin çıxış gücü DPSS lazerindən daha yüksək olduğundan CO2 lazer əksər hallarda dielektrik emal etmək üçün istifadə olunur. CO2 lazer və uv-dps lazer tez-tez birlikdə istifadə olunur. Məsələn, mikro viyas qazarkən əvvəlcə DPSS lazerlə mis təbəqəni çıxarın və sonra növbəti mis örtüklü təbəqə görünənə qədər CO2 lazerlə dielektrik təbəqədə tezliklə deliklər qazın və sonra prosesi təkrarlayın.

UV lazerinin dalğa uzunluğu çox qısa olduğu üçün, UV lazerin yaydığı işıq nöqtəsi CO2 lazerindən daha incədir, lakin bəzi tətbiqlərdə CO2 lazerinin istehsal etdiyi böyük diametrli işıq nöqtəsi uv-dpss lazerindən daha faydalıdır. Məsələn, yivlər və bloklar kimi geniş sahə materiallarını kəsin və ya böyük deliklər qazın (diametri 50 -dən çox) μ m) CO2 lazerlə işləmək daha az vaxt aparır. Ümumiyyətlə, diyafram nisbəti 50 μ-dir m böyük olduqda, CO2 lazer işlənməsi daha uyğundur və diyafram 50 μ M-dən azdır, uv-dpss lazerinin təsiri daha yaxşıdır.