1 লেজার রশ্মির প্রয়োগ

উচ্চ ঘনত্ব পিসিবি বোর্ড এটি একটি মাল্টি-লেয়ার স্ট্রাকচার, যা গ্লাস ফাইবার উপকরণের সাথে মিশ্রিত রজন অন্তরক দ্বারা আলাদা করা হয় এবং তাদের মধ্যে কপার ফয়েলের একটি পরিবাহী স্তর ঢোকানো হয়। তারপর এটি স্তরিত এবং বন্ধন করা হয়। চিত্র 1 একটি 4-স্তর বোর্ডের একটি বিভাগ দেখায়। লেজার প্রক্রিয়াকরণের নীতি হল পিসিবি পৃষ্ঠের উপর ফোকাস করার জন্য লেজার বিম ব্যবহার করা যাতে তাৎক্ষণিকভাবে গলে যায় এবং ছোট গর্ত তৈরি করে। যেহেতু তামা এবং রজন দুটি ভিন্ন উপাদান, তাই তামার ফয়েলের গলন তাপমাত্রা 1084 ডিগ্রি সেলসিয়াস, যখন অন্তরক রজনের গলে যাওয়া তাপমাত্রা মাত্র 200-300 ডিগ্রি সেলসিয়াস। অতএব, লেজার ড্রিলিং প্রয়োগ করার সময় বিম তরঙ্গদৈর্ঘ্য, মোড, ব্যাস এবং পালসের মতো পরামিতিগুলিকে যুক্তিসঙ্গতভাবে নির্বাচন করা এবং সঠিকভাবে নিয়ন্ত্রণ করা প্রয়োজন।

1.1 প্রক্রিয়াকরণের উপর মরীচি তরঙ্গদৈর্ঘ্য এবং মোডের প্রভাব

উচ্চ-ঘনত্বের পিসিবি উত্পাদনে লেজার প্রক্রিয়াকরণের অ্যাপ্লিকেশনগুলি কী কী?

চিত্র 1 4-স্তর PCB-এর ক্রস-বিভাগীয় দৃশ্য

এটি চিত্র 1 থেকে দেখা যায় যে লেজারটি ছিদ্র করার সময় তামার ফয়েলকে প্রথমে প্রক্রিয়া করে এবং তরঙ্গদৈর্ঘ্য বৃদ্ধির সাথে লেজারে তামার শোষণের হার বৃদ্ধি পায়। YAG/UV লেজারের শোষণের হার 351 থেকে 355 মিটার পর্যন্ত 70% পর্যন্ত। YAG/UV লেজার বা কনফরমাল মাস্ক পদ্ধতি সাধারণ মুদ্রিত বোর্ডগুলিকে ছিদ্র করতে ব্যবহার করা যেতে পারে। উচ্চ-ঘনত্বের PCB-এর একীকরণ বাড়ানোর জন্য, তামার ফয়েলের প্রতিটি স্তর মাত্র 18μm, এবং তামার ফয়েলের নীচে রজন স্তরে কার্বন ডাই অক্সাইড লেজারের উচ্চ শোষণ হার (প্রায় 82%), যা প্রয়োগের শর্ত সরবরাহ করে। কার্বন ডাই অক্সাইড লেজার ছিদ্র. কারণ কার্বন ডাই অক্সাইড লেজারের ফটোইলেক্ট্রিক রূপান্তর হার এবং প্রক্রিয়াকরণ দক্ষতা YAG/UV লেজারের তুলনায় অনেক বেশি, যতক্ষণ না পর্যাপ্ত রশ্মি শক্তি থাকে এবং লেজারের শোষণের হার বাড়ানোর জন্য তামার ফয়েল প্রক্রিয়াজাত করা হয়, কার্বন ডাই অক্সাইড লেজার সরাসরি PCB খুলতে ব্যবহার করা যেতে পারে।

লেজার রশ্মির ট্রান্সভার্স মোড লেজারের ডাইভারজেন্স অ্যাঙ্গেল এবং এনার্জি আউটপুটের উপর দারুণ প্রভাব ফেলে। পর্যাপ্ত রশ্মি শক্তি পাওয়ার জন্য, একটি ভাল মরীচি আউটপুট মোড থাকা প্রয়োজন। আদর্শ অবস্থা হল লো-অর্ডার গাউসিয়ান মোড আউটপুট তৈরি করা যা চিত্র 2 এ দেখানো হয়েছে। এইভাবে, একটি উচ্চ শক্তির ঘনত্ব পাওয়া যেতে পারে, যা লেন্সের উপর ভালভাবে ফোকাস করার জন্য মরীচির পূর্বশর্ত প্রদান করে।

উচ্চ-ঘনত্বের পিসিবি উত্পাদনে লেজার প্রক্রিয়াকরণের অ্যাপ্লিকেশনগুলি কী কী?

চিত্র 2 কম খরচে গাউসিয়ান মোড শক্তি বিতরণ

লো-অর্ডার মোড রেজোনেটরের পরামিতি পরিবর্তন করে বা একটি ডায়াফ্রাম ইনস্টল করে প্রাপ্ত করা যেতে পারে। যদিও ডায়াফ্রামের ইনস্টলেশন মরীচি শক্তির আউটপুট হ্রাস করে, এটি উচ্চ-অর্ডার মোড লেজারকে ছিদ্রে অংশ নিতে এবং ছোট গর্তের গোলাকারতা উন্নত করতে সাহায্য করতে পারে। .

1.2 মাইক্রোপোর প্রাপ্তি

মরীচির তরঙ্গদৈর্ঘ্য এবং মোড নির্বাচন করার পরে, PCB-তে একটি আদর্শ গর্ত পেতে, স্পটটির ব্যাস নিয়ন্ত্রণ করতে হবে। স্পটটির ব্যাস যথেষ্ট ছোট হলেই, শক্তি প্লেটটি নিরসনে মনোনিবেশ করতে পারে। স্পট ব্যাস সামঞ্জস্য করার অনেক উপায় আছে, প্রধানত গোলাকার লেন্স ফোকাসিংয়ের মাধ্যমে। যখন গাউসিয়ান মোড রশ্মি লেন্সে প্রবেশ করে, তখন লেন্সের পিছনের ফোকাল প্লেনে স্পট ব্যাসটি নিম্নলিখিত সূত্রের সাহায্যে প্রায় গণনা করা যেতে পারে:

D≈λF/(πd)

সূত্রে: F হল ফোকাল দৈর্ঘ্য; d হল লেন্সের পৃষ্ঠে একজন ব্যক্তির দ্বারা অভিক্ষিপ্ত গাউসিয়ান বিমের স্পট ব্যাসার্ধ; λ হল লেজারের তরঙ্গদৈর্ঘ্য।

এটি সূত্র থেকে দেখা যায় যে ঘটনার ব্যাস যত বড় হবে, ফোকাসড স্পট তত ছোট হবে। যখন অন্যান্য শর্তগুলি নিশ্চিত করা হয়, তখন ফোকাল দৈর্ঘ্য সংক্ষিপ্ত করা মরীচির ব্যাস হ্রাস করার জন্য সহায়ক। যাইহোক, F ছোট করার পরে, লেন্স এবং ওয়ার্কপিসের মধ্যে দূরত্বও কমে যায়। ড্রিলিংয়ের সময় লেন্সের পৃষ্ঠে স্ল্যাগ স্প্ল্যাশ হতে পারে, যা ড্রিলিং প্রভাব এবং লেন্সের জীবনকে প্রভাবিত করবে। এই ক্ষেত্রে, লেন্সের পাশে একটি অক্জিলিয়ারী ডিভাইস ইনস্টল করা যেতে পারে এবং গ্যাস ব্যবহার করা হয়। শোধন সঞ্চালন.

1.3 মরীচি নাড়ি প্রভাব

ড্রিলিং করার জন্য একটি মাল্টি-পালস লেজার ব্যবহার করা হয় এবং স্পন্দিত লেজারের শক্তি ঘনত্ব অবশ্যই তামার ফয়েলের বাষ্পীভবন তাপমাত্রায় পৌঁছাতে হবে। যেহেতু একক-পালস লেজারের শক্তি তামার ফয়েলের মধ্য দিয়ে পোড়ানোর পরে দুর্বল হয়ে গেছে, অন্তর্নিহিত স্তরটি কার্যকরভাবে বিলুপ্ত করা যাবে না, এবং চিত্র 3a-তে দেখানো পরিস্থিতি তৈরি হবে, যাতে মাধ্যমে গর্ত তৈরি করা যায় না। যাইহোক, খোঁচা করার সময় মরীচির শক্তি খুব বেশি হওয়া উচিত নয় এবং শক্তি খুব বেশি। কপার ফয়েল ভেদ করার পর, সাবস্ট্রেটের বিলুপ্তি অনেক বড় হবে, যার ফলে চিত্র 3b-তে দেখানো পরিস্থিতি দেখা যাবে, যা সার্কিট বোর্ডের পোস্ট-প্রসেসিংয়ের জন্য উপযুক্ত নয়। চিত্র 3c-এ দেখানো সামান্য টেপারড হোল প্যাটার্ন দিয়ে মাইক্রো-হোল তৈরি করা সবচেয়ে আদর্শ। এই গর্ত প্যাটার্ন পরবর্তী কপার-প্লেটিং প্রক্রিয়ার জন্য সুবিধা প্রদান করতে পারে।

উচ্চ-ঘনত্বের পিসিবি উত্পাদনে লেজার প্রক্রিয়াকরণের অ্যাপ্লিকেশনগুলি কী কী?

চিত্র 3 বিভিন্ন এনার্জি লেজার দ্বারা প্রক্রিয়াকৃত গর্তের ধরন

চিত্র 3c-এ দেখানো গর্ত প্যাটার্ন অর্জন করার জন্য, সামনের শিখর সহ একটি স্পন্দিত লেজার তরঙ্গরূপ ব্যবহার করা যেতে পারে (চিত্র 4)। সামনের প্রান্তে উচ্চতর পালস শক্তি তামার ফয়েলকে কমিয়ে দিতে পারে, এবং পিছনের প্রান্তে কম শক্তি সহ একাধিক ডাল অন্তরক স্তরকে বিলুপ্ত করতে পারে এবং নীচের তামার ফয়েল পর্যন্ত গর্তটিকে গভীর করতে পারে।

উচ্চ-ঘনত্বের পিসিবি উত্পাদনে লেজার প্রক্রিয়াকরণের অ্যাপ্লিকেশনগুলি কী কী?

চিত্র 4 পালস লেজার তরঙ্গরূপ

2 লেজার মরীচি প্রভাব

যেহেতু তামার ফয়েল এবং সাবস্ট্রেটের উপাদানগত বৈশিষ্ট্যগুলি খুব আলাদা, লেজার রশ্মি এবং সার্কিট বোর্ড উপাদানগুলি বিভিন্ন ধরণের প্রভাব তৈরি করতে পারস্পরিক ক্রিয়া করে, যা মাইক্রোপোরগুলির অ্যাপারচার, গভীরতা এবং গর্তের উপর একটি গুরুত্বপূর্ণ প্রভাব ফেলে।

2.1 লেজারের প্রতিফলন এবং শোষণ

লেজার এবং PCB-এর মধ্যে মিথস্ক্রিয়াটি প্রথমে ঘটনা লেজারের উপরিভাগে তামার ফয়েল দ্বারা প্রতিফলিত এবং শোষিত হওয়া থেকে শুরু হয়। যেহেতু কপার ফয়েলে ইনফ্রারেড তরঙ্গদৈর্ঘ্য কার্বন ডাই অক্সাইড লেজারের শোষণের হার খুব কম, এটি প্রক্রিয়া করা কঠিন এবং কার্যকারিতা অত্যন্ত কম। আলোক শক্তির শোষিত অংশ তামার ফয়েল উপাদানের মুক্ত ইলেক্ট্রন গতিশক্তি বৃদ্ধি করবে এবং এর বেশিরভাগই ইলেকট্রন এবং স্ফটিক জালি বা আয়নের মিথস্ক্রিয়া দ্বারা তামার ফয়েলের তাপ শক্তিতে রূপান্তরিত হবে। এটি দেখায় যে মরীচির মান উন্নত করার সময়, তামার ফয়েলের পৃষ্ঠে প্রাক-চিকিত্সা করা প্রয়োজন। তামার ফয়েলের পৃষ্ঠটি এমন উপকরণ দিয়ে লেপা হতে পারে যা লেজারের আলোর শোষণের হার বাড়াতে আলোর শোষণ বাড়ায়।

2.2 মরীচি প্রভাব ভূমিকা

লেজার প্রক্রিয়াকরণের সময়, আলোর রশ্মি তামার ফয়েল উপাদানকে বিকিরণ করে, এবং তামার ফয়েলটি বাষ্পীভবনের জন্য উত্তপ্ত হয়, এবং বাষ্পের তাপমাত্রা বেশি, যা ভেঙে ফেলা এবং আয়নাইজ করা সহজ, অর্থাৎ, আলোক উত্তেজনা দ্বারা আলোক-প্ররোচিত প্লাজমা তৈরি হয়। . ফটো-ইনডিউসড প্লাজমা সাধারণত বস্তুগত বাষ্পের প্লাজমা। যদি প্লাজমা দ্বারা ওয়ার্কপিসে প্রেরিত শক্তি রক্তরস শোষণের কারণে ওয়ার্কপিস দ্বারা প্রাপ্ত আলোক শক্তির ক্ষতির চেয়ে বেশি হয়। প্লাজমা পরিবর্তে ওয়ার্কপিস দ্বারা লেজার শক্তির শোষণ বাড়ায়। অন্যথায়, প্লাজমা লেজারকে ব্লক করে এবং ওয়ার্কপিস দ্বারা লেজারের শোষণকে দুর্বল করে দেয়। কার্বন ডাই অক্সাইড লেজারের জন্য, ফটো-প্ররোচিত প্লাজমা তামার ফয়েলের শোষণের হার বাড়াতে পারে। যাইহোক, অত্যধিক রক্তরস এর মধ্য দিয়ে যাওয়ার সময় রশ্মি প্রতিসৃত হবে, যা গর্তের অবস্থান নির্ভুলতাকে প্রভাবিত করবে। সাধারণত, লেজারের শক্তি ঘনত্ব 107 W/cm2 এর নিচে একটি উপযুক্ত মান নিয়ন্ত্রণ করা হয়, যা প্লাজমাকে আরও ভালোভাবে নিয়ন্ত্রণ করতে পারে।

পিনহোল প্রভাব লেজার ড্রিলিং প্রক্রিয়ায় আলোক শক্তির শোষণ বাড়ানোর ক্ষেত্রে অত্যন্ত গুরুত্বপূর্ণ ভূমিকা পালন করে। লেজার তামার ফয়েলের মধ্য দিয়ে পোড়ানোর পরে স্তরটিকে হ্রাস করতে থাকে। সাবস্ট্রেটটি প্রচুর পরিমাণে আলোক শক্তি শোষণ করতে পারে, হিংস্রভাবে বাষ্পীভূত এবং প্রসারিত হতে পারে এবং উত্পন্ন চাপ হতে পারে গলিত উপাদান ছোট গর্ত তৈরির জন্য বাইরে নিক্ষেপ করা হয়। ছোট গর্তটি ফটো-ইনডিউসড প্লাজমা দিয়েও ভরা হয় এবং ছোট গর্তে প্রবেশ করা লেজারের শক্তি গর্ত প্রাচীরের একাধিক প্রতিফলন এবং প্লাজমার ক্রিয়া দ্বারা প্রায় সম্পূর্ণরূপে শোষিত হতে পারে (চিত্র 5)। প্লাজমা শোষণের কারণে, ছোট গর্তের মধ্য দিয়ে ছোট গর্তের নীচে লেজারের শক্তির ঘনত্ব হ্রাস পাবে এবং একটি নির্দিষ্ট গভীরতা বজায় রাখার জন্য একটি নির্দিষ্ট বাষ্পীভবন চাপ তৈরি করতে ছোট গর্তের নীচে লেজারের শক্তির ঘনত্ব অপরিহার্য। ছোট গর্ত, যা মেশিন প্রক্রিয়ার অনুপ্রবেশ গভীরতা নির্ধারণ করে।

উচ্চ-ঘনত্বের পিসিবি উত্পাদনে লেজার প্রক্রিয়াকরণের অ্যাপ্লিকেশনগুলি কী কী?

চিত্র 5 গর্তে লেজারের প্রতিসরণ

3 উপসংহার

লেজার প্রক্রিয়াকরণ প্রযুক্তির প্রয়োগ উচ্চ-ঘনত্বের PCB মাইক্রো-হোলের ড্রিলিং দক্ষতাকে ব্যাপকভাবে উন্নত করতে পারে। পরীক্ষাগুলি দেখায় যে: ①সংখ্যাসূচক নিয়ন্ত্রণ প্রযুক্তির সাথে মিলিত, মুদ্রিত বোর্ডে প্রতি মিনিটে 30,000টিরও বেশি মাইক্রো-হোল প্রক্রিয়া করা যেতে পারে এবং অ্যাপারচার 75 থেকে 100 এর মধ্যে; ② UV লেজারের প্রয়োগ অ্যাপারচারকে 50μm বা তার চেয়ে কম করতে পারে, যা PCB বোর্ডগুলির ব্যবহারের স্থানকে আরও প্রসারিত করার শর্ত তৈরি করে।