Primjena tehnologije laserske obrade u fleksibilna ploča

Fleksibilna ploča velike gustoće dio je cijele fleksibilne ploče, koja se općenito definira kao razmak između redova manji od 200 μ M ili mikro preko fleksibilne ploče manje od 250 μ M. Fleksibilna ploča velike gustoće ima širok raspon primjena, kao što su telekomunikacije, računari, integrirana kola i medicinska oprema. S obzirom na posebna svojstva materijala sa fleksibilnim pločama, ovaj rad predstavlja neke ključne probleme koje treba uzeti u obzir pri laserskoj obradi fleksibilnih ploča velike gustoće i mikro putem bušenja p>

Jedinstvene karakteristike fleksibilne ploče čine je u mnogim prilikama alternativom krutoj ploči i tradicionalnoj shemi ožičenja. Istovremeno, također promovira razvoj mnogih novih polja. Najbrže rastući dio FPC -a je interna linija povezivanja hard diska računara (HDD). Magnetska glava tvrdog diska mora se pomicati naprijed -natrag na rotirajućem disku radi skeniranja, a fleksibilno kolo može se koristiti za zamjenu žice kako bi se ostvarila veza između mobilne magnetske glave i upravljačke ploče. Proizvođači tvrdih diskova povećavaju proizvodnju i smanjuju troškove montaže tehnologijom koja se naziva „suspendirana fleksibilna ploča“ (FOS). Osim toga, tehnologija bežičnog ovjesa ima bolju seizmičku otpornost i može poboljšati pouzdanost proizvoda. Još jedna fleksibilna ploča velike gustoće koja se koristi na tvrdom disku je Interposer flex, koja se koristi između ovjesa i kontrolera.

Drugo rastuće polje FPC -a je nova ambalaža sa integriranim krugovima. Fleksibilna kola se koriste u pakovanju na nivou čipova (CSP), modulu sa više čipova (MCM) i čipu na fleksibilnoj ploči (COF). Među njima, CSP interno kolo ima ogromno tržište, jer se može koristiti u poluvodičkim uređajima i flash memoriji, a naširoko se koristi u PCMCIA karticama, disk jedinicama, ličnim digitalnim pomoćnicima (PDA), mobilnim telefonima, pejdžerima Digitalnim fotoaparatom i digitalnim fotoaparatom . Osim toga, zaslon s tekućim kristalima (LCD), prekidač od poliesterske folije i uložak za ink-jet štampač druga su tri područja primjene fleksibilnih ploča velike gustoće \

Tržišni potencijal fleksibilne linijske tehnologije u prijenosnim uređajima (poput mobilnih telefona) je vrlo velik, što je vrlo prirodno, jer ovi uređaji zahtijevaju malu zapreminu i malu težinu kako bi zadovoljili potrebe potrošača; Osim toga, najnovije primjene fleksibilne tehnologije uključuju ravne ekrane i medicinske uređaje, koje dizajneri mogu koristiti za smanjenje volumena i težine proizvoda poput slušnih pomagala i ljudskih implantata.

Ogroman rast u gore navedenim poljima doveo je do povećanja globalne proizvodnje fleksibilnih ploča. Na primjer, očekuje se da će godišnji obim prodaje tvrdih diskova doseći 345 miliona jedinica u 2004. godini, gotovo dvostruko više nego 1999. godine, a konzervativno se procjenjuje da se prodaja mobilnih telefona u 2005. godini kreće na 600 miliona jedinica. Ova povećanja dovode do godišnjeg povećanja od 35% u proizvodnji fleksibilnih ploča velike gustoće, dostižući 3.5 miliona četvornih metara do 2002. Takva velika izlazna potražnja zahtijeva efikasnu i jeftinu tehnologiju obrade, a laserska obrada je jedna od njih .

Laser ima tri glavne funkcije u procesu proizvodnje fleksibilne ploče: obrada i oblikovanje (rezanje i rezanje), rezanje i bušenje. Kao beskontaktni alat za obradu, laser se može koristiti u vrlo malom fokusu (100 ~ 500) μm.) Na materijal se primjenjuje svjetlosna energija visokog intenziteta (650MW / mm2). Takva velika energija može se upotrijebiti za rezanje, bušenje, obilježavanje, zavarivanje, obilježavanje i druge obrade. Brzina i kvalitet obrade povezani su sa svojstvima obrađenog materijala i karakteristikama lasera, kao što su talasna dužina, gustina energije, vršna snaga, širina impulsa i frekvencija. Za obradu fleksibilne ploče koriste se ultraljubičasti (UV) i daleko infracrveni (FIR) laseri. Prvi obično koriste lasere u čvrstom stanju (uv-dpss) ispumpane pomoću excimer ili UV dioda, dok drugi općenito koriste zapečaćene CO2 lasere

Tehnologija vektorskog skeniranja koristi računar za upravljanje ogledalom opremljenim mjeračem protoka i CAD / CAM softverom za generiranje grafike za rezanje i bušenje, a koristi sistem telecentričnih sočiva kako bi osigurao da laser okomito svijetli na površini obratka < / div>

Lasersko bušenje obrada ima visoku preciznost i široku primjenu. Idealan je alat za oblikovanje fleksibilne ploče. Bilo da je CO2 laser ili DPSS laser, materijal se nakon fokusiranja može preraditi u bilo koji oblik. On ispušta fokusirani laserski snop bilo gdje na površini obratka postavljanjem ogledala na galvanometar, zatim vrši računarsku numeričku kontrolu (CNC) na galvanometru pomoću tehnologije vektorskog skeniranja i izrađuje grafiku za rezanje uz pomoć CAD / CAM softvera. Ovaj “meki alat” može lako kontrolirati laser u stvarnom vremenu kada se promijeni dizajn. Podešavanjem skupljanja svjetlosti i različitim alatima za rezanje, laserska obrada može precizno reproducirati grafiku dizajna, što je još jedna značajna prednost.

Vektorsko skeniranje može izrezati podloge poput poliimidnog filma, izrezati cijeli krug ili ukloniti područje na ploči, poput utora ili bloka. U procesu obrade i oblikovanja laserski zrak se uvijek uključuje kada ogledalo skenira cijelu površinu obrade, što je suprotno od procesa bušenja. Tokom bušenja laser se uključuje tek nakon što se ogledalo fiksira na svakom položaju bušenja div>

sekcija

“Rezanje” u žargonu je proces uklanjanja jednog sloja materijala s drugog laserom. Ovaj postupak je prikladniji za laser. Ista tehnologija vektorskog skeniranja može se upotrijebiti za uklanjanje dielektrika i otkrivanje provodljive podloge ispod. U ovom trenutku visoka preciznost laserske obrade još jednom odražava velike prednosti. Budući da će se FIR laserski zraci reflektirati bakrenom folijom, ovdje se obično koristi CO2 laser.

bušiti rupu

Iako se na nekim mjestima još uvijek koristi mehaničko bušenje, štancanje ili plazma jetkanje za stvaranje mikro rupa, lasersko bušenje i dalje je najraširenija metoda oblikovanja fleksibilne ploče mikroprotorom, uglavnom zbog visoke produktivnosti, velike fleksibilnosti i dugog normalnog vremena rada .

Mehaničko bušenje i štancanje usvajaju visoko precizne svrdla i matrice, koje se mogu izraditi na fleksibilnoj ploči promjera gotovo 250 μM, ali su ti visokoprecizni uređaji vrlo skupi i imaju relativno kratak vijek trajanja. Zbog fleksibilne ploče velike gustoće, potreban omjer otvora je 250 μ M, pa nije pogodno mehaničko bušenje.

Graviranje plazmom može se koristiti na podlozi od poliimidnog filma debljine 50 μM veličine manje od 100 μ M, ali ulaganje u opremu i troškovi procesa su prilično visoki, a troškovi održavanja procesa plasiranja plazme su također vrlo visoki, posebno troškovi na neki hemijski tretman otpada i potrošni materijal. Osim toga, potrebno je dosta vremena da se nagrizanjem u plazmi naprave dosljedni i pouzdani mikroviasi pri uspostavljanju novog procesa. Prednost ovog procesa je visoka pouzdanost. Prijavljeno je da je kvalificirana stopa mikro via 98%. Stoga, bakropis plazme još uvijek ima određeno tržište u medicinskoj i avionskoj opremi div>

Nasuprot tome, izrada mikro vija laserom jednostavan je i jeftin proces. Ulaganje laserske opreme je vrlo malo, a laser je beskontaktno oruđe. Za razliku od mehaničkog bušenja, bit će skupi troškovi zamjene alata. Osim toga, moderni zapečaćeni CO2 i uv-dpss laseri ne zahtijevaju održavanje, što može smanjiti zastoje i uvelike poboljšati produktivnost.

Način generiranja mikro vija na fleksibilnoj ploči isti je kao i na krutoj ploči, ali neke važne parametre lasera treba promijeniti zbog razlike u podlozi i debljini. Zapečaćeni CO2 i uv-dpss laseri mogu koristiti istu tehnologiju vektorskog skeniranja kao i oblikovanje za bušenje izravno na fleksibilnoj ploči. Jedina razlika je u tome što će aplikacijski softver za bušenje isključiti laser tijekom skeniranja ogledala za skeniranje s jednog mikro na drugi. Laserski zrak neće se uključiti sve dok ne dosegne drugi položaj za bušenje. Da bi otvor bio okomit na površinu podloge fleksibilne ploče, laserski zrak mora okomito zasjati na podlozi ploče, što se može postići korištenjem sistema telecentričnih leća između zrcala za skeniranje i podloge (slika 2). ) div>

Rupe izbušene na Kaptonu pomoću UV lasera

CO2 laser može koristiti i tehnologiju konformne maske za bušenje mikro vija. Kada se koristi ova tehnologija, bakrena površina se koristi kao maska, rupe se na njoj urezuju uobičajenom metodom graviranja tiskanjem, a zatim se laserski zrak CO2 zrači na rupama bakrene folije kako bi se uklonili izloženi dielektrični materijali.

Mikro vias se također može napraviti pomoću excimer lasera metodom projekcijske maske. Ova tehnologija mora preslikati sliku mikro ili cijelog mikro niza na podlogu, a zatim snop ekscimernog lasera zrači masku kako bi preslikao sliku maske na površinu podloge, kako bi se izbušila rupa. Kvaliteta laserskog bušenja uz ekscimer je vrlo dobra. Nedostaci su mu mala brzina i visoka cijena.

Odabir lasera, iako je tip lasera za obradu fleksibilne ploče isti kao i za obradu krutih ploča, razlika u materijalu i debljini uvelike će utjecati na parametre obrade i brzinu. Ponekad se mogu koristiti excimer laser i poprečno pobuđeni gas (čaj) CO2 laser, ali ove dvije metode imaju malu brzinu i visoke troškove održavanja, što ograničava poboljšanje produktivnosti. Za usporedbu, CO2 i uv-dpss laseri se široko koriste, brzi i jeftini, pa se uglavnom koriste u proizvodnji i obradi mikro vija fleksibilnih ploča.

Za razliku od CO2 lasera sa protokom gasa, zapečaćenog CO2 lasera （http://www.auto-alt.cn technology Tehnologija oslobađanja bloka usvojena je da ograniči smjesu laserskog gasa na lasersku šupljinu određenu sa dvije pravokutne ploče elektroda. Laserska šupljina je zapečaćena tokom cijelog vijeka trajanja (obično oko 2 ~ 3 godine). Zatvorena laserska šupljina ima kompaktnu strukturu i ne zahtijeva izmjenu zraka. Laserska glava može raditi kontinuirano više od 25000 sati bez održavanja. Najveća prednost dizajna brtvljenja je to što može generirati brze impulse. Na primjer, laser za oslobađanje blokova može emitirati visokofrekventne (100kHz) impulse s vrhom snage od 1.5KW. Sa visokom frekvencijom i velikom vršnom snagom, brza obrada se može izvesti bez ikakve toplinske degradacije div>

Uv-dpss laser je čvrsti uređaj koji kontinuirano usisava kristalnu šipku neodimijum vanadata (Nd: YVO4) sa nizom laserskih dioda. On generira impulsni izlaz pomoću akustično-optičkog Q-prekidača, a koristi generator kristala trećeg harmonika za promjenu izlaza Nd: YVO4 lasera sa 1064nm & nbsp; Osnovna talasna dužina IC se smanjuje na 355 nm UV talasnu dužinu. Općenito 355nm < / div>

Prosječna izlazna snaga UV-dpss lasera pri nominalnoj brzini ponavljanja impulsa 20 kHz veća je od 3 W div>

Uv-dpss laser

I dielektrik i bakar mogu lako apsorbirati UV-dpss laser sa izlaznom valnom duljinom od 355nm. Uv-dpss laser ima manju svjetlosnu pjegu i manju izlaznu snagu od CO2 lasera. U procesu dielektrične obrade, uv-dpss laser se obično koristi za male veličine (manje od 50%) μ m) Stoga bi promjer manji od 50 trebao biti obrađen na podlozi fleksibilne ploče visoke gustoće μ M mikro putem , korištenje UV lasera je vrlo idealno. Sada postoji laser velike snage uv-dpss, koji može povećati brzinu obrade i bušenja lasera uv-dpss>

Prednost uv-dpss lasera je u tome što, kada njegovi visokoenergetski UV fotoni zasjaju na većini nemetalnih površinskih slojeva, oni mogu direktno prekinuti vezu molekula, zagladiti oštricu oštrim postupkom „hladne“ litografije i minimizirati stupanj toplinska oštećenja i užarenost. Stoga je UV mikro rezanje prikladno za velike potražnje gdje je naknadna obrada nemoguća ili nepotrebna

CO2 laser (alternative automatizacije)

Zapečaćeni CO2 laser može emitovati FIR laser talasne dužine 10.6 μ M ili 9.4 μ M, iako se dielektrikom, poput poliimidne podloge, lako apsorbuju obe talasne dužine, istraživanje pokazuje da 9.4 μ Efekat M talasne dužine obrade ove vrste materijala je mnogo bolje. Dielektrik 9.4 μ Koeficijent apsorpcije M talasne dužine je veći, što je bolje od 10.6 za bušenje ili sečenje materijala μ M talasne dužine brzo. laser sa devet tačaka i četiri μM ne samo da ima očigledne prednosti u bušenju i sečenju, već ima i izvanredan efekat sečenja. Stoga upotreba lasera kraće valne duljine može poboljšati produktivnost i kvalitetu.

Općenito govoreći, valnu duljinu jele lako apsorbira dielektrik, ali će se natrag reflektirati bakar. Stoga se većina CO2 lasera koristi za dielektričnu obradu, oblikovanje, rezanje i odlaganje dielektrične podloge i laminata. Budući da je izlazna snaga CO2 lasera veća od snage DPSS lasera, CO2 laser se u većini slučajeva koristi za obradu dielektrika. CO2 laser i uv-dpss laser često se koriste zajedno. Na primjer, pri bušenju mikro vija, prvo uklonite bakreni sloj DPSS laserom, a zatim brzo izbušite rupe u dielektričnom sloju CO2 laserom dok se ne pojavi sljedeći sloj obložen bakrom, a zatim ponovite postupak.

Budući da je valna duljina samog UV lasera vrlo kratka, svjetlosna mrlja koju emitira UV laser je finija od one CO2 lasera, ali u nekim je aplikacijama svjetlosna mrlja velikog promjera koju proizvodi CO2 laser korisnija od UV-dpss lasera. Na primjer, izrežite materijale velike površine kao što su žljebovi i blokovi ili izbušite velike rupe (promjer veći od 50) μ m) Potrebno je manje vremena za obradu CO2 laserom. Općenito govoreći, omjer otvora blende je 50 μ Kad je m velik, prikladnija je obrada CO2 laserom, a otvor je manji od 50 μ M, učinak UV-dpss lasera je bolji.