Applicazione di a tecnulugia di trasfurmazione laser in circuitu flexible

U circuitu flessibile ad alta densità hè una parte di tuttu u circuitu flessibile, chì hè generalmente definitu cum’è a spaziatura di linea menu di 200 μ M o micro via menu di 250 μ M circuitu flessibile. U circuitu flessibile ad alta densità hà una vasta gamma di applicazioni, cume telecomunicazioni, urdinatori, circuiti integrati è apparecchiature mediche. In mira à e pruprietà speciali di i materiali di u circuitu flessibile, sta carta introduce alcuni prublemi chjave da cunsiderà in a trasfurmazione laser di u circuitu flessibile ad alta densità è micro via foratura p>

E caratteristiche uniche di u circuitu flessibile ne facenu una alternativa à u circuitu rigidu è u schema di cablaggio tradiziunale in parechje occasioni. In listessu tempu, prumove ancu u sviluppu di parechji campi novi. A parte più rapida di FPC hè a linea di cunnessione interna di u discu duru di l’urdinatore (HDD). U capu magneticu di u discu duru si moverà avanti è avanti nantu à u discu rotativu per a scansione, è u circuitu flessibile pò esse adupratu per rimpiazzà u filu per realizà a cunnessione tra a testa magnetica mobile è u circuitu di cuntrollu. I pruduttori di discu duru aumentanu a produzzione è riducenu i costi di assemblea attraversu una tecnulugia chjamata “piastra flessibile sospesa” (FOS). Inoltre, a tecnulugia di sospensione senza filu hà una migliore resistenza sismica è pò migliurà l’affidabilità di u pruduttu. Un’altra scheda di circuitu flessibile ad alta densità aduprata in u discu duru hè l’interposer flex, chì hè adupratu trà a sospensione è u controller.

U secondu campu crescente di FPC hè un novu imballu di circuitu integratu. I circuiti flessibili sò aduprati in imballu à livellu chip (CSP), modulu multi chip (MCM) è chip in circuit board flessibile (COF). Tra questi, u circuitu internu CSP hà un mercatu enorme, perchè pò esse adupratu in dispositivi semiconduttori è in memoria flash, è hè largamente adupratu in carte PCMCIA, unità disco, assistenti digitali persunali (PDA), telefoni cellulari, pagers Camera digitale è fotocamera digitale . Inoltre, a visualizazione di cristalli liquidi (LCD), l’interruttore di film di poliestere è a cartuccia di a stampante à getto d’inchiostru sò altri trè campi di applicazione à alta crescita di circuitu flessibile ad alta densità \

U putenziale di u mercatu di a tecnulugia di linea flessibile in i dispositivi portatili (cume i telefuni mobili) hè assai grande, ciò chì hè assai naturale, perchè sti dispositivi richiedenu un picculu volumu è un pesu leggiu per soddisfà i bisogni di i consumatori; Inoltre, l’ultime applicazioni di tecnulugia flessibile includenu schermi piatti è dispositivi medici, chì ponu esse aduprati da i cuncepitori per riduce u vulume è u pesu di i prudutti cum’è apparecchi acustici è impianti umani.

L’enorme crescita in i campi di sopra hà purtatu à una crescita di a pruduzzione glubale di schede di circuitu flessibili. Per esempiu, u volume annuale di vendite di i dischi rigidi hè previstu di ghjunghje à 345 milioni di unità in u 2004, guasi duie volte quellu di u 1999, è u volume di vendite di i telefoni cellulari in u 2005 hè stimatu in modu cunservatore di 600 milioni di unità. Queste aumentazioni portanu à un incremento annuale di 35% in a pruduzzioni di schede di circuitu flessibili ad alta densità, chì ghjunghjenu à 3.5 milioni di metri quadrati dapoi u 2002. Una tale dumanda di uscita richiede una tecnulugia di trasfurmazione efficiente è à pocu costu, è a tecnulugia di trasfurmazione laser hè una di elle .

U laser hà trè funzioni principali in u prucessu di fabricazione di u circuitu flessibile: trasfurmazioni è furmatura (tagliu è tagliu), affettatura è foratura. Cum’è un strumentu di machining senza cuntattu, u laser pò esse adupratu in un focu assai chjucu (100 ~ 500) μ m) L’energia luminosa di alta intensità (650MW / mm2) hè applicata à u materiale. Una tale alta energia pò esse aduprata per taglià, forà, marcà, saldà, marcà è altre trasfurmazioni. A velocità di trasfurmazione è a qualità sò in leia cù e pruprietà di u materiale trattatu è e caratteristiche laser usate, cume a lunghezza d’onda, a densità di energia, a putenza di punta, a larghezza di impulsu è a frequenza. U trasfurmazioni di u circuitu flessibile adopra laser ultraviolet (UV) è infrared luntanu (FIR). U primu utilizza di solitu excimer o diode UV pompatu à u statu solidu (uv-dpss), mentre chì u secondu generalmente usa laser CO2 sigillati div>

A tecnulugia di scansione vettoriale utilizza l’urdinatore per cuntrullà u specchiu dotatu di flussometru è software CAD / CAM per generà grafiche di tagliu è di perforazione, è utilizza un sistema di lente telecentricu per assicurà chì u laser brille verticalmente nantu à a superficia di u travagliu </ div>

Foratura Laser a trasfurmazioni hà una alta precisione è una larga applicazione. Hè un strumentu ideale per a furmazione di circuitu flessibile. Ch’ella sia laser CO2 o laser DPSS, u materiale pò esse trasfurmatu in ogni forma dopu avè focalizatu. Lancia u raggiu laser focalizatu in ogni locu nantu à a superficia di u pezzu da installà un spechju annantu à u galvanometru, poi faci un cuntrollu numericu urdinatore (CNC) nantu à u galvanometru aduprendu a tecnulugia di scansione vettoriale, è face tagli grafiche cù l’aiutu di u software CAD / CAM. Questu “strumentu soft” pò cuntrullà facilmente u laser in tempu reale quandu u cuncepimentu hè cambiatu. Adattendu a calata di luce è vari strumenti di taglio, a trasfurmazione laser pò ripruduce accuratamente a grafica di cuncepimentu, chì hè un altru vantaghju significativu.

A scansione vettoriale pò taglià sustrati cum’è a film di polimide, tagliate tuttu u circuitu o caccià una zona nantu à u circuitu, cum’è un slot o un bloccu. In u prucessu di trasfurmazioni è di furmazione, u raghju laser hè sempre attivatu quandu u specchiu scansa tutta a superficia di trasfurmazione, chì hè opposta à u prucessu di perforazione. Durante a perforazione, u laser hè attivatu solu dopu chì u specchiu hè fissu in ogni pusizione di perforazione div>

rùbbrica

“Slicing” in gergo hè u prucessu di rimuovere un stratu di materiale da l’altru cù un laser. Stu prucessu hè più adattu per u laser. A stessa tecnulugia di scansione di vettori pò esse aduprata per rimuovere u dielettricu è espone u pad conduttivu sottu. A stu mumentu, l’alta precisione di u trattamentu laser riflette dinò una volta grandi benefici. Siccomu i raggi laser FIR saranu riflessi da una lamina di rame, u laser CO2 hè di solitu adupratu quì.

foro di perforazione

Benchì certi lochi adupranu sempre una perforazione meccanica, stampatura o incisione à plasma per furmà micro attraversu fori, a perforazione laser hè sempre u micro più adupratu metudu per furmà fori di circuitu flessibile, principalmente per via di a so alta produttività, forte flessibilità è longu tempu di operazione normale .

A perforazione meccanica è a stampatura adopranu punte è matrici di foratura di alta precisione, chì ponu esse fatte nantu à u circuitu flessibile cù un diametru di quasi 250 μ M, ma questi dispositivi di alta precisione sò assai costosi è anu una vita di serviziu relativamente corta. A causa di u circuitu flessibile ad alta densità, u rapportu di apertura richiestu hè 250 μ M hè chjucu, dunque a perforazione meccanica ùn hè micca favurita.

L’incisione à plasma pò esse aduprata à un substratu di film di polimide di spessore 50 μ M cun una dimensione inferiore à 100 μ M, ma l’investimentu in attrezzature è u costu di prucessu sò abbastanza alti, è u costu di manutenzione di u prucessu di incisione in plasma hè ancu assai elevatu, in particulare i costi relativi à qualchì trattamentu di rifiuti chimichi è cunsumabili. Inoltre, ci vole un bellu pezzu per l’incisione di plasma per fà micro viaghji cunsistenti è affidabili quandu si stabilisce un novu prucessu. U vantaghju di stu prucessu hè alta affidabilità. Hè dichjaratu chì u tassu qualificatu di micro via hè 98%. Dunque, l’incisione di plasma hà sempre un certu mercatu in apparecchiature mediche è avioniche div>

In cuntrastu, a fabbricazione di micro via cù u laser hè un prucessu simplice è à pocu costu. L’investimentu di l’equipaghji laser hè assai bassu, è u laser hè un strumentu senza cuntattu. A diversità di a perforazione meccanica, ci sarà un costu costu di sustituzione di l’utensili. Inoltre, i laser moderni sigillati CO2 è uv-dpss sò senza manutenzione, chì ponu minimizà i tempi di fermu è migliurà assai a produttività.

U metudu per generà micro vias nantu à u circuitu flessibile hè u listessu chè quellu di u PCB rigidu, ma alcuni parametri impurtanti di u laser anu da cambià per via di a differenza di sustrato è di spessore. U laser sigillatu CO2 è uv-dpss ponu aduprà a stessa tecnulugia di scansione di vettori cum’è stampatura per forà direttamente nantu à u circuitu flessibile. L’unica differenza hè chì u lugiziale di l’applicazione di perforazione spegnerà u laser durante a scansione di u specchiu di scansione da una micro via à l’altra. U raggiu laser ùn serà micca attivatu finu à chì righjunghja una altra pusizione di perforazione. Per fà u foru perpendiculare à a superficia di u sustratu di u circuitu flessibile, u raghju laser deve brillà verticalmente nantu à u sustratu di u circuitu, chì si pò uttene aduprendu un sistema di lente telecentricu trà u specchiu di scansione è u substratu (Fig. 2 ) div>

Fori forati nantu à Kapton cù u laser UV

U laser CO2 pò ancu aduprà a tecnulugia di maschera conformale per forà micro vias. Quandu si usa sta tecnulugia, a superficia di rame hè aduprata cum’è una maschera, i fori sò incisi annantu à questu per u metudu ordinariu di incisione di stampa, è dopu u raghju laser CO2 hè irradiatu nantu à i fori di u fogliu di rame per rimuovere i materiali dielettrici esposti.

E micro via ponu esse fatte ancu cù u laser excimer attraversu u metudu di a maschera di proiezione. Sta tecnulugia hà bisognu di mappà l’immagine di una micro via o di tutta a micro via array à u substratu, è dopu u raggiu laser excimer irradia a maschera per mappà l’immagine di maschera à a superficie di u substratu, in modu da forà u foru. A qualità di a perforazione laser eccimer hè assai bona. I so svantaghji sò bassa velocità è costu altu.

A selezzione laser, ancu se u tippu laser per l’elaborazione di u circuitu flessibile hè uguale à quella per l’elaborazione di un PCB rigidu, a differenza di materiale è di spessore influenzerà assai i parametri di trasfurmazione è a velocità. Certe volte u laser eccimer è u gasu eccitatu trasversale (tè) laser CO2 ponu esse aduprati, ma sti dui metudi anu una velocità lenta è elevati costi di mantenimentu, chì limitanu u miglioramentu di a produtività. In cunfrontu, i laser CO2 è uv-dpss sò largamente usati, veloci è à pocu costu, perciò sò aduprati principalmente in a fabbricazione è a trasfurmazione di micro via di circuiti flessibili.

Differente da u flussu di gasu laser CO2, sigillatu laser CO2 （http://www.auto-alt.cn） A tecnulugia di liberazione di bloccu hè aduttata per limità u mischju di gasu laser à a cavità laser specificata da duie placche di elettrodi rettangulari. A cavità laser hè sigillata durante tutta a vita di serviziu (di solitu circa 2 ~ 3 anni). A cavità laser sigillata hà una struttura compatta è ùn hà micca bisognu di scambiu d’aria. U capu laser pò travaglià continuamente per più di 25000 ore senza manutenzione. U vantaghju più grande di u cuncepimentu di sigillatura hè chì pò generà impulsi veloci. Per esempiu, u laser di liberazione di bloccu pò emette impulsi à alta frequenza (100kHz) cun un piccu di putenza di 1.5KW. Cù alta frequenza è alta potenza di punta, l’usinamentu rapidu pò esse effettuatu senza alcuna degradazione termica div>

U laser UV-dpss hè un dispositivu à statu solidu chì succhia in continuu a canna di cristallu vanadatu di neodimiu (Nd: YVO4) cù una matrice di diodi laser. Genera un uscita di impulsu da un switch Q acustu-otticu, è usa u terzu generatore di cristalli armonii per cambià a pruduzzione di u laser Nd: YVO4 da 1064nm & nbsp; A lunghezza d’onda di basa IR hè ridutta à 355 nm di lunghezza d’onda UV. Generalmente 355nm </ div>

A putenza di pruduzzione media di u laser uv-dpss à a frequenza nominale di ripetizione di impulsu 20kHz hè più di 3W div>

Laser UV-dpss

Sia u dielettricu sia u ramu ponu facilmente assorbe u laser uv-dpss cun lunghezza d’onda di uscita di 355nm. U laser UV-dpss hà un puntu di luce più chjucu è una putenza di uscita inferiore à u laser CO2. In u prucessu di trasfurmazione dielettrica, u laser uv-dpss hè generalmente adupratu per piccule dimensioni (menu di 50%) μ m) Dunque, u diametru menu di 50 deve esse trattatu nantu à u sustratu di u circuitu flessibile ad alta densità μ M micro via , Usendu laser UV hè assai ideale. Avà ci hè un laser uv-dpss d’alta putenza, chì pò aumentà a velocità di trasfurmazione è di perforazione di u laser uv-dpss div>

U vantaghju di u laser uv-dpss hè chì quandu i so fotoni UV ad alta energia brillanu nantu à a maiò parte di i strati superficiali non metallici, ponu rompe direttamente u ligame di molecule, liscia u tagliu cù un prucessu di litografia “fredda”, è minimizà u gradu di danni termichi è scorching. Dunque, u micro tagliu UV hè adattatu per occasioni di alta dumanda induve u post-trattamentu hè impossibile o inutile div>

Laser CO2 (Alternative d’automatizazione)

U laser CO2 sigillatu pò emette una lunghezza d’onda di 10.6 μ M o 9.4 μ M laser FIR, ancu se entrambe e lunghezze d’onda sò facili da esse assorbite da dielettrici cum’è u sustratu di u film di poliimide, a ricerca mostra chì 9.4 μ L’effettu di a lunghezza d’onda M chì elabora stu tipu di materiale hè assai megliu. Dielettricu 9.4 μ U coefficiente di assorbimentu di a lunghezza d’onda M hè più altu, chì hè megliu cà 10.6 per forà o taglià materiali μ M di lunghezza d’onda veloce. Laser à nove punti quattru μ M ùn hà solu vantaghji evidenti in foratura è tagliu, ma hà ancu un eccezziunale effettu di affettatura. Dunque, l’usu di u laser di lunghezza d’onda più corta pò migliurà a produttività è a qualità.

In generale, a lunghezza d’onda di l’abete hè facilmente assorbita da i dielettrici, ma serà riflessa da u rame. Dunque, a maiò parte di i laser CO2 sò aduprati per a trasfurmazione dielettrica, stampatura, affettatura è delaminazione di substratu dielettricu è laminatu. Perchè a putenza di uscita di u laser CO2 hè superiore à quella di u laser DPSS, u laser CO2 hè adupratu per trattà dielettricu in a maiò parte di i casi. Laser CO2 è laser uv-dpss sò spessu usati inseme. Per esempiu, quandu si perforanu micro vias, prima caccià u stratu di rame cù u laser DPSS, è poi praticà rapidamente i fori in u stratu dielettricu cù u laser CO2 finu à chì vene u prossimu stratu rivestitu di rame, è poi ripete u prucessu.

Perchè a lunghezza d’onda di u laser UV stessa hè assai corta, u puntu luminosu emessu da u laser UV hè più finu cà quellu di u laser CO2, ma in alcune applicazioni, u puntu luminosu di grande diametru pruduttu da u laser CO2 hè più utile di u laser uv-dpss. Per esempiu, tagliate materiali di grande area cum’è scanalature è blocchi o forate grandi fori (diametru superiore à 50) μ m) Ci vole menu tempu per trattà cù laser CO2. In generale, u rapportu di apertura hè 50 μ Quandu m hè grande, a trasfurmazione laser CO2 hè più adatta, è l’apertura hè menu di 50 μ M, l’effettu di u laser uv-dpss hè megliu.