Die jüngsten Entwicklungen in der Miniaturisierung waren der Hauptgrund für das starke Wachstum der Elektronikindustrie. Da die Miniaturisierung die Branche weiter vorantreibt, werden Elektronik- und PCB wird anspruchsvoller. Der schwierigste Aspekt der Leiterplattenherstellung ist die Kombination von Durchgangslöchern mit hoher Dichte und Durchgangslöchern, die für die Verbindung verwendet werden. Durchgangslöcher werden verwendet, um die elektronischen Komponenten zu installieren, aus denen die Schaltung besteht.

Mit zunehmender Packungsdichte von Durchgangslöchern in einer PCB-Montagelinie steigt auch die Nachfrage nach kleineren Löchern. Mechanisches Bohren und Laserbohren sind die beiden Haupttechniken, die verwendet werden, um präzise und wiederholbare Mikrometerlöcher herzustellen. Unter Verwendung dieser PCB-Bohrtechniken können Durchgangslöcher einen Durchmesser von 50 bis 300 Mikrometer mit einer Tiefe von ungefähr 1-3 mm aufweisen.

Vorsichtsmaßnahmen beim Bohren von Leiterplatten

Die Bohrmaschine besteht aus einer Hochgeschwindigkeitsspindel, die sich mit ungefähr 300 K U/min dreht. Diese Geschwindigkeiten sind entscheidend, um die erforderliche Präzision zum Bohren von Löchern im Mikrometerbereich auf PCBS zu erreichen.

Um die Genauigkeit bei hohen Drehzahlen beizubehalten, verwendet die Spindel Luftlager und eine direkte Bit-Baugruppe, die durch Präzisionsspannzangenfutter an Ort und Stelle gehalten wird. Außerdem wurde die Vibration der Meißelspitze innerhalb von 10 Mikrometer kontrolliert. Um die genaue Position des Lochs auf der Leiterplatte beizubehalten, ist der Bohrer auf einer Servo-Werkbank montiert, die die Bewegung der Werkbank entlang der X- und Y-Achse steuert. Kanalaktoren werden verwendet, um die Bewegung der Leiterplatte entlang der Z-Achse zu steuern.

Da der Abstand der Löcher in der Leiterplattenmontagelinie kleiner wird und der Bedarf an höherem Durchsatz steigt, kann die Elektronik, die das Servo steuert, irgendwann ins Hintertreffen geraten. Die Verwendung von Laserbohren zur Herstellung der Durchgangslöcher, die zur Herstellung von PCBS verwendet werden, hilft, diese Verzögerung zu reduzieren oder zu beseitigen, die eine Anforderung der nächsten Generation darstellt.

Laserbohren

Der bei der Leiterplattenherstellung verwendete Laserbit besteht aus einem komplexen Satz optischer Elemente, die die Genauigkeit der zum Stanzen der Löcher erforderlichen Laser steuern.

Die Größe (Durchmesser) der zu bohrenden Löcher auf der Leiterplatte wird durch die Öffnung der Installation gesteuert, während die Tiefe der Löcher durch die Belichtungszeit gesteuert wird. Darüber hinaus ist der Strahl in mehrere Bänder unterteilt, um weitere Kontrolle und Präzision zu gewährleisten. Die bewegliche Fokussierlinse dient dazu, die Energie des Laserstrahls genau auf die Bohrlochstelle zu bündeln. Galveno-Sensoren werden verwendet, um Leiterplatten mit hoher Genauigkeit zu bewegen und zu positionieren. Galveno-Sensoren, die bei 2400 KHz schalten können, werden derzeit in der Industrie verwendet.

Darüber hinaus kann ein neuartiges Verfahren namens Direktbelichtung auch zum Bohren von Löchern in Leiterplatten verwendet werden. Die Technologie basiert auf dem Konzept der Bildverarbeitung, bei der das System die Genauigkeit und Geschwindigkeit verbessert, indem es ein PCB-Bild erstellt und dieses Bild in eine Lagekarte umwandelt. Die Positionskarte wird dann verwendet, um die Leiterplatte während des Bohrens unter dem Laser auszurichten.

Fortschrittliche Forschungen in den Bereichen Bildverarbeitungsalgorithmen und Präzisionsoptik werden die Produktivität und den Ertrag bei der Leiterplattenherstellung und dem dabei verwendeten Hochgeschwindigkeitsbohren weiter verbessern.