Οι πρόσφατες εξελίξεις στη μικρογραφία ήταν ο κύριος λόγος για την ισχυρή ανάπτυξη της βιομηχανίας ηλεκτρονικών ειδών. Καθώς η μικρογραφία συνεχίζει να οδηγεί τη βιομηχανία, κατασκευάζοντας ηλεκτρονικά και PCB γίνεται πιο δύσκολο. Η πιο προκλητική πτυχή της κατασκευής PCB είναι ο συνδυασμός διατρήσεων και πυκνών οπών υψηλής πυκνότητας που χρησιμοποιούνται για διασύνδεση. Μέσω οπών χρησιμοποιούνται για την εγκατάσταση των ηλεκτρονικών εξαρτημάτων που αποτελούν το κύκλωμα.

Καθώς αυξάνεται η πυκνότητα συσκευασίας των οπών στη γραμμή συναρμολόγησης PCB, αυξάνεται επίσης η ζήτηση για μικρότερες οπές. Η μηχανική διάτρηση και η διάτρηση με λέιζερ είναι οι δύο κύριες τεχνικές που χρησιμοποιούνται για την παραγωγή ακριβών και επαναλαμβανόμενων οπών μικρών. Χρησιμοποιώντας αυτές τις τεχνικές διάτρησης PCB, οι οπές μπορεί να κυμαίνονται σε διάμετρο από 50 έως 300 μικρά με βάθη περίπου 1-3 mm.

Προφυλάξεις για διάτρηση PCB

Το τρυπάνι αποτελείται από έναν άξονα υψηλής ταχύτητας που περιστρέφεται με περίπου 300K RPM. Αυτές οι ταχύτητες είναι κρίσιμες για την επίτευξη της απαιτούμενης ακρίβειας για τη διάνοιξη οπών σε κλίμακα μικρών στο PCBS.

Για να διατηρηθεί η ακρίβεια σε υψηλές ταχύτητες, ο άξονας χρησιμοποιεί ρουλεμάν αέρα και ένα συγκρότημα άμεσου δυαδικού ψηφίου που συγκρατείται από τσοκ κολέτας ακριβείας. Επιπλέον, η δόνηση του άκρου του δυαδικού ψηφίου ελέγχθηκε εντός 10 μικρών. Για να διατηρηθεί η ακριβής θέση της οπής στο PCB, το τρυπάνι είναι τοποθετημένο σε σερβο πάγκο εργασίας που ελέγχει την κίνηση του πάγκου εργασίας κατά μήκος των αξόνων Χ και Υ. Οι ενεργοποιητές καναλιών χρησιμοποιούνται για τον έλεγχο της κίνησης του PCB κατά μήκος του άξονα Ζ.

Καθώς η απόσταση των οπών στη γραμμή συναρμολόγησης PCB μειώνεται και η ανάγκη για υψηλότερη απόδοση αυξάνεται, τα ηλεκτρονικά που ελέγχουν το σερβο μπορεί να υστερούν κάποια στιγμή. Η χρήση γεωτρήσεων με λέιζερ για τη δημιουργία των οπών που χρησιμοποιούνται για την κατασκευή του PCBS συμβάλλει στη μείωση ή στην εξάλειψη αυτής της καθυστέρησης, η οποία αποτελεί απαίτηση επόμενης γενιάς.

Διάτρηση με λέιζερ

Το κομμάτι λέιζερ που χρησιμοποιείται στην κατασκευή PCB αποτελείται από ένα πολύπλοκο σύνολο οπτικών στοιχείων που ελέγχουν την ακρίβεια των λέιζερ που απαιτούνται για τη διάνοιξη των οπών.

Το μέγεθος (διάμετρος) των οπών που πρόκειται να ανοίξουν στο PCB ελέγχεται από το άνοιγμα της εγκατάστασης, ενώ το βάθος των οπών ελέγχεται από το χρόνο έκθεσης. Επιπλέον, η δέσμη χωρίζεται σε πολλαπλές ζώνες για να παρέχει περαιτέρω έλεγχο και ακρίβεια. Ο κινητός φακός εστίασης χρησιμοποιείται για τη συγκέντρωση της ενέργειας της δέσμης λέιζερ στην ακριβή θέση της γεώτρησης. Οι αισθητήρες Galveno χρησιμοποιούνται για τη μετακίνηση και τη θέση του PCBS με μεγάλη ακρίβεια. Οι αισθητήρες Galveno που μπορούν να αλλάξουν στα 2400 KHz χρησιμοποιούνται σήμερα στη βιομηχανία.

Επιπλέον, μια νέα μέθοδος που ονομάζεται άμεση έκθεση μπορεί επίσης να χρησιμοποιηθεί για τη διάνοιξη οπών στους πίνακες κυκλωμάτων. Η τεχνολογία βασίζεται στην έννοια της επεξεργασίας εικόνας, όπου το σύστημα βελτιώνει την ακρίβεια και την ταχύτητα δημιουργώντας μια εικόνα PCB και μετατρέποντας αυτήν την εικόνα σε χάρτη τοποθεσίας. Στη συνέχεια, χρησιμοποιείται ο χάρτης θέσης για την ευθυγράμμιση του PCB κάτω από το λέιζερ κατά τη διάτρηση.

Η προηγμένη έρευνα σε αλγόριθμους επεξεργασίας εικόνας και οπτικά ακριβείας θα βελτιώσει περαιτέρω την παραγωγικότητα και την απόδοση της κατασκευής PCB και των γεωτρήσεων υψηλής ταχύτητας που χρησιμοποιούνται στη διαδικασία.