Laseritöötlustehnoloogia rakendamine paindlik trükkplaat

Suure tihedusega painduv trükkplaat on osa kogu painduvast trükkplaadist, mida tavaliselt määratletakse kui reavahet vähem kui 200 μM või mikrolülitust alla 250 μM painduva trükkplaadi kaudu. Suure tihedusega paindlikul trükkplaadil on lai valik rakendusi, nagu telekommunikatsioon, arvutid, integraallülitused ja meditsiiniseadmed. Painduvate trükkplaadimaterjalide eriomadusi silmas pidades tutvustab see paber mõningaid põhiprobleeme, mida tuleb arvestada suure tihedusega painduva trükkplaadi ja mikro laserite töötlemisel puurimise kaudu p>

Painduva trükkplaadi ainulaadsed omadused muudavad selle paljudel juhtudel alternatiiviks jäigale trükkplaadile ja traditsioonilisele juhtmestikule. Samas soodustab see ka paljude uute valdkondade arengut. FPC kõige kiiremini kasvav osa on arvuti kõvaketta (HDD) sisemine ühendusliin. Kõvaketta magnetpea liigub skaneerimiseks pöörleval kettal edasi -tagasi ja painduvat vooluahelat saab kasutada juhtme asendamiseks, et luua ühendus mobiilse magnetpea ja juhtplaadi vahel. Kõvaketaste tootjad suurendavad tootmist ja vähendavad kokkupanekukulusid tehnoloogia abil, mida nimetatakse „riputatud painduvaks plaadiks” (FOS). Lisaks on traadita vedrustuse tehnoloogial parem seismiline vastupidavus ja see võib parandada toote töökindlust. Teine kõvakettal kasutatav suure tihedusega painduv trükkplaat on interposer flex, mida kasutatakse vedrustuse ja kontrolleri vahel.

FPC teine ​​kasvav valdkond on uued integraallülituste pakendid. Paindlikke ahelaid kasutatakse kiibitasandi pakendis (CSP), mitme kiibi moodulis (MCM) ja kiibil paindlikul trükkplaadil (COF). Nende hulgas on CSP siseskeemil tohutu turg, sest seda saab kasutada pooljuhtseadmetes ja välkmälus ning seda kasutatakse laialdaselt PCMCIA kaartides, kettaseadmetes, isiklikes digitaalses assistentides (PDA), mobiiltelefonides, piiparites Digikaamera ja digikaamera . Lisaks on vedelkristallkuvar (LCD), polüesterkilelüliti ja tindiprinterikassett veel kolm suure tihedusega painduva trükkplaadi suure kasvuga rakendusvaldkonda.

Kaasaskantavate seadmete (näiteks mobiiltelefonide) paindliku liinitehnoloogia turupotentsiaal on väga suur, mis on väga loomulik, sest need seadmed vajavad tarbijate vajaduste rahuldamiseks väikest mahtu ja kerget kaalu; Lisaks on paindliku tehnoloogia uusimate rakenduste hulgas lameekraanid ja meditsiiniseadmed, mida disainerid saavad kasutada selliste toodete mahu ja kaalu vähendamiseks nagu kuulmisaparaadid ja inimimplantaadid.

Ülaltoodud valdkondade tohutu kasv on toonud kaasa paindlike trükkplaatide ülemaailmse toodangu suurenemise. Näiteks eeldatakse, et kõvaketaste aastane müügimaht jõuab 345. aastal 2004 miljoni ühikuni, mis on peaaegu kaks korda suurem kui 1999. aastal, ning mobiiltelefonide müügimaht 2005. aastal on konservatiivselt hinnanguliselt 600 miljonit ühikut. Need tõusud suurendavad suure tihedusega painduvate trükkplaatide toodangut igal aastal 35%, ulatudes 3.5. aastaks 2002 miljoni ruutmeetrini. Selline suur nõudlus toodangu järele nõuab tõhusat ja odavat töötlemistehnoloogiat ning üks neist on laserprotsess .

Painduva trükkplaadi tootmisprotsessis on laseril kolm peamist funktsiooni: töötlemine ja vormimine (lõikamine ja lõikamine), viilutamine ja puurimine. Kontaktivaba mehaanilise tööriistana saab laserit kasutada väga väikese fookusega (100 ~ 500) μ m) Materjalile rakendatakse suure intensiivsusega valgusenergiat (650 MW / mm2). Sellist suurt energiat saab kasutada lõikamiseks, puurimiseks, märgistamiseks, keevitamiseks, märgistamiseks ja muuks töötlemiseks. Töötlemiskiirus ja kvaliteet on seotud töödeldud materjali omaduste ja kasutatud laseromadustega, nagu lainepikkus, energiatihedus, tippvõimsus, impulsi laius ja sagedus. Painduva trükkplaadi töötlemisel kasutatakse ultraviolett- (UV) ja kauginfrapuna (FIR) lasereid. Esimeses kasutatakse tavaliselt eksimeer- või UV-dioodpumbatavaid tahkis-laserid (uv-dpss), samas kui teises kasutatakse tavaliselt suletud CO2-lasereid div>

Vektori skaneerimistehnoloogia kasutab vooluhulgamõõturi ja CAD / CAM tarkvaraga varustatud peegli juhtimiseks arvutit, et genereerida lõikamis- ja puurimisgraafikat, ning kasutab teletsentrilist läätsesüsteemi tagamaks, et laser paistab tooriku pinnale vertikaalselt < / div>

Laserpuurimine töötlemisel on suur täpsus ja lai rakendus. See on ideaalne tööriist painduva trükkplaadi moodustamiseks. Kas CO2 laser või DPSS laser, saab materjali pärast teravustamist töödelda mis tahes kujuga. See tulistab fokuseeritud laserkiire ükskõik kuhu tooriku pinnale, paigaldades galvanomeetrile peegli, seejärel teostab galvanomeetril arvuti numbrilist juhtimist (CNC), kasutades vektorskaneerimise tehnoloogiat, ja teeb lõikamisgraafika CAD / CAM tarkvara abil. See “pehme tööriist” saab disaini muutmisel hõlpsasti laserit reaalajas juhtida. Reguleerides valguse kokkutõmbumist ja erinevaid lõikeriistu, saab laseritöötluse abil täpselt reprodutseerida kujundusgraafikat, mis on veel üks oluline eelis.

Vektorskaneerimine võib lõigata substraate, näiteks polüimiidkile, lõigata välja kogu vooluringi või eemaldada trükkplaadilt ala, näiteks pilu või ploki. Töötlemis- ja vormimisprotsessis lülitatakse laserkiir alati sisse, kui peegel skaneerib kogu töötluspinda, mis on puurimisprotsessile vastupidine. Puurimise ajal lülitatakse laser sisse alles pärast peegli kinnitamist igasse puurimisasendisse div>

lõik

Žargonis “viilutamine” on protsess, mille käigus eemaldatakse laserist ühe materjali kiht teiselt. See meetod sobib rohkem laseriga töötamiseks. Sama vektori skaneerimise tehnoloogiat saab kasutada dielektriku eemaldamiseks ja allpool oleva juhtiva padja paljastamiseks. Sel ajal peegeldab laseritöötluse kõrge täpsus taas suurt kasu. Kuna FIR -laserkiiri peegeldab vaskfoolium, kasutatakse siin tavaliselt CO2 -laserit.

puuri auk

Kuigi mõnes kohas kasutatakse mikro -aukude moodustamiseks endiselt mehaanilist puurimist, stantsimist või plasma söövitamist, on laserpuurimine endiselt paindliku trükkplaadi kõige laialdasemalt kasutatav mikro -aukude moodustamise meetod, peamiselt selle kõrge tootlikkuse, tugeva paindlikkuse ja pika normaalse tööaja tõttu .

Mehaaniline puurimine ja stantsimine võtab kasutusele ülitäpsed puurid ja stantsid, mida saab valmistada paindlikul trükkplaadil läbimõõduga ligi 250 μM, kuid need ülitäpsed seadmed on väga kallid ja nende kasutusiga on suhteliselt lühike. Tänu suure tihedusega painduvale trükkplaadile on nõutav ava suhe 250 μ M väike, seega pole mehaaniline puurimine soositud.

Plasma söövitamist saab kasutada 50 μM paksuse polüimiidkile substraadi puhul, mille suurus on väiksem kui 100 μM, kuid seadmete investeeringud ja protsessi maksumus on üsna kõrged ning plasma söövitusprotsessi hoolduskulud on samuti väga suured, eriti seotud kuludega mõnede keemiliste jäätmete käitlemise ja tarbekaupade suhtes. Lisaks võtab plasma söövitamine uue protsessi loomisel ühtsete ja usaldusväärsete mikroviaalide tegemiseks üsna kaua aega. Selle protsessi eeliseks on kõrge töökindlus. On teatatud, et mikro kaudu kvalifitseeritud määr on 98%. Seetõttu on plasma söövitamisel endiselt teatud turg meditsiini- ja lennundusseadmetes div>

Seevastu mikroviaalide valmistamine laseriga on lihtne ja odav protsess. Investeeringud laserseadmetesse on väga väikesed ja laser on kontaktivaba tööriist. Erinevalt mehaanilisest puurimisest on tööriista asendamine kallis. Lisaks on kaasaegsed suletud CO2- ja uv-dpss-laserid hooldusvabad, mis võib minimeerida seisakuid ja oluliselt parandada tootlikkust.

Paindlikul trükkplaadil mikroviaalide genereerimise meetod on sama, mis jäigal trükkplaadil, kuid substraadi ja paksuse erinevuse tõttu tuleb muuta mõningaid olulisi laserparameetreid. Suletud CO2- ja UV-dpss-laserid võivad kasutada sama vektori skaneerimise tehnoloogiat kui vormimine, et puurida otse painduvale trükkplaadile. Ainus erinevus on see, et puurimise rakendustarkvara lülitab skaneeriva peegli skaneerimise ajal ühelt mikro kaudu teisele laser välja. Laserkiir lülitatakse sisse alles siis, kui see jõuab teise puurimisasendisse. Selleks, et auk oleks painduva trükkplaadi aluspinnaga risti, peab laserkiir trükkplaadi aluspinnale särama vertikaalselt, mida on võimalik saavutada skaneeriva peegli ja aluspinna vahel asuva teletsentrilise läätsesüsteemi abil (joonis 2). ) div>

Kaptonil puuriti augud UV -laseriga

Süsinikdioksiidlaser võib mikrokonstruktsioonide puurimiseks kasutada ka konformse maski tehnoloogiat. Selle tehnoloogia kasutamisel kasutatakse vaskpinda maskina, augud söövitatakse sellele tavalise trükisöövitamise meetodil ja seejärel kiiritatakse CO2 -laserkiire vaskfooliumi aukudele, et eemaldada avatud dielektrilised materjalid.

Mikroviasse saab teha ka eksimeerlaseriga, kasutades projektsioonimaski meetodit. See tehnoloogia peab kaardistama mikro kujutise või kogu mikro kaudu massiivi kujutise aluspinnale ja seejärel eksimeerlaserkiir kiirgab maski, et maski kujutis substraadi pinnale kaardistada, et auk puurida. Eksimeerlaserpuurimise kvaliteet on väga hea. Selle puudused on madal kiirus ja kõrge hind.

Laseri valik, kuigi painduva trükkplaadi töötlemiseks kasutatav laseritüüp on sama, mis jäiga trükkplaadi töötlemiseks, mõjutab materjali ja paksuse erinevus oluliselt töötlemisparameetreid ja kiirust. Mõnikord võib kasutada eksimeerlaserit ja põiki ergastatud gaasi (tee) CO2 laserit, kuid neil kahel meetodil on aeglane kiirus ja suured hoolduskulud, mis piiravad tootlikkuse paranemist. Võrdluseks-CO2- ja uv-dpss-lasereid kasutatakse laialdaselt, kiiresti ja odavalt, seega kasutatakse neid peamiselt painduvate trükkplaatide mikroviaalide valmistamisel ja töötlemisel.

Erineb gaasivooluga CO2 laserist, suletud CO2 laserist （http://www.auto-alt.cn block Plokkide vabastamise tehnoloogia on kasutusel selleks, et piirata lasergaasisegu kahe ristkülikukujulise elektroodiplaadiga määratud laserõõnsusega. Laseri õõnsus suletakse kogu kasutusaja jooksul (tavaliselt umbes 2–3 aastat). Suletud laserõõns on kompaktse struktuuriga ega vaja õhuvahetust. Laserpea võib ilma hoolduseta töötada pidevalt rohkem kui 25000 100 tundi. Tihendusdisaini suurim eelis on see, et see võib tekitada kiireid impulsse. Näiteks võib plokkide vabastamise laser väljastada kõrgsageduslikke (1.5 kHz) impulsse, mille võimsuse tipp on XNUMX kW. Kõrgsageduse ja suure tippvõimsuse korral saab kiiret töödelda ilma termilise lagunemiseta

Uv-dpss laser on tahkis-seade, mis imeb pidevalt neodüümvanadaadi (Nd: YVO4) kristallvarda koos laserdioodmassiiviga. See genereerib impulssväljundi akustilis-optilise Q-lüliti abil ja kasutab kolmanda harmoonilise kristalligeneraatori abil Nd: YVO4 laseri väljundi väärtust 1064nm & nbsp; IR baaslainepikkust vähendatakse 355 nm UV -lainepikkusele. Üldiselt 355 nm < / div>

UV-dpss-laseri keskmine väljundvõimsus 20 kHz nimipulsside kordussagedusel on üle 3W div>

UV-dpss laser

Nii dielektrik kui ka vask suudavad kergesti neelata uv-dpss laserit väljundlainepikkusega 355 nm. Uv-dpss laseril on väiksem valguspunkt ja väiksem väljundvõimsus kui CO2 laseril. Dielektrilise töötlemise protsessis kasutatakse tavaliselt uv-dpss laserit väikeste mõõtmetega (alla 50%) μ m) Seetõttu tuleks alla 50 läbimõõduga töödelda suure tihedusega painduva trükkplaadi substraati μ M micro UV -laseri kasutamine on väga ideaalne. Nüüd on olemas suure võimsusega uv-dpss laser, mis võib suurendada uv-dpss laser div> töötlemise ja puurimise kiirust.

UV-dpss-laseri eeliseks on see, et kui selle suure energiaga UV-footonid säravad enamikule mittemetalsetest pinnakihtidest, võivad need molekulide sideme otse katkestada, lõiketera „külma” litograafiaprotsessiga siluda ja minimeerida termilised kahjustused ja kõrvetamine. Seetõttu sobib UV-mikrolõikamine suure nõudlusega juhtudel, kui järeltöötlus on võimatu või mittevajalik

CO2 laser (automaatika alternatiivid)

Suletud CO on palju parem. Dielektriline 2 μ M lainepikkuse neeldumistegur on suurem, mis on parem kui 10.6 materjalide puurimisel või lõikamisel μ M lainepikkusel. Üheksa punkti nelja μM laseril pole mitte ainult puurimisel ja lõikamisel ilmselgeid eeliseid, vaid ka silmapaistev viilutamisefekt. Seetõttu võib lühema lainepikkusega laseri kasutamine parandada tootlikkust ja kvaliteeti.

Üldiselt kuuse lainepikkus on dielektrikute poolt kergesti imenduv, kuid vask peegeldab seda tagasi. Seetõttu kasutatakse enamikku CO2 -lasereid dielektrilise aluspinna ja laminaadi dielektriliseks töötlemiseks, vormimiseks, viilutamiseks ja kihistamiseks. Kuna CO2 -laseri väljundvõimsus on suurem kui DPSS -laseril, kasutatakse enamikul juhtudel dielektriku töötlemiseks CO2 -laserit. CO2 laserit ja uv-dpss laserit kasutatakse sageli koos. Näiteks mikroviaalide puurimisel eemaldage esmalt vasekiht DPSS -laseriga ja seejärel puurige kiiresti CO2 -laseriga dielektrilisse kihti augud, kuni ilmub järgmine vaskkattega kiht, ja seejärel korrake protsessi.

Kuna UV-laseri lainepikkus ise on väga lühike, on UV-laserist kiirguv valguspunkt peenem kui CO2-laseril, kuid mõnes rakenduses on CO2-laseriga toodetud suure läbimõõduga valguspunkt kasulikum kui uv-dpss-laser. Näiteks lõigake suure pindalaga materjale nagu sooned ja plokid või puurige suured augud (läbimõõt üle 50) μ m) CO2 laseriga töötlemine võtab vähem aega. Üldiselt on ava suhe 50 μ Kui m on suur, on CO2 laseritöötlus sobivam ja ava väiksem kui 50 μM, on uv-dpss-laseri mõju parem.