1 Laser izpiaren aplikazioa

Dentsitate handikoa PCB taula geruza anitzeko egitura bat da, beira-zuntzezko materialekin nahastutako erretxina isolatzailez bereizten dena, eta haien artean kobrezko paperezko geruza eroale bat sartzen da. Ondoren, laminatu eta lotzen da. 1. irudiak 4 geruzako taula baten sekzio bat erakusten du. Laser prozesatzeko printzipioa laser izpiak erabiltzea da PCBaren gainazalean arreta jartzeko, materiala berehala urtu eta lurruntzeko zulo txikiak sortzeko. Kobrea eta erretxina bi material desberdin direnez, kobre-paperaren urtze-tenperatura 1084 °C da, erretxina isolatzailearen urtze-tenperatura 200-300 °C baino ez da. Hori dela eta, beharrezkoa da laser zulaketa aplikatzen denean izaren uhin-luzera, modua, diametroa eta pultsua bezalako parametroak arrazoiz hautatzea eta zehaztasunez kontrolatzea.

1.1 Izpiaren uhin-luzerak eta moduak prozesamenduan duten eragina

Zeintzuk dira laser prozesamenduaren aplikazioak dentsitate handiko PCB fabrikazioan

1. irudia 4 geruzako PCBaren zeharkako ikuspegia

1. Irudian ikus daiteke laserra dela zulatzean kobrezko papera prozesatzen lehena, eta kobreak laserra duen xurgapen-tasa handitzen dela uhin-luzera handitzean. 351 eta 355 m bitarteko YAG/UV laser xurgapen-tasa % 70ekoa da. YAG/UV laserra edo konformazio maskara metodoa erabil daiteke inprimatutako ohol arruntak zulatzeko. Dentsitate handiko PCBaren integrazioa areagotzeko, kobrezko paperaren geruza bakoitza 18μm baino ez da, eta kobre paperaren azpian dagoen erretxina substratuak karbono dioxidoaren laserren xurgapen-tasa handia du (% 82 inguru), eta horrek aplikaziorako baldintzak eskaintzen ditu. karbono dioxidoaren laser zulaketarena. Bihurketa fotoelektrikoaren tasa eta karbono dioxidoaren laserren prozesatzeko eraginkortasuna YAG/UV laserrena baino askoz ere handiagoa delako, betiere habe-energia nahikoa badago eta kobrezko papera laserra xurgatzeko tasa handitzeko prozesatzen bada, karbono dioxidoaren laserra. PCB zuzenean irekitzeko erabil daiteke.

Laser izpiaren zeharkako moduak eragin handia du laserren dibergentzia angeluan eta energia irteeran. Izpi-energia nahikoa lortzeko, beharrezkoa da habearen irteera-modu ona izatea. Egoera ideala 2. Irudian ikusten den moduko Gauss moduko irteera bat osatzea da. Modu honetan, energia-dentsitate handia lor daiteke, eta horrek ezinbesteko baldintza ematen du habea lentean ondo enfokatu dadin.

Zeintzuk dira laser prozesamenduaren aplikazioak dentsitate handiko PCB fabrikazioan

2. irudia Kostu baxuko gaussiar moduko energia-banaketa

Ordena baxuko modua erresonagailuaren parametroak aldatuz edo diafragma bat instalatuz lor daiteke. Diafragmaren instalazioak habe-energiaren irteera murrizten badu ere, ordena handiko laserra mugatu dezake zuloan parte har dezan eta zulo txikiaren biribiltasuna hobetzen lagun dezake. .

1.2 Mikroporoak lortzea

Izpiaren uhin-luzera eta modua hautatu ondoren, PCBan zulo ideal bat lortzeko, lekuaren diametroa kontrolatu behar da. Lekuaren diametroa nahikoa txikia bada bakarrik, energia plaka ablatzean kontzentratu daiteke. Lekuaren diametroa doitzeko modu asko daude, batez ere lente esferikoen fokatze bidez. Gaussiar moduko izpia lentean sartzen denean, lentearen atzealdeko foku-planoko puntu-diametroa gutxi gorabehera kalkula daiteke formula honekin:

D≈λF/(πd)

Formulan: F fokua da; d pertsona batek lentearen gainazalean proiektatzen duen izpi gaussaren puntu erradioa da; λ laserren uhin-luzera da.

Formulatik ikus daiteke zenbat eta handiagoa izan intzidentzia-diametroa, orduan eta txikiagoa da fokuratutako puntua. Beste baldintza batzuk baieztatzen direnean, foku-distantzia laburtzeak habearen diametroa murrizteko lagungarria da. Hala ere, F laburtu ondoren, lentearen eta piezaren arteko distantzia ere murrizten da. Zulatzean zepak lentearen gainazalean zipriztindu ditzake, eta horrek zulaketaren efektuari eta lentearen bizitzari eragingo dio. Kasu honetan, lentearen alboan gailu osagarri bat instalatu daiteke eta gasa erabiltzen da. Egin garbiketa.

1.3 Izpi-pultsuaren eragina

Pultsu anitzeko laser bat zulatzeko erabiltzen da, eta pultsatutako laserren potentzia-dentsitateak gutxienez kobre-paperaren lurruntze-tenperaturara iritsi behar du. Pultsu bakarreko laserraren energia ahuldu egin denez kobrezko papera erre ondoren, azpiko substratua ezin da modu eraginkorrean kendu, eta 3a irudian erakusten den egoera sortuko da, beraz, zuloa ezin da osatu. Hala ere, habearen energia ez da handiegia izan behar zulatzean, eta energia handiegia da. Kobrezko papera sartu ondoren, substratuaren ablazioa handiegia izango da, eta ondorioz, 3b irudian agertzen den egoera izango da, eta hori ez da egokia zirkuitu plakaren postprozesatzeko. Egokiena da mikro-zuloak 3c irudian ikusten den bezala apur bat konikodun zulo-eredu batekin osatzea. Zulo-eredu honek erosotasuna eman dezake ondorengo kobre-xapatze-prozesurako.

Zeintzuk dira laser prozesamenduaren aplikazioak dentsitate handiko PCB fabrikazioan

3. irudia Energia-laser ezberdinek prozesatutako zulo motak

3c irudian erakusten den zulo-eredua lortzeko, aurrealdeko gailurra duen laser pultsatuko uhin bat erabil daiteke (4. irudia). Aurrealdean dagoen pultsu-energia handiagoak kobrezko papera ezaba dezake, eta atzeko aldean energia txikiagoa duten pultsu anitzek substratu isolatzailea ezaba dezakete eta zuloa sakondu beheko kobrezko papera arte.

Zeintzuk dira laser prozesamenduaren aplikazioak dentsitate handiko PCB fabrikazioan

4. irudia Pultsu laser uhin-forma

2 Laser izpi efektua

Kobre-paperaren eta substratuaren materialaren propietateak oso desberdinak direnez, laser izpiak eta zirkuitu plakaren materialak elkarreragiten dute hainbat efektu sortzeko, mikroporoen irekidura, sakonera eta zulo motan eragin handia dutenak.

2.1 Laserraren isla eta xurgapena

Laseraren eta PCBaren arteko elkarrekintza lehenik eta behin kobrezko paperak gainazalean islatzen eta xurgatzen duen laser intzidentetik hasten da. Kobrezko paperak uhin-luzera infragorriko karbono dioxidoaren laserren xurgapen-tasa oso baxua duenez, zaila da prozesatzea eta eraginkortasuna oso baxua da. Xurgatutako argi-energiaren zatiak kobre-paperaren materialaren elektroi askeko energia zinetikoa handituko du, eta gehiena kobre-paperaren bero-energia bihurtuko da elektroien eta kristal-sare edo ioien elkarrekintzaren bidez. Horrek erakusten du habearen kalitatea hobetzen den bitartean, beharrezkoa dela aurretratamendua egitea kobre-paperaren gainazalean. Kobrezko paperaren gainazala argiaren xurgapena areagotzen duten materialez estali daiteke, laser argiaren xurgapen-tasa handitzeko.

2.2 Izpi efektuaren eginkizuna

Laser prozesatzean, argi-izpiak kobrezko paperaren materiala irradiatzen du, eta kobrezko papera lurruntzeko berotzen da, eta lurrunaren tenperatura altua da, hau da, erraza da apurtzen eta ionizatzen, hau da, argazki-induzitutako plasma argiaren kitzikapenaren bidez sortzen da. . Foto-induzitutako plasma, oro har, lurrun materialaren plasma bat da. Plasmak piezara igorritako energia plasma xurgatzeak eragindako piezak jasotako argi-energia galera baino handiagoa bada. Plasmak piezak laser energiaren xurgapena hobetzen du. Bestela, plasmak laserra blokeatzen du eta piezak laserren xurgapena ahultzen du. Karbono dioxidoaren laserretarako, foto-induzitutako plasmak kobre-paperaren xurgapen-tasa handitu dezake. Hala ere, plasma gehiegik habea errefraktatzea eragingo du igarotzean, eta horrek zuloaren kokapen-zehaztasunari eragingo dio. Oro har, laser potentzia-dentsitatea 107 W/cm2-tik beherako balio egoki batera kontrolatzen da, eta horrek plasma hobeto kontrola dezake.

Estenopearen efektuak paper oso garrantzitsua du laser-zulaketa-prozesuan argi-energiaren xurgapena hobetzeko. Laserrak substratua ablatzen jarraitzen du kobrezko papera erre ondoren. Substratuak argi-energia kopuru handia xurga dezake, bortizki lurrundu eta hedatu, eta sortutako presioa izan daiteke Urtutako materiala kanpora botatzen da zulo txikiak sortzeko. Zulo txikia foto-induzitutako plasmaz ere betetzen da, eta zulo txikian sartzen den laser-energia ia guztiz xurgatu daiteke zuloaren hormaren isla ugariek eta plasmaren eraginez (5. irudia). Plasma xurgatzearen ondorioz, zulo txikitik zulo txikiaren behealdera igarotzen den laser potentzia-dentsitatea gutxituko da, eta zulo txikiaren behealdean dagoen laser potentzia-dentsitatea ezinbestekoa da lurruntze-presio jakin bat sortzeko, sakonera jakin bat mantentzeko. zulo txikia, mekanizazio-prozesuaren sartze-sakonera zehazten duena.

Zeintzuk dira laser prozesamenduaren aplikazioak dentsitate handiko PCB fabrikazioan

5. irudia Laser errefrakzioa zuloan

3 Ondorioa

Laser prozesatzeko teknologiaren aplikazioak dentsitate handiko PCB mikro-zuloen zulaketen eraginkortasuna asko hobetu dezake. Esperimentuek erakusten dute: ①Zenbakizko kontroleko teknologiarekin konbinatuta, minutuko 30,000 mikro-zulo baino gehiago prozesatu daitezke inprimatutako arbelean, eta irekidura 75 eta 100 artekoa da; ② UV laserra aplikatzeak irekidura 50μm baino txikiagoa edo txikiagoa izan dezake, eta horrek PCB plaken erabilera espazioa gehiago zabaltzeko baldintzak sortzen ditu.