1 Tapassing fan laser beam

De hege tichtheid PCB-boerd is in multi-laach struktuer, dat wurdt skieden troch isolearjende hars mongen mei glêstried materialen, en in conductive laach fan koper folie wurdt ynfoege tusken harren. Dan wurdt it laminearre en bondele. figuer 1 toant in seksje fan in 4-laach board. It prinsipe fan laserferwurking is om laserstralen te brûken om te fokusjen op it oerflak fan ‘e PCB om it materiaal direkt te smelten en te ferdampen om lytse gatten te foarmjen. Sûnt koper en hars binne twa ferskillende materialen, is de smelttemperatuer fan koperfolie 1084 ° C, wylst de smelttemperatuer fan isolearjende hars mar 200-300 ° C is. Dêrom is it needsaaklik om parameters te selektearjen en sekuer te kontrolearjen lykas beamgolflingte, modus, diameter en puls as laserboarjen wurdt tapast.

1.1 De ynfloed fan beam golflingte en modus op ferwurking

Wat binne de tapassingen fan laser ferwurking yn hege tichtheid PCB manufacturing

figuer 1 Cross-sectional werjefte fan 4-laach PCB

It kin sjoen wurde út figuer 1 dat de laser is earst te ferwurkjen de koper folie doe’t perforating, en de absorption taryf fan it koper oan de laser nimt ta mei de tanimming fan de golflingte. De YAG / UV laser absorption rate fan 351 oant 355 m is sa heech as 70%. YAG / UV laser as konforme masker metoade kin brûkt wurde om perforate gewoane printe boards. Om de yntegraasje fan hege tichtheid PCB te fergrutsjen, is elke laach koperfolie mar 18μm, en it harssubstraat ûnder de koperfolie hat in hege absorption rate fan koaldiokside-laser (sawat 82%), wat betingsten foar de tapassing leveret. fan koalstofdiokside laser perforaasje. Omdat de photoelectric konverzje taryf en ferwurkjen effisjinsje fan koalstofdiokside laser is folle heger as dy fan YAG / UV laser, sa lang as der genôch beam enerzjy en de koper folie wurdt ferwurke te fergrutsjen syn absorption taryf fan de laser, de koalstofdiokside laser kin brûkt wurde om de PCB direkt te iepenjen.

De transverse modus modus fan de laser beam hat in grutte ynfloed op de divergence hoeke en enerzjy útfier fan de laser. Om genôch beamenerzjy te krijen, is it nedich om in goede beamútfiermodus te hawwen. De ideale steat is in foarmjen fan in lege folchoarder Gaussian modus útfier lykas werjûn yn figuer 2. Op dizze manier kin in hege enerzjy tichtens wurde krigen, dat soarget foar in betingst foar de beam goed rjochte op ‘e lens.

Wat binne de tapassingen fan laser ferwurking yn hege tichtheid PCB manufacturing

figuer 2 Low-kosten Gaussian modus enerzjy distribúsje

De lege oarder modus kin wurde krigen troch it feroarjen fan de parameters fan ‘e resonator of it ynstallearjen fan in diafragma. Hoewol’t de ynstallaasje fan it diafragma ferleget de útfier fan ‘e beam enerzjy, it kin beheine de hege-oarder modus laser om mei te dwaan oan’ e perforaasje en helpe ferbetterjen de roundness fan it lytse gat. .

1.2 Mikropoaren krije

Nei’t de golflingte en modus fan ‘e beam binne selektearre, om in ideaal gat op’ e PCB te krijen, moat de diameter fan ‘e spot wurde kontrolearre. Allinnich as de diameter fan it plak lyts genôch is, kin de enerzjy konsintrearje op it ablearjen fan de plaat. D’r binne in protte manieren om de spotdiameter oan te passen, benammen troch sferyske lensfokus. As de Gaussyske modus beam yn ‘e lens komt, kin de spotdiameter op it efterste fokaalflak fan ‘e lens sawat berekkene wurde mei de folgjende formule:

D≈λF/(πd)

Yn de formule: F is de brânpuntslingte; d is de spotradius fan ‘e Gaussyske beam projizearre troch in persoan op it lensflak; λ is de lasergolflingte.

It kin sjoen wurde út de formule dat hoe grutter de ynfallende diameter, hoe lytser it rjochte plak. As oare betingsten wurde befêstige, is it ferkoartjen fan de brânpunt befoarderlik foar it ferminderjen fan de beamdiameter. Lykwols, neidat F wurdt ynkoarte, de ôfstân tusken de lens en it workpiece wurdt ek fermindere. De slag kin spatte op it oerflak fan ‘e lens by it boarjen, wat sil beynfloedzje it boarjen effekt en it libben fan’ e lens. Yn dit gefal kin oan ‘e kant fan’ e lins in helpmiddel ynstalleare wurde en wurdt gas brûkt. Purge útfiere.

1.3 De ynfloed fan beam puls

In multi-puls laser wurdt brûkt foar boarjen, en de macht tichtens fan de pulsed laser moat op syn minst berikke de ferdamping temperatuer fan de koperen folie. Omdat de enerzjy fan de single-puls laser is ferswakke nei baarnende troch de koperen folie, de ûnderlizzende substraat kin net effektyf ablated, en de situaasje werjûn yn figuer 3a sil wurde foarme, sadat de fia gat kin net wurde foarme. De enerzjy fan ‘e beam moat lykwols net te heech wêze by it ponsen, en de enerzjy is te heech. Nei’t de koperen folie is penetrearre, sil de ablaasje fan it substraat te grut wêze, wat resulteart yn ‘e situaasje werjûn yn figuer 3b, dy’t net befoarderlik is foar it neiferwurkjen fan it circuit board. It is it meast ideaal om te foarmjen de mikro-gatten mei in bytsje tapered gat patroan lykas werjûn yn figuer 3c. Dit gat patroan kin biede gemak foar de folgjende koper-plating proses.

Wat binne de tapassingen fan laser ferwurking yn hege tichtheid PCB manufacturing

figuer 3 Hole types ferwurke troch ferskate enerzjy lasers

Om it gatpatroan te berikken dat is werjûn yn figuer 3c, kin in pulsearre lasergolffoarm mei in frontpeak brûkt wurde (figuer 4). De hegere pulsenerzjy oan ‘e foarkant kin de koperfolie ôfbrekke, en de meardere pulsen mei legere enerzjy oan ‘e efterkant kinne it isolearjende substraat ôfbrekke en it gat ferdjipje oant de legere koperfolie.

Wat binne de tapassingen fan laser ferwurking yn hege tichtheid PCB manufacturing

figuer 4 Pulse laser waveform

2 Laser beam effekt

Om’t de materiaaleigenskippen fan ‘e koperfolie en it substraat heul ferskillend binne, interaktearje de laserstraal en it circuitboardmateriaal om in ferskaat oan effekten te produsearjen, dy’t in wichtige ynfloed hawwe op’ e diafragma, djipte en gattype fan ‘e mikropoaren.

2.1 Refleksje en absorption fan laser

De ynteraksje tusken de laser en de PCB begjint earst út de ynfallende laser wurdt wjerspegele en opnomd troch de koperen folie op it oerflak. Om’t de koperfolie in heul lege absorption taryf fan infraread golflingte koalstofdiokside laser hat, is it lestich te ferwurkjen en de effisjinsje is ekstreem leech. It opnomde diel fan ‘e ljochtenerzjy sil de frije elektroanen kinetyske enerzjy fan it koperfoliemateriaal ferheegje, en it measte dêrfan sil omset wurde yn ‘e waarmte-enerzjy fan ‘e koperfolie troch de ynteraksje fan elektroanen en kristalroosters as ioanen. Dit lit sjen dat wylst it ferbetterjen fan de beam kwaliteit, is it nedich om te fieren pre-behanneling op it oerflak fan ‘e koper folie. It oerflak fan ‘e koperfolie kin wurde bedekt mei materialen dy’t ljochtabsorption ferheegje om har absorptionsrate fan laserljocht te ferheegjen.

2.2 De rol fan beam effekt

Tidens laserferwurking strielet de ljochtstraal it koperfoliemateriaal út, en de koperfolie wurdt ferwaarme ta ferdamping, en de stoomtemperatuer is heech, dy’t maklik te brekken en ionisearje is, dat is, foto-induzearre plasma wurdt generearre troch ljocht-eksitaasje . It foto-induzearre plasma is oer it algemien in plasma fan materiaaldamp. As de enerzjy oerbrocht nei it workpiece troch it plasma is grutter dan it ferlies fan ljocht enerzjy ûntfongen troch it workpiece feroarsake troch de opname fan it plasma. It plasma fersterket ynstee de opname fan laser-enerzjy troch it wurkstik. Oars, it plasma blokkearret de laser en ferswakke de opname fan ‘e laser troch it wurkstik. Foar koalstofdiokside-lasers kin foto-induzearre plasma de opnamesnelheid fan koperfolie ferheegje. Tefolle plasma sil lykwols feroarsaakje dat de beam brekt wurdt by it trochjaan, wat ynfloed hat op de posisjonearring fan it gat. Yn ‘t algemien wurdt de laserkrêftdichtheid regele nei in passende wearde ûnder 107 W / cm2, wat it plasma better kin kontrolearje.

It pinhole-effekt spilet in ekstreem wichtige rol by it ferbetterjen fan de opname fan ljochtenerzjy yn it laserboarproses. De laser bliuwt te ablate it substraat nei baarnende troch de koperen folie. It substraat kin in grutte hoemannichte ljochtenerzjy opnimme, gewelddiedich ferdampe en útwreidzje, en de druk dy’t ûntstien is kin wêze. It lytse gat is ek fol mei foto-induzearre plasma, en de laser enerzjy dy’t yn it lytse gat komt, kin hast folslein opnomd wurde troch de meardere refleksjes fan ‘e gatmuorre en de aksje fan it plasma (figuer 5). Troch plasma-absorption sil de laserkrêftstichtens dy’t troch it lytse gat nei de boaiem fan ‘e lytse gat giet, ôfnimme, en de laserkrêftdichtheid oan’ e ûnderkant fan ‘e lytse gat is essensjeel om in bepaalde ferdampingsdruk te generearjen om in bepaalde djipte fan te hâlden. it lytse gat, dat bepaalt De penetraasje djipte fan it ferwurkjen proses.

Wat binne de tapassingen fan laser ferwurking yn hege tichtheid PCB manufacturing

figuer 5 Laser breking yn it gat

3-konklúzje

De tapassing fan laser ferwurkjen technology kin sterk ferbetterje de boarjen effisjinsje fan hege tichtheid PCB mikro-gaten. Eksperiminten litte sjen dat: ①Kombinearre mei numerike kontrôletechnology kinne mear as 30,000 mikrogatten per minút wurde ferwurke op it printe boerd, en it diafragma is tusken 75 en 100; ② De tapassing fan UV laser kin fierder meitsje de diafragma minder as 50μm of lytser, dy’t skept betingsten foar it fierder útwreidzjen fan it gebrûk romte fan PCB boards.