में लेजर प्रसंस्करण प्रौद्योगिकी का अनुप्रयोग लचीला सर्किट बोर्ड

उच्च घनत्व वाला लचीला सर्किट बोर्ड पूरे लचीले सर्किट बोर्ड का एक हिस्सा है, जिसे आमतौर पर 200 μ M से कम या 250 μ M से कम लचीले सर्किट बोर्ड के माध्यम से माइक्रो के रूप में परिभाषित किया जाता है। उच्च घनत्व वाले लचीले सर्किट बोर्ड में दूरसंचार, कंप्यूटर, एकीकृत सर्किट और चिकित्सा उपकरण जैसे अनुप्रयोगों की एक विस्तृत श्रृंखला है। लचीले सर्किट बोर्ड सामग्री के विशेष गुणों के उद्देश्य से, यह पेपर उच्च घनत्व वाले लचीले सर्किट बोर्ड के लेजर प्रसंस्करण और ड्रिलिंग के माध्यम से सूक्ष्म पर विचार करने के लिए कुछ प्रमुख समस्याओं का परिचय देता है।

लचीले सर्किट बोर्ड की अनूठी विशेषताएं इसे कई अवसरों में कठोर सर्किट बोर्ड और पारंपरिक वायरिंग योजना का विकल्प बनाती हैं। साथ ही, यह कई नए क्षेत्रों के विकास को भी बढ़ावा देता है। FPC का सबसे तेजी से बढ़ने वाला हिस्सा कंप्यूटर हार्ड डिस्क ड्राइव (HDD) की आंतरिक कनेक्शन लाइन है। हार्ड डिस्क का चुंबकीय सिर स्कैनिंग के लिए घूर्णन डिस्क पर आगे और पीछे चलेगा, और मोबाइल चुंबकीय सिर और नियंत्रण सर्किट बोर्ड के बीच कनेक्शन का एहसास करने के लिए तार को बदलने के लिए लचीले सर्किट का उपयोग किया जा सकता है। हार्ड डिस्क निर्माता “सस्पेंडेड फ्लेक्सिबल प्लेट” (FOS) नामक तकनीक के माध्यम से उत्पादन बढ़ाते हैं और असेंबली लागत को कम करते हैं। इसके अलावा, वायरलेस सस्पेंशन तकनीक में बेहतर भूकंपीय प्रतिरोध है और यह उत्पाद की विश्वसनीयता में सुधार कर सकता है। हार्ड डिस्क में उपयोग किया जाने वाला एक और उच्च घनत्व वाला लचीला सर्किट बोर्ड इंटरपोजर फ्लेक्स है, जिसका उपयोग निलंबन और नियंत्रक के बीच किया जाता है।

FPC का दूसरा बढ़ता क्षेत्र नई एकीकृत सर्किट पैकेजिंग है। लचीले सर्किट का उपयोग चिप लेवल पैकेजिंग (CSP), मल्टी चिप मॉड्यूल (MCM) और चिप ऑन फ्लेक्सिबल सर्किट बोर्ड (COF) में किया जाता है। उनमें से, सीएसपी आंतरिक सर्किट का एक बड़ा बाजार है, क्योंकि इसका उपयोग अर्धचालक उपकरणों और फ्लैश मेमोरी में किया जा सकता है, और पीसीएमसीआईए कार्ड, डिस्क ड्राइव, व्यक्तिगत डिजिटल सहायक (पीडीए), मोबाइल फोन, पेजर डिजिटल कैमरा और डिजिटल कैमरा में व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है। . इसके अलावा, लिक्विड क्रिस्टल डिस्प्ले (एलसीडी), पॉलिएस्टर फिल्म स्विच और इंक-जेट प्रिंटर कार्ट्रिज उच्च घनत्व वाले लचीले सर्किट बोर्ड के अन्य तीन उच्च विकास अनुप्रयोग क्षेत्र हैं।

पोर्टेबल उपकरणों (जैसे मोबाइल फोन) में लचीली लाइन प्रौद्योगिकी की बाजार क्षमता बहुत बड़ी है, जो बहुत स्वाभाविक है, क्योंकि इन उपकरणों को उपभोक्ताओं की जरूरतों को पूरा करने के लिए कम मात्रा और हल्के वजन की आवश्यकता होती है; इसके अलावा, लचीली तकनीक के नवीनतम अनुप्रयोगों में फ्लैट पैनल डिस्प्ले और चिकित्सा उपकरण शामिल हैं, जिनका उपयोग डिजाइनरों द्वारा श्रवण यंत्र और मानव प्रत्यारोपण जैसे उत्पादों की मात्रा और वजन को कम करने के लिए किया जा सकता है।

उपरोक्त क्षेत्रों में भारी वृद्धि के कारण लचीले सर्किट बोर्डों के वैश्विक उत्पादन में वृद्धि हुई है। उदाहरण के लिए, हार्ड डिस्क की वार्षिक बिक्री की मात्रा 345 में 2004 मिलियन यूनिट तक पहुंचने की उम्मीद है, जो 1999 की तुलना में लगभग दोगुनी है, और 2005 में मोबाइल फोन की बिक्री की मात्रा रूढ़िवादी रूप से 600 मिलियन यूनिट होने का अनुमान है। इन वृद्धि से उच्च घनत्व वाले लचीले सर्किट बोर्डों के उत्पादन में ३५% की वार्षिक वृद्धि होती है, जो २००२ तक ३.५ मिलियन वर्ग मीटर तक पहुंच जाती है। इस तरह की उच्च उत्पादन मांग के लिए कुशल और कम लागत वाली प्रसंस्करण प्रौद्योगिकी की आवश्यकता होती है, और लेजर प्रसंस्करण प्रौद्योगिकी उनमें से एक है। .

लचीले सर्किट बोर्ड की निर्माण प्रक्रिया में लेजर के तीन मुख्य कार्य होते हैं: प्रसंस्करण और बनाना (काटना और काटना), टुकड़ा करना और ड्रिलिंग। एक गैर-संपर्क मशीनिंग उपकरण के रूप में, लेजर का उपयोग बहुत छोटे फोकस (100 ~ 500) μ मीटर में किया जा सकता है) उच्च तीव्रता वाली प्रकाश ऊर्जा (650MW / mm2) सामग्री पर लागू होती है। ऐसी उच्च ऊर्जा का उपयोग काटने, ड्रिलिंग, अंकन, वेल्डिंग, अंकन और अन्य प्रसंस्करण के लिए किया जा सकता है। प्रसंस्करण गति और गुणवत्ता संसाधित सामग्री के गुणों और उपयोग की जाने वाली लेजर विशेषताओं, जैसे तरंग दैर्ध्य, ऊर्जा घनत्व, शिखर शक्ति, पल्स चौड़ाई और आवृत्ति से संबंधित हैं। लचीले सर्किट बोर्ड के प्रसंस्करण में पराबैंगनी (यूवी) और दूर अवरक्त (एफआईआर) लेजर का उपयोग किया जाता है। पूर्व आमतौर पर एक्सीमर या यूवी डायोड पंप किए गए सॉलिड-स्टेट (यूवी-डीपीएस) लेजर का उपयोग करता है, जबकि बाद वाला आमतौर पर सीलबंद CO2 लेजर का उपयोग करता है div>

वेक्टर स्कैनिंग तकनीक काटने और ड्रिलिंग ग्राफिक्स उत्पन्न करने के लिए फ्लो मीटर और सीएडी / सीएएम सॉफ्टवेयर से लैस दर्पण को नियंत्रित करने के लिए कंप्यूटर का उपयोग करती है, और यह सुनिश्चित करने के लिए टेलीसेंट्रिक लेंस सिस्टम का उपयोग करती है कि लेजर वर्कपीस सतह पर लंबवत चमकता है < / div >

लेजर ड्रिलिंग प्रसंस्करण में उच्च परिशुद्धता और व्यापक अनुप्रयोग है। यह लचीला सर्किट बोर्ड बनाने के लिए एक आदर्श उपकरण है। चाहे CO2 लेजर हो या DPSS लेजर, ध्यान केंद्रित करने के बाद सामग्री को किसी भी आकार में संसाधित किया जा सकता है। यह गैल्वेनोमीटर पर दर्पण स्थापित करके वर्कपीस की सतह पर कहीं भी केंद्रित लेजर बीम को शूट करता है, फिर वेक्टर स्कैनिंग तकनीक का उपयोग करके गैल्वेनोमीटर पर कंप्यूटर संख्यात्मक नियंत्रण (सीएनसी) करता है, और सीएडी / सीएएम सॉफ्टवेयर की मदद से ग्राफिक्स काटने का काम करता है। यह “सॉफ्ट टूल” डिज़ाइन बदलने पर वास्तविक समय में आसानी से लेजर को नियंत्रित कर सकता है। प्रकाश संकोचन और विभिन्न काटने के उपकरण को समायोजित करके, लेजर प्रसंस्करण डिजाइन ग्राफिक्स को सटीक रूप से पुन: पेश कर सकता है, जो एक और महत्वपूर्ण लाभ है।

वेक्टर स्कैनिंग पॉलीमाइड फिल्म जैसे सबस्ट्रेट्स को काट सकती है, पूरे सर्किट को काट सकती है या सर्किट बोर्ड पर एक क्षेत्र को हटा सकती है, जैसे कि स्लॉट या ब्लॉक। प्रसंस्करण और बनाने की प्रक्रिया में, लेजर बीम हमेशा चालू होता है जब दर्पण पूरी प्रसंस्करण सतह को स्कैन करता है, जो ड्रिलिंग प्रक्रिया के विपरीत है। ड्रिलिंग के दौरान, प्रत्येक ड्रिलिंग स्थिति div> . पर दर्पण के ठीक होने के बाद ही लेजर चालू होता है

अनुभाग

शब्दजाल में “स्लाइसिंग” एक लेजर के साथ सामग्री की एक परत को दूसरे से हटाने की प्रक्रिया है। यह प्रक्रिया लेजर के लिए अधिक उपयुक्त है। ढांकता हुआ हटाने और नीचे प्रवाहकीय पैड को उजागर करने के लिए एक ही वेक्टर स्कैनिंग तकनीक का उपयोग किया जा सकता है। इस समय, लेजर प्रसंस्करण की उच्च परिशुद्धता एक बार फिर महान लाभ दर्शाती है। चूंकि एफआईआर लेजर किरणें तांबे की पन्नी से परावर्तित होंगी, इसलिए आमतौर पर यहां CO2 लेजर का उपयोग किया जाता है।

छेद करें

यद्यपि कुछ स्थान अभी भी छेद के माध्यम से सूक्ष्म बनाने के लिए यांत्रिक ड्रिलिंग, मुद्रांकन या प्लाज्मा नक़्क़ाशी का उपयोग करते हैं, लेजर ड्रिलिंग अभी भी लचीला सर्किट बोर्ड की छेद बनाने की विधि के माध्यम से सबसे व्यापक रूप से उपयोग की जाने वाली सूक्ष्म है, मुख्य रूप से इसकी उच्च उत्पादकता, मजबूत लचीलापन और लंबे सामान्य संचालन समय के कारण .

यांत्रिक ड्रिलिंग और मुद्रांकन उच्च-सटीक ड्रिल बिट्स को अपनाते हैं और मर जाते हैं, जो लगभग 250 μ M के व्यास के साथ लचीले सर्किट बोर्ड पर बनाया जा सकता है, लेकिन ये उच्च-सटीक उपकरण बहुत महंगे हैं और अपेक्षाकृत कम सेवा जीवन रखते हैं। उच्च घनत्व वाले लचीले सर्किट बोर्ड के कारण, आवश्यक एपर्चर अनुपात 250 μ M छोटा है, इसलिए यांत्रिक ड्रिलिंग का समर्थन नहीं किया जाता है।

प्लाज्मा नक़्क़ाशी का उपयोग 50 μ M मोटी पॉलीमाइड फिल्म सब्सट्रेट पर 100 μ M से कम आकार के साथ किया जा सकता है, लेकिन उपकरण निवेश और प्रक्रिया लागत काफी अधिक है, और प्लाज्मा नक़्क़ाशी प्रक्रिया की रखरखाव लागत भी बहुत अधिक है, विशेष रूप से संबंधित लागत कुछ रासायनिक अपशिष्ट उपचार और उपभोग्य सामग्रियों के लिए। इसके अलावा, एक नई प्रक्रिया स्थापित करते समय प्लाज्मा नक़्क़ाशी को सुसंगत और विश्वसनीय माइक्रो वायस बनाने में काफी लंबा समय लगता है। इस प्रक्रिया का लाभ उच्च विश्वसनीयता है। बताया गया है कि माइक्रो वाया की क्वालिफाइड रेट 98 फीसदी है। इसलिए, प्लाज्मा नक़्क़ाशी का अभी भी चिकित्सा और एवियोनिक्स उपकरण div> . में एक निश्चित बाजार है

इसके विपरीत, लेजर द्वारा माइक्रो वायस का निर्माण एक सरल और कम लागत वाली प्रक्रिया है। लेजर उपकरण का निवेश बहुत कम है, और लेजर एक गैर-संपर्क उपकरण है। यांत्रिक ड्रिलिंग के विपरीत, एक महंगी उपकरण प्रतिस्थापन लागत होगी। इसके अलावा, आधुनिक सीलबंद CO2 और uv-dpss लेजर रखरखाव मुक्त हैं, जो डाउनटाइम को कम कर सकते हैं और उत्पादकता में काफी सुधार कर सकते हैं।

लचीले सर्किट बोर्ड पर माइक्रो वायस उत्पन्न करने की विधि कठोर पीसीबी की तरह ही है, लेकिन सब्सट्रेट और मोटाई के अंतर के कारण लेजर के कुछ महत्वपूर्ण मापदंडों को बदलने की आवश्यकता है। सीलबंद CO2 और uv-dpss लेज़र सीधे लचीले सर्किट बोर्ड पर ड्रिल करने के लिए मोल्डिंग के समान वेक्टर स्कैनिंग तकनीक का उपयोग कर सकते हैं। अंतर केवल इतना है कि ड्रिलिंग एप्लिकेशन सॉफ्टवेयर एक माइक्रो से दूसरे माइक्रो के माध्यम से स्कैनिंग मिरर स्कैनिंग के दौरान लेजर को बंद कर देगा। लेज़र बीम को तब तक चालू नहीं किया जाएगा जब तक कि वह किसी अन्य ड्रिलिंग स्थिति तक नहीं पहुँच जाता। लचीले सर्किट बोर्ड सब्सट्रेट की सतह पर छेद को लंबवत बनाने के लिए, लेजर बीम को सर्किट बोर्ड सब्सट्रेट पर लंबवत रूप से चमकना चाहिए, जिसे स्कैनिंग मिरर और सब्सट्रेट के बीच एक टेलीसेंट्रिक लेंस सिस्टम का उपयोग करके प्राप्त किया जा सकता है (चित्र 2)। ) डिव>

यूवी लेजर का उपयोग करके कैप्टन पर ड्रिल किए गए छेद

CO2 लेजर माइक्रो वायस को ड्रिल करने के लिए कंफर्मल मास्क तकनीक का भी उपयोग कर सकता है। इस तकनीक का उपयोग करते समय, तांबे की सतह का उपयोग मास्क के रूप में किया जाता है, सामान्य मुद्रण नक़्क़ाशी विधि द्वारा उस पर छेद किए जाते हैं, और फिर उजागर ढांकता हुआ सामग्री को हटाने के लिए तांबे की पन्नी के छिद्रों पर CO2 लेजर बीम को विकिरणित किया जाता है।

प्रोजेक्शन मास्क की विधि के माध्यम से एक्सीमर लेजर का उपयोग करके माइक्रो वायस भी बनाया जा सकता है। इस तकनीक को सब्सट्रेट के लिए सरणी के माध्यम से या पूरे माइक्रो की छवि को मैप करने की आवश्यकता होती है, और फिर एक्सीमर लेजर बीम मुखौटा छवि को सब्सट्रेट सतह पर मैप करने के लिए मास्क को विकिरणित करता है, ताकि छेद ड्रिल किया जा सके। एक्सीमर लेजर ड्रिलिंग की गुणवत्ता बहुत अच्छी है। इसके नुकसान कम गति और उच्च लागत हैं।

लेजर चयन हालांकि लचीला सर्किट बोर्ड प्रसंस्करण के लिए लेजर प्रकार कठोर पीसीबी प्रसंस्करण के समान है, सामग्री और मोटाई में अंतर प्रसंस्करण मानकों और गति को बहुत प्रभावित करेगा। कभी-कभी एक्सीमर लेजर और ट्रांसवर्स एक्साइटेड गैस (चाय) CO2 लेजर का उपयोग किया जा सकता है, लेकिन इन दो विधियों में धीमी गति और उच्च रखरखाव लागत होती है, जो उत्पादकता में सुधार को सीमित करती है। इसकी तुलना में, CO2 और uv-dpss लेज़रों का व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है, तेज़ और कम लागत, इसलिए इनका उपयोग मुख्य रूप से लचीले सर्किट बोर्डों के माइक्रो वायस के निर्माण और प्रसंस्करण में किया जाता है।

गैस प्रवाह CO2 लेजर से अलग, सील CO2 लेजर（ http://www.auto-alt.cn लेजर गैस मिश्रण को दो आयताकार इलेक्ट्रोड प्लेटों द्वारा निर्दिष्ट लेजर गुहा तक सीमित करने के लिए ब्लॉक रिलीज तकनीक को अपनाया जाता है। पूरे सेवा जीवन (आमतौर पर लगभग 2 ~ 3 वर्ष) के दौरान लेजर गुहा को सील कर दिया जाता है। मुहरबंद लेजर गुहा में कॉम्पैक्ट संरचना होती है और इसे वायु विनिमय की आवश्यकता नहीं होती है। लेजर हेड बिना रखरखाव के 25000 घंटे से अधिक समय तक लगातार काम कर सकता है। सीलिंग डिजाइन का सबसे बड़ा फायदा यह है कि यह तेज दालें उत्पन्न कर सकता है। उदाहरण के लिए, ब्लॉक रिलीज लेजर 100 किलोवाट की शक्ति चोटी के साथ उच्च आवृत्ति (1.5 किलोहर्ट्ज़) दालों का उत्सर्जन कर सकता है। उच्च आवृत्ति और उच्च शिखर शक्ति के साथ, बिना किसी थर्मल गिरावट के तेजी से मशीनिंग किया जा सकता है div>

यूवी-डीपीएसएस लेजर एक सॉलिड-स्टेट डिवाइस है जो लेजर डायोड एरे के साथ नियोडिमियम वैनाडेट (एनडी: वाईवीओ 4) क्रिस्टल रॉड को लगातार चूसता है। यह एक ध्वनि-ऑप्टिक क्यू-स्विच द्वारा पल्स आउटपुट उत्पन्न करता है, और एनडी के आउटपुट को बदलने के लिए तीसरे हार्मोनिक क्रिस्टल जनरेटर का उपयोग करता है: 4nm & nbsp से YVO1064 लेजर; आईआर मूल तरंगदैर्ध्य 355 एनएम यूवी तरंगदैर्ध्य तक कम हो गया है। आम तौर पर 355nm </ div >

20kHz नाममात्र पल्स पुनरावृत्ति दर पर uv-dpss लेजर की औसत उत्पादन शक्ति 3W div> . से अधिक है

यूवी-डीपीएस लेजर

ढांकता हुआ और तांबा दोनों आसानी से 355nm के आउटपुट तरंग दैर्ध्य के साथ uv-dpss लेजर को अवशोषित कर सकते हैं। यूवी-डीपीएस लेजर में CO2 लेजर की तुलना में छोटा प्रकाश स्थान और कम उत्पादन शक्ति होती है। ढांकता हुआ प्रसंस्करण की प्रक्रिया में, यूवी-डीपीएसएस लेजर आमतौर पर छोटे आकार (50% से कम) μ मीटर के लिए उपयोग किया जाता है, इसलिए, 50 से कम व्यास को उच्च घनत्व वाले लचीले सर्किट बोर्ड μ एम माइक्रो के सब्सट्रेट पर संसाधित किया जाना चाहिए। यूवी लेजर का उपयोग करना बहुत आदर्श है। अब एक उच्च शक्ति वाला यूवी-डीपीएस लेजर है, जो यूवी-डीपीएस लेजर डिव की प्रसंस्करण और ड्रिलिंग गति को बढ़ा सकता है>

यूवी-डीपीएसएस लेजर का लाभ यह है कि जब इसके उच्च-ऊर्जा यूवी फोटॉन अधिकांश गैर-धातु सतह परतों पर चमकते हैं, तो वे सीधे अणुओं की कड़ी को तोड़ सकते हैं, “ठंड” लिथोग्राफी प्रक्रिया के साथ अत्याधुनिक को चिकना कर सकते हैं, और डिग्री को कम कर सकते हैं थर्मल क्षति और झुलसना। इसलिए, यूवी माइक्रो कटिंग उच्च मांग वाले अवसरों के लिए उपयुक्त है जहां उपचार के बाद असंभव या अनावश्यक div>

CO2 लेजर (स्वचालन विकल्प)

मुहरबंद CO2 लेजर 10.6 μ M या 9.4 μ M एफआईआर लेजर की तरंग दैर्ध्य का उत्सर्जन कर सकता है, हालांकि दोनों तरंग दैर्ध्य को पॉलीमाइड फिल्म सब्सट्रेट जैसे डाइलेक्ट्रिक्स द्वारा अवशोषित करना आसान है, अनुसंधान से पता चलता है कि 9.4 μ एम तरंग दैर्ध्य का प्रभाव इस तरह की सामग्री को संसाधित करता है। ज़्यादा बेहतर है। ढांकता हुआ 9.4 μ M तरंग दैर्ध्य का अवशोषण गुणांक अधिक होता है, जो ड्रिलिंग या काटने की सामग्री μ M तरंग दैर्ध्य के लिए 10.6 से बेहतर होता है। नौ बिंदु चार μ एम लेजर न केवल ड्रिलिंग और काटने में स्पष्ट फायदे हैं, बल्कि उत्कृष्ट टुकड़ा करने का प्रभाव भी है। इसलिए, कम तरंग दैर्ध्य वाले लेजर के उपयोग से उत्पादकता और गुणवत्ता में सुधार हो सकता है।

सामान्यतया, प्राथमिकी तरंगदैर्घ्य डाइलेक्ट्रिक्स द्वारा आसानी से अवशोषित हो जाता है, लेकिन यह तांबे द्वारा वापस परावर्तित हो जाएगा। इसलिए, अधिकांश CO2 लेजर का उपयोग ढांकता हुआ प्रसंस्करण, मोल्डिंग, टुकड़ा करने और ढांकता हुआ सब्सट्रेट और टुकड़े टुकड़े के प्रदूषण के लिए किया जाता है। क्योंकि CO2 लेजर की आउटपुट पावर DPSS लेजर की तुलना में अधिक है, CO2 लेजर का उपयोग ज्यादातर मामलों में डाइइलेक्ट्रिक को प्रोसेस करने के लिए किया जाता है। CO2 लेजर और uv-dpss लेजर अक्सर एक साथ उपयोग किए जाते हैं। उदाहरण के लिए, माइक्रो वायस ड्रिलिंग करते समय, पहले डीपीएसएस लेजर के साथ तांबे की परत को हटा दें, और फिर सीओ 2 लेजर के साथ ढांकता हुआ परत में जल्दी से छेद ड्रिल करें जब तक कि अगली तांबे की परत दिखाई न दे, और फिर प्रक्रिया को दोहराएं।

चूंकि यूवी लेजर की तरंग दैर्ध्य स्वयं बहुत कम है, यूवी लेजर द्वारा उत्सर्जित प्रकाश स्थान सीओ 2 लेजर की तुलना में बेहतर है, लेकिन कुछ अनुप्रयोगों में, सीओ 2 लेजर द्वारा उत्पादित बड़े-व्यास वाले प्रकाश स्थान यूवी-डीपीएसएस लेजर से अधिक उपयोगी होते हैं। उदाहरण के लिए, खांचे और ब्लॉक जैसे बड़े क्षेत्र की सामग्री को काटें या बड़े छेद (50 से अधिक व्यास) μ मीटर ड्रिल करें) CO2 लेजर के साथ संसाधित होने में कम समय लगता है। सामान्यतया, एपर्चर अनुपात 50 μ होता है जब m बड़ा होता है, CO2 लेजर प्रसंस्करण अधिक उपयुक्त होता है, और एपर्चर 50 μ M से कम होता है, uv-dpss लेजर का प्रभाव बेहतर होता है।