1 Aplikasi sinar laser

Kapadhetan dhuwur Papan PCB minangka struktur multi-lapisan, sing dipisahake dening resin insulasi sing dicampur karo bahan serat kaca, lan lapisan konduktif saka foil tembaga dilebokake ing antarane. Banjur laminated lan diikat. Figure 1 nuduhake bagean saka Papan 4-lapisan. Prinsip pangolahan laser yaiku nggunakake sinar laser kanggo fokus ing permukaan PCB kanggo langsung nyawiji lan nguap materi kanggo mbentuk bolongan cilik. Wiwit tembaga lan resin minangka rong bahan sing beda, suhu lebur foil tembaga yaiku 1084 ° C, dene suhu leleh resin insulasi mung 200-300 ° C. Mulane, perlu kanggo cukup milih lan kanthi akurat ngontrol paramèter kayata dawa gelombang sinar, mode, diameter, lan pulsa nalika ngebur laser ditrapake.

1.1 Pengaruh dawa gelombang lan mode sinar ing pangolahan

Apa aplikasi pangolahan laser ing manufaktur PCB kanthi kapadhetan dhuwur

Gambar 1 Cross-sectional tampilan saka 4-lapisan PCB

Bisa dideleng saka Figure 1 sing laser pisanan kanggo proses foil tembaga nalika perforating, lan tingkat panyerepan saka tembaga kanggo mundhak laser karo Tambah saka dawa gelombang. Tingkat panyerepan laser YAG/UV saka 351 nganti 355 m nganti 70%. Laser YAG / UV utawa metode topeng konformal bisa digunakake kanggo perforate papan sing dicithak biasa. Supaya nambah integrasi saka dhuwur-Kapadhetan PCB, saben lapisan saka foil tembaga mung 18μm, lan landasan resin ing foil tembaga wis tingkat panyerepan dhuwur saka laser karbon dioksida (bab 82%), kang menehi kahanan kanggo aplikasi. perforasi laser karbon dioksida. Amarga tingkat konversi fotoelektrik lan efisiensi pangolahan laser karbon dioksida luwih dhuwur tinimbang laser YAG / UV, anggere ana energi sinar sing cukup lan foil tembaga diproses kanggo nambah tingkat panyerepan laser, laser karbon dioksida. bisa digunakake kanggo langsung mbukak PCB.

Mode mode transversal sinar laser duweni pengaruh gedhe ing sudut divergensi lan output energi laser. Kanggo entuk energi sinar sing cukup, kudu duwe mode output sinar sing apik. Negara becik kanggo mbentuk output mode Gaussian-urutan kurang minangka ditampilake ing Figure 2. Kanthi cara iki, Kapadhetan energi dhuwur bisa dipikolehi, kang menehi prasyarat kanggo beam uga fokus ing lensa.

Apa aplikasi pangolahan laser ing manufaktur PCB kanthi kapadhetan dhuwur

Gambar 2 Distribusi energi mode Gaussian murah

Mode low-order bisa dipikolehi kanthi ngowahi parameter resonator utawa nginstal diafragma. Senajan instalasi saka diaphragm nyuda output saka energi Beam, bisa matesi laser mode dhuwur-urutan kanggo melu ing perforasi lan bantuan nambah roundness saka bolongan cilik. .

1.2 Entuk micropores

Sawise dawa gelombang lan mode balok dipilih, kanggo entuk bolongan sing cocog ing PCB, diameter titik kasebut kudu dikontrol. Mung yen diameteripun titik cukup cilik, energi bisa musataken ing ablating piring. Ana akeh cara kanggo nyetel diameter titik, utamane liwat fokus lensa bunder. Nalika sinar mode Gaussian lumebu ing lensa, diameter titik ing bidang fokus mburi lensa bisa diitung kanthi rumus ing ngisor iki:

D≈λF/(πd)

Ing rumus: F yaiku dawa fokus; d yaiku radius titik sinar Gaussian sing digambarake dening wong ing permukaan lensa; λ yaiku dawa gelombang laser.

Bisa dideleng saka rumus yen luwih gedhe diametere kedadeyan, luwih cilik titik fokus. Nalika kondisi liyane dikonfirmasi, shortening dawa fokus kondusif kanggo ngurangi diameteripun beam. Nanging, sawise F dicekak, jarak antarane lensa lan workpiece uga suda. Slag bisa cipratan ing permukaan lensa nalika ngebor, sing bakal mengaruhi efek pengeboran lan umur lensa. Ing kasus iki, piranti tambahan bisa diinstal ing sisih lensa lan gas digunakake. Nindakake purge.

1.3 Pengaruh pulsa beam

Laser multi-pulsa digunakake kanggo pengeboran, lan kapadhetan daya laser pulsed kudu paling sethithik tekan suhu penguapan foil tembaga. Amarga energi saka laser pulsa siji wis weakened sawise kobong liwat foil tembaga, landasan ndasari ora bisa èfèktif ablated, lan kahanan ditampilake ing Fig. 3a bakal kawangun, supaya liwat bolongan ora bisa kawangun. Nanging, energi balok ngirim ora dhuwur banget nalika pukulan, lan energi dhuwur banget. Sawise foil tembaga ditembus, ablasi substrate bakal gedhe banget, nyebabake kahanan sing ditampilake ing Gambar 3b, sing ora kondusif kanggo pamrosesan papan sirkuit. Paling becik kanggo mbentuk bolongan mikro kanthi pola bolongan sing rada tapered kaya sing ditampilake ing Fig. 3c. Pola bolongan iki bisa menehi penak kanggo proses plating tembaga sakteruse.

Apa aplikasi pangolahan laser ing manufaktur PCB kanthi kapadhetan dhuwur

Figure 3 jinis bolongan diproses dening laser energi beda

Kanggo entuk pola bolongan sing ditampilake ing Gambar 3c, gelombang laser pulsed kanthi pucuk ngarep bisa digunakake (Gambar 4). Energi pulsa sing luwih dhuwur ing mburi ngarep bisa ablate foil tembaga, lan kaping pulses karo energi ngisor ing mburi mburi bisa ablate landasan insulating lan Nggawe bolongan deepen nganti foil tembaga ngisor.

Apa aplikasi pangolahan laser ing manufaktur PCB kanthi kapadhetan dhuwur

Gambar 4. Gelombang laser pulsa

2 Efek sinar laser

Amarga sifat materi saka foil tembaga lan landasan beda banget, sinar laser lan materi papan sirkuit sesambungan kanggo ngasilake macem-macem efek, sing nduwe pengaruh penting ing aperture, ambane, lan jinis bolongan saka micropores.

2.1 Refleksi lan panyerepan saka laser

Interaksi antarane laser lan PCB pisanan diwiwiti saka laser kedadean sing dibayangke lan digunakke dening foil tembaga ing lumahing. Amarga foil tembaga nduweni tingkat penyerapan laser karbon dioksida inframerah sing sithik banget, angel diproses lan efisiensine sithik banget. Bagean sing diserep saka energi cahya bakal nambah energi kinetik elektron bebas saka materi foil tembaga, lan paling akeh bakal diowahi dadi energi panas foil tembaga liwat interaksi elektron lan kisi kristal utawa ion. Iki nuduhake yen nalika ningkatake kualitas balok, perlu kanggo nindakake pra-perawatan ing permukaan foil tembaga. Lumahing foil tembaga bisa dilapisi karo bahan sing nambah panyerepan cahya kanggo nambah tingkat panyerepan sinar laser.

2.2 Peran efek sinar

Sajrone pangolahan laser, sinar cahya mancarake bahan foil tembaga, lan foil tembaga dipanasake nganti penguapan, lan suhu uap dhuwur, sing gampang dirusak lan diionisasi, yaiku, plasma sing diakibatake foto digawe dening eksitasi cahya. . Plasma sing diakibatake foto umume minangka plasma uap materi. Yen energi sing dikirim menyang benda kerja dening plasma luwih gedhe tinimbang mundhut energi cahya sing ditampa dening benda kerja sing disebabake dening panyerepan plasma. Plasma kasebut nambah panyerepan energi laser dening benda kerja. Yen ora, plasma pamblokiran laser lan weakens panyerepan laser dening workpiece. Kanggo laser karbon dioksida, plasma sing diakibatake foto bisa nambah tingkat penyerapan foil tembaga. Nanging, kakehan plasma bakal nyebabake sinar dibiasake nalika ngliwati, sing bakal mengaruhi akurasi posisi bolongan kasebut. Umumé, Kapadhetan daya laser dikontrol menyang nilai sing cocog ing ngisor 107 W / cm2, sing bisa ngontrol plasma sing luwih apik.

Efek pinhole nduweni peran penting banget kanggo ningkatake panyerepan energi cahya ing proses pengeboran laser. Laser terus ablate landasan sawise kobong liwat foil tembaga. Substrat bisa nresep jumlah gedhe saka energi cahya, violently vaporize lan nggedhekake, lan meksa kui bisa Bahan molten dibuwang metu kanggo mbentuk bolongan cilik. Bolongan cilik uga kapenuhan plasma foto-mlebu, lan energi laser ngetik bolongan cilik bisa meh rampung digunakke dening macem-macem bayangan saka tembok bolongan lan tumindak plasma (Gambar 5). Amarga panyerepan plasma, Kapadhetan daya laser liwat bolongan cilik kanggo ngisor bolongan cilik bakal suda, lan Kapadhetan daya laser ing ngisor bolongan cilik iku penting kanggo generate meksa vaporization tartamtu kanggo njaga ambane tartamtu saka bolongan cilik, kang nemtokake ambane seng nembus saka proses mesin.

Apa aplikasi pangolahan laser ing manufaktur PCB kanthi kapadhetan dhuwur

Figure 5 Laser refraction ing bolongan

3 Kesimpulan

Aplikasi teknologi pangolahan laser bisa ningkatake efisiensi pengeboran bolongan mikro PCB kanthi kapadhetan dhuwur. Eksperimen nuduhake yen: ①Digabungake karo teknologi kontrol numerik, luwih saka 30,000 mikro-bolongan bisa diproses saben menit ing Papan dicithak, lan aperture antarane 75 lan 100; ② Aplikasi saka laser UV bisa luwih nggawe aperture kurang saka 50μm utawa cilik, kang nggawe kahanan kanggo luwih ngembangaken papan nggunakake Papan PCB.