Aplikasi teknologi pamrosesan laser ing papan sirkuit fleksibel

Papan sirkuit fleksibel kapadhetan dhuwur minangka bagean saka kabeh papan sirkuit fleksibel, sing umume ditegesi garis jarak kurang saka 200 μ M utawa mikro liwat kurang saka 250 μ M papan sirkuit fleksibel. Papan sirkuit fleksibel kapadhetan dhuwur nduweni macem-macem aplikasi, kayata telekomunikasi, komputer, sirkuit integral lan peralatan medis. Ngarahake properti khusus bahan papan sirkuit sing fleksibel, makalah iki ngenalake sawetara masalah utama sing bakal dipertimbangkan ing proses laser papan sirkuit fleksibel kanthi kepadatan tinggi lan mikro liwat pengeboran p>

Karakteristik unik saka sirkuit fleksibel nggawe alternatif kanggo papan sirkuit kaku lan skema kabel tradisional ing pirang-pirang acara. Sanalika, iki uga promosi pangembangan akeh lapangan anyar. Bagéan FPC sing paling cepet tuwuh yaiku jalur sambungan internal hard disk drive (HDD) komputer. Kepala magnetik hard disk bakal pindhah bolak-balik ing disk sing muter kanggo mindhai, lan sirkuit fleksibel bisa digunakake kanggo ngganti kawat kanggo nyadari ana hubungane antara kepala magnetik seluler lan papan sirkuit kontrol. Produsen hard disk nambah produksi lan nyuda biaya perakitan liwat teknologi sing diarani “plate fleksibel sing ditanggepi” (FOS). Kajaba iku, teknologi suspensi nirkabel duwe resistensi gempa sing luwih apik lan bisa nambah reliabilitas produk. Papan sirkuit fleksibel kerapatan tinggi liyane sing digunakake ing hard disk yaiku interposer flex, sing digunakake ing antarane suspensi lan kontroler.

Lapangan FPC sing nomer loro yaiku kemasan sirkuit integral anyar. Sirkuit fleksibel digunakake ing kemasan level chip (CSP), modul multi chip (MCM) lan chip ing papan sirkuit fleksibel (COF). Antarane, sirkuit internal CSP duwe pasar gedhe, amarga bisa digunakake ing piranti semikonduktor lan memori flash, lan digunakake ing kertu PCMCIA, disk drive, asisten digital pribadi (PDA), ponsel, pager Kamera digital lan kamera digital . Kajaba iku, tampilan kristal cair (LCD), saklar film poliester lan kartrid printer tinta-jet kalebu telung lapangan aplikasi wutah dhuwur papan sirkuit fleksibel kepadatan tinggi \

Potensi pasar teknologi garis fleksibel ing piranti portebel (kayata ponsel) gedhe banget, sing alami banget, amarga piranti kasebut mbutuhake volume sithik lan bobot entheng kanggo nyukupi kabutuhan konsumen; Kajaba iku, aplikasi teknologi fleksibel paling anyar kalebu tampilan panel datar lan piranti medis, sing bisa digunakake dening para desainer kanggo nyuda volume lan bobot produk kayata alat bantu dengar lan implan manungsa.

Wutah gedhe ing lapangan ing ndhuwur nyebabake peningkatan output global papan sirkuit sing fleksibel. Contone, volume penjualan hard disk tahunan diarepake bakal tekan 345 yuta unit ing taun 2004, meh kaping pindho saka taun 1999, lan volume penjualan ponsel ing taun 2005 diperkirakan konservatif dadi 600 yuta unit. Tambah iki nyebabake kenaikan tahunan 35% ing output papan sirkuit fleksibel kanthi kepadatan tinggi, tekan 3.5 yuta meter persegi ing taun 2002. Panjaluk output sing dhuwur mbutuhake teknologi pamrosesan sing efisien lan murah, lan teknologi pamrosesan laser kalebu salah sawijine .

Laser duwe telung fungsi utama ing proses manufaktur papan sirkuit fleksibel: ngolah lan mbentuk (nglereni lan nglereni), ngiris lan ngebur. Minangka alat mesin non-kontak, laser bisa digunakake kanthi fokus cilik banget (100 ~ 500) μ m) Energi cahya intensitas dhuwur (650MW / mm2) ditrapake ing bahan kasebut. Energi dhuwur kasebut bisa digunakake kanggo nglereni, ngebur, menehi tandha, ngelas, menehi lan proses liyane. Kacepetan lan kualitas proses gegandhengan karo sifat-sifat bahan sing diproses lan ciri laser sing digunakake, kayata dawa gelombang, kerapatan energi, tenaga puncak, jembaré pulsa lan frekuensi. Pemrosesan papan sirkuit fleksibel nggunakake laser ultraviolet (UV) lan infra merah (FIR). Tilas biasane nggunakake laser excimer utawa UV diode pompa solid-state (uv-dpss) laser, dene sing terakhir umume nggunakake laser CO2 sing ditutup>

Teknologi pemindaian vektor nggunakake komputer kanggo ngontrol pangilon sing dilengkapi flow meter lan piranti lunak CAD / CAM kanggo ngasilake grafis pemotongan lan pengeboran, lan nggunakake sistem lensa telekomunikasi kanggo mesthekake laser kasebut kanthi vertikal ing permukaan benda kerja </ div>

Pengeboran Laser pangolahan nduweni presisi tinggi lan aplikasi sing jembar. Iki minangka alat sing cocog kanggo mbentuk papan sirkuit sing fleksibel. Apa laser CO2 utawa laser DPSS, bahan kasebut bisa diproses dadi sembarang bentuk sawise fokus. Iki njupuk sinar laser sing fokus ing endi wae ing permukaan benda kerja kanthi nginstal pangilon ing galvanometer, banjur nindakake kontrol numerik komputer (CNC) ing galvanometer kanthi nggunakake teknologi pemindaian vektor, lan nggawe pemotongan grafis kanthi piranti lunak CAD / CAM. “Alat alus” iki bisa gampang ngontrol laser kanthi nyata nalika desain diganti. Kanthi nyetel nyuda cahya lan macem-macem alat nglereni, pangolahan laser bisa ngasilake grafis desain kanthi akurat, sing dadi kauntungan penting liyane.

Pemindaian vektor bisa nyuda substrat kayata film polimida, ngethok kabeh sirkuit utawa mbusak area ing papan sirkuit, kayata slot utawa blok. Ing proses pamrosesan lan pambentukan, sinar laser mesthi diuripake nalika pangilon mindai kabeh permukaan proses, sing ngelawan karo proses pengeboran. Sajrone ngebur, laser urip mung sawise pangilon dipasang ing saben posisi pengeboran div>

bagean

“Ngiris” ing jargon yaiku proses ngilangi siji lapisan bahan saka laser nganggo laser. Proses iki luwih cocog kanggo laser. Teknologi pemindaian vektor sing padha bisa digunakake kanggo mbusak dielektrik lan mbukak pad konduktif ing ngisor iki. Ing wektu iki, presisi proses laser sing luwih dhuwur maneh nggambarake mupangat sing gedhe. Amarga sinar laser FIR bakal dibayangke karo foil tembaga, laser CO2 biasane digunakake ing kene.

bolongan bor

Sanajan sawetara papan isih nggunakake pengeboran mekanik, stamping utawa etsa plasma kanggo mbentuk mikro liwat bolongan, pengeboran laser isih dadi mikro paling umum liwat metode pambentuk bolongan papan sirkuit fleksibel, utamane amarga produktivitas sing dhuwur, fleksibilitas sing kuat lan wektu operasi normal dawa .

Pengeboran mekanik lan stamping nggunakake bit bor lan presisi presisi tinggi, sing bisa digawe ing papan sirkuit sing fleksibel kanthi diameter sakitar 250 μ M, nanging piranti presisi tinggi kasebut larang banget lan umure luwih sithik. Amarga papan sirkuit fleksibel kanthi kepadatan tinggi, rasio aperture sing dibutuhake yaiku 250 μ M sithik, mula pengeboran mekanik ora disenengi.

Etsa plasma bisa digunakake ing landasan film polimida kenthel 50 μ M kanthi ukuran kurang saka 100 μ M, nanging investasi piranti lan biaya proses cukup dhuwur, lan biaya pangopènan proses etsa plasma uga larang banget, utamane biaya sing gegandhengan kanggo sawetara perawatan limbah kimia lan bahan habis. Kajaba iku, butuh wektu cukup suwe kanggo etching plasma kanggo nggawe vias mikro sing konsisten lan bisa dipercaya nalika nggawe proses anyar. Kauntungan saka proses iki yaiku linuwih. Dilaporake manawa tingkat mikro sing memenuhi syarat yaiku 98%. Mula, etching plasma isih duwe pasar tartamtu ing divisi peralatan medis lan avionik>

Bentenipun, pabrikan vias mikro kanthi laser minangka proses sederhana lan murah. Investasi peralatan laser sithik banget, lan laser minangka alat non-kontak. Ora kaya ngebur mekanik, bakal ana biaya ganti alat sing larang. Kajaba iku, laser CO2 lan uv-dpss sing disegel modern ora ana perawatan, sing bisa nyuda downtime lan nambah produktivitas.

Cara ngasilake vias mikro ing papan sirkuit fleksibel padha karo pcb kaku, nanging sawetara paramèter penting laser kudu diganti amarga ana bedane substrat lan kekandelan. Laser CO2 lan uv-dpss sing disegel bisa nggunakake teknologi pemindaian vektor sing padha karo cetakan kanggo ngebor langsung ing papan sirkuit sing fleksibel. Bedane mung, piranti lunak aplikasi ngebur bakal mateni laser sajrone pemindaian mirror scanning saka siji mikro menyang liyane. Sinar laser ora bakal diuripake nganti tekan posisi pengeboran liyane. Supaya bolongan kasebut tegak lurus karo permukaan landasan papan sirkuit sing fleksibel, balok laser kudu sumunar kanthi vertikal ing landasan papan sirkuit, sing bisa ditindakake kanthi nggunakake sistem lensa telekomunikasi ing antarane kaca pemindaian lan substrat (Gambar 2 ) div>

Bolongan dilatih ing Kapton nggunakake laser UV

Laser CO2 uga bisa nggunakake teknologi topeng konformal kanggo ngebor vias mikro. Nalika nggunakake teknologi iki, lumahing tembaga digunakake minangka topeng, bolongan kasebut diukir kanthi metode etsa cetak biasa, banjur sinar laser CO2 disinari ing bolongan foil tembaga kanggo ngilangi bahan dielektrik sing ana.

Vias mikro uga bisa digawe kanthi nggunakake laser excimer liwat metode topeng proyeksi. Teknologi iki kudu peta gambar mikro liwat utawa kabeh mikro liwat susunan menyang substrat, banjur sinar laser excimer nyinari topeng kanggo map gambar topeng menyang permukaan substrat, supaya bisa ngebor bolongan. Kualitas pengeboran laser excimer apik banget. Kerugiane yaiku kecepetetan lan regane larang.

Pilihan laser sanajan jinis laser kanggo ngolah papan sirkuit fleksibel padha karo proses pcb kaku, bedane materi lan kekandelan bakal mengaruhi paramèter lan kacepetan pamrosesan. Kadhangkala laser excimer lan gas bungah transversal (teh) laser CO2 bisa digunakake, nanging rong cara iki duwe kacepetan alon lan biaya perawatan sing dhuwur, sing mbatesi peningkatan produktivitas. Yen dibandhingake, laser CO2 lan uv-dpss digunakake kanthi akeh, biaya murah lan murah, mula digunakake kanggo nggawe lan ngolah vias mikro saka papan sirkuit sing fleksibel.

Beda karo aliran gas CO2 laser, laser CO2 sing disegel Rongga laser ditutup nalika umur layanan (biasane udakara 2 ~ 3 taun). Rongga laser sing disegel nduweni struktur kompak lan ora butuh pertukaran udara. Kepala laser bisa digunakake terus-terusan luwih saka 25000 jam tanpa perawatan. Keuntungan paling gedhe saka desain penyegelan yaiku bisa ngasilake pulsa kanthi cepet. Contone, laser pelepasan blok bisa ngetokake pulsa frekuensi dhuwur (100kHz) kanthi pucuk daya 1.5KW. Kanthi frekuensi dhuwur lan daya puncak sing dhuwur, mesin cepet bisa ditindakake tanpa divgrasi termal>

Laser Uv-dpss minangka piranti solid-state sing terus nyedhot batang kristal neodymium (Nd: YVO4) kanthi susunan laser diode. Iki ngasilake output pulsa kanthi Q-switch acousto-optic, lan nggunakake generator kristal harmoni kaping telu kanggo ngganti output Nd: laser YVO4 saka 1064nm & nbsp; Panjang gelombang dhasar IR dikurangi dadi dawa gelombang 355 nm UV. Umume 355nm </ div>

Daya output rata-rata laser uv-dpss kanthi tingkat pengulangan pulsa nominal 20kHz luwih saka 3W div>

Laser Uv-dpss

Loro-lorone dielektrik lan tembaga bisa nyedhot laser uv-dpss kanthi dawa gelombang 355nm. Laser Uv-dpss duwe papan cahya sing luwih cilik lan tenaga output luwih murah tinimbang laser CO2. Ing proses pangolahan dielektrik, laser uv-dpss biasane digunakake kanthi ukuran cilik (kurang saka 50%) μ m) Mula, diameter kurang saka 50 kudu diproses ing landasan papan sirkuit fleksibel ketumpatan tinggi μ M mikro liwat , nggunakake laser UV iku cocog banget. Saiki ana laser uv-dpss daya tinggi, sing bisa nambah kacepetan pangolahan lan pengeboran laser uv-dpss>

Keuntungan laser uv-dpss yaiku yen fotone UV kanthi energi dhuwur katon ing lapisan lapisan non-logam, bisa langsung ngilangi tautan molekul, nglereni ujung kanthi proses litografi “kadhemen”, lan nyuda derajat karusakan termal lan panas. Mula, nglereni mikro UV cocog kanggo kebutuhan sing akeh banget, sawise perawatan ora bisa ditindakake utawa ora perlu div>

Laser CO2 (Alternatif otomatisasi)

Laser CO2 sing disegel bisa ngetokake dawa gelombang 10.6 μ M utawa 9.4 μ M laser, sanajan kalorone dawa gelombang kasebut gampang diserap dening dielektrik kayata substrat film polimida, panliten nuduhake yen 9.4 μ Pengaruh dawa gelombang M ngolah jinis iki luwih apik. Dielektrik 9.4 μ Koefisien panyerepan dawane gelombang M luwih dhuwur, luwih apik tinimbang 10.6 kanggo ngebur utawa nglereni bahan μ M dawane dawa. Laser sangang titik papat μ M ora mung duwe kaluwihan nyata ing ngebur lan nglereni, nanging uga duwe efek irisan sing luar biasa. Mula, panggunaan laser dawa gelombang sing luwih cekak bisa nambah produktivitas lan kualitas.

Umume, dawa gelombang cemoro gampang diserep dening dielektrik, nanging bakal dibayangke kanthi tembaga. Mula, umume laser CO2 digunakake kanggo proses dielektrik, cetakan, irisan lan delaminasi substrat lan laminasi dielektrik. Amarga daya output laser CO2 luwih dhuwur tinimbang laser DPSS, laser CO2 digunakake kanggo ngolah dielektrik ing umume kasus. Laser laser lan laser uv-dpss asring digunakake bebarengan. Contone, nalika ngebor vias mikro, luwih dhisik mbusak lapisan tembaga nganggo laser DPSS, lan banjur bor kanthi cepet ing lapisan dielektrik kanthi laser CO2 nganti lapisan klambi tembaga sabanjure katon, banjur baleni prosese.

Amarga dawa gelombang laser UV dhewe cendhak banget, papan cahya sing dipancarkan laser UV luwih apik tinimbang laser CO2, nanging ing sawetara aplikasi, titik cahya kanthi diameter gedhe sing diprodhuksi dening laser CO2 luwih migunani tinimbang laser uv-dpss. Contone, gunakake bahan area gedhe kayata alur lan blok utawa bor bolongan gedhe (diameter luwih saka 50) μ m) Kurang akeh wektu kanggo proses nganggo laser CO2. Umume, rasio aperture 50 μ Nalika m gedhe, pangolahan laser CO2 luwih cocog, lan aperture kurang saka 50 μ M, efek laser uv-dpss luwih apik.