Лазерлік өңдеу технологиясын қолдану икемді тақта

Жоғары тығыздықтағы икемді плата – бұл 200 мкм -ден аз немесе 250 мкм -ден төмен икемді тақталар арасындағы сызықтың интервалы ретінде анықталатын бүкіл икемді платаның бөлігі. Жоғары тығыздықтағы икемді тақта телекоммуникациялар, компьютерлер, интегралды схемалар мен медициналық жабдықтар сияқты көптеген қосымшаларға ие. Иілгіш плата материалдарының ерекше қасиеттеріне бағытталған бұл құжат жоғары тығыздықтағы икемді тақтаны және микро бұрғылау арқылы лазерлік өңдеуде қарастырылатын кейбір негізгі мәселелерді ұсынады.

Иілгіш платаның бірегей сипаттамалары оны қатаң схемаға және дәстүрлі сымдар схемасына балама етеді. Сонымен қатар, бұл көптеген жаңа кен орындарының дамуына ықпал етеді. FPC -тің ең жылдам өсетін бөлігі – бұл компьютердің қатты дискісінің (HDD) ішкі байланыс желісі. Қатты дисктің магниттік басы сканерлеу үшін айналмалы дискіде алға -артқа қозғалуы керек, ал мобильді магниттік бас пен басқару тақтасы арасындағы байланысты жүзеге асыру үшін сымды ауыстыру үшін икемді схеманы қолдануға болады. Қатты диск өндірушілері «ілулі пластина» (FOS) деп аталатын технология арқылы өндірісті арттырады және құрастыру шығындарын азайтады. Сонымен қатар, сымсыз ілініс технологиясы жақсы сейсмикалық төзімділікке ие және өнімнің сенімділігін арттыра алады. Қатты дискіде қолданылатын басқа тығыздығы жоғары икемді тақта-бұл суспензия мен контроллер арасында қолданылатын интерпозерлік икем.

FPC -нің екінші өсіп келе жатқан саласы – бұл интегралды схеманың жаңа қаптамасы. Икемді схемалар чип деңгейіндегі қаптамада (CSP), көп чипті модульде (MCM) және икемді платадағы чипте (COF) қолданылады. Олардың ішінде CSP ішкі схемасының үлкен нарығы бар, себебі оны жартылай өткізгішті құрылғылар мен флэш -жадыда қолдануға болады және PCMCIA карталарында, диск жетектерінде, жеке цифрлық ассистенттерде (PDA), ұялы телефондарда, пейджерлерде кеңінен қолданылады Сандық камера мен сандық камера . Сонымен қатар, сұйық кристалды дисплей (СКД), полиэфирлі пленкалы қосқыш және сиялы принтерлік картридж-жоғары тығыздықтағы икемді тақтаның басқа үш жоғары өрісі.

Портативті құрылғыларда (мысалы, ұялы телефондарда) икемді желілік технологияның нарықтық әлеуеті өте үлкен, бұл өте табиғи, себебі бұл құрылғылар тұтынушылардың қажеттіліктерін қанағаттандыру үшін шағын көлемді және жеңіл салмақты қажет етеді; Сонымен қатар, икемді технологияның соңғы қосымшаларына жалпақ панельді дисплейлер мен медициналық құрылғылар кіреді, оларды дизайнерлер есту аппараттары мен адам имплантаттары сияқты өнімдердің көлемі мен салмағын азайту үшін қолдана алады.

Жоғарыда аталған өрістердің үлкен өсуі икемді платалардың әлемдік өндірісінің ұлғаюына әкелді. Мысалы, қатты дискілерді сатудың жылдық көлемі 345 жылы 2004 миллион данаға жетеді деп күтілуде, бұл 1999 жылмен салыстырғанда екі есе дерлік, ал 2005 жылы ұялы телефондарды сату көлемі консервативті түрде 600 миллион бірлікке бағаланды. Бұл ұлғаю 35 жылы 3.5 миллион шаршы метрге жететін жоғары тығыздықтағы икемді тақталар шығарылымының жыл сайынғы 2002% -ға өсуіне әкеледі. Мұндай жоғары өнімге сұраныс тиімді және арзан өңдеу технологиясын қажет етеді, ал лазерлік өңдеу технологиясы-олардың бірі .

Лазердің икемді тақтаны дайындау процесінде үш негізгі функциясы бар: өңдеу және қалыптау (кесу және кесу), кесу және бұрғылау. Байланыссыз өңдеу құралы ретінде лазерді өте аз фокуста қолдануға болады (100 ~ 500) мкм) Материалға жоғары қарқынды жарық энергиясы (650МВт / мм2) қолданылады. Мұндай жоғары энергияны кесуге, бұрғылауға, таңбалауға, дәнекерлеуге, таңбалауға және басқа өңдеуге қолдануға болады. Өңдеу жылдамдығы мен сапасы өңделген материалдың қасиеттеріне және толқын ұзындығы, энергия тығыздығы, шың қуаты, импульстің ені мен жиілігі сияқты қолданылатын лазерлік сипаттамаларға байланысты. Иілгіш тақтаны өңдеуде ультракүлгін (ультракүлгін) және алыстағы инфрақызыл (FIR) лазерлер қолданылады. Біріншісі әдетте экзимерлі немесе ультракүлгін диодпен айдалатын қатты күйдегі (uv-dpss) лазерлерді пайдаланады, ал екіншісінде әдетте жабық CO2 лазерлері div>

Векторлық сканерлеу технологиясы кескіш пен бұрғылау графикасын құру үшін ағынды өлшегішпен және CAD / CAM бағдарламалық жасақтамасымен жабдықталған айнаны басқару үшін компьютерді пайдаланады, ал лазердің дайындаманың бетіне тігінен жарқырауын қамтамасыз ету үшін телесентрлік линзалар жүйесін қолданады < / div>

Лазерлік бұрғылау өңдеудің жоғары дәлдігі мен кең қолданылуы бар. Бұл икемді тақтаны құруға арналған тамаша құрал. CO2 лазері немесе DPSS лазері болсын, фокусталғаннан кейін материалды кез келген пішінде өңдеуге болады. Ол гальванометрге айна орнату арқылы дайындаманың бетінің кез келген жеріне бағытталған лазер сәулесін түсіреді, содан кейін векторлық сканерлеу технологиясын қолдана отырып, гальванометрде компьютерлік сандық бақылауды (CNC) жүргізеді және CAD / CAM бағдарламалық жасақтамасының көмегімен кесу графигін жасайды. Бұл «жұмсақ құрал» дизайн өзгерген кезде лазерді нақты уақытта оңай басқара алады. Жеңіл жиырылу мен әр түрлі кескіш құралдарды реттеу арқылы лазерлік өңдеу конструкторлық графиканы дәл қайталай алады, бұл тағы бір маңызды артықшылығы.

Векторлық сканерлеу полиимидті пленка сияқты астарларды кесіп тастауға, бүкіл тізбекті кесуге немесе слот немесе блок сияқты тақтадағы аумақты алып тастауға мүмкіндік береді. Өңдеу мен қалыптау процесінде айна бұрғылау процесіне қарама -қарсы барлық өңдеу бетін сканерлегенде әрқашан лазер сәулесі қосылады. Бұрғылау кезінде айна әрбір бұрғылау орнында div> бекітілгеннен кейін ғана лазер қосылады

бөлім

Жаргон тілінде «кесу» – бұл лазер көмегімен материалдың бір қабатын екінші қабаттан алу процесі. Бұл процесс лазермен жұмыс істеу үшін қолайлы. Дәл осындай векторлық сканерлеу технологиясы диэлектрикті алып тастау және төмендегі өткізгіш тақтаны ашу үшін қолданылуы мүмкін. Бұл кезде лазерлік өңдеудің жоғары дәлдігі үлкен артықшылықтарды көрсетеді. FIR лазерлік сәулелері мыс фольгамен шағылысатындықтан, мұнда әдетте CO2 лазері қолданылады.

бұрғылау саңылауы

Кейбір жерлерде микро тесіктерді қалыптастыру үшін механикалық бұрғылау, штамптау немесе плазмалық өңдеу қолданылады, дегенмен лазерлік бұрғылау икемді тақтаның саңылауларды құрудың ең кең тараған әдісі болып табылады, себебі оның өнімділігі жоғары, икемділігі жоғары және қалыпты жұмыс уақыты ұзақ. .

Механикалық бұрғылау мен штамптау диаметрі 250 мкм жуық икемді тақтада жасалуы мүмкін жоғары дәлдіктегі бұрғылау қондырғылары мен штамптарды қабылдайды, бірақ дәлдігі жоғары бұл құрылғылар өте қымбат және қызмет ету мерзімі салыстырмалы түрде қысқа. Жоғары тығыздықтағы икемді тақтаның арқасында қажетті саңылау коэффициенті 250 мкм шамалы, сондықтан механикалық бұрғылау қолайлы емес.

Плазмалық үтіктеуді қалыңдығы 50 мкм полиимидті пленкалы субстратта қолдануға болады, көлемі 100 мкм -ден аз, бірақ жабдықты инвестициялау мен технологиялық шығындар өте жоғары, ал плазмалық өңдеу процесіне техникалық қызмет көрсету құны да өте жоғары, әсіресе шығындар кейбір химиялық қалдықтарды өңдеуге және шығын материалдарына. Сонымен қатар, жаңа процесті құру кезінде плазманы тегістеудің дәйекті және сенімді микрожаспа жасауына көп уақыт кетеді. Бұл процестің артықшылығы – жоғары сенімділік. Хабарланғандай, микро тасымалдаудың білікті деңгейі 98%құрайды. Сондықтан плазмалық оюдың медициналық және авиациялық жабдықтардың белгілі бір нарығы бар

Керісінше, лазермен микро виас жасау қарапайым және арзан процесс. Лазерлік жабдықтың инвестициясы өте төмен, ал лазер-байланыссыз құрал. Механикалық бұрғылаудан айырмашылығы, құралдарды ауыстыру қымбатқа түседі. Сонымен қатар, заманауи пломбаланған CO2 және uv-dpss лазерлері техникалық қызмет көрсетуді қажет етпейді, бұл тоқтап қалуды азайтады және өнімділікті едәуір жақсартады.

Икемді платада микро виас генерациялау әдісі қатты компьютердегідей, бірақ лазердің кейбір маңызды параметрлерін субстрат пен қалыңдықтың айырмашылығына байланысты өзгерту қажет. Тығыздалған CO2 және uv-dpss лазерлері икемді тақтаға тікелей бұрғылау үшін қалыптау сияқты векторлық сканерлеу технологиясын қолдана алады. Жалғыз айырмашылығы – бұрғылауға арналған бағдарламалық жасақтама сканерлеу айна сканерлеу кезінде бір микрофоннан екіншісіне лазерді өшіреді. Лазер сәулесі басқа бұрғылау орнына жеткенше қосылмайды. Тесікті икемді тақта астарының бетіне перпендикуляр ету үшін, лазерлік сәуле схеманың астарында тігінен жарқырауы керек, оған сканерлейтін айна мен субстрат арасындағы телесентрлік линзалар жүйесін қолдану арқылы қол жеткізуге болады (2 -сурет). ) div>

Ультракүлгін лазер көмегімен Каптонда тесіктер бұрғыланды

CO2 лазері микро виас бұрғылау үшін конформды маска технологиясын қолдана алады. Бұл технологияны қолданған кезде мыс беті маска ретінде пайдаланылады, оған тесіктер кәдімгі басу әдісімен оюланған, содан кейін мыс фольгасының тесіктеріне сәулелендірілген диэлектрлік материалдарды шығарады.

Микро виастарды проекциялық маска әдісі арқылы эксимерлік лазердің көмегімен де жасауға болады. Бұл технология микро немесе бүкіл микроның кескінін субстратқа салыстыруы керек, содан кейін экзимерлік лазер сәулесі тесікті бұрғылау үшін маска бейнесін субстрат бетіне салыстыру үшін масканы сәулелендіреді. Эксимерлік лазерлік бұрғылаудың сапасы өте жақсы. Оның кемшіліктері төмен жылдамдық пен жоғары баға.

Лазерлік таңдау икемді тақтаны өңдеуге арналған лазер түрі қатаң ДК өңдеудегідей болғанымен, материал мен қалыңдықтың айырмашылығы өңдеу параметрлері мен жылдамдығына қатты әсер етеді. Кейде эксимерлік лазерді және көлденең қоздырылған газды (шай) СО2 лазерін қолдануға болады, бірақ бұл екі әдіс баяу жылдамдық пен техникалық қызмет көрсетудің жоғары шығындарына ие, бұл өнімділікті жақсартуды шектейді. Салыстырмалы түрде, CO2 және uv-dpss лазерлері кеңінен қолданылады, тез және арзан, сондықтан олар негізінен икемді платалардың микро виасын дайындау мен өңдеуде қолданылады.

Газ ағыны СО2 лазерінен айырмашылығы, CO2 лазерлі тығыздалған （http://www.auto-alt.cn） Блокты босату технологиясы лазерлік газ қоспасын екі тікбұрышты электрод пластинасымен белгіленген лазер қуысына шектеу үшін қабылданған. Лазер қуысы бүкіл қызмет ету мерзімі ішінде мөрленеді (әдетте шамамен 2 ~ 3 жыл). Тығыздалған лазер қуысы ықшам құрылымға ие және ауа алмасуды қажет етпейді. Лазерлік бас 25000 сағаттан астам уақыт бойы үздіксіз жұмыс жасай алады. Тығыздау конструкциясының ең үлкен артықшылығы – ол жылдам импульстерді шығара алады. Мысалы, блокты шығаратын лазер қуаты шыңы 100 кВт болатын жоғары жиілікті (1.5 кГц) импульстарды шығара алады. Жоғары жиіліктегі және жоғары шыңдық қуаттылықта жылдам өңдеуді кез келген термиялық деградациясыз жүргізуге болады

Uv-dpss лазері-бұл неодим ванадатын (Nd: YVO4) кристалды штанганы лазерлік диодтармен үздіксіз соратын қатты күйдегі құрылғы. Ол акустикалық-оптикалық Q-коммутаторы арқылы импульстік шығуды шығарады және Nd: YVO4 лазерінің шығуын 1064нм & nbsp-тен өзгерту үшін үшінші гармоникалық кристалды генераторды қолданады; IR негізгі толқын ұзындығы УК толқын ұзындығы 355 нм дейін азаяды. Әдетте 355нм < / div>

20 кГц номиналды импульсті қайталау жиілігінде uv-dpss лазерінің орташа шығыс қуаты 3 Вт артық>

UV-dpss лазері

Диэлектрик пен мыс екеуі де толқын ұзындығы 355 нм UV-dpss лазерін оңай сіңіре алады. Uv-dpss лазерінің жарық нүктесі аз және шығыс қуаты CO2 лазеріне қарағанда төмен. Диэлектрлік өңдеу процесінде uv-dpss лазері әдетте кіші өлшемде (50%-дан аз) мкм үшін қолданылады) Сондықтан диаметрі 50-ден кіші тығыздығы жоғары икемді микротолқынды плата μ M micro арқылы өңделуі керек. ультракүлгін лазерді қолдану өте қолайлы. Енді жоғары қуатты uv-dpss лазері бар, ол uv-dpss laser div диапазонында өңдеу мен бұрғылау жылдамдығын арттыра алады.

UV-dpss лазерінің артықшылығы мынада, оның жоғары энергиялы ультракүлгін фотондары металл емес беттердің көпшілігінде жарқыраған кезде, олар молекулалардың байланысын тікелей үзіп, «суық» литографиялық процестің көмегімен жиекті тегістей алады. термиялық зақым және күйдіру. Сондықтан ультракүлгін ультракүлгін өңдеу қажет емес жағдайларда қажет болады, егер емдеуден кейінгі мүмкін емес немесе қажетсіз div>

CO2 лазері (автоматтандырудың балама нұсқалары)

Тығыздалған CO2 лазері толқын ұзындығының 10.6 мкм немесе 9.4 мкм FIR лазерін шығара алады, дегенмен екі толқын ұзындығын полиимидті пленкалы субстрат сияқты диэлектриктер оңай сіңіреді, бірақ зерттеулер көрсеткендей, 9.4 мкм бұл түрдегі материалды өңдейтін толқын ұзындығы. әлдеқайда жақсы. Диэлектрик 9.4 мкм толқын ұзындығының сіңіру коэффициенті жоғары, бұл μ М толқын ұзындығындағы материалдарды бұрғылау немесе кесу үшін 10.6 -дан жақсы. тоғыз нүктелі төрт мкм лазер бұрғылау мен кесуде айқын артықшылықтарға ие болып қана қоймайды, сонымен қатар кесудің керемет әсеріне ие. Сондықтан толқын ұзындығы қысқа лазерді қолдану өнімділік пен сапаны жақсарта алады.

Жалпы айтқанда, шыршаның толқын ұзындығы диэлектриктермен оңай сіңеді, бірақ ол мыспен шағылысады. Сондықтан СО2 лазерлерінің көпшілігі диэлектрлік субстрат пен ламинатты диэлектрлік өңдеу, қалыптау, кесу және деламинизациялау үшін қолданылады. CO2 лазерінің шығыс күші DPSS лазерінен жоғары болғандықтан, CO2 лазері диэлектрикті өңдеу үшін көп жағдайда қолданылады. CO2 лазері мен uv-dpss лазері жиі бірге қолданылады. Мысалы, микро виас бұрғылау кезінде алдымен DPSS лазерімен мыс қабатын алып тастаңыз, содан кейін келесі мыс қапталған қабат пайда болғанша CO2 лазерімен диэлектрлік қабаттағы тесіктерді бұрғылаңыз, содан кейін процесті қайталаңыз.

Ультракүлгін лазердің толқын ұзындығы өте қысқа болғандықтан, ультракүлгін лазер шығаратын жарық нүктесі СО2 лазеріне қарағанда жұқа, бірақ кейбір жағдайларда СО2 лазері шығаратын үлкен диаметрлі жарық нүктесі Uv-dpss лазеріне қарағанда пайдалы. Мысалы, ойықтар мен блоктар сияқты үлкен аумақты материалдарды кесіңіз немесе үлкен тесіктерді бұрғылаңыз (диаметрі 50 -ден үлкен) мкм) СО2 лазерімен өңдеуге аз уақыт кетеді. Жалпы айтқанда, диафрагма коэффициенті 50 мкм м үлкен болғанда, CO2 лазерлік өңдеу тиімдірек, ал диафрагма 50 мкм-ден аз болса, uv-dpss лазерінің әсері жақсы болады.