1 Лазер нурун колдонуу

Жогорку тыгыздык ПХБ тактасы көп катмарлуу түзүлүш болуп саналат, ал айнек буласынын материалдары менен аралашкан изоляциялык чайыр менен бөлүнгөн жана алардын арасына жез фольгасынын өткөргүч катмары киргизилген. Андан кийин ламинатталган жана чапталган. 1-сүрөттө 4 катмарлуу тактанын бир бөлүгү көрсөтүлгөн. Лазердик иштетүүнүн принциби лазер нурларын колдонуп, ПХБнын бетине көңүл буруп, кичинекей тешиктерди пайда кылуу үчүн материалды дароо эритип, буулантат. Жез менен чайыр эки башка материал болгондуктан, жез фольгасынын эрүү температурасы 1084°С, изоляциялоочу чайырдын эрүү температурасы болгону 200-300°С. Ошондуктан, лазердик бургулоо колдонулганда нурдун толкун узундугу, режими, диаметри жана импульс сыяктуу параметрлерди акылга сыярлык тандоо жана так көзөмөлдөө зарыл.

1.1 Нур толкун узундугунун жана режимдин иштетүүгө тийгизген таасири

Жогорку тыгыздыктагы PCB өндүрүшүндө лазердик иштетүүнүн кандай колдонулушу бар

1-сүрөт 4-кабаттуу ПХБнын кесилишинин көрүнүшү

1-сүрөттөн көрүнүп тургандай, лазер перфорациялоодо жез фольгасын биринчи иштетет, ал эми жездин лазерге сиңүү ылдамдыгы толкун узундугунун чоңоюшу менен жогорулайт. 351 355 м чейин YAG / UV лазер жутуу ылдамдыгы 70% га чейин жогору. YAG/UV лазер же конформдык маска ыкмасы жөнөкөй басылган такталарды тешип үчүн колдонулушу мүмкүн. Жогорку тыгыздыктагы PCB интеграциясын жогорулатуу үчүн, жез фольгасынын ар бир катмары 18 микрон жана жез фольгасынын астындагы чайыр субстраты көмүр кычкыл газынын лазеринин жогорку сиңүү ылдамдыгына (болжол менен 82%) ээ, бул колдонуу үчүн шарттарды камсыз кылат. көмүр кычкыл газынын лазер перфорациясынын. Көмүр кычкыл газынын лазердин фотоэлектрдик конверсия ылдамдыгы жана иштетүү эффективдүүлүгү YAG/UV лазерине караганда бир топ жогору болгондуктан, нурдун энергиясы жетиштүү жана жез фольгасы лазердин, көмүр кычкыл газынын сиңүү ылдамдыгын жогорулатуу үчүн иштетилсе. түздөн-түз PCB ачуу үчүн колдонсо болот.

Лазердик нурдун туурасынан кеткен режим режими лазердин дивергенция бурчуна жана энергия чыгаруусуна чоң таасирин тийгизет. Жетиштүү нур энергиясын алуу үчүн, жакшы нур чыгаруу режими болушу керек. Идеалдуу абал 2-сүрөттө көрсөтүлгөндөй төмөнкү тартиптеги Гаусс режиминин чыгышын түзүү болуп саналат. Ушундай жол менен жогорку энергия тыгыздыгын алууга болот, бул нурдун линзага жакшы көңүл бурушу үчүн шарт түзөт.

Жогорку тыгыздыктагы PCB өндүрүшүндө лазердик иштетүүнүн кандай колдонулушу бар

2-сүрөт Арзан баада Гаусс режиминин энергия бөлүштүрүү

Төмөн тартиптеги режимди резонатордун параметрлерин өзгөртүү же диафрагманы орнотуу аркылуу алууга болот. Диафрагманы орнотуу нурдун энергиясын чыгарууну азайтса да, ал тешикке катышуу үчүн жогорку тартиптеги лазерди чектөөгө жана кичинекей тешиктин тегеректигин жакшыртууга жардам берет. .

1.2 Микротешикчелерди алуу

ПХБда идеалдуу тешик алуу үчүн нурдун толкун узундугу жана режими тандалгандан кийин тактын диаметрин көзөмөлдөө керек. Эгерде тактын диаметри жетишерлик кичинекей болсо, энергия пластинаны абляциялоого топтошу мүмкүн. Сфералык линзаларды фокустоо аркылуу тактын диаметрин тууралоонун көптөгөн жолдору бар. Гаусс режиминин нуру линзага киргенде, линзанын арткы фокалдык тегиздигиндеги тактын диаметрин болжол менен төмөнкү формула менен эсептөөгө болот:

D≈λF/(πd)

Формула боюнча: F – фокустук аралык; d – линзанын бетине адам тарабынан проекцияланган Гаусс нурунун так радиусу; λ – лазердин толкун узундугу.

Формуладан көрүнүп тургандай, окуянын диаметри канчалык чоң болсо, фокусталган так ошончолук кичине. Башка шарттар ырасталганда, фокустун узундугун кыскартуу нурдун диаметрин кыскартууга шарт түзөт. Бирок F кыскартылгандан кийин линза менен даярдалган материалдын ортосундагы аралык да кыскарат. Бургулоо учурунда линзанын бетине шлак чачырашы мүмкүн, бул бургулоо эффектине жана линзанын иштөө мөөнөтүнө таасирин тийгизет. Бул учурда линзанын капталына көмөкчү түзүлүш орнотулуп, газ колдонулат. Тазалоо жүргүзүү.

1.3 Нур импульсунун таасири

Бургулоо үчүн көп импульстуу лазер колдонулат жана импульстүү лазердин кубаттуулугу жок дегенде жез фольгасынын буулануу температурасына жетиши керек. Жалгыз импульстуу лазердин энергиясы жез фольгасы аркылуу күйгөндөн кийин алсырап калгандыктан, астындагы субстрат эффективдүү түрдө жоюла албайт жана 3a-сүрөттө көрсөтүлгөн кырдаал түзүлөт, андыктан аркылуу тешик пайда болбойт. Бирок, тепкенде нурдун энергиясы өтө жогору болбошу керек, ал эми энергиясы өтө жогору. Жез фольгасы киргенден кийин, субстраттын абляциясы өтө чоң болот, натыйжада 3b-сүрөттө көрсөтүлгөн жагдай пайда болот, бул схема платанын кийинки кайра иштетүүгө ылайыктуу эмес. 3c-сүрөттө көрсөтүлгөндөй, бир аз конус тешик үлгүсү менен микро тешиктерди түзүү эң идеалдуу. Бул тешик үлгүсү кийинки жез менен каптоо процесси үчүн ыңгайлуулукту камсыздай алат.

Жогорку тыгыздыктагы PCB өндүрүшүндө лазердик иштетүүнүн кандай колдонулушу бар

Сүрөт 3 Ар кандай энергетикалык лазерлер менен иштетилген тешиктердин түрлөрү

3c-сүрөттө көрсөтүлгөн тешик үлгүсүнө жетүү үчүн алдыңкы чокусу бар импульстук лазер толкун формасын колдонсо болот (4-сүрөт). Алдыңкы четиндеги жогорку импульс энергиясы жез фольганы жок кыла алат, ал эми арткы учундагы азыраак энергиясы бар бир нече импульстар изоляциялоочу субстратты өчүрүп, тешикти төмөнкү жез фольгага чейин тереңдетиши мүмкүн.

Жогорку тыгыздыктагы PCB өндүрүшүндө лазердик иштетүүнүн кандай колдонулушу бар

Сүрөт 4 Импульстук лазердин толкун формасы

2 Лазердик нур эффектиси

Жез фольгасынын жана субстраттын материалдык касиеттери өтө ар түрдүү болгондуктан, лазер нуру жана схемалык такта материалы өз ара аракеттенип, ар кандай эффекттерди жаратат, бул микропордордун апертурасына, тереңдигине жана тешик түрүнө маанилүү таасир этет.

2.1 Лазердин чагылышы жана жутулушу

Лазер менен ПХБнын өз ара аракеттенүүсү адегенде лазердин бетиндеги жез фольгага чагылышып, сиңирүүсүнөн башталат. Жез фольга инфракызыл толкун узундуктагы көмүр кычкыл газынын сиңирүү ылдамдыгы өтө төмөн болгондуктан, аны иштетүү кыйын жана натыйжалуулугу өтө төмөн. Жарык энергиясынын сиңирилген бөлүгү жез фольгасынын материалынын эркин электрон кинетикалык энергиясын жогорулатат жана анын көбү электрондор менен кристаллдык торлордун же иондордун өз ара аракеттенүүсү аркылуу жез фольгасынын жылуулук энергиясына айланат. Бул нурдун сапатын жакшыртуу менен бирге, жез фольга бетине алдын ала дарылоо жүргүзүү зарыл экенин көрсөтүп турат. жез фольга бети лазер нурунун анын жутуу ылдамдыгын жогорулатуу үчүн жарык жутууну жогорулатуу материалдар менен капталган болот.

2.2 Нур эффектинин ролу

Лазердик иштетүүдө жарык шооласы жез фольгасынын материалын чачат, ал эми жез фольга бууланууга чейин ысытылат жана буу температурасы жогору, аны талкалап, иондоштуруу оңой, башкача айтканда, фото-индукцияланган плазма жарыктын дүүлүгүүсүнөн пайда болот. . Фото-индукцияланган плазма жалпысынан материалдык буу плазмасы. Эгерде плазма тарабынан даярдалган материалга берилүүчү энергия плазманын сиңирүүсүнөн улам жасалган жарык энергиясынын жоголушуна караганда көбүрөөк болсо. Анын ордуна плазма бөлүкчө лазер энергиясын сиңирүүнү күчөтөт. Болбосо, плазма лазерди бөгөттөп, лазердин даярдалган бөлүгү тарабынан сиңирилишин начарлатат. Көмүр кычкыл газынын лазерлери үчүн фото-индукцияланган плазма жез фольгасынын сиңүү ылдамдыгын жогорулата алат. Бирок өтө көп плазма нурдун өтүп баратканда сынуусуна алып келет, бул тешиктин жайгашуу тактыгына таасирин тийгизет. Жалпысынан алганда, лазердик кубаттуулук тыгыздыгы плазманы жакшыраак башкара турган 107 Вт/см2ден төмөн тиешелүү мааниге чейин көзөмөлдөнөт.

Pinhole эффекти лазердик бургулоо процессинде жарык энергиясын сиңирүүнү жогорулатууда өтө маанилүү ролду ойнойт. Лазер жез фольгасын күйгүзгөндөн кийин субстратты өчүрүүнү улантат. Субстрат көп сандагы жарык энергиясын сиңирип алат, катуу бууланып, кеңейет жана пайда болгон басым болушу мүмкүн Эриген материал кичинекей тешиктерди пайда кылуу үчүн ыргытылат. Кичинекей тешик дагы фото-индукцияланган плазма менен толтурулат жана кичинекей тешикке кирген лазер энергиясы тешик дубалынын көп жолу чагылышы жана плазманын аракети менен дээрлик толугу менен сиңип кетиши мүмкүн (5-сүрөт). Плазманын сиңирүүсүнөн улам, кичинекей тешик аркылуу кичинекей тешиктин түбүнө өткөн лазердин кубаттуулугу азаят, ал эми кичинекей тешиктин түбүндөгү лазердик кубаттуулуктун тыгыздыгы белгилүү бир тереңдикти сактоо үчүн белгилүү бир буулануу басымын түзүү үчүн маанилүү. иштетүү процессинин кирүү тереңдигин аныктаган кичинекей тешик.

Жогорку тыгыздыктагы PCB өндүрүшүндө лазердик иштетүүнүн кандай колдонулушу бар

5-сүрөт Тешиктеги лазердин сынуусу

3 Жыйынтык

Лазердик иштетүү технологиясын колдонуу жогорку тыгыздыктагы PCB микро тешиктерин бургулоо натыйжалуулугун бир топ жакшыртат. Тажрыйбалар көрсөткөндөй: ①сандык башкаруу технологиясы менен айкалышып, басма тактасында мүнөтүнө 30,000 75ден ашык микро тешиктерди иштетүүгө болот, апертура 100тен 50гө чейин; ② Ультрафиолет лазерин колдонуу диафрагманы XNUMXмкм же кичирейтиши мүмкүн, бул ПХБ такталарын колдонуу мейкиндигин андан ары кеңейтүү үчүн шарттарды түзөт.