1 Applikatioun vum Laserstrahl

Déi héich Dicht PCB Verwaltungsrot ass eng Multi-Layer Struktur, déi getrennt ass duerch isoléierend Harz gemëscht mat Glasfasermaterialien, an eng konduktiv Schicht vu Kupferfolie ass tëscht hinnen agebaut. Da gëtt et laminéiert a gebonnen. Figur 1 weist eng Sektioun vun engem 4-Layer Verwaltungsrot. De Prinzip vun der Laserveraarbechtung ass Laserstrahlen ze benotzen fir op d’Uewerfläch vum PCB ze fokusséieren fir direkt d’Material ze schmëlzen an ze verdampen fir kleng Lächer ze bilden. Zënter Kupfer an Harz sinn zwee verschidde Materialien, ass d’Schmelztemperatur vu Kupferfolie 1084 ° C, während d’Schmelztemperatur vum Isoléierharz nëmmen 200-300 ° C ass. Dofir ass et noutwendeg Parameteren wéi Strahlwellelängt, Modus, Duerchmiesser a Puls raisonnabel auswielen a präzis ze kontrolléieren wann Laserbueren applizéiert gëtt.

1.1 Den Afloss vun der Strahlwellelängt a Modus op d’Veraarbechtung

Wat sinn d’Applikatioune vun der Laserveraarbechtung an der High-Density PCB Fabrikatioun

Figur 1 Querschnëtt Vue vun 4-Layer PCB

Et kann aus der Figur 1 gesi ginn datt de Laser als éischt d’Kupferfolie beim Perforéiere veraarbecht, an d’Absorptiounsquote vum Kupfer zum Laser erhéicht mat der Erhéijung vun der Wellelängt. D’YAG / UV Laser Absorptioun Taux vun 351 bis 355 m ass esou héich wéi 70%. YAG / UV Laser oder konform Mask Method ka benotzt ginn fir gewéinlech gedréckte Brieder ze perforéieren. Fir d’Integratioun vu High-Density PCB ze erhéijen, ass all Schicht vu Kupferfolie nëmmen 18μm, an de Harzsubstrat ënner der Kupferfolie huet eng héich Absorptiounsquote vu Kuelendioxidlaser (ongeféier 82%), wat Konditioune fir d’Applikatioun ubitt. vun Kuelendioxid Laser Perforatioun. Well d’fotoelektresch Konversiounsquote an d’Veraarbechtungseffizienz vum Kuelendioxidlaser vill méi héich ass wéi déi vum YAG / UV Laser, soulaang et genuch Strahlenergie gëtt an d’Kupferfolie veraarbecht gëtt fir seng Absorptiounsquote vum Laser ze erhéijen, de Kuelendioxid Laser kann benotzt ginn fir de PCB direkt opzemaachen.

De transversale Modus vum Laserstrahl huet e groussen Afloss op den Divergenzwinkel an d’Energieausgang vum Laser. Fir genuch Strahlenergie ze kréien, ass et néideg e gudde Strahlausgangsmodus ze hunn. Den idealen Zoustand ass eng niddereg Uerdnung Gaussian Modus Ausgang ze bilden wéi an der Figur 2. Op dës Manéier kann eng héich Energiedicht kritt ginn, déi eng Viraussetzung fir datt de Strahl gutt op d’Lens fokusséiert ass.

Wat sinn d’Applikatioune vun der Laserveraarbechtung an der High-Density PCB Fabrikatioun

Figur 2 Low-Käschten Gaussian Modus Energie Verdeelung

De Low-Commande Modus kann kritt ginn andeems d’Parameter vum Resonator geännert ginn oder eng Membran installéiert. Obwuel d’Installatioun vun der Membran d’Ausgab vun der Strahlenergie reduzéiert, kann et den High-Order-Modus Laser limitéieren fir un der Perforatioun deelzehuelen an hëlleft d’Ronnheet vum klenge Lach ze verbesseren. .

1.2 Erhalen vun Mikroporen

Nodeems d’Wellenlängt an de Modus vum Strahl ausgewielt ginn, fir en ideale Lach op der PCB ze kréien, muss den Duerchmiesser vum Fleck kontrolléiert ginn. Nëmme wann den Duerchmiesser vum Fleck kleng genuch ass, kann d’Energie sech op d’Oblatéierung vun der Plack konzentréieren. Et gi vill Manéiere fir de Punkt Duerchmiesser unzepassen, haaptsächlech duerch kugelfërmeg Lensfokuséierung. Wann de Gaussesche Modusstrahl an d’Objektiv erakënnt, kann de Fleckduerchmiesser um Réck Brennwäit vun der Lens ongeféier mat der folgender Formel berechent ginn:

D≈λF/(πd)

An der Formel: F ass d’Brennwäit; d ass de Fleckradius vum Gaussesche Strahl, dee vun enger Persoun op der Lensoberfläch projizéiert ass; λ ass d’Laserwellelängt.

Et kann aus der Formel gesi ginn datt wat méi grouss den Tëschefall Duerchmiesser ass, dest méi kleng ass de fokusséierte Fleck. Wann aner Konditioune bestätegt ginn, ass d’Ofkierzung vun der Brennwäit förderlech fir de Strahlenduerchmiesser ze reduzéieren. Wéi och ëmmer, nodeems F verkierzt ass, gëtt d’Distanz tëscht der Lens an dem Werkstéck och reduzéiert. De Schlack kann op der Uewerfläch vun der Lens wärend dem Buer sprëtzen, wat den Buereffekt an d’Liewe vun der Lens beaflosst. An dësem Fall kann en Hëllefsapparat op der Säit vun der Lens installéiert ginn a Gas gëtt benotzt. Ausféierung maachen.

1.3 Den Afloss vum Strahlpuls

E Multi-Puls-Laser gëtt fir Bueren benotzt, an d’Kraaftdicht vum gepulste Laser muss op d’mannst d’Verdampungstemperatur vun der Kupferfolie erreechen. Well d’Energie vum Single-Puls-Laser geschwächt gouf nodeems se duerch d’Kupferfolie verbrennt ginn, kann d’Basissubstrat net effektiv ofgeschaaft ginn, an d’Situatioun, déi an der Fig. Wéi och ëmmer, d’Energie vum Strahl sollt net ze héich sinn beim Auspunchen, an d’Energie ass ze héich. Nodeems d’Kupferfolie penetréiert ass, wäert d’Ablatioun vum Substrat ze grouss sinn, wat zu der Situatioun an der Figur 3b entsteet, wat net fir d’Postveraarbechtung vum Circuit Board ass. Et ass am meeschte ideal fir d’Mikro-Lächer mat engem liicht kegelhafte Lachmuster ze bilden wéi an der Fig. 3c. Dëst Lachmuster kann Komfort fir de spéideren Kupferplackprozess ubidden.

Wat sinn d’Applikatioune vun der Laserveraarbechtung an der High-Density PCB Fabrikatioun

Figur 3 Lach Zorte vun verschidden Energie Laser veraarbecht

Fir d’Lachmuster an der Figur 3c ze erreechen, kann eng gepulste Laserwelleform mat engem Frontpeak benotzt ginn (Figur 4). Déi méi héich Pulsenergie um viischte Enn kann d’Kupferfolie ablaten, an déi Multiple Pulser mat méi niddereger Energie um Réck Enn kënnen den Isoléiersubstrat ablaten an d’Lach déif maachen bis déi ënnescht Kupferfolie.

Wat sinn d’Applikatioune vun der Laserveraarbechtung an der High-Density PCB Fabrikatioun

Figur 4 Pulsatiounsperiod Laser Welleform

2 Laserstrahleffekt

Well d’Materialeigenschaften vun der Kupferfolie an dem Substrat ganz ënnerschiddlech sinn, interagéieren de Laserstrahl an de Circuitboardmaterial fir eng Vielfalt vun Effekter ze produzéieren, déi e wichtegen Impakt op d’Ouverture, d’Tiefe an d’Lachart vun de Mikroporen hunn.

2.1 Reflexioun an Absorptioun vum Laser

D’Interaktioun tëscht dem Laser an dem PCB fänkt fir d’éischt aus dem Tëschefall Laser reflektéiert an absorbéiert vun der Kupferfolie op der Uewerfläch. Well d’Kupferfolie e ganz nidderegen Absorptiounsquote vum Infraroutwellelängt Kuelendioxidlaser huet, ass et schwéier ze veraarbecht an d’Effizienz ass extrem niddereg. Den absorbéierten Deel vun der Liichtenergie wäert d’fräi Elektronenkinetesch Energie vum Kupferfoliematerial erhéijen, an de gréissten Deel dovun gëtt an d’Hëtztenergie vun der Kupferfolie ëmgewandelt duerch d’Interaktioun vun Elektronen a Kristallgitter oder Ionen. Dëst weist datt beim Verbesserung vun der Strahlqualitéit et noutwendeg ass eng Pre-Behandlung op der Uewerfläch vun der Kupferfolie auszeféieren. D’Uewerfläch vun der Kupferfolie kann mat Materialien beschichtet ginn, déi d’Liichtabsorptioun erhéijen fir seng Absorptiounsquote vum Laserliicht ze erhéijen.

2.2 D’Roll vum Strahleffekt

Wärend der Laserveraarbechtung strahlt de Liichtstrahl d’Kupferfoliematerial aus, an d’Kupferfolie gëtt op d’Verdampfung erhëtzt, an d’Damptemperatur ass héich, déi einfach ze briechen an ze ioniséieren, dat heescht, Foto-induzéiert Plasma gëtt duerch Liichtexcitatioun generéiert. . De fotoinduzéierte Plasma ass allgemeng e Plasma vu Materialdamp. Wann d’Energie, déi vum Plasma un d’Werkstéck iwwerdroe gëtt, méi grouss ass wéi de Verloscht vun der Liichtenergie, déi vum Werkstéck kritt gëtt, verursaacht duerch d’Absorptioun vum Plasma. De Plasma verbessert amplaz d’Absorptioun vun der Laserenergie vum Werkstück. Soss blockéiert de Plasma de Laser a schwächt d’Absorptioun vum Laser duerch d’Werkstéck. Fir Kuelendioxid Laser, Foto-induzéiert Plasma kann d’Absorptiounsquote vu Kupferfolie erhéijen. Wéi och ëmmer, ze vill Plasma wäert de Strahl briechen beim Passéieren, wat d’Positionéierungsgenauegkeet vum Lach beaflosst. Allgemeng gëtt d’Laserkraaftdicht op e passenden Wäert ënner 107 W / cm2 kontrolléiert, wat de Plasma besser kontrolléiere kann.

De Pinhole Effekt spillt eng extrem wichteg Roll fir d’Absorptioun vun der Liichtenergie am Laserbuerprozess ze verbesseren. De Laser setzt de Substrat weider no der Verbrennung duerch d’Kupferfolie. De Substrat kann eng grouss Quantitéit vu Liichtenergie absorbéieren, gewalteg verdampelen an ausdehnen, an den generéierten Drock ka sinn. Dat klengt Lach ass och mat Foto-induzéierter Plasma gefüllt, an d’Laserenergie, déi an dat klengt Lach erakënnt, ka bal komplett absorbéiert ginn duerch déi multiple Reflexiounen vun der Lachmauer an der Handlung vum Plasma (Figur 5). Wéinst der Plasma-Absorptioun wäert d’Laserkraaftdichte, déi duerch dat klengt Lach bis zum Enn vum klenge Lach passéiert, erofgoen, an d’Laserkraaftdichte um Enn vum klenge Lach ass essentiell fir e gewësse Verdampfungsdrock ze generéieren fir eng gewëssen Déift ze halen. dat klengt Lach, dat bestëmmt D’Penetratiounsdéift vum Veraarbechtungsprozess.

Wat sinn d’Applikatioune vun der Laserveraarbechtung an der High-Density PCB Fabrikatioun

Figur 5 Laser Refraktioun am Lach

3 Konklusioun

D’Applikatioun vu Laserveraarbechtungstechnologie kann d’Buereffizienz vun High-Density PCB Mikro-Lächer staark verbesseren. Experimenter weisen datt: ①Kombinéiert mat numerescher Kontrolltechnologie kënne méi wéi 30,000 Mikro-Lächer pro Minutt op der gedréckter Brett veraarbecht ginn, an d’Ouverture läit tëscht 75 an 100; ② D’Applikatioun vum UV Laser kann d’Ouverture manner wéi 50μm oder méi kleng maachen, wat Konditioune schaaft fir d’Benotzungsraum vu PCB Boards weider auszebauen.