1 ຄໍາຮ້ອງສະຫມັກຂອງ beam laser

ຄວາມຫນາແຫນ້ນສູງ ກະດານ PCB ແມ່ນໂຄງສ້າງຫຼາຍຊັ້ນ, ເຊິ່ງຖືກແຍກອອກໂດຍ insulating ຢາງປະສົມກັບວັດສະດຸເສັ້ນໄຍແກ້ວ, ແລະຊັ້ນ conductive ຂອງ foil ທອງແດງແມ່ນ inserted ລະຫວ່າງເຂົາເຈົ້າ. ຫຼັງຈາກນັ້ນ, ມັນແມ່ນ laminated ແລະຜູກມັດ. ຮູບທີ 1 ສະແດງໃຫ້ເຫັນພາກສ່ວນຂອງກະດານ 4 ຊັ້ນ. ຫຼັກການຂອງການປຸງແຕ່ງເລເຊີແມ່ນການໃຊ້ເລເຊີເພື່ອສຸມໃສ່ພື້ນຜິວຂອງ PCB ເພື່ອເຮັດໃຫ້ວັດສະດຸລະລາຍແລະ vaporize ທັນທີເພື່ອສ້າງເປັນຮູນ້ອຍໆ. ເນື່ອງຈາກທອງແດງແລະຢາງແມ່ນສອງວັດສະດຸທີ່ແຕກຕ່າງກັນ, ອຸນຫະພູມການລະລາຍຂອງແຜ່ນທອງແດງແມ່ນ 1084 ° C, ໃນຂະນະທີ່ອຸນຫະພູມການລະລາຍຂອງຢາງ insulating ພຽງແຕ່ 200-300 ° C. ດັ່ງນັ້ນ, ມັນຈໍາເປັນຕ້ອງເລືອກຕົວກໍານົດການຄວບຄຸມຢ່າງຖືກຕ້ອງແລະສົມເຫດສົມຜົນເຊັ່ນ: ຄວາມຍາວຂອງຄື້ນ, ຮູບແບບ, ເສັ້ນຜ່າກາງ, ແລະກໍາມະຈອນໃນເວລາທີ່ການເຈາະ laser ຖືກນໍາໃຊ້.

1.1 ອິດທິພົນຂອງຄວາມຍາວຂອງຄື້ນ ແລະຮູບແບບການປະມວນຜົນ

ຄໍາຮ້ອງສະຫມັກຂອງການປຸງແຕ່ງ laser ໃນການຜະລິດ PCB ທີ່ມີຄວາມຫນາແຫນ້ນສູງແມ່ນຫຍັງ

ຮູບ 1 ມຸມເບິ່ງຂ້າມຂອງ PCB 4 ຊັ້ນ

ມັນສາມາດເຫັນໄດ້ຈາກຮູບທີ 1 ວ່າເລເຊີແມ່ນທໍາອິດທີ່ຈະປຸງແຕ່ງແຜ່ນທອງແດງໃນເວລາທີ່ perforating, ແລະອັດຕາການດູດຊຶມຂອງທອງແດງກັບເລເຊີເພີ່ມຂຶ້ນດ້ວຍການເພີ່ມຄວາມຍາວຂອງຄື້ນ. ອັດຕາການດູດຊຶມຂອງເລເຊີ YAG/UV ຂອງ 351 ຫາ 355 m ແມ່ນສູງເຖິງ 70%. ເລເຊີ YAG / UV ຫຼືວິທີການຫນ້າກາກທີ່ສອດຄ່ອງສາມາດຖືກນໍາໃຊ້ເພື່ອ perforate ກະດານພິມທໍາມະດາ. ເພື່ອເພີ່ມການເຊື່ອມໂຍງຂອງ PCB ທີ່ມີຄວາມຫນາແຫນ້ນສູງ, ແຕ່ລະຊັ້ນຂອງ foil ທອງແດງແມ່ນພຽງແຕ່ 18μm, ແລະ substrate resin ພາຍໃຕ້ foil ທອງແດງມີອັດຕາການດູດຊຶມສູງຂອງ laser carbon dioxide (ປະມານ 82%), ເຊິ່ງສະຫນອງເງື່ອນໄຂສໍາລັບຄໍາຮ້ອງສະຫມັກ. ຂອງ perforation laser ກາກບອນ dioxide. ເນື່ອງຈາກວ່າອັດຕາການປ່ຽນແປງ photoelectric ແລະປະສິດທິພາບການປະມວນຜົນຂອງ laser carbon dioxide ແມ່ນຫຼາຍກ່ວາ laser ຂອງ YAG / UV, ຕາບໃດທີ່ມີພະລັງງານ beam ພຽງພໍແລະ foil ທອງແດງໄດ້ຖືກປະມວນຜົນເພື່ອເພີ່ມອັດຕາການດູດຊຶມຂອງ laser, laser carbon dioxide laser ໄດ້. ສາມາດໃຊ້ເພື່ອເປີດ PCB ໂດຍກົງ.

ຮູບແບບ transverse ຂອງ beam laser ມີອິດທິພົນຢ່າງຫຼວງຫຼາຍຕໍ່ມຸມ divergence ແລະຜົນຜະລິດພະລັງງານຂອງ laser ໄດ້. ເພື່ອໃຫ້ໄດ້ຮັບພະລັງງານ beam ພຽງພໍ, ມັນຈໍາເປັນຕ້ອງມີຮູບແບບຜົນຜະລິດ beam ທີ່ດີ. ສະພາບທີ່ເຫມາະສົມແມ່ນການສ້າງຮູບແບບ Gaussian ຕ່ໍາຕາມລໍາດັບທີ່ສະແດງຢູ່ໃນຮູບ 2. ດ້ວຍວິທີນີ້, ຄວາມຫນາແຫນ້ນຂອງພະລັງງານສູງສາມາດໄດ້ຮັບ, ເຊິ່ງສະຫນອງເງື່ອນໄຂເບື້ອງຕົ້ນສໍາລັບ beam ທີ່ຈະເອົາໃຈໃສ່ກັບເລນໄດ້ດີ.

ຄໍາຮ້ອງສະຫມັກຂອງການປຸງແຕ່ງ laser ໃນການຜະລິດ PCB ທີ່ມີຄວາມຫນາແຫນ້ນສູງແມ່ນຫຍັງ

ຮູບທີ 2 ການກະຈາຍພະລັງງານຂອງໂໝດ Gaussian ລາຄາຖືກ

ຮູບແບບການສັ່ງຕ່ໍາສາມາດໄດ້ຮັບໂດຍການດັດແປງພາລາມິເຕີຂອງ resonator ຫຼືການຕິດຕັ້ງ diaphragm. ເຖິງແມ່ນວ່າການຕິດຕັ້ງຂອງ diaphragm ຫຼຸດຜ່ອນຜົນຜະລິດຂອງພະລັງງານ beam ໄດ້, ມັນສາມາດຈໍາກັດ laser ຮູບແບບຄໍາສັ່ງສູງທີ່ຈະເຂົ້າຮ່ວມໃນ perforation ແລະຊ່ວຍປັບປຸງຮອບຂອງຂຸມຂະຫນາດນ້ອຍ. .

1.2 ການໄດ້ຮັບ micropores

ຫຼັງຈາກຄວາມຍາວຂອງຄື້ນແລະຮູບແບບຂອງ beam ຖືກເລືອກ, ເພື່ອໃຫ້ໄດ້ຮັບຂຸມທີ່ເຫມາະສົມໃນ PCB, ເສັ້ນຜ່າສູນກາງຂອງຈຸດຕ້ອງໄດ້ຮັບການຄວບຄຸມ. ພຽງແຕ່ຖ້າຫາກວ່າເສັ້ນຜ່າກາງຂອງຈຸດແມ່ນຂະຫນາດນ້ອຍພຽງພໍ, ພະລັງງານສາມາດສຸມໃສ່ການ ablating ແຜ່ນ. ມີຫຼາຍວິທີທີ່ຈະປັບເສັ້ນຜ່າສູນກາງຈຸດ, ສ່ວນໃຫຍ່ແມ່ນຜ່ານເລນ spherical focusing. ເມື່ອ beam ໂໝດ Gaussian ເຂົ້າສູ່ເລນ, ເສັ້ນຜ່າສູນກາງຈຸດຢູ່ໃນຍົນໂຟກັສຫລັງຂອງເລນສາມາດຄິດໄລ່ໄດ້ໂດຍປະມານດ້ວຍສູດຕໍ່ໄປນີ້:

D≈λF/(πd)

ໃນສູດ: F ແມ່ນຄວາມຍາວໂຟກັສ; d ແມ່ນລັດສະໝີຈຸດຂອງ beam Gaussian ທີ່ຄາດໄວ້ໂດຍຄົນຢູ່ດ້ານເລນ; λ ແມ່ນຄວາມຍາວຂອງເລເຊີ.

ມັນສາມາດເຫັນໄດ້ຈາກສູດທີ່ເສັ້ນຜ່າສູນກາງຂອງເຫດການໃຫຍ່ກວ່າ, ຈຸດທີ່ສຸມໃສ່ນ້ອຍກວ່າ. ເມື່ອເງື່ອນໄຂອື່ນໆຖືກຢືນຢັນ, ການຫຍໍ້ຄວາມຍາວໂຟກັດແມ່ນເອື້ອອໍານວຍຕໍ່ການຫຼຸດຜ່ອນເສັ້ນຜ່າສູນກາງຂອງລໍາ. ຢ່າງໃດກໍຕາມ, ຫຼັງຈາກ F ສັ້ນລົງ, ໄລຍະຫ່າງລະຫວ່າງເລນແລະ workpiece ໄດ້ຫຼຸດລົງເຊັ່ນດຽວກັນ. slag ອາດຈະ splash ໃນຫນ້າດິນຂອງເລນໃນລະຫວ່າງການເຈາະ, ເຊິ່ງຈະສົ່ງຜົນກະທົບຕໍ່ການເຈາະແລະຊີວິດຂອງເລນ. ໃນກໍລະນີນີ້, ອຸປະກອນຊ່ວຍສາມາດຕິດຕັ້ງຢູ່ດ້ານຂ້າງຂອງເລນແລະອາຍແກັສຖືກນໍາໃຊ້. ປະຕິບັດການລ້າງ.

1.3 ອິດທິພົນຂອງ beam pulse

A laser multi-pulse ຖືກນໍາໃຊ້ສໍາລັບການເຈາະ, ແລະຄວາມຫນາແຫນ້ນຂອງພະລັງງານຂອງ laser ກໍາມະຈອນເຕັ້ນຢ່າງຫນ້ອຍຕ້ອງສາມາດບັນລຸອຸນຫະພູມ evaporation ຂອງ foil ທອງແດງ. ເນື່ອງຈາກວ່າພະລັງງານຂອງ laser ກໍາມະຈອນດຽວໄດ້ຖືກອ່ອນແອລົງຫຼັງຈາກການເຜົາໄຫມ້ຜ່ານ foil ທອງແດງ, substrate ທີ່ຕິດພັນບໍ່ສາມາດຖືກທໍາລາຍຢ່າງມີປະສິດຕິຜົນ, ແລະສະຖານະການທີ່ສະແດງຢູ່ໃນຮູບ 3a ຈະຖືກສ້າງຕັ້ງຂຶ້ນ, ດັ່ງນັ້ນບໍ່ສາມາດໄດ້ຮັບການສ້າງຕັ້ງຂຶ້ນ. ຢ່າງໃດກໍຕາມ, ພະລັງງານຂອງ beam ບໍ່ຄວນສູງເກີນໄປໃນເວລາທີ່ punching, ແລະພະລັງງານແມ່ນສູງເກີນໄປ. ຫຼັງຈາກ foil ທອງແດງຖືກເຈາະ, ablation ຂອງ substrate ຈະມີຂະຫນາດໃຫຍ່ເກີນໄປ, ສົ່ງຜົນໃຫ້ສະຖານະການສະແດງໃຫ້ເຫັນໃນຮູບທີ່ 3b, ແມ່ນບໍ່ເອື້ອອໍານວຍຕໍ່ການຫລັງການປະມວນຜົນຂອງວົງຈອນໄດ້. ມັນເປັນທີ່ເຫມາະສົມທີ່ສຸດທີ່ຈະປະກອບເປັນຮູຈຸນລະພາກທີ່ມີຮູບແບບຮູ tapered ເລັກນ້ອຍດັ່ງທີ່ສະແດງຢູ່ໃນຮູບ 3c. ຮູບແບບຂຸມນີ້ສາມາດສະຫນອງຄວາມສະດວກສະບາຍສໍາລັບຂະບວນການຊຸບທອງແດງຕໍ່ມາ.

ຄໍາຮ້ອງສະຫມັກຂອງການປຸງແຕ່ງ laser ໃນການຜະລິດ PCB ທີ່ມີຄວາມຫນາແຫນ້ນສູງແມ່ນຫຍັງ

ຮູບ 3 ປະເພດຂຸມທີ່ປຸງແຕ່ງໂດຍ lasers ພະລັງງານທີ່ແຕກຕ່າງກັນ

ເພື່ອບັນລຸຮູບແບບຂຸມທີ່ສະແດງຢູ່ໃນຮູບ 3c, ຮູບແບບເລເຊີທີ່ມີກໍາມະຈອນເຕັ້ນທີ່ມີຈຸດສູງສຸດທາງຫນ້າສາມາດນໍາໃຊ້ໄດ້ (ຮູບ 4). ພະລັງງານກໍາມະຈອນທີ່ສູງຂຶ້ນຢູ່ດ້ານຫນ້າສາມາດ ablate foil ທອງແດງໄດ້, ແລະກໍາມະຈອນເຕັ້ນຫຼາຍທີ່ມີພະລັງງານຕ່ໍາຢູ່ປາຍຫລັງສາມາດ ablate substrate insulating ແລະເຮັດໃຫ້ຮູເລິກຈົນກ່ວາ foil ທອງແດງຕ່ໍາ.

ຄໍາຮ້ອງສະຫມັກຂອງການປຸງແຕ່ງ laser ໃນການຜະລິດ PCB ທີ່ມີຄວາມຫນາແຫນ້ນສູງແມ່ນຫຍັງ

ຮູບທີ 4 Pulse laser waveform

2 ຜົນກະທົບຂອງເລເຊີ

ເນື່ອງຈາກວ່າຄຸນສົມບັດຂອງວັດສະດຸຂອງ foil ທອງແດງແລະ substrate ມີຄວາມແຕກຕ່າງກັນຫຼາຍ, beam laser ແລະອຸປະກອນການກະດານວົງຈອນມີປະຕິສໍາພັນເພື່ອຜະລິດຜົນກະທົບທີ່ຫລາກຫລາຍ, ເຊິ່ງມີຜົນກະທົບທີ່ສໍາຄັນຕໍ່ຮູຮັບແສງ, ຄວາມເລິກ, ແລະປະເພດຂອງຮູຂອງ micropores ໄດ້.

2.1 ການສະທ້ອນແລະການດູດຊຶມຂອງເລເຊີ

ປະຕິສໍາພັນລະຫວ່າງ laser ແລະ PCB ທໍາອິດເລີ່ມຕົ້ນຈາກ laser ເຫດການໄດ້ຖືກສະທ້ອນໃຫ້ເຫັນແລະດູດຊຶມໂດຍ foil ທອງແດງຢູ່ດ້ານ. ເນື່ອງຈາກວ່າ foil ທອງແດງມີອັດຕາການດູດຊຶມຕ່ໍາຫຼາຍຂອງ wavelength infrared carbon dioxide laser, ມັນເປັນການຍາກທີ່ຈະປະມວນຜົນແລະປະສິດທິພາບແມ່ນຕ່ໍາທີ່ສຸດ. ພາກສ່ວນທີ່ດູດຊຶມຂອງພະລັງງານແສງສະຫວ່າງຈະເພີ່ມພະລັງງານ kinetic ເອເລັກໂຕຣນິກຟຣີຂອງວັດສະດຸ foil ທອງແດງ, ແລະສ່ວນໃຫຍ່ຂອງມັນຈະຖືກປ່ຽນເປັນພະລັງງານຄວາມຮ້ອນຂອງ foil ທອງແດງໂດຍຜ່ານປະຕິສໍາພັນຂອງເອເລັກໂຕຣນິກແລະ lattices ໄປເຊຍກັນຫຼື ions. ນີ້ສະແດງໃຫ້ເຫັນວ່າໃນຂະນະທີ່ການປັບປຸງຄຸນນະພາບຂອງ beam, ມັນຈໍາເປັນຕ້ອງປະຕິບັດການປິ່ນປົວກ່ອນຫນ້າດິນຂອງ foil ທອງແດງ. ພື້ນຜິວຂອງແຜ່ນທອງແດງສາມາດຖືກເຄືອບດ້ວຍວັດສະດຸທີ່ເພີ່ມການດູດຊຶມແສງສະຫວ່າງເພື່ອເພີ່ມອັດຕາການດູດຊຶມຂອງແສງເລເຊີ.

2.2 ບົດບາດຂອງຜົນກະທົບ beam

ໃນລະຫວ່າງການປະມວນຜົນເລເຊີ, ແສງສະຫວ່າງຈະແຜ່ລາມວັດສະດຸຂອງແຜ່ນທອງແດງ, ແລະແຜ່ນທອງແດງຖືກເຮັດໃຫ້ຄວາມຮ້ອນເປັນໄອ, ແລະອຸນຫະພູມໄອນ້ໍາແມ່ນສູງ, ເຊິ່ງງ່າຍທີ່ຈະທໍາລາຍແລະ ionize, ນັ້ນແມ່ນ, plasma ທີ່ເກີດຈາກຮູບແມ່ນຜະລິດໂດຍການກະຕຸ້ນແສງສະຫວ່າງ. . plasma ທີ່ເກີດຈາກຮູບຖ່າຍໂດຍທົ່ວໄປແມ່ນເປັນ plasma ຂອງ vapor ຂອງວັດສະດຸ. ຖ້າຫາກວ່າພະລັງງານທີ່ສົ່ງກັບ workpiece ໂດຍ plasma ແມ່ນຫຼາຍກ່ວາການສູນເສຍພະລັງງານແສງສະຫວ່າງທີ່ໄດ້ຮັບໂດຍ workpiece ທີ່ເກີດຈາກການດູດຊຶມຂອງ plasma ໄດ້. plasma ແທນທີ່ຈະເສີມຂະຫຍາຍການດູດຊຶມຂອງພະລັງງານ laser ໂດຍ workpiece ໄດ້. ຖ້າບໍ່ດັ່ງນັ້ນ, plasma ຂັດຂວາງເລເຊີແລະເຮັດໃຫ້ການດູດຊຶມຂອງເລເຊີອ່ອນລົງໂດຍການເຮັດວຽກ. ສໍາລັບ lasers ກາກບອນໄດອອກໄຊ, plasma ຮູບ induced ສາມາດເພີ່ມອັດຕາການດູດຊຶມຂອງ foil ທອງແດງ. ຢ່າງໃດກໍ່ຕາມ, plasma ຫຼາຍເກີນໄປຈະເຮັດໃຫ້ beam ຖືກສະທ້ອນເມື່ອຜ່ານ, ເຊິ່ງຈະສົ່ງຜົນກະທົບຕໍ່ຄວາມຖືກຕ້ອງຂອງຕໍາແຫນ່ງຂອງຂຸມ. ໂດຍທົ່ວໄປແລ້ວ, ຄວາມຫນາແຫນ້ນຂອງພະລັງງານເລເຊີຖືກຄວບຄຸມໃຫ້ຄ່າທີ່ເຫມາະສົມຕ່ໍາກວ່າ 107 W / cm2, ເຊິ່ງສາມາດຄວບຄຸມ plasma ໄດ້ດີກວ່າ.

ຜົນກະທົບ pinhole ມີບົດບາດສໍາຄັນຫຼາຍໃນການເສີມຂະຫຍາຍການດູດຊຶມຂອງພະລັງງານແສງສະຫວ່າງໃນຂະບວນການເຈາະ laser. laser ສືບຕໍ່ເຮັດໃຫ້ substrate ablate ຫຼັງຈາກການເຜົາໄຫມ້ຜ່ານ foil ທອງແດງ. substrate ສາ​ມາດ​ດູດ​ເອົາ​ຈໍາ​ນວນ​ຫຼາຍ​ຂອງ​ພະ​ລັງ​ງານ​ແສງ​ສະ​ຫວ່າງ​, vaporize ຢ່າງ​ຮຸນ​ແຮງ​ແລະ​ຂະ​ຫຍາຍ​ຕົວ​, ແລະ​ຄວາມ​ກົດ​ດັນ​ທີ່​ເຮັດ​ໃຫ້​ອຸ​ປະ​ກອນ​ການ molten ໄດ້​ຖືກ​ຖິ້ມ​ອອກ​ເພື່ອ​ສ້າງ​ເປັນ​ຮູ​ຂະ​ຫນາດ​ນ້ອຍ​. ຂຸມຂະຫນາດນ້ອຍຍັງເຕັມໄປດ້ວຍ plasma ທີ່ມີຮູບຖ່າຍ, ແລະພະລັງງານ laser ທີ່ເຂົ້າໄປໃນຂຸມຂະຫນາດນ້ອຍສາມາດຖືກດູດຊຶມເກືອບຫມົດໂດຍການສະທ້ອນຫຼາຍຂອງຝາຂຸມແລະການປະຕິບັດຂອງ plasma (ຮູບ 5). ເນື່ອງຈາກການດູດຊຶມຂອງ plasma, ຄວາມຫນາແຫນ້ນຂອງພະລັງງານເລເຊີທີ່ຜ່ານຂຸມຂະຫນາດນ້ອຍໄປຫາລຸ່ມຂອງຂຸມຂະຫນາດນ້ອຍຈະຫຼຸດລົງ, ແລະຄວາມຫນາແຫນ້ນຂອງພະລັງງານເລເຊີຢູ່ດ້ານລຸ່ມຂອງຮູຂະຫນາດນ້ອຍແມ່ນມີຄວາມຈໍາເປັນທີ່ຈະສ້າງຄວາມກົດດັນ vaporization ທີ່ແນ່ນອນເພື່ອຮັກສາຄວາມເລິກທີ່ແນ່ນອນ. ຂຸມຂະຫນາດນ້ອຍ, ເຊິ່ງກໍານົດຄວາມເລິກເຈາະຂອງຂະບວນການເຄື່ອງຈັກ.

ຄໍາຮ້ອງສະຫມັກຂອງການປຸງແຕ່ງ laser ໃນການຜະລິດ PCB ທີ່ມີຄວາມຫນາແຫນ້ນສູງແມ່ນຫຍັງ

ຮູບທີ 5 ແສງເລເຊີໃນຮູ

ສະຫຼຸບ 3

ຄໍາຮ້ອງສະຫມັກຂອງເຕັກໂນໂລຊີການປຸງແຕ່ງ laser ຢ່າງຫຼວງຫຼາຍສາມາດປັບປຸງປະສິດທິພາບການເຈາະຂອງຄວາມຫນາແຫນ້ນສູງ PCB micro-holes. ການທົດລອງສະແດງໃຫ້ເຫັນວ່າ: ①ສົມທົບກັບເຕັກໂນໂລຊີການຄວບຄຸມຕົວເລກ, ຫຼາຍກ່ວາ 30,000 ຮູຈຸນລະພາກສາມາດດໍາເນີນການຕໍ່ນາທີຢູ່ໃນກະດານພິມ, ແລະຮູຮັບແສງລະຫວ່າງ 75 ແລະ 100; ② ຄໍາຮ້ອງສະຫມັກຂອງເລເຊີ UV ສາມາດເຮັດໃຫ້ຮູຮັບແສງຫນ້ອຍກວ່າ 50μm ຫຼືນ້ອຍກວ່າ, ເຊິ່ງສ້າງເງື່ອນໄຂສໍາລັບການຂະຫຍາຍພື້ນທີ່ການນໍາໃຊ້ຂອງກະດານ PCB.