Lazerio apdorojimo technologijos taikymas lanksti plokštė

Didelio tankio lanksti plokštė yra visos lanksčios plokštės dalis, kuri paprastai apibrėžiama kaip atstumas tarp eilučių, mažesnis nei 200 μM, arba mikro per mažiau nei 250 μM lanksčią plokštę. Didelio tankio lanksti plokštė turi platų pritaikymo spektrą, pavyzdžiui, telekomunikacijas, kompiuterius, integrinius grandynus ir medicinos įrangą. Siekdamas ypatingų lanksčiųjų plokščių medžiagų savybių, šiame dokumente pateikiamos kelios pagrindinės problemos, į kurias reikia atsižvelgti apdorojant lazeriu didelio tankio lanksčias plokštes ir mikro gręžiant p>

Dėl unikalių lanksčios plokštės savybių daugeliu atvejų tai yra alternatyva standžiajai plokštei ir tradicinei elektros instaliacijos schemai. Kartu tai skatina ir daugelio naujų sričių plėtrą. Sparčiausiai auganti FPC dalis yra kompiuterio standžiojo disko (HDD) vidinio ryšio linija. Magnetinė kietojo disko galvutė turi judėti pirmyn ir atgal ant besisukančio disko, kad būtų galima nuskaityti, o lanksti grandinė gali būti naudojama vielai pakeisti, kad būtų sukurtas ryšys tarp mobiliosios magnetinės galvutės ir valdymo plokštės. Kietųjų diskų gamintojai padidina gamybą ir sumažina surinkimo išlaidas naudodami technologiją, vadinamą „pakabinama lanksti plokšte“ (FOS). Be to, belaidės pakabos technologija turi geresnį seisminį atsparumą ir gali pagerinti gaminio patikimumą. Kita didelio tankio lanksti plokštė, naudojama standžiajame diske, yra „interposer flex“, naudojama tarp pakabos ir valdiklio.

Antra auganti FPC sritis yra naujos integruotos grandinės pakuotės. Lanksčiosios grandinės naudojamos mikroschemų lygio pakuotėse (CSP), kelių lustų moduliuose (MCM) ir mikroschemose ant lanksčios plokštės (COF). Tarp jų CSP vidinė grandinė turi didžiulę rinką, nes ji gali būti naudojama puslaidininkiniuose įrenginiuose ir „flash“ atmintyje, plačiai naudojama PCMCIA kortelėse, diskų įrenginiuose, asmeniniuose skaitmeniniuose asistentuose (PDA), mobiliuosiuose telefonuose, peidžeriuose Skaitmeninė kamera ir skaitmeninė kamera . Be to, skystųjų kristalų ekranas (LCD), poliesterio plėvelės jungiklis ir rašalinio spausdintuvo kasetė yra dar trys didelio tankio lanksčios plokštės taikymo sritys.

Lanksčių linijų technologijų potencialas nešiojamuosiuose įrenginiuose (pvz., Mobiliuosiuose telefonuose) yra labai didelis, o tai yra labai natūralu, nes šiems įrenginiams reikia nedidelio tūrio ir nedidelio svorio, kad būtų patenkinti vartotojų poreikiai; Be to, naujausiose lanksčių technologijų taikymo srityse yra plokščiaekraniai ekranai ir medicinos prietaisai, kuriuos dizaineriai gali naudoti norėdami sumažinti tokių produktų kaip klausos aparatai ir žmogaus implantai tūrį ir svorį.

Dėl didžiulio augimo pirmiau minėtose srityse padidėjo lanksčių plokščių pasaulinė produkcija. Pavyzdžiui, tikimasi, kad metinė kietųjų diskų pardavimo apimtis 345 m. Sieks 2004 milijonus vienetų, beveik dvigubai daugiau nei 1999 m., O mobiliųjų telefonų pardavimo apimtis 2005 m. Konservatyviai vertinama kaip 600 milijonų vienetų. Dėl šio padidėjimo kasmet 35% padidėja didelio tankio lanksčiųjų plokštių produkcija, kuri iki 3.5 m. Pasieks 2002 mln. .

Lanksčiosios plokštės gamybos procese lazeris atlieka tris pagrindines funkcijas: apdorojimą ir formavimą (pjovimą ir pjovimą), pjaustymą ir gręžimą. Kaip nekontaktinis apdirbimo įrankis, lazeris gali būti naudojamas labai mažu fokusavimu (100 ~ 500) μ m) Medžiagai taikoma didelio intensyvumo šviesos energija (650MW / mm2). Tokia didelė energija gali būti naudojama pjovimui, gręžimui, žymėjimui, suvirinimui, žymėjimui ir kitam apdorojimui. Apdorojimo greitis ir kokybė yra susiję su apdorotos medžiagos savybėmis ir naudojamomis lazerio charakteristikomis, tokiomis kaip bangos ilgis, energijos tankis, didžiausia galia, impulsų plotis ir dažnis. Lanksčiosios plokštės apdirbimui naudojami ultravioletiniai (UV) ir tolimieji infraraudonųjų spindulių (FIR) lazeriai. Pirmasis paprastai naudoja eksimerinius arba UV diodų pumpuojamus kietojo kūno (UV-DPS) lazerius, o antrasis paprastai naudoja uždarus CO2 lazerius div>

Vektorių nuskaitymo technologija naudoja kompiuterį veidrodžiui valdyti su srauto matuokliu ir CAD / CAM programine įranga pjovimo ir gręžimo grafikai generuoti, o telecentrinė lęšių sistema užtikrina, kad lazeris šviečia vertikaliai ant ruošinio paviršiaus < / div>

Gręžimas lazeriu apdorojimas turi didelį tikslumą ir platų pritaikymą. Tai idealus įrankis lanksčiai plokštės formavimui. Nesvarbu, ar CO2 lazeris, ar DPSS lazeris, po fokusavimo medžiaga gali būti apdorota bet kokia forma. Jis fotografuoja sufokusuotą lazerio spindulį bet kurioje ruošinio paviršiaus vietoje, sumontuodamas veidrodį ant galvanometro, tada atlieka galvanometro kompiuterinį skaitmeninį valdymą (CNC), naudodamas vektorinio nuskaitymo technologiją, ir sukuria pjovimo grafiką naudojant CAD / CAM programinę įrangą. Šis „minkštas įrankis“ gali lengvai valdyti lazerį realiu laiku, kai keičiamas dizainas. Reguliuojant šviesos susitraukimą ir įvairius pjovimo įrankius, apdorojant lazeriu galima tiksliai atkurti dizaino grafiką, o tai yra dar vienas svarbus pranašumas.

Vektorinis nuskaitymas gali nupjauti pagrindus, tokius kaip poliimido plėvelė, iškirpti visą grandinę arba pašalinti plotą iš plokštės, pvz., Plyšį ar bloką. Apdorojimo ir formavimo procese lazerio spindulys visada įjungiamas, kai veidrodis nuskaito visą apdorojimo paviršių, kuris yra priešingas gręžimo procesui. Gręžimo metu lazeris įjungiamas tik po to, kai veidrodis yra pritvirtintas kiekvienoje gręžimo padėtyje div>

skyrius

„Pjaustymas“ žargonu yra vieno medžiagos sluoksnio pašalinimas iš kito lazeriu. Ši procedūra labiau tinka lazeriui. Ta pati vektorių nuskaitymo technologija gali būti naudojama dielektrikui pašalinti ir žemiau esančiam laidžiam padėklui atskleisti. Šiuo metu didelis lazerio apdorojimo tikslumas dar kartą atspindi didelę naudą. Kadangi FIR lazerio spindulius atspindės vario folija, čia dažniausiai naudojamas CO2 lazeris.

gręžti skylę

Nors kai kuriose vietose vis dar naudojamas mechaninis gręžimas, štampavimas arba plazminis ėsdinimas, kad būtų sudarytos mikro skylės, gręžimas lazeriu vis dar yra plačiausiai naudojamas lanksčios plokštės mikro skylių formavimo metodas, daugiausia dėl didelio našumo, didelio lankstumo ir ilgo įprasto veikimo laiko .

Mechaniniam gręžimui ir štampavimui naudojami didelio tikslumo grąžtai ir štampai, kuriuos galima pagaminti ant lanksčios plokštės, kurios skersmuo yra beveik 250 μM, tačiau šie didelio tikslumo įtaisai yra labai brangūs ir turi gana trumpą tarnavimo laiką. Dėl didelio tankio lanksčios plokštės reikalingas diafragmos santykis yra 250 μ M yra mažas, todėl mechaninis gręžimas nėra palankus.

Plazminis ėsdinimas gali būti naudojamas esant 50 μM storio poliimido plėvelės substratui, kurio dydis yra mažesnis nei 100 μM, tačiau įrangos investicijos ir proceso kaina yra gana didelės, o plazmos ėsdinimo proceso priežiūros išlaidos taip pat yra labai didelės, ypač susijusios su išlaidomis cheminių atliekų apdorojimo ir vartojimo reikmenų. Be to, užtrunka gana daug laiko, kol plazmos ėsdinimas sukuria nuoseklius ir patikimus mikropluoštus nustatant naują procesą. Šio proceso pranašumas yra didelis patikimumas. Pranešama, kad kvalifikuotas „micro via“ lygis yra 98%. Todėl plazminis ėsdinimas vis dar turi tam tikrą medicinos ir aviacijos elektronikos įrangos rinką div>

Priešingai, mikropluoštų gamyba lazeriu yra paprastas ir nebrangus procesas. Lazerinės įrangos investicijos yra labai mažos, o lazeris yra nekontaktinis įrankis. Skirtingai nuo mechaninio gręžimo, įrankio pakeitimas kainuos brangiai. Be to, šiuolaikiniai sandarūs CO2 ir uv-dpss lazeriai nereikalauja priežiūros, o tai gali sumažinti prastovų laiką ir labai pagerinti našumą.

Mikropluoštų generavimo metodas lanksčioje plokštėje yra toks pat kaip standžiųjų plokščių, tačiau kai kuriuos svarbius lazerio parametrus reikia pakeisti dėl pagrindo ir storio skirtumo. Sandarūs CO2 ir uv-dpss lazeriai gali naudoti tą pačią vektorių nuskaitymo technologiją, kaip ir liejimas, kad būtų galima gręžti tiesiai ant lanksčios plokštės. Vienintelis skirtumas yra tas, kad gręžimo programų programinė įranga išjungs lazerį nuskaitymo veidrodžio nuskaitymo metu iš vieno mikro per kitą. Lazerio spindulys nebus įjungtas, kol nepasieks kitos gręžimo padėties. Kad skylė būtų statmena lankstaus plokštės pagrindo paviršiui, lazerio spindulys turi spindėti vertikaliai ant plokštės pagrindo, o tai galima pasiekti naudojant telecentrinę lęšių sistemą tarp nuskaitymo veidrodžio ir pagrindo (2 pav.). ) div>

Kaptonui gręžiamos skylės naudojant UV lazerį

CO2 lazeris taip pat gali naudoti konforminių kaukių technologiją gręžti mikrokameroms. Naudojant šią technologiją, vario paviršius naudojamas kaip kaukė, skylės išgraviruojamos įprastu spausdinimo ėsdinimo metodu, o po to CO2 lazerio spindulys apšvitinamas ant vario folijos skylių, kad būtų pašalintos apšviestos dielektrinės medžiagos.

Mikropluoštai taip pat gali būti pagaminti naudojant eksimerinį lazerį per projekcijos kaukės metodą. Ši technologija turi susieti mikro vaizdą per visą arba visą mikro masyvą prie pagrindo, o tada eksimerinis lazerio spindulys apšvitina kaukę, kad kaukės vaizdas būtų susietas su pagrindo paviršiumi, kad būtų išgręžta skylė. Eksimerinio lazerinio gręžimo kokybė yra labai gera. Jo trūkumai yra mažas greitis ir didelė kaina.

Lazerio pasirinkimas, nors lazerio tipas lanksčiai plokštės apdirbimui yra toks pat kaip ir standžiųjų plokščių apdorojimui, medžiagos ir storio skirtumas labai paveiks apdorojimo parametrus ir greitį. Kartais gali būti naudojamas eksimerinis lazeris ir skersai sužadintų dujų (arbatos) CO2 lazeris, tačiau šie du metodai pasižymi lėtu greičiu ir didelėmis priežiūros išlaidomis, o tai riboja produktyvumo pagerėjimą. Palyginimui, CO2 ir uv-dpss lazeriai yra plačiai naudojami, greiti ir nebrangūs, todėl jie daugiausia naudojami gaminant ir apdorojant lanksčių plokščių mikropluoštus.

Skirtingai nuo dujų srauto CO2 lazerio, hermetiško CO2 lazerio （http://www.auto-alt.cn） Bloko išleidimo technologija yra pritaikyta apriboti lazerio dujų mišinį iki lazerio ertmės, nurodytos dviejose stačiakampėse elektrodų plokštelėse. Lazerio ertmė užsandarinama per visą tarnavimo laiką (paprastai apie 2–3 metus). Sandari lazerio ertmė turi kompaktišką struktūrą ir nereikalauja oro mainų. Lazerio galvutė be priežiūros gali veikti nepertraukiamai daugiau nei 25000 100 valandų. Didžiausias sandarinimo konstrukcijos privalumas yra tai, kad jis gali generuoti greitus impulsus. Pavyzdžiui, bloko atpalaidavimo lazeris gali skleisti aukšto dažnio (1.5 kHz) impulsus, kurių galios smailė yra XNUMX kW. Esant aukštam dažniui ir didelei maksimaliai galiai, greitas apdirbimas gali būti atliekamas be jokio terminio degradacijos

Uv-dpss lazeris yra kietojo kūno prietaisas, nuolat siurbiantis neodimio vanadato (Nd: YVO4) kristalų strypą su lazerio diodų bloku. Jis generuoja impulsų išėjimą akustiniu-optiniu Q jungikliu ir naudoja trečiąjį harmoninių kristalų generatorių, kad pakeistų Nd: YVO4 lazerio išėjimą iš 1064 nm & nbsp; Pagrindinis IR bangos ilgis sumažinamas iki 355 nm UV bangos ilgio. Paprastai 355 nm < / div>

Vidutinė uv-dpss lazerio išėjimo galia esant 20 kHz vardiniam impulsų pasikartojimo dažniui yra didesnė nei 3W div>

Uv-dpss lazeris

Tiek dielektrikas, tiek varis gali lengvai sugerti uv-dpss lazerį, kurio išėjimo bangos ilgis yra 355 nm. Uv-dpss lazeris turi mažesnį šviesos tašką ir mažesnę išėjimo galią nei CO2 lazeris. Dielektrinio apdorojimo metu uv-dpss lazeris paprastai naudojamas mažo dydžio (mažiau nei 50%) μ m) Todėl mažesnis nei 50 skersmuo turėtų būti apdorojamas ant didelio tankio lanksčios plokštės μ M micro , labai naudinga naudoti UV lazerį. Dabar yra didelės galios uv-dpss lazeris, kuris gali padidinti uv-dpss lazerio div apdorojimo ir gręžimo greitį>

„UV-dpss“ lazerio pranašumas yra tas, kad kai jo daug energijos turintys UV fotonai šviečia ant daugelio nemetalinių paviršiaus sluoksnių, jie gali tiesiogiai nutraukti molekulių ryšį, išlyginti pjovimo briauną „šaltu“ litografijos procesu ir sumažinti terminiai pažeidimai ir deginimas. Todėl ultravioletinis pjovimas tinka didelėms paklausoms, kai po apdorojimo neįmanoma arba nereikia

CO2 lazeris (automatikos alternatyvos)

Užplombuotas CO2 lazeris gali skleisti 10.6 μM arba 9.4 μM FIR lazerio bangos ilgį, nors abu bangos ilgius lengvai sugeria dielektrikai, tokie kaip poliimido plėvelės substratas, tyrimai rodo, kad 9.4 μ M bangos ilgio apdorojant tokio tipo medžiagas yra daug geriau. Dielektrinis 9.4 μ M bangos ilgio absorbcijos koeficientas yra didesnis, o tai yra geriau nei 10.6, kai gręžiamos arba pjaustomos medžiagos μ M bangos ilgio. devynių taškų keturių μM lazeris ne tik turi akivaizdžių gręžimo ir pjovimo pranašumų, bet ir pasižymi puikiu pjaustymo efektu. Todėl trumpesnio bangos ilgio lazerio naudojimas gali pagerinti našumą ir kokybę.

Paprastai tariant, eglės bangos ilgį lengvai sugeria dielektrikai, tačiau jį atspindės varis. Todėl dauguma CO2 lazerių naudojami dielektriniam apdorojimui, liejimui, pjaustymui ir dielektrinio pagrindo bei laminato sluoksniavimui. Kadangi CO2 lazerio išėjimo galia yra didesnė nei DPSS lazerio, daugeliu atvejų dielektrikai apdoroti naudojamas CO2 lazeris. CO2 lazeris ir uv-dpss lazeris dažnai naudojami kartu. Pvz., Gręždami mikrokamerą, pirmiausia nuimkite vario sluoksnį DPSS lazeriu, tada greitai gręžkite skyles dielektriniame sluoksnyje CO2 lazeriu, kol pasirodys kitas vario sluoksnis, ir pakartokite procesą.

Kadangi pats UV lazerio bangos ilgis yra labai trumpas, UV lazerio skleidžiama šviesos vieta yra smulkesnė nei CO2 lazerio, tačiau kai kuriais atvejais didelio skersmens šviesos taškas, kurį sukuria CO2 lazeris, yra naudingesnis nei uv-dpss lazeris. Pavyzdžiui, pjaukite didelio ploto medžiagas, tokias kaip grioveliai ir blokai, arba gręžkite dideles skyles (skersmuo didesnis nei 50) μ m) CO2 lazeriu apdoroti reikia mažiau laiko. Paprastai tariant, diafragmos santykis yra 50 μ Kai m yra didelis, CO2 lazerio apdorojimas yra tinkamesnis, o diafragma yra mažesnė nei 50 μM, uv-dpss lazerio poveikis yra geresnis.