Lāzera apstrādes tehnoloģijas pielietošana elastīga shēmas plate

Augsta blīvuma elastīgā shēmas plate ir daļa no visas elastīgās shēmas plates, ko parasti definē kā attālumu starp rindām, kas ir mazāka par 200 μM, vai mikro caur mazāk nekā 250 μM elastīgu shēmas plati. Augsta blīvuma elastīgajai shēmas platei ir plašs lietojumu klāsts, piemēram, telekomunikācijas, datori, integrālās shēmas un medicīnas aprīkojums. Mērķējot uz elastīgo shēmas plates materiālu īpašajām īpašībām, šis raksts iepazīstina ar dažām galvenajām problēmām, kas jāņem vērā, apstrādājot augsta blīvuma elastīgās shēmas plates un mikro lāzeru, urbjot p>

Elastīgās shēmas plates unikālās īpašības padara to par alternatīvu cietajai shēmas plates un tradicionālajai elektroinstalācijas shēmai daudzos gadījumos. Tajā pašā laikā tas veicina arī daudzu jaunu jomu attīstību. Visstraujāk augošā FPC daļa ir datora cietā diska (HDD) iekšējā savienojuma līnija. Cietā diska magnētiskā galva skenēšanai pārvietojas uz priekšu un atpakaļ rotējošajā diskā, un elastīgo ķēdi var izmantot, lai nomainītu vadu, lai izveidotu savienojumu starp mobilo magnētisko galvu un vadības shēmas plati. Cieto disku ražotāji palielina ražošanu un samazina montāžas izmaksas, izmantojot tehnoloģiju, ko sauc par “piekārtu elastīgu plāksni” (FOS). Turklāt bezvadu balstiekārtas tehnoloģijai ir labāka seismiska pretestība un tā var uzlabot produkta uzticamību. Vēl viena augsta blīvuma elastīgā shēmas plate, ko izmanto cietajā diskā, ir interposer flex, ko izmanto starp balstiekārtu un kontrolieri.

Otra augošā FPC joma ir jauns integrālās shēmas iepakojums. Elastīgās shēmas tiek izmantotas mikroshēmas līmeņa iepakojumā (CSP), vairāku mikroshēmu modulī (MCM) un mikroshēmā uz elastīgās shēmas plates (COF). Starp tiem CSP iekšējai shēmai ir milzīgs tirgus, jo to var izmantot pusvadītāju ierīcēs un zibatmiņā, un to plaši izmanto PCMCIA kartēs, diskdziņos, personālajos digitālajos asistentos (PDA), mobilajos tālruņos, peidžeros Digitālā kamera un digitālā kamera . Turklāt šķidro kristālu displejs (LCD), poliestera plēves slēdzis un tintes strūklas printera kasetne ir vēl trīs augsti augošas pielietojuma jomas augsta blīvuma elastīgajai shēmas plates \

Elastīgās līniju tehnoloģijas tirgus potenciāls pārnēsājamās ierīcēs (piemēram, mobilajos tālruņos) ir ļoti liels, kas ir ļoti dabiski, jo šīm ierīcēm ir vajadzīgs neliels apjoms un mazs svars, lai apmierinātu patērētāju vajadzības; Turklāt jaunākās elastīgās tehnoloģijas pielietošanas iespējas ietver plakanā ekrāna displejus un medicīnas ierīces, kuras dizaineri var izmantot, lai samazinātu tādu izstrādājumu kā dzirdes aparāti un cilvēku implanti apjomu un svaru.

Milzīgais pieaugums iepriekš minētajās jomās ir novedis pie elastīgo shēmu plates globālās izlaides pieauguma. Piemēram, tiek prognozēts, ka cieto disku gada pārdošanas apjoms 345. gadā sasniegs 2004 miljonus vienību, kas ir gandrīz divas reizes vairāk nekā 1999. gadā, un mobilo tālruņu pārdošanas apjoms 2005. gadā konservatīvi tiek lēsts 600 miljonu vienību apjomā. Šo pieaugumu rezultātā ik gadu par 35% palielinās augsta blīvuma lokano shēmu plates izlaide, līdz 3.5. gadam sasniedzot 2002 miljonus kvadrātmetru. Šādam lielam produkcijas pieprasījumam ir nepieciešama efektīva un lēta apstrādes tehnoloģija, un lāzera apstrādes tehnoloģija ir viena no tām .

Elastīgās shēmas plates ražošanas procesā lāzeram ir trīs galvenās funkcijas: apstrāde un formēšana (griešana un griešana), griešana un urbšana. Kā bezkontakta apstrādes rīku, lāzeru var izmantot ļoti nelielā fokusā (100 ~ 500) μ m) Materiālam tiek pielietota augstas intensitātes gaismas enerģija (650MW / mm2). Tik lielu enerģiju var izmantot griešanai, urbšanai, marķēšanai, metināšanai, marķēšanai un citai apstrādei. Apstrādes ātrums un kvalitāte ir saistīti ar apstrādātā materiāla īpašībām un izmantotajām lāzera īpašībām, piemēram, viļņa garumu, enerģijas blīvumu, maksimālo jaudu, impulsa platumu un frekvenci. Elastīgās shēmas plates apstrādē tiek izmantoti ultravioletie (UV) un tālu infrasarkanie (FIR) lāzeri. Pirmajā parasti tiek izmantoti eksimēra vai ultravioletās diodes sūknētie cietvielu (uv-dpss) lāzeri, bet otrajā parasti tiek izmantoti noslēgti CO2 lāzeri div>

Vektoru skenēšanas tehnoloģija izmanto datoru, lai kontrolētu spoguli, kas aprīkots ar plūsmas mērītāju un CAD / CAM programmatūru, lai ģenerētu griešanas un urbšanas grafiku, un izmanto telecentrisko lēcu sistēmu, lai nodrošinātu, ka lāzers spīd vertikāli uz sagataves virsmas < / div>

Urbšana ar lāzeru apstrādei ir augsta precizitāte un plašs pielietojums. Tas ir ideāls instruments elastīgas shēmas plates veidošanai. Neatkarīgi no tā, vai CO2 lāzers vai DPSS lāzers, materiālu pēc fokusēšanas var apstrādāt jebkurā formā. Tas fotografē fokusēto lāzera staru jebkurā vietā uz sagataves virsmas, uzstādot spoguļu uz galvanometra, pēc tam veic galvanometra datorciparu vadību (CNC), izmantojot vektoru skenēšanas tehnoloģiju, un veic griešanas grafiku, izmantojot CAD / CAM programmatūru. Šis “mīkstais rīks” var viegli kontrolēt lāzeru reālā laikā, kad tiek mainīts dizains. Pielāgojot gaismas saraušanos un dažādus griezējinstrumentus, lāzera apstrāde var precīzi atveidot dizaina grafiku, kas ir vēl viena būtiska priekšrocība.

Vektoru skenēšana var nogriezt pamatnes, piemēram, poliimīda plēvi, izgriezt visu ķēdi vai noņemt kādu no shēmas plates zonu, piemēram, spraugu vai bloku. Apstrādes un veidošanas procesā lāzera stars vienmēr tiek ieslēgts, kad spogulis skenē visu apstrādes virsmu, kas ir pretēja urbšanas procesam. Urbšanas laikā lāzers tiek ieslēgts tikai pēc spoguļa nostiprināšanas katrā urbšanas pozīcijā div>

daļa

“Šķēlēšana” žargonā ir process, kurā ar lāzeru tiek noņemts viens materiāla slānis no otra. Šis process ir vairāk piemērots lāzeram. To pašu vektoru skenēšanas tehnoloģiju var izmantot, lai noņemtu dielektriķi un atklātu zemāk esošo vadošo spilventiņu. Šobrīd lāzera apstrādes augstā precizitāte atkal atspoguļo lielas priekšrocības. Tā kā vara folija atspoguļos FIR lāzera starus, šeit parasti tiek izmantots CO2 lāzers.

urbt caurumu

Lai gan dažās vietās joprojām tiek izmantota mehāniska urbšana, štancēšana vai kodināšana ar plazmu, lai izveidotu mikro caurumus, lāzera urbšana joprojām ir visplašāk izmantotā elastīgās shēmas plates mikro caurumu veidošanas metode, galvenokārt tās augstās produktivitātes, spēcīgās elastības un ilgas normālas darbības laika dēļ. .

Mehāniskā urbšana un štancēšana nodrošina augstas precizitātes urbjus un presformas, ko var izgatavot uz elastīgās shēmas plates ar diametru gandrīz 250 μM, taču šīs augstas precizitātes ierīces ir ļoti dārgas un tām ir salīdzinoši īss kalpošanas laiks. Pateicoties augsta blīvuma elastīgajai shēmas platei, nepieciešamā diafragmas attiecība ir 250 μM, un tā ir maza, tāpēc mehāniska urbšana nav vēlama.

Plazmas kodināšanu var izmantot 50 μM biezā poliimīda plēves substrātā, kura izmērs ir mazāks par 100 μM, bet aprīkojuma ieguldījumi un procesa izmaksas ir diezgan augstas, un plazmas kodināšanas procesa uzturēšanas izmaksas ir arī ļoti augstas, jo īpaši izmaksas dažu ķīmisko atkritumu apstrādei un palīgmateriāliem. Turklāt, lai izveidotu jaunu procesu, ir vajadzīgs diezgan ilgs laiks, lai plazmas kodināšana izveidotu konsekventus un uzticamus mikro flakonus. Šī procesa priekšrocība ir augsta uzticamība. Tiek ziņots, ka kvalificēts mikro via līmenis ir 98%. Tāpēc plazmas kodināšanai joprojām ir zināms tirgus medicīnas un avionikas iekārtās div>

Turpretī mikro flakonu izgatavošana ar lāzeru ir vienkāršs un lēts process. Lāzera aprīkojuma ieguldījumi ir ļoti zemi, un lāzers ir bezkontakta instruments. Atšķirībā no mehāniskās urbšanas, instrumenta nomaiņas izmaksas būs dārgas. Turklāt mūsdienu slēgtajiem CO2 un uv-dpss lāzeriem nav nepieciešama apkope, kas var samazināt dīkstāves laiku un ievērojami uzlabot produktivitāti.

Mikro flakonu ģenerēšanas metode uz elastīgās shēmas plates ir tāda pati kā uz cietas PCB, taču substrāta un biezuma atšķirības dēļ ir jāmaina daži svarīgi lāzera parametri. Aizzīmogotie CO2 un uv-dpss lāzeri var izmantot to pašu vektoru skenēšanas tehnoloģiju kā formēšana, lai urbtu tieši uz elastīgās shēmas plates. Vienīgā atšķirība ir tāda, ka urbšanas lietojumprogrammatūra skenēšanas spoguļa skenēšanas laikā no viena mikro caur otru izslēgs lāzeru. Lāzera stars netiks ieslēgts, līdz tas sasniegs citu urbšanas stāvokli. Lai caurums būtu perpendikulārs lokanās shēmas plates pamatnes virsmai, lāzera staram uz shēmas plates pamatnes jābūt spīdošam vertikāli, ko var panākt, izmantojot telecentrisko lēcu sistēmu starp skenēšanas spoguli un pamatni (2. att.). ) div>

Caurumi tika urbti uz Kaptona, izmantojot UV lāzeru

CO2 lāzers var izmantot arī konformālās maskas tehnoloģiju, lai urbtu mikro flakonus. Izmantojot šo tehnoloģiju, vara virsma tiek izmantota kā maska, caurumi tiek iegravēti ar parasto drukāšanas kodināšanas metodi, un pēc tam CO2 lāzera stars tiek apstarots uz vara folijas caurumiem, lai noņemtu atklātos dielektriskos materiālus.

Mikroplāksnes var izgatavot arī, izmantojot eksimēra lāzeru, izmantojot projicēšanas maskas metodi. Šai tehnoloģijai ir jāpiesaista mikro attēls caur visu vai visu mikro caur masīvu uz pamatni, un pēc tam eksimēra lāzera stars apstaro masku, lai kartētu maskas attēlu uz pamatnes virsmas, lai izurbtu caurumu. Eksimera lāzera urbšanas kvalitāte ir ļoti laba. Tās trūkumi ir zems ātrums un augstas izmaksas.

Lāzera izvēle, lai gan elastīgā shēmas plates apstrādei paredzētais lāzera veids ir tāds pats kā cietas PCB apstrādei, materiāla un biezuma atšķirība lielā mērā ietekmēs apstrādes parametrus un ātrumu. Dažreiz var izmantot eksimēra lāzeru un šķērsvirziena ierosinātās gāzes (tējas) CO2 lāzeru, taču šīm divām metodēm ir lēns ātrums un augstas uzturēšanas izmaksas, kas ierobežo produktivitātes uzlabošanos. Salīdzinājumam, CO2 un uv-dpss lāzeri tiek plaši izmantoti, ātri un par zemām izmaksām, tāpēc tos galvenokārt izmanto elastīgu shēmu plates mikro flakonu ražošanā un apstrādē.

Atšķiras no gāzes plūsmas CO2 lāzera, noslēgta CO2 lāzera （http://www.auto-alt.cn block Bloku atbrīvošanas tehnoloģija ir pieņemta, lai ierobežotu lāzera gāzu maisījumu līdz lāzera dobumam, ko nosaka divas taisnstūrveida elektrodu plāksnes. Lāzera dobums ir noslēgts visā kalpošanas laikā (parasti apmēram 2 ~ 3 gadi). Aizzīmogotajam lāzera dobumam ir kompakta struktūra, un tam nav nepieciešama gaisa apmaiņa. Lāzera galva var nepārtraukti strādāt vairāk nekā 25000 stundas bez apkopes. Blīvējuma konstrukcijas lielākā priekšrocība ir tā, ka tā var radīt ātrus impulsus. Piemēram, bloka atbrīvošanas lāzers var izstarot augstfrekvences (100 kHz) impulsus ar 1.5 kW jaudas maksimumu. Ar augstu frekvenci un lielu maksimālo jaudu var veikt ātru apstrādi bez jebkādas termiskās degradācijas

Uv-dpss lāzers ir cietvielu ierīce, kas nepārtraukti iesūc neodīma vanadāta (Nd: YVO4) kristāla stieni ar lāzera diožu bloku. Tas ģenerē impulsa izeju, izmantojot akustiski optisko Q slēdzi, un izmanto trešo harmonisko kristālu ģeneratoru, lai mainītu Nd: YVO4 lāzera izeju no 1064 nm & nbsp; IR pamata viļņu garums tiek samazināts līdz 355 nm UV viļņu garumam. Parasti 355 nm < / div>

Uv-dpss lāzera vidējā izejas jauda pie 20 kHz nominālā impulsa atkārtošanās ātruma ir lielāka par 3W div>

UV-dpss lāzers

Gan dielektriķis, gan varš var viegli absorbēt uv-dpss lāzeru ar izejas viļņa garumu 355 nm. Uv-dpss lāzeram ir mazāks gaismas punkts un zemāka izejas jauda nekā CO2 lāzeram. Dielektriskās apstrādes procesā uv-dpss lāzeru parasti izmanto maziem izmēriem (mazāk nekā 50%) μ m) Tāpēc diametrs, kas mazāks par 50, jāapstrādā uz augsta blīvuma elastīgās shēmas plates substrāta μ M micro, izmantojot , UV lāzera izmantošana ir ļoti ideāla. Tagad ir lieljaudas uv-dpss lāzers, kas var palielināt uv-dpss lāzera div apstrādes un urbšanas ātrumu>

Uv-dpss lāzera priekšrocība ir tāda, ka tad, kad tā augstas enerģijas UV fotoni spīd uz lielāko daļu nemetālisko virsmas slāņu, tie var tieši izjaukt molekulu saiti, izlīdzināt griešanas malu ar “auksto” litogrāfijas procesu un līdz minimumam samazināt termiski bojājumi un apdegumi. Tāpēc UV mikro griešana ir piemērota gadījumiem ar lielu pieprasījumu, kad pēcapstrāde nav iespējama vai nav nepieciešama

CO2 lāzers (automatizācijas alternatīvas)

Aizzīmogotais CO2 lāzers var izstarot 10.6 μM vai 9.4 μM FIR lāzera viļņa garumu, lai gan dielektriķi, piemēram, poliimīda plēves substrāts, abus viļņu garumus viegli absorbē, pētījumi rāda, ka 9.4 μ M viļņa garuma ietekme, apstrādājot šāda veida materiālus. ir daudz labāk. Dielektriķis 9.4 μ M viļņa garuma absorbcijas koeficients ir lielāks, kas ir labāks par 10.6 materiālu urbšanai vai griešanai μ M viļņa garumā. deviņu punktu četru μM lāzeram ir ne tikai acīmredzamas priekšrocības urbšanā un griešanā, bet arī izcils griešanas efekts. Tāpēc īsāka viļņa garuma lāzera izmantošana var uzlabot produktivitāti un kvalitāti.

Vispārīgi runājot, dielektriķi viegli absorbē egles viļņa garumu, bet varš to atstaro. Tāpēc lielāko daļu CO2 lāzeru izmanto dielektriskai apstrādei, liešanai, griešanai un dielektriskā substrāta un lamināta slāņošanai. Tā kā CO2 lāzera izejas jauda ir lielāka nekā DPSS lāzera, vairumā gadījumu dielektriķa apstrādei tiek izmantots CO2 lāzers. CO2 lāzers un uv-dpss lāzers bieži tiek izmantoti kopā. Piemēram, urbjot mikro flakonus, vispirms noņemiet vara slāni ar DPSS lāzeru un pēc tam ar CO2 lāzeru ātri izurbiet caurumus dielektriskajā slānī, līdz parādās nākamais vara pārklājuma slānis, un pēc tam atkārtojiet procesu.

Tā kā pats UV lāzera viļņa garums ir ļoti īss, UV lāzera izstarotā gaismas vieta ir smalkāka nekā CO2 lāzera, bet dažos gadījumos CO2 lāzera radītā liela diametra gaismas vieta ir noderīgāka nekā uv-dpss lāzers. Piemēram, nogrieziet lielas platības materiālus, piemēram, rievas un blokus, vai izurbiet lielus caurumus (diametrs lielāks par 50) μ m) Ar CO2 lāzeru apstrādei nepieciešams mazāk laika. Vispārīgi runājot, diafragmas atvēruma attiecība ir 50 μ Ja m ir liels, CO2 lāzera apstrāde ir piemērotāka un diafragmas atvērums ir mazāks par 50 μM, uv-dpss lāzera efekts ir labāks.