1 Примена на ласерски зрак

На висока густина ПХБ табла е повеќеслојна структура, која е одвоена со изолациона смола измешана со материјали од стаклени влакна, а меѓу нив е вметнат проводен слој од бакарна фолија. Потоа се ламинира и се врзува. Слика 1 покажува дел од табла со 4 слоја. Принципот на ласерска обработка е да се користат ласерски зраци за да се фокусираат на површината на ПХБ за моментално топење и испарување на материјалот за да се формираат мали дупки. Бидејќи бакарот и смолата се два различни материјали, температурата на топење на бакарната фолија е 1084°C, додека температурата на топење на изолационата смола е само 200-300°C. Затоа, неопходно е разумно да се изберат и прецизно да се контролираат параметрите како што се брановата должина на зракот, режимот, дијаметарот и пулсот кога се применува ласерско дупчење.

1.1 Влијанието на брановата должина и режимот на зракот врз обработката

Кои се апликациите на ласерската обработка во производството на ПХБ со висока густина

Слика 1 Поглед на попречен пресек на 4-слојна ПХБ

Од Слика 1 може да се види дека ласерот прв ја обработува бакарната фолија при перфорирање, а стапката на апсорпција на бакарот во ласерот се зголемува со зголемувањето на брановата должина. Стапката на апсорпција на YAG/UV ласер од 351 до 355 m е висока до 70%. YAG/UV ласерски или метод на конформална маска може да се користи за перфорирање на обични печатени плочи. Со цел да се зголеми интеграцијата на ПХБ со висока густина, секој слој бакарна фолија е само 18μm, а подлогата од смола под бакарната фолија има висока стапка на апсорпција на ласерот за јаглерод диоксид (околу 82%), што обезбедува услови за нанесување на ласерска перфорација со јаглерод диоксид. Бидејќи фотоелектричната стапка на конверзија и ефикасноста на обработка на ласерот со јаглерод диоксид е многу повисока од онаа на ласерот YAG/UV, се додека има доволно енергија на зракот и бакарната фолија се обработува за да се зголеми неговата стапка на апсорпција на ласерот, ласерот за јаглерод диоксид може да се користи за директно отворање на ПХБ.

Режимот на попречен режим на ласерскиот зрак има големо влијание врз аголот на дивергенција и излезната енергија на ласерот. За да се добие доволна енергија на зракот, неопходно е да се има добар излезен режим на зракот. Идеалната состојба е да се формира излез од гаусовиот режим од низок ред како што е прикажано на слика 2. На овој начин може да се добие висока густина на енергија, што обезбедува предуслов зракот да биде добро фокусиран на леќата.

Кои се апликациите на ласерската обработка во производството на ПХБ со висока густина

Слика 2 Дистрибуција на енергија со ниска цена Гаусовиот режим

Режимот со низок ред може да се добие со менување на параметрите на резонаторот или инсталирање на дијафрагмата. Иако поставувањето на дијафрагмата го намалува излезот на енергијата на зракот, може да го ограничи ласерот на режимот со висок ред да учествува во перфорацијата и да помогне да се подобри заобленоста на малата дупка. .

1.2 Добивање микропори

Откако ќе се изберат брановата должина и режимот на зракот, за да се добие идеална дупка на ПХБ, треба да се контролира дијаметарот на местото. Само ако дијаметарот на дамката е доволно мал, енергијата може да се концентрира на аблирање на плочата. Постојат многу начини за прилагодување на дијаметарот на точката, главно преку сферично фокусирање на леќите. Кога зракот на гаусовиот режим влегува во објективот, дијаметарот на точката на задната фокусна рамнина на леќата може приближно да се пресмета со следнава формула:

D≈λF/(πd)

Во формулата: F е фокусна должина; d е радиусот на точката на Гаусовиот зрак проектиран од лице на површината на објективот; λ е ласерската бранова должина.

Од формулата може да се види дека колку е поголем дијаметарот на инцидентот, толку е помала фокусираната точка. Кога ќе се потврдат други услови, скратувањето на фокусната должина е погодно за намалување на дијаметарот на зракот. Меѓутоа, откако ќе се скрати F, се намалува и растојанието помеѓу леќата и работното парче. Згурата може да прска на површината на леќата за време на дупчењето, што ќе влијае на ефектот на дупчење и на животниот век на леќата. Во овој случај, може да се инсталира помошен уред на страната на леќата и се користи гас. Изведете чистка.

1.3 Влијанието на пулсот на зракот

За дупчење се користи повеќепулсен ласер, а густината на моќноста на импулсниот ласер мора барем да ја достигне температурата на испарување на бакарната фолија. Бидејќи енергијата на еднопулсниот ласер е ослабена по согорувањето низ бакарната фолија, основната подлога не може ефективно да се аблира, а ситуацијата прикажана на сл. 3а ќе се формира, така што дупката за прекуок не може да се формира. Меѓутоа, енергијата на зракот не треба да биде превисока при удирање, а енергијата е превисока. Откако ќе се пробие бакарната фолија, аблацијата на подлогата ќе биде преголема, што ќе резултира со ситуацијата прикажана на слика 3б, што не е погодна за пост-обработка на плочката. Најидеално е микро-дупките да се формираат со малку заострена шема на дупки како што е прикажано на Сл. 3в. Оваа шема на дупки може да обезбеди погодност за последователниот процес на бакарно обложување.

Кои се апликациите на ласерската обработка во производството на ПХБ со висока густина

Слика 3 Типови на дупки обработени со различни енергетски ласери

Со цел да се постигне шемата на дупката прикажана на Слика 3в, може да се користи импулсна ласерска бранова форма со преден врв (Слика 4). Поголемата пулсна енергија на предниот крај може да ја отстрани бакарната фолија, а повеќекратните импулси со помала енергија на задниот крај може да ја аблираат изолационата подлога и да направат дупката да се продлабочи до долната бакарна фолија.

Кои се апликациите на ласерската обработка во производството на ПХБ со висока густина

Слика 4 Пулсен ласерски брановиден облик

2 Ефект на ласерски зрак

Бидејќи карактеристиките на материјалот на бакарната фолија и подлогата се многу различни, ласерскиот зрак и материјалот на колото во интеракција создаваат различни ефекти, кои имаат важно влијание врз отворот, длабочината и типот на дупката на микропорите.

2.1 Рефлексија и апсорпција на ласерот

Интеракцијата помеѓу ласерот и ПХБ најпрво започнува откако инцидентниот ласер се рефлектира и се апсорбира од бакарната фолија на површината. Бидејќи бакарната фолија има многу ниска стапка на апсорпција на ласерот со јаглерод диоксид со инфрацрвена бранова должина, таа е тешка за обработка и ефикасноста е исклучително мала. Апсорбираниот дел од светлосната енергија ќе ја зголеми кинетичката енергија на слободните електрони на материјалот од бакарна фолија, а најголемиот дел од него ќе се претвори во топлинска енергија на бакарната фолија преку интеракцијата на електроните и кристалните решетки или јони. Ова покажува дека додека се подобрува квалитетот на гредата, неопходно е да се изврши претходна обработка на површината на бакарната фолија. Површината на бакарната фолија може да биде обложена со материјали кои ја зголемуваат апсорпцијата на светлината за да ја зголемат нејзината стапка на апсорпција на ласерската светлина.

2.2 Улогата на ефектот на зракот

За време на ласерската обработка, светлосниот зрак зрачи со материјалот од бакарна фолија, а бакарната фолија се загрева до испарување, а температурата на пареата е висока, што лесно се распаѓа и јонизира, односно фото-индуцираната плазма се генерира со светлосно возбудување. . Фото-индуцираната плазма е генерално плазма од материјална пареа. Ако енергијата што се пренесува на работното парче од плазмата е поголема од загубата на светлосната енергија добиена од работното парче предизвикана од апсорпцијата на плазмата. Наместо тоа, плазмата ја подобрува апсорпцијата на ласерската енергија од работното парче. Во спротивно, плазмата го блокира ласерот и ја ослабува апсорпцијата на ласерот од работното парче. За ласерите со јаглерод диоксид, фото-индуцираната плазма може да ја зголеми стапката на апсорпција на бакарната фолија. Сепак, премногу плазма ќе предизвика прекршување на зракот при минување, што ќе влијае на точноста на позиционирањето на дупката. Општо земено, густината на моќноста на ласерот се контролира до соодветна вредност под 107 W/cm2, што може подобро да ја контролира плазмата.

Ефектот на дупка игра исклучително важна улога во подобрувањето на апсорпцијата на светлосната енергија во процесот на ласерско дупчење. Ласерот продолжува да ја аблира подлогата откако ќе изгори низ бакарната фолија. Подлогата може да апсорбира големо количество светлосна енергија, насилно да испарува и да се прошири, а генерираниот притисок може да биде Растопениот материјал се исфрла за да се формираат мали дупки. Малата дупка е исто така исполнета со фото-индуцирана плазма, а ласерската енергија што влегува во малата дупка може речиси целосно да се апсорбира од повеќекратните рефлексии на ѕидот на дупката и дејството на плазмата (Слика 5). Поради апсорпцијата на плазмата, густината на ласерската моќ што минува низ малата дупка до дното на малата дупка ќе се намали, а густината на ласерската моќност на дното на малата дупка е суштинска за да се генерира одреден притисок на испарување за да се одржи одредена длабочина на малата дупка, која ја одредува длабочината на пенетрација на процесот на обработка.

Кои се апликациите на ласерската обработка во производството на ПХБ со висока густина

Слика 5 Ласерска рефракција во дупката

3 Заклучок

Примената на технологијата за ласерска обработка може во голема мера да ја подобри ефикасноста на дупчењето на микродупките со ПХБ со висока густина. Експериментите покажуваат дека: ① Во комбинација со технологијата за нумеричка контрола, повеќе од 30,000 микродупки можат да се обработат во минута на печатената табла, а отворот е помеѓу 75 и 100; ② Примената на УВ ласер може дополнително да ја направи блендата помала од 50μm или помала, што создава услови за понатамошно проширување на просторот за употреба на ПХБ плочите.