1 लेजर बीम को आवेदन

उच्च घनत्व पीसीबी बोर्ड एक बहु-तह संरचना हो, जसलाई गिलास फाइबर सामग्री संग मिश्रित राल इन्सुलेट द्वारा अलग गरिएको छ, र तिनीहरू बीच तामा पन्नी को एक प्रवाहकीय तह सम्मिलित छ। त्यसपछि यो टुक्रा टुक्रा र बन्धन छ। चित्र १ ले ४-लेयर बोर्डको खण्ड देखाउँछ। लेजर प्रशोधनको सिद्धान्त भनेको PCB को सतहमा फोकस गर्न लेजर बीमहरू प्रयोग गरी तुरुन्तै साना प्वालहरू बनाउन सामग्रीलाई पग्लन र वाष्पीकरण गर्नु हो। तामा र राल दुई फरक सामग्री हुनाले, तामाको पन्नीको पग्लने तापमान 1 डिग्री सेल्सियस हुन्छ, जबकि इन्सुलेट रालको पग्लने तापमान 4-1084 डिग्री सेल्सियस मात्र हुन्छ। तसर्थ, लेजर ड्रिलिंग लागू गर्दा किरण तरंगदैर्ध्य, मोड, व्यास, र पल्स जस्ता प्यारामिटरहरू उचित रूपमा चयन र सही रूपमा नियन्त्रण गर्न आवश्यक छ।

1.1 प्रशोधन मा बीम तरंगदैर्ध्य र मोड को प्रभाव

उच्च घनत्व पीसीबी निर्माण मा लेजर प्रशोधन को आवेदन के हो

चित्र 1 4-तह PCB को क्रस-सेक्शनल दृश्य

यो चित्र 1 बाट देख्न सकिन्छ कि लेजरले तामाको पन्नी प्रशोधन गर्न पहिलो छ जब छिद्र हुन्छ, र लेजरमा तामाको अवशोषण दर तरंगदैर्ध्यको वृद्धि संग बढ्छ। YAG/UV लेजर अवशोषण दर 351 देखि 355 मिटर 70% को रूपमा उच्च छ। YAG/UV लेजर वा कन्फर्मल मास्क विधि साधारण मुद्रित बोर्डहरू छिद्र गर्न प्रयोग गर्न सकिन्छ। उच्च घनत्व PCB को एकीकरण बढाउनको लागि, तामा पन्नीको प्रत्येक तह मात्र 18μm छ, र तामा पन्नी अन्तर्गत राल सब्सट्रेट कार्बन डाइअक्साइड लेजर (लगभग 82%) को उच्च अवशोषण दर छ, जसले अनुप्रयोगको लागि सर्तहरू प्रदान गर्दछ। कार्बन डाइअक्साइड लेजर वेध। किनभने कार्बन डाइअक्साइड लेजरको फोटोइलेक्ट्रिक रूपान्तरण दर र प्रशोधन क्षमता YAG/UV लेजरको भन्दा धेरै उच्च छ, जबसम्म त्यहाँ पर्याप्त बीम ऊर्जा हुन्छ र तामाको पन्नी लेजरको अवशोषण दर बढाउनको लागि प्रशोधन गरिन्छ, कार्बन डाइअक्साइड लेजर। सीधा PCB खोल्न प्रयोग गर्न सकिन्छ।

लेजर बीमको ट्रान्सभर्स मोड मोडले लेजरको विचलन कोण र ऊर्जा उत्पादनमा ठूलो प्रभाव पार्छ। पर्याप्त बीम ऊर्जा प्राप्त गर्न, यो राम्रो बीम आउटपुट मोड हुनु आवश्यक छ। आदर्श अवस्था चित्र 2 मा देखाइए अनुसार कम-अर्डर गाउसियन मोड आउटपुट बनाउनु हो। यस तरिकाले, उच्च ऊर्जा घनत्व प्राप्त गर्न सकिन्छ, जसले लेन्समा राम्रोसँग केन्द्रित हुनको लागि बीमको लागि पूर्व शर्त प्रदान गर्दछ।

उच्च घनत्व पीसीबी निर्माण मा लेजर प्रशोधन को आवेदन के हो

चित्र २ कम लागत गाउसियन मोड ऊर्जा वितरण

कम-अर्डर मोड रेजोनेटरको प्यारामिटरहरू परिमार्जन गरेर वा डायाफ्राम स्थापना गरेर प्राप्त गर्न सकिन्छ। यद्यपि डायाफ्रामको स्थापनाले बीम ऊर्जाको आउटपुट कम गर्छ, यसले उच्च-अर्डर मोड लेजरलाई पर्फोरेसनमा भाग लिन र सानो प्वालको गोलाकार सुधार गर्न मद्दत गर्न सक्छ। ।

1.2 माइक्रोपोरहरू प्राप्त गर्दै

बीमको तरंग दैर्ध्य र मोड चयन गरिसकेपछि, PCB मा एक आदर्श प्वाल प्राप्त गर्न, स्पटको व्यासलाई नियन्त्रण गर्नुपर्दछ। स्पटको व्यास पर्याप्त सानो छ भने मात्र, ऊर्जा प्लेट पृथक गर्न ध्यान केन्द्रित गर्न सक्छ। त्यहाँ स्पट व्यास समायोजन गर्न धेरै तरिकाहरू छन्, मुख्यतया गोलाकार लेन्स फोकस मार्फत। जब गौसियन मोड बीम लेन्समा प्रवेश गर्छ, लेन्सको पछाडि फोकल प्लेनमा स्पट व्यास लगभग निम्न सूत्र संग गणना गर्न सकिन्छ:

D≈λF/(πd)

सूत्रमा: F फोकल लम्बाइ हो; d लेन्स सतहमा एक व्यक्तिद्वारा प्रक्षेपित गाउसियन बीमको स्पट त्रिज्या हो; λ लेजर तरंगदैर्ध्य हो।

यो सूत्रबाट देख्न सकिन्छ कि घटना व्यास जति ठूलो हुन्छ, फोकस गरिएको स्थान सानो हुन्छ। जब अन्य अवस्थाहरू पुष्टि हुन्छन्, फोकल लम्बाइलाई छोटो पार्नु बीम व्यास कम गर्न अनुकूल हुन्छ। यद्यपि, F छोटो भएपछि, लेन्स र workpiece बीचको दूरी पनि कम हुन्छ। ड्रिलिंगको क्रममा लेन्सको सतहमा स्ल्याग छर्कन सक्छ, जसले ड्रिलिंग प्रभाव र लेन्सको जीवनलाई असर गर्नेछ। यस अवस्थामा, लेन्सको छेउमा सहायक उपकरण स्थापना गर्न सकिन्छ र ग्यास प्रयोग गरिन्छ। सफा गर्नुहोस्।

1.3 बीम पल्स को प्रभाव

एक बहु-पल्स लेजर ड्रिलिंगको लागि प्रयोग गरिन्छ, र स्पंदित लेजरको शक्ति घनत्व कम्तिमा तामा पन्नीको वाष्पीकरण तापमानमा पुग्नै पर्छ। एकल-पल्स लेजरको उर्जा तामाको पन्नी मार्फत जलाएपछि कमजोर भएको हुनाले, अन्तर्निहित सब्सट्रेटलाई प्रभावकारी रूपमा मेटाउन सकिँदैन, र चित्र 3a मा देखाइएको अवस्था बनाइनेछ, ताकि मार्फत प्वाल बन्न सकिँदैन। जे होस्, किरणको उर्जा धेरै उच्च हुनु हुँदैन जब मुक्का लगाउनुहुन्छ, र ऊर्जा धेरै उच्च छ। तामाको पन्नी प्रवेश गरेपछि, सब्सट्रेटको पृथकता धेरै ठूलो हुनेछ, परिणामस्वरूप चित्र 3b मा देखाइएको स्थिति, जुन सर्किट बोर्डको पोस्ट-प्रोसेसिङको लागि अनुकूल छैन। चित्र 3c मा देखाइए अनुसार थोरै पातलो प्वालको ढाँचामा माइक्रो-प्वालहरू बनाउनु सबैभन्दा उपयुक्त हुन्छ। यो प्वाल ढाँचाले पछिको तामा-प्लेटिंग प्रक्रियाको लागि सुविधा प्रदान गर्न सक्छ।

उच्च घनत्व पीसीबी निर्माण मा लेजर प्रशोधन को आवेदन के हो

चित्र 3 विभिन्न ऊर्जा लेजरहरू द्वारा प्रशोधित प्वाल प्रकारहरू

चित्र 3c मा देखाइएको प्वाल ढाँचा प्राप्त गर्नको लागि, अगाडि शिखरको साथ एक स्पंदित लेजर तरंग प्रयोग गर्न सकिन्छ (चित्र 4)। अगाडिको छेउमा रहेको उच्च पल्स ऊर्जाले तामाको पन्नीलाई घटाउन सक्छ, र पछाडिको छेउमा कम ऊर्जा भएका बहु पल्सहरूले इन्सुलेट सब्सट्रेटलाई कम गर्न सक्छ र प्वाललाई तल्लो तामाको पन्नीसम्म गहिरो बनाउन सक्छ।

उच्च घनत्व पीसीबी निर्माण मा लेजर प्रशोधन को आवेदन के हो

चित्र ४ पल्स लेजर वेभफॉर्म

2 लेजर बीम प्रभाव

किनभने तामाको पन्नी र सब्सट्रेटको भौतिक गुणहरू धेरै फरक छन्, लेजर बीम र सर्किट बोर्ड सामग्रीले विभिन्न प्रकारका प्रभावहरू उत्पादन गर्न अन्तरक्रिया गर्दछ, जसले माइक्रोपोरहरूको एपर्चर, गहिराइ र प्वाल प्रकारमा महत्त्वपूर्ण प्रभाव पार्छ।

२.१ लेजरको प्रतिबिम्ब र अवशोषण

लेजर र PCB बीचको अन्तरक्रिया पहिले घटना लेजर प्रतिबिम्बित र सतह मा तामा पन्नी द्वारा अवशोषित देखि सुरु हुन्छ। किनभने तामाको पन्नीमा इन्फ्रारेड तरंगदैर्ध्य कार्बन डाइअक्साइड लेजरको धेरै कम अवशोषण दर छ, यो प्रक्रिया गर्न गाह्रो छ र दक्षता अत्यन्त कम छ। प्रकाश ऊर्जाको अवशोषित भागले तामा पन्नी सामग्रीको मुक्त इलेक्ट्रोन गतिज ऊर्जा बढाउँछ, र यसको अधिकांश इलेक्ट्रोन र क्रिस्टल जाली वा आयनहरूको अन्तरक्रिया मार्फत तामा पन्नीको ताप ऊर्जामा रूपान्तरण हुनेछ। यसले देखाउँछ कि बीमको गुणस्तर सुधार गर्दा, तामाको पन्नीको सतहमा पूर्व-उपचार गर्न आवश्यक छ। तामाको पन्नीको सतहलाई लेजर प्रकाशको अवशोषण दर बढाउन प्रकाश अवशोषण बढाउने सामग्रीसँग लेपित गर्न सकिन्छ।

2.2 बीम प्रभाव को भूमिका

लेजर प्रशोधन गर्दा, प्रकाश किरणले तामाको पन्नी सामग्रीलाई विकिरण गर्छ, र तामाको पन्नी वाष्पीकरणको लागि तताइन्छ, र स्टीमको तापक्रम उच्च हुन्छ, जुन भाँच्न र आयनाइज गर्न सजिलो हुन्छ, त्यो हो, फोटो-प्रेरित प्लाज्मा प्रकाश उत्तेजनाद्वारा उत्पन्न हुन्छ। । फोटो-प्रेरित प्लाज्मा सामान्यतया भौतिक वाष्पको प्लाज्मा हो। यदि प्लाज्मा द्वारा workpiece मा प्रसारित ऊर्जा प्लाज्मा को अवशोषण को कारण workpiece द्वारा प्राप्त प्रकाश ऊर्जा को हानि भन्दा ठूलो छ। प्लाज्माले यसको सट्टा workpiece द्वारा लेजर ऊर्जा को अवशोषण बढाउँछ। अन्यथा, प्लाज्मा लेजर रोक्छ र workpiece द्वारा लेजर को अवशोषण कमजोर बनाउँछ। कार्बन डाइअक्साइड लेजरहरूको लागि, फोटो-प्रेरित प्लाज्माले तामा पन्नीको अवशोषण दर बढाउन सक्छ। जे होस्, धेरै प्लाज्माले बिम पार गर्दा अपवर्तित हुन सक्छ, जसले प्वालको स्थिति सटीकतालाई असर गर्नेछ। सामान्यतया, लेजर पावर घनत्व 107 W/cm2 भन्दा कम उपयुक्त मानमा नियन्त्रण गरिन्छ, जसले प्लाज्मालाई राम्रोसँग नियन्त्रण गर्न सक्छ।

पिनहोल प्रभाव लेजर ड्रिलिंग प्रक्रिया मा प्रकाश ऊर्जा को अवशोषण बृद्धि मा एक अत्यन्त महत्वपूर्ण भूमिका खेल्छ। लेजरले तामाको पन्नी मार्फत जलाएपछि सब्सट्रेटलाई घटाउन जारी राख्छ। सब्सट्रेटले ठूलो मात्रामा प्रकाश ऊर्जा अवशोषित गर्न सक्छ, हिंस्रक रूपमा वाष्पीकरण र विस्तार गर्न सक्छ, र उत्पन्न दबाब हुन सक्छ पग्लिएको सामग्रीलाई साना प्वालहरू बनाउन बाहिर फालिन्छ। सानो प्वाल पनि फोटो-प्रेरित प्लाज्माले भरिएको छ, र सानो प्वालमा प्रवेश गर्ने लेजर ऊर्जा प्वाल भित्ताको बहु प्रतिबिम्ब र प्लाज्माको कार्य (चित्र 5) द्वारा लगभग पूर्ण रूपमा अवशोषित गर्न सकिन्छ। प्लाज्मा अवशोषणको कारण, सानो प्वालबाट सानो प्वालको फेदमा जाने लेजर पावर घनत्व घट्नेछ, र सानो प्वालको फेदमा रहेको लेजर पावर घनत्व निश्चित गहिराइ कायम राख्न निश्चित वाष्पीकरण दबाब उत्पन्न गर्न आवश्यक छ। सानो प्वाल, जसले मेसिन प्रक्रियाको प्रवेश गहिराई निर्धारण गर्दछ।

उच्च घनत्व पीसीबी निर्माण मा लेजर प्रशोधन को आवेदन के हो

चित्र 5 प्वालमा लेजर अपवर्तन

3 निष्कर्ष

लेजर प्रशोधन प्रविधिको आवेदनले उच्च-घनत्व पीसीबी माइक्रो-प्वालहरूको ड्रिलिंग दक्षतामा धेरै सुधार गर्न सक्छ। प्रयोगहरूले देखाउँछन् कि: ① संख्यात्मक नियन्त्रण प्रविधिको साथमा, छापिएको बोर्डमा प्रति मिनेट 30,000 माइक्रो-प्वालहरू प्रशोधन गर्न सकिन्छ, र एपर्चर 75 र 100 को बीचमा छ; ② UV लेजरको प्रयोगले थप एपर्चरलाई 50μm भन्दा कम वा सानो बनाउन सक्छ, जसले PCB बोर्डहरूको प्रयोग गर्ने ठाउँलाई थप विस्तार गर्न सर्तहरू सिर्जना गर्दछ।