Nedavni razvoj miniaturizacije je bil glavni razlog za močno rast elektronske industrije. Ker miniaturizacija še naprej poganja industrijo, izdelujejo elektroniko in PCB postaja vse bolj zahteven. Najbolj zahteven vidik proizvodnje tiskanih vezij je kombinacija skoznjih lukenj z visoko gostoto in prehodnih lukenj, ki se uporabljajo za medsebojno povezavo. Skozi luknje se uporabljajo za namestitev elektronskih komponent, ki sestavljajo vezje.

Ker se gostota pakiranja skoznjih lukenj v montažni liniji PCB povečuje, se povečuje tudi povpraševanje po manjših luknjah. Mehansko in lasersko vrtanje sta dve glavni tehniki, ki se uporabljata za izdelavo natančnih in ponovljivih mikronskih lukenj. S pomočjo teh tehnik vrtanja PCB se lahko luknje v premeru gibljejo od 50 do 300 mikronov z globino približno 1-3 mm.

Previdnostni ukrepi pri vrtanju PCB

Vrtalna stiskalnica je sestavljena iz hitrega vretena, ki se vrti s približno 300K RPM. Te hitrosti so bistvene za doseganje natančnosti, potrebne za vrtanje lukenj v mikronskem merilu na PCBS.

Za ohranjanje natančnosti pri visokih hitrostih vreteno uporablja zračne ležaje in neposreden sklop nastavkov, ki ga držijo natančne vpenjalne glave. Poleg tega so bile vibracije konice nastavka nadzorovane znotraj 10 mikronov. Za ohranjanje natančnega položaja luknje na tiskanem vezju je sveder nameščen na servo delovni mizi, ki nadzoruje gibanje delovne mize vzdolž osi X in Y. Kanalski aktuatorji se uporabljajo za nadzor premikanja tiskanega vezja vzdolž osi Z.

Ker se razmik lukenj v montažni liniji tiskanega vezja zmanjšuje in se povečuje potreba po večji prepustnosti, lahko elektronika, ki nadzoruje servo, v nekem trenutku zaostaja. Z uporabo laserskega vrtanja za ustvarjanje skoznjih lukenj, ki se uporabljajo za izdelavo PCBS, se zmanjša ali odpravi ta zaostanek, kar je zahteva naslednje generacije.

Lasersko vrtanje

Laserski bit, ki se uporablja pri proizvodnji tiskanih vezij, je sestavljen iz kompleksnega niza optičnih elementov, ki nadzorujejo natančnost laserjev, potrebnih za prebijanje lukenj.

Velikost (premer) lukenj, ki jih je treba izvrtati na tiskanem vezju, je odvisna od odprtine naprave, globina lukenj pa je odvisna od časa izpostavljenosti. Poleg tega je žarek razdeljen na več pasov, kar zagotavlja nadaljnji nadzor in natančnost. Mobilna leča za ostrenje se uporablja za koncentracijo energije laserskega žarka na točno lokacijo vrtine. Senzorji Galveno se uporabljajo za premikanje in pozicioniranje PCBS z visoko natančnostjo. Senzorji Galveno, ki lahko preklopijo na 2400 KHz, se trenutno uporabljajo v industriji.

Poleg tega lahko novo metodo, imenovano neposredna izpostavljenost, uporabimo tudi za vrtanje lukenj v vezjih. Tehnologija temelji na konceptu obdelave slik, kjer sistem izboljša natančnost in hitrost z ustvarjanjem slike iz tiskanega vezja in pretvorbo te slike v lokacijski zemljevid. Zemljevid položaja se nato uporabi za poravnavo tiskanega vezja pod laserjem med vrtanjem.

Napredne raziskave v algoritmih za obdelavo slik in natančni optiki bodo še izboljšale produktivnost in donos proizvodnje PCB-jev in vrtenja pri visokih hitrostih.