Aplikimi i teknologjisë së përpunimit lazer në bordi qark fleksibël

Pllaka qarkore fleksibël me densitet të lartë është pjesë e të gjithë tabelës qarkore fleksibël, e cila në përgjithësi përcaktohet si hapësira e linjës më pak se 200 μM ose mikro nëpërmjet bordit qark fleksibël më pak se 250 μM. Qarku fleksibël me densitet të lartë ka një gamë të gjerë aplikimesh, të tilla si telekomunikacioni, kompjuterë, qarqe të integruara dhe pajisje mjekësore. Duke synuar vetitë e veçanta të materialeve fleksibël të bordit të qarkut, ky punim paraqet disa probleme kryesore që duhen marrë parasysh në përpunimin me lazer të qarkut fleksibël me densitet të lartë dhe mikro përmes shpimit p>

Karakteristikat unike të bordit qark fleksibël e bëjnë atë një alternativë ndaj tabelës së ngurtë të qarkut dhe skemës tradicionale të instalimeve elektrike në shumë raste. Në të njëjtën kohë, ajo gjithashtu promovon zhvillimin e shumë fushave të reja. Pjesa me rritjen më të shpejtë të FPC është linja e lidhjes së brendshme të hard diskut të kompjuterit (HDD). Koka magnetike e diskut të ngurtë do të lëvizë përpara dhe mbrapa në diskun rrotullues për skanim, dhe qarku fleksibël mund të përdoret për të zëvendësuar tela për të realizuar lidhjen midis kokës magnetike të lëvizshme dhe bordit të qarkut të kontrollit. Prodhuesit e hard disqeve rrisin prodhimin dhe zvogëlojnë kostot e montimit përmes një teknologjie të quajtur “pllaka fleksibël e pezulluar” (FOS). Përveç kësaj, teknologjia e pezullimit pa tel ka rezistencë më të mirë sizmike dhe mund të përmirësojë besueshmërinë e produktit. Një tjetër bord qarkor fleksibël me densitet të lartë i përdorur në hard disk është interposer flex, i cili përdoret midis pezullimit dhe kontrolluesit.

Fusha e dytë në rritje e FPC është paketimi i ri i qarkut të integruar. Qarqet fleksibël përdoren në paketimin e nivelit të çipave (CSP), modulin me shumë çipa (MCM) dhe çipin në tabelën e qarkut fleksibël (COF). Midis tyre, qarku i brendshëm CSP ka një treg të madh, sepse mund të përdoret në pajisjet gjysmëpërçuese dhe memorien flash, dhe përdoret gjerësisht në kartat PCMCIA, disqet, ndihmësit dixhital personal (PDA), telefonat celularë, faqebukësit Kamera dixhitale dhe aparati dixhital Me Për më tepër, ekrani me kristale të lëngëta (LCD), ndërruesi i filmit poliestër dhe fishekët e printerit me bojë janë tre fusha të tjera të aplikimit me rritje të lartë të bordit qark fleksibël me densitet të lartë \

Potenciali i tregut i teknologjisë fleksibël të linjës në pajisjet portative (siç janë telefonat celularë) është shumë i madh, gjë që është shumë e natyrshme, sepse këto pajisje kërkojnë vëllim të vogël dhe peshë të lehtë për të përmbushur nevojat e konsumatorëve; Për më tepër, aplikimet më të fundit të teknologjisë fleksibël përfshijnë ekranet e sheshta dhe pajisjet mjekësore, të cilat mund të përdoren nga projektuesit për të zvogëluar vëllimin dhe peshën e produkteve të tilla si aparatet e dëgjimit dhe implantet njerëzore.

Rritja e madhe në fushat e mësipërme ka çuar në një rritje të prodhimit global të bordeve fleksibël. Për shembull, vëllimi vjetor i shitjeve të disqeve të forta pritet të arrijë në 345 milion njësi në 2004, pothuajse dy herë më shumë se 1999, dhe vëllimi i shitjeve të telefonave celularë në 2005 vlerësohet në mënyrë konservative në 600 milion njësi. Këto rritje çojnë në një rritje vjetore prej 35% të prodhimit të pllakave të qarkut fleksibël me densitet të lartë, duke arritur në 3.5 milion metra katrorë deri në vitin 2002. Kërkesa e tillë e lartë e prodhimit kërkon teknologji efikase dhe me kosto të ulët të përpunimit, dhe teknologjia e përpunimit me lazer është një prej tyre Me

Laseri ka tre funksione kryesore në procesin e prodhimit të bordit fleksibël: përpunimi dhe formimi (prerja dhe prerja), prerja në feta dhe shpimi. Si një mjet përpunimi pa kontakt, lazeri mund të përdoret në një fokus shumë të vogël (100 ~ 500) μ m) Energjia e dritës me intensitet të lartë (650MW / mm2) aplikohet në material. Një energji e tillë e lartë mund të përdoret për prerje, shpime, shënime, saldime, shënime dhe përpunime të tjera. Shpejtësia dhe cilësia e përpunimit lidhen me vetitë e materialit të përpunuar dhe karakteristikat e lazerit të përdorura, të tilla si gjatësia e valës, dendësia e energjisë, fuqia kulmore, gjerësia dhe frekuenca e impulsit. Përpunimi i bordit qark fleksibël përdor lazer ultraviolet (UV) dhe infra të kuqe (FIR). E para zakonisht përdor lazirë eksimer ose diodë UV të pompuar me gjendje të ngurtë (uv-dpss), ndërsa kjo e fundit në përgjithësi përdor lazer të mbyllur CO2 div>

Teknologjia e skanimit të vektorit përdor kompjuterin për të kontrolluar pasqyrën e pajisur me matës të rrjedhës dhe softuer CAD / CAM për të krijuar grafikë prerëse dhe shpuese, dhe përdor sistemin e thjerrëzave telecentrike për të siguruar që lazeri të shkëlqejë vertikalisht në sipërfaqen e pjesës së punës < / div>

Shpimet me lazer përpunimi ka saktësi të lartë dhe aplikim të gjerë. Shtë një mjet ideal për formimin e bordit fleksibël të qarkut. Qoftë lazer CO2 apo lazer DPSS, materiali mund të përpunohet në çdo formë pas fokusimit. Ai shkrep rreze lazeri të fokusuar kudo në sipërfaqen e pjesës së punës duke instaluar një pasqyrë në galvanometër, pastaj kryen kontroll kompjuterik numerik (CNC) në galvanometër duke përdorur teknologjinë e skanimit të vektorit dhe bën prerjen e grafikës me ndihmën e softverit CAD / CAM. Ky “mjet i butë” mund të kontrollojë me lehtësi lazerin në kohë reale kur ndryshon dizajni. Duke rregulluar tkurrjen e dritës dhe mjetet e ndryshme të prerjes, përpunimi me lazer mund të riprodhojë me saktësi grafikat e dizajnit, i cili është një tjetër avantazh i rëndësishëm.

Skanimi me vektor mund të presë substrate të tilla si filmi polimid, të prerë të gjithë qarkun ose të heqë një zonë në tabelën e qarkut, të tilla si një çarë ose një bllok. Në procesin e përpunimit dhe formimit, rrezja lazer ndizet gjithmonë kur pasqyra skanon të gjithë sipërfaqen e përpunimit, e cila është e kundërt me procesin e shpimit. Gjatë shpimit, lazeri ndizet vetëm pasi pasqyra është fiksuar në çdo pozicion shpimi div>

seksion

“Prerja” në zhargon është procesi i heqjes së një shtrese të materialit nga një tjetër me një lazer. Ky proces është më i përshtatshëm për lazer. E njëjta teknologji e skanimit të vektorit mund të përdoret për të hequr dielektrikun dhe për të ekspozuar bllokun përçues më poshtë. Në këtë kohë, saktësia e lartë e përpunimit me lazer reflekton edhe një herë përfitime të mëdha. Meqenëse rrezet lazer FIR do të reflektohen nga fletë bakri, lazeri CO2 zakonisht përdoret këtu.

vrima e shpimit

Megjithëse disa vende ende përdorin shpime mekanike, vulosje ose gdhendje të plazmës për të formuar mikro nëpër vrima, shpimi me lazer është akoma metoda më e përdorur mikro përmes formimit të vrimave të bordit fleksibël të qarkut, kryesisht për shkak të produktivitetit të tij të lartë, fleksibilitetit të fortë dhe kohës së gjatë të funksionimit normal. Me

Shpimi dhe vulosja mekanike miratojnë copa dhe vrima stërvitore me precizion të lartë, të cilat mund të bëhen në bordin fleksibël të qarkut me një diametër prej gati 250 μM, por këto pajisje me precizion të lartë janë shumë të shtrenjta dhe kanë një jetë relativisht të shkurtër shërbimi. Për shkak të bordit fleksibël me densitet të lartë, raporti i kërkuar i hapjes është 250 μ M është i vogël, kështu që shpimi mekanik nuk favorizohet.

Gdhendja e plazmës mund të përdoret në një shtresë filmi polimide të trashë 50 μM me një madhësi më të vogël se 100 μM, por kostoja e investimit në pajisje dhe procesi janë mjaft të larta, dhe kostoja e mirëmbajtjes së procesit të gdhendjes së plazmës është gjithashtu shumë e lartë, veçanërisht kostot që lidhen për disa trajtime dhe materiale harxhuese të mbeturinave kimike. Për më tepër, duhet një kohë mjaft e gjatë që gdhendja e plazmës të krijojë mikro vias të qëndrueshëm dhe të besueshëm kur vendos një proces të ri. Avantazhi i këtij procesi është besueshmëria e lartë. Raportohet se norma e kualifikuar e mikro via është 98%. Prandaj, gdhendja e plazmës ka ende një treg të caktuar në pajisjet mjekësore dhe avionike

Në të kundërt, fabrikimi i mikro viasave me lazer është një proces i thjeshtë dhe me kosto të ulët. Investimi i pajisjeve lazer është shumë i ulët, dhe lazeri është një mjet pa kontakt. Ndryshe nga shpimi mekanik, do të ketë një kosto të shtrenjtë të zëvendësimit të mjetit. Përveç kësaj, lazerët modernë të mbyllur CO2 dhe uv-dpss janë pa mirëmbajtje, gjë që mund të minimizojë kohën e ndërprerjes dhe të përmirësojë shumë produktivitetin.

Metoda e gjenerimit të mikro viasave në bordin fleksibël të qarkut është e njëjtë me atë në PCB të ngurtë, por disa parametra të rëndësishëm të lazerit duhet të ndryshohen për shkak të ndryshimit të substratit dhe trashësisë. Laserët e vulosur CO2 dhe uv-dpss mund të përdorin të njëjtën teknologji të skanimit të vektorit si derdhja për të stërvitur direkt në tabelën e qarkut fleksibël. Dallimi i vetëm është se programi i aplikimit të shpimit do të fikë lazerin gjatë skanimit të pasqyrës së skanimit nga një mikro në tjetrin. Rrezja lazer nuk do të ndizet derisa të arrijë një pozicion tjetër shpimi. Në mënyrë që vrima të jetë pingul me sipërfaqen e nënshtresës fleksibël të tabelës së qarkut, rrezja lazer duhet të shkëlqejë vertikalisht në substratin e tabelës së qarkut, e cila mund të arrihet duke përdorur një sistem lentesh telecentrike midis pasqyrës skanuese dhe substratit (Fig. 2 ) div>

Vrima të shpuara në Kapton duke përdorur lazer UV

Lazeri CO2 gjithashtu mund të përdorë teknologjinë konformale të maskave për të shpuar mikro vias. Kur përdorni këtë teknologji, sipërfaqja e bakrit përdoret si një maskë, vrimat janë gdhendur në të me metodën e zakonshme të gdhendjes së shtypjes, dhe pastaj rrezja lazer CO2 rrezatohet në vrimat e fletës së bakrit për të hequr materialet dielektrike të ekspozuara.

Micro vias gjithashtu mund të bëhen duke përdorur laser excimer përmes metodës së maskës së projektimit. Kjo teknologji duhet të hartojë imazhin e një mikro përmes ose të gjithë mikro përmes grupit në nënshtresë, dhe pastaj rrezja lazer eksimer rrezaton maskën për të hartuar imazhin e maskës në sipërfaqen e substratit, në mënyrë që të shpojë vrimën. Cilësia e shpimit me lazer excimer është shumë e mirë. Disavantazhet e tij janë shpejtësia e ulët dhe kostoja e lartë.

Përzgjedhja e lazerit megjithëse lloji i lazerit për përpunimin e bordit fleksibël të qarkut është i njëjtë me atë për përpunimin e PCB të ngurtë, ndryshimi në material dhe trashësi do të ndikojë shumë në parametrat dhe shpejtësinë e përpunimit. Ndonjëherë mund të përdoret lazeri excimer dhe gazi i ngacmuar tërthor (çaji) CO2, por këto dy metoda kanë shpejtësi të ngadaltë dhe kosto të lartë mirëmbajtjeje, të cilat kufizojnë përmirësimin e produktivitetit. Në krahasim, lazerët CO2 dhe uv-dpss përdoren gjerësisht, me kosto të shpejtë dhe të ulët, kështu që ato përdoren kryesisht në fabrikimin dhe përpunimin e mikro viasave të bordeve qark fleksibël.

Ndryshe nga lazeri i rrjedhjes së gazit CO2, lazer i mbyllur CO2 （http://www.auto-alt.cn technology Teknologjia e lëshimit të bllokut është miratuar për të kufizuar përzierjen e gazit lazer në zgavrën e lazerit të përcaktuar nga dy pllaka elektrodë drejtkëndëshe. Zgavra e lazerit vuloset gjatë gjithë jetës së shërbimit (zakonisht rreth 2 ~ 3 vjet). Zgavra e mbyllur e lazerit ka strukturë kompakte dhe nuk ka nevojë për shkëmbim ajri. Koka lazer mund të punojë vazhdimisht për më shumë se 25000 orë pa mirëmbajtje. Avantazhi më i madh i dizajnit të vulosjes është se mund të gjenerojë impulse të shpejta. Për shembull, lazeri i lëshimit të bllokut mund të lëshojë impulse me frekuencë të lartë (100kHz) me një kulm fuqie prej 1.5KW. Me frekuencë të lartë dhe fuqi të lartë kulmi, përpunimi i shpejtë mund të kryhet pa ndonjë degradim termik div>

Laseri Uv-dpss është një pajisje me gjendje të ngurtë që thith vazhdimisht shufrën kristal neodymium vanadate (Nd: YVO4) me një grup diodë lazer. Ajo gjeneron dalje pulsi nga një ndërprerës akusto-optik Q dhe përdor gjeneratorin e tretë kristal harmonik për të ndryshuar prodhimin e lazerit Nd: YVO4 nga 1064nm & nbsp; Gjatësia e valës bazë IR zvogëlohet në 355 nm gjatësi vale UV. Në përgjithësi 355nm < / div>

Fuqia mesatare dalëse e lazerit uv-dpss në shkallën nominale të përsëritjes së impulsit 20kHz është më shumë se 3W div>

Laser Uv-dpss

Të dy dielektrikët dhe bakri mund të thithin me lehtësi lazer uv-dpss me gjatësi vale dalëse 355nm. Lazeri Uv-dpss ka njollë më të vogël të dritës dhe fuqi më të ulët dalëse sesa lazeri CO2. Në procesin e përpunimit dielektrik, lazeri uv-dpss zakonisht përdoret për madhësi të vogla (më pak se 50%) μ m) Prandaj, diametri më i vogël se 50 duhet të përpunohet në substratin e bordit fleksibël me densitet të lartë μ M mikro nëpërmjet , Përdorimi i lazerit UV është shumë ideal. Tani ekziston një lazer uv-dpss me fuqi të lartë, i cili mund të rrisë shpejtësinë e përpunimit dhe shpimit të lazerit UV-dpss div>

Avantazhi i lazerit uv-dpss është se kur fotonet e tij UV me energji të lartë shkëlqejnë në shumicën e shtresave sipërfaqësore jo metalike, ato mund të prishin drejtpërdrejt lidhjen e molekulave, të zbusin skajin e prerjes me procesin e litografisë “të ftohtë” dhe të minimizojnë shkallën e dëmtimi termik dhe djegia. Prandaj, prerja mikro UV është e përshtatshme për raste me kërkesa të larta ku post-trajtimi është i pamundur ose i panevojshëm

Lazer CO2 (Alternativat e Automatizimit)

Lazeri i mbyllur CO2 mund të lëshojë një gjatësi vale prej 10.6 μ M ose 9.4 μ M lazer FIR, megjithëse të dy gjatësitë e valëve absorbohen lehtë nga dielektrikët siç është substrati i filmit polimid, hulumtimi tregon se 9.4 μ Efekti i përpunimit të gjatësisë së valës M të këtij lloji të materialit eshte shume me mire Dielektrike 9.4 μ Koeficienti i absorbimit të gjatësisë së valës M është më i lartë, që është më i mirë se 10.6 për shpimin ose prerjen e materialeve μ M gjatësi vale të shpejtë. lazer nëntë pikë katër μ M jo vetëm që ka përparësi të dukshme në shpimin dhe prerjen, por gjithashtu ka efekt të jashtëzakonshëm të prerjes. Prandaj, përdorimi i lazerit me gjatësi vale më të shkurtër mund të përmirësojë produktivitetin dhe cilësinë.

Në përgjithësi, gjatësia e valës së bredhit absorbohet lehtë nga dielektrikët, por do të reflektohet përsëri nga bakri. Prandaj, shumica e lazerave CO2 përdoren për përpunimin dielektrik, derdhjen, prerjen dhe delaminimin e substratit dielektrik dhe petëzimit. Për shkak se fuqia dalëse e lazerit CO2 është më e lartë se ajo e lazerit DPSS, lazeri CO2 përdoret për të përpunuar dielektrikën në shumicën e rasteve. Lazeri CO2 dhe lazeri uv-dpss shpesh përdoren së bashku. Për shembull, kur shponi mikro vias, së pari hiqni shtresën e bakrit me lazer DPSS, dhe pastaj shponi shpejt vrima në shtresën dielektrike me lazer CO2 derisa të shfaqet shtresa tjetër e veshur me bakër, dhe pastaj përsëriteni procesin.

Për shkak se gjatësia e valës së lazerit UV në vetvete është shumë e shkurtër, pika e dritës e emetuar nga lazeri UV është më e hollë se ajo e lazerit CO2, por në disa aplikacione, pika e dritës me diametër të madh të prodhuar nga lazeri CO2 është më e dobishme se lazeri uv-dpss. Për shembull, prerë materiale me sipërfaqe të madhe si groove dhe blloqe ose shponi vrima të mëdha (diametër më të madh se 50) μ m) Duhet më pak kohë për tu përpunuar me lazer CO2. Në përgjithësi, raporti i hapjes është 50 μ. Kur m është i madh, përpunimi me lazer CO2 është më i përshtatshëm dhe hapja është më pak se 50 μ M, efekti i lazerit uv-dpss është më i mirë.