1 Aplikasi sinar laser

The dénsitas luhur Dewan PCB mangrupakeun struktur multi-lapisan, nu dipisahkeun ku résin insulating dicampur bahan serat kaca, sarta lapisan conductive tina foil tambaga diselapkeun antara aranjeunna. Lajeng ieu laminated jeung kabeungkeut. angka 1 nembongkeun bagian tina dewan 4-lapisan. Prinsip ngolah laser nyaéta ngagunakeun sinar laser pikeun difokuskeun permukaan PCB pikeun langsung ngalembereh sareng nguap bahan pikeun ngabentuk liang leutik. Kusabab tambaga sareng résin mangrupikeun dua bahan anu béda, suhu lebur foil tambaga nyaéta 1084 ° C, sedengkeun suhu lebur résin insulasi ngan ukur 200-300 ° C. Ku alatan éta, perlu alesan milih tur akurat ngadalikeun parameter kayaning panjang gelombang beam, mode, diaméterna, sarta pulsa nalika pangeboran laser diterapkeun.

1.1 Pangaruh panjang gelombang beam jeung mode on processing

Naon aplikasi ngolah laser dina manufaktur PCB dénsitas luhur

angka 1 Cross-sectional view 4-lapisan PCB

Ieu bisa ditempo ti Gambar 1 yén laser mimiti ngolah foil tambaga nalika perforating, sarta laju nyerep tambaga ka laser naek jeung ngaronjatna panjang gelombang. Laju nyerep laser YAG / UV tina 351 dugi ka 355 m saluhur 70%. YAG / UV laser atawa metoda topeng conformal bisa dipaké pikeun perforate papan dicitak biasa. Pikeun ningkatkeun integrasi PCB dénsitas luhur, unggal lapisan foil tambaga ngan ukur 18μm, sareng substrat résin handapeun foil tambaga ngagaduhan tingkat nyerep laser karbon dioksida anu luhur (sakitar 82%), anu nyayogikeun kaayaan pikeun aplikasi. perforation laser karbon dioksida. Kusabab laju konversi photoelectric jeung efisiensi ngolah laser karbon dioksida loba nu leuwih luhur ti nu YAG / UV laser, salami aya cukup énergi beam jeung foil tambaga diolah pikeun ngaronjatkeun laju nyerep na laser nu, karbon dioksida laser. bisa dipaké pikeun langsung muka PCB nu.

Modeu transverse tina sinar laser boga pangaruh gede dina sudut divergence jeung kaluaran énergi laser nu. Pikeun ménta énergi beam cukup, perlu boga mode kaluaran beam alus. Kaayaan idéal pikeun ngabentuk kaluaran mode Gaussian low-urutan ditémbongkeun saperti dina Gambar 2. Ku cara kieu, dénsitas énergi tinggi bisa didapet, nu nyadiakeun prerequisite pikeun beam jadi ogé fokus kana lensa.

Naon aplikasi ngolah laser dina manufaktur PCB dénsitas luhur

Gambar 2 Sebaran énergi mode Gaussian murah

Mode low-order tiasa didapet ku ngarobih parameter resonator atanapi masang diafragma. Sanajan pamasangan diafragma ngurangan kaluaran énergi beam, éta bisa ngawatesan laser mode urutan tinggi pikeun ilubiung dina perforation tur mantuan ngaronjatkeun roundness tina liang leutik. .

1.2 Meunangkeun micropores

Saatos panjang gelombang sareng mode sinar dipilih, pikeun kéngingkeun liang idéal dina PCB, diaméter titik kedah dikontrol. Ngan lamun diaméter titik cukup leutik, énergi bisa konsentrasi dina ablating piring. Aya loba cara pikeun nyaluyukeun diaméter titik, utamana ngaliwatan fokus lénsa buleud. Nalika sinar mode Gaussian asup kana lénsa, diaméter titik dina bidang fokus tukang lénsa bisa kira-kira diitung ku rumus ieu:

D≈λF/(πd)

Dina rumus: F nyaéta panjang fokus; d nyaéta radius titik sinar Gaussian anu diproyeksikan ku hiji jalma dina beungeut lensa; λ nyaéta panjang gelombang laser.

Ieu tiasa katingali tina rumus yén langkung ageung diameter kajadian, langkung alit titik fokus. Nalika kaayaan séjén dikonfirmasi, pondok panjang fokus kondusif pikeun ngurangan diaméter balok. Tapi, sanggeus F disingget, jarak antara lénsa jeung workpiece ogé ngurangan. The slag bisa Santika dina beungeut lénsa salila pangeboran, nu bakal mangaruhan pangaruh pangeboran jeung kahirupan lénsa. Dina hal ieu, hiji alat bantu bisa dipasang di sisi lénsa jeung gas dipaké. Laksanakeun ngabersihan.

1.3 Pangaruh pulsa beam

A laser multi-pulsa dipaké pikeun pangeboran, sarta dénsitas kakuatan tina laser pulsed sahenteuna kudu ngahontal suhu évaporasi tina foil tambaga. Kusabab énergi laser single-pulsa geus ngaruksak sanggeus ngaduruk ngaliwatan foil tambaga, substrat kaayaan teu bisa éféktif ablated, sarta kaayaan ditémbongkeun dina Gbr. 3a bakal kabentuk, ku kituna liang via teu bisa ngawujud. Nanging, énergi balok henteu kedah luhur teuing nalika ditinju, sareng énergina luhur teuing. Saatos foil tambaga ditembus, ablation substrat bakal ageung teuing, nyababkeun kaayaan anu dipidangkeun dina Gambar 3b, anu henteu kondusif pikeun ngolah papan sirkuit. Paling idéal pikeun ngabentuk liang mikro kalayan pola liang rada tapered ditémbongkeun saperti dina Gbr. 3c. pola liang Ieu bisa nyadiakeun genah pikeun prosés tambaga-plating saterusna.

Naon aplikasi ngolah laser dina manufaktur PCB dénsitas luhur

angka 3 jenis liang diolah ku lasers énergi béda

Dina raraga ngahontal pola liang ditémbongkeun dina Gambar 3c, a pulsed laser gelombang kalawan puncak hareup bisa dipaké (Gambar 4). Énergi pulsa luhur di tungtung hareup bisa ablate nu foil tambaga, sarta sababaraha pulsa kalawan énergi handap dina tungtung deui bisa ablate substrat insulating sarta Jieun liang deepen nepi ka foil tambaga handap.

Naon aplikasi ngolah laser dina manufaktur PCB dénsitas luhur

Gambar 4 Bentuk gelombang laser pulsa

2 Pangaruh sinar laser

Kusabab sipat bahan tina foil tambaga jeung substrat pisan béda, sinar laser jeung bahan circuit board berinteraksi pikeun ngahasilkeun rupa-rupa épék, nu boga dampak penting dina aperture, jero, sarta tipe liang tina micropores.

2.1 Refleksi jeung nyerep laser

Interaksi antara laser jeung PCB kahiji dimimitian ti kajadian laser keur reflected jeung diserep ku foil tambaga dina beungeut cai. Kusabab foil tambaga boga laju nyerep pisan low panjang gelombang infra red karbon dioksida laser, hese ngolah jeung efisiensi pisan low. Bagian anu diserep tina énergi cahaya bakal ningkatkeun énergi kinétik éléktron bébas tina bahan foil tambaga, sareng kalolobaanana bakal dirobih janten énergi panas tina foil tambaga ngalangkungan interaksi éléktron sareng kisi kristal atanapi ion. Ieu nunjukkeun yén bari ningkatkeun kualitas balok, perlu pikeun ngalaksanakeun pra-perlakuan dina beungeut foil tambaga. Beungeut foil tambaga tiasa dilapis ku bahan anu ningkatkeun nyerep cahaya pikeun ningkatkeun tingkat nyerep cahaya laser.

2.2 Peran pangaruh beam

Salila ngolah laser, sinar lampu radiates bahan foil tambaga, sarta foil tambaga dipanaskeun nepi ka vaporization, sarta suhu uap anu luhur, nu gampang pikeun ngarecah na ionize, nyaeta, plasma foto-ngainduksi dihasilkeun ku éksitasi lampu. . Plasma anu ngainduksi poto biasana mangrupa plasma tina uap bahan. Lamun énérgi dikirimkeun ka workpiece ku plasma leuwih gede ti leungitna énergi cahaya narima workpiece disababkeun ku nyerep plasma. Plasma gantina ningkatkeun nyerep énergi laser ku workpiece nu. Upami teu kitu, plasma nu meungpeuk laser jeung weakens nyerep laser ku workpiece nu. Pikeun laser karbon dioksida, plasma ngainduksi poto tiasa ningkatkeun laju nyerep foil tambaga. Sanajan kitu, teuing plasma bakal ngakibatkeun beam bisa refracted nalika ngaliwatan, nu bakal mangaruhan akurasi positioning liang. Sacara umum, dénsitas kakuatan laser dikontrol ka nilai anu pas di handap 107 W / cm2, anu tiasa ngontrol plasma langkung saé.

Pangaruh pinhole muterkeun hiji peran penting pisan dina enhancing nyerep énergi cahaya dina prosés pangeboran laser. Laser terus ablate substrat sanggeus ngaduruk ngaliwatan foil tambaga. Substrat bisa nyerep jumlah badag énérgi lampu, telenges vaporize tur dilegakeun, sarta tekanan dihasilkeun bisa Bahan molten ieu dialungkeun kaluar pikeun ngabentuk liang leutik. Liang leutik ogé dieusi ku plasma anu dipangaruhan ku poto, sareng énergi laser anu asup kana liang leutik tiasa ampir kaserep ku sababaraha pantulan témbok liang sareng tindakan plasma (Gambar 5). Kusabab nyerep plasma, dénsitas kakuatan laser ngaliwatan liang leutik ka handap liang leutik bakal ngurangan, sarta dénsitas kakuatan laser di handapeun liang leutik penting pisan pikeun ngahasilkeun tekanan vaporization tangtu pikeun ngajaga jero nu tangtu. liang leutik, nu nangtukeun The jero penetrasi tina prosés machining.

Naon aplikasi ngolah laser dina manufaktur PCB dénsitas luhur

angka 5 réfraksi laser dina liang

3 Kacindekan

Aplikasi tina téhnologi processing laser bisa greatly ngaronjatkeun efisiensi pangeboran tina-dénsitas tinggi PCB mikro-liang. Percobaan némbongkeun yén: ①Digabungkeun jeung téhnologi kontrol numeris, leuwih ti 30,000 mikro-liang bisa diolah per menit dina dewan dicitak, sarta aperture nyaeta antara 75 jeung 100; ② Aplikasi laser UV salajengna tiasa ngadamel aperture kirang ti 50μm atanapi langkung alit, anu nyiptakeun kaayaan pikeun ngalegaan rohangan panggunaan papan PCB.