1 Utumiaji wa boriti ya laser

Uzani wa juu PCB bodi ni muundo wa safu nyingi, ambao hutenganishwa na resin ya kuhami iliyochanganywa na vifaa vya nyuzi za glasi, na safu ya conductive ya foil ya shaba imeingizwa kati yao. Kisha ni laminated na kuunganishwa. Mchoro wa 1 unaonyesha sehemu ya bodi ya safu 4. Kanuni ya usindikaji wa leza ni kutumia miale ya leza kulenga uso wa PCB ili kuyeyuka papo hapo na kuyeyusha nyenzo ili kuunda mashimo madogo. Kwa kuwa shaba na resini ni nyenzo mbili tofauti, joto la kuyeyuka la foil ya shaba ni 1084 ° C, wakati joto la kuyeyuka la resin ya kuhami joto ni 200-300 ° C tu. Kwa hivyo, inahitajika kuchagua na kudhibiti kwa usahihi vigezo kama vile urefu wa boriti, modi, kipenyo na mapigo wakati uchimbaji wa laser unatumika.

1.1 Ushawishi wa urefu wa urefu wa boriti na hali ya usindikaji

Ni matumizi gani ya usindikaji wa laser katika utengenezaji wa PCB yenye msongamano mkubwa

Kielelezo 1 Mtazamo wa sehemu mbalimbali wa PCB ya safu 4

Inaweza kuonekana kutoka kwa Mchoro 1 kwamba laser ni ya kwanza kusindika foil ya shaba wakati wa kutoboa, na kiwango cha kunyonya cha shaba kwenye laser huongezeka kwa kuongezeka kwa urefu wa wimbi. Kiwango cha ufyonzaji wa leza ya YAG/UV cha 351 hadi 355 m ni cha juu hadi 70%. Laser ya YAG/UV au mbinu rasmi ya kinyago inaweza kutumika kutoboa mbao za kawaida zilizochapishwa. Ili kuongeza uunganisho wa PCB ya juu-wiani, kila safu ya foil ya shaba ni 18μm tu, na substrate ya resin chini ya foil ya shaba ina kiwango cha juu cha kunyonya kwa laser ya dioksidi kaboni (karibu 82%), ambayo hutoa hali ya maombi. utoboaji wa laser ya dioksidi kaboni. Kwa sababu kiwango cha ubadilishaji wa picha ya umeme na ufanisi wa usindikaji wa leza ya kaboni dioksidi ni kubwa zaidi kuliko ile ya laser ya YAG/UV, mradi tu kuna nishati ya kutosha ya boriti na foil ya shaba inachakatwa ili kuongeza kiwango chake cha kunyonya kwa leza, laser ya kaboni dioksidi. inaweza kutumika kufungua moja kwa moja PCB.

Njia ya transverse ya boriti ya laser ina ushawishi mkubwa juu ya pembe ya tofauti na pato la nishati ya laser. Ili kupata nishati ya kutosha ya boriti, ni muhimu kuwa na hali nzuri ya pato la boriti. Hali bora ni kuunda pato la hali ya chini ya Gaussian kama inavyoonyeshwa kwenye Mchoro 2. Kwa njia hii, wiani mkubwa wa nishati unaweza kupatikana, ambayo hutoa sharti la boriti ili kuzingatia vizuri lens.

Ni matumizi gani ya usindikaji wa laser katika utengenezaji wa PCB yenye msongamano mkubwa

Mchoro wa 2 Usambazaji wa nishati wa hali ya Gaussian ya gharama nafuu

Hali ya chini inaweza kupatikana kwa kurekebisha vigezo vya resonator au kufunga diaphragm. Ingawa usakinishaji wa kiwambo hupunguza utoaji wa nishati ya boriti, unaweza kuzuia leza ya hali ya juu ili kushiriki katika utoboaji na kusaidia kuboresha umbo la tundu dogo. .

1.2 Kupata micropores

Baada ya urefu wa wimbi na hali ya boriti huchaguliwa, ili kupata shimo bora kwenye PCB, kipenyo cha doa lazima kudhibitiwa. Ikiwa tu kipenyo cha doa ni ndogo ya kutosha, nishati inaweza kuzingatia ablating sahani. Kuna njia nyingi za kurekebisha kipenyo cha doa, hasa kupitia lenzi ya duara inayolenga. Wakati boriti ya modi ya Gaussian inapoingia kwenye lenzi, kipenyo cha doa kwenye sehemu ya nyuma ya lenzi kinaweza kuhesabiwa kwa takriban fomula ifuatayo:

D≈λF/(πd)

Katika fomula: F ni urefu wa kuzingatia; d ni radius ya doa ya boriti ya Gaussian iliyoonyeshwa na mtu kwenye uso wa lenzi; λ ni urefu wa wimbi la laser.

Inaweza kuonekana kutoka kwa fomula kwamba kadiri kipenyo cha tukio kinavyokuwa kikubwa, ndivyo sehemu inayolengwa inavyopungua. Hali zingine zinapothibitishwa, kufupisha urefu wa kuzingatia kunasaidia kupunguza kipenyo cha boriti. Hata hivyo, baada ya F kufupishwa, umbali kati ya lens na workpiece pia hupunguzwa. Slag inaweza kupiga juu ya uso wa lens wakati wa kuchimba visima, ambayo itaathiri athari ya kuchimba visima na maisha ya lens. Katika kesi hiyo, kifaa cha msaidizi kinaweza kuwekwa upande wa lens na gesi hutumiwa. Fanya usafishaji.

1.3 Ushawishi wa mapigo ya boriti

Laser ya mapigo mengi hutumiwa kwa kuchimba visima, na wiani wa nguvu ya laser ya pulsed lazima angalau kufikia joto la uvukizi wa foil ya shaba. Kwa sababu nishati ya laser moja-pulse imekuwa dhaifu baada ya kuchomwa kwa njia ya foil ya shaba, substrate ya msingi haiwezi kufutwa kwa ufanisi, na hali iliyoonyeshwa kwenye Mchoro 3a itaundwa, ili kupitia shimo haiwezi kuundwa. Hata hivyo, nishati ya boriti haipaswi kuwa juu sana wakati wa kupiga, na nishati ni kubwa sana. Baada ya foil ya shaba kupenya, uondoaji wa substrate utakuwa mkubwa sana, na kusababisha hali iliyoonyeshwa kwenye Mchoro 3b, ambayo haifai kwa usindikaji baada ya usindikaji wa bodi ya mzunguko. Ni bora zaidi kuunda mashimo madogo kwa muundo wa shimo uliopunguzwa kidogo kama inavyoonyeshwa kwenye Mchoro 3c. Mchoro huu wa shimo unaweza kutoa urahisi kwa mchakato unaofuata wa upako wa shaba.

Ni matumizi gani ya usindikaji wa laser katika utengenezaji wa PCB yenye msongamano mkubwa

Mchoro 3 Aina za shimo zilizochakatwa na leza tofauti za nishati

Ili kufikia muundo wa shimo ulioonyeshwa kwenye Mchoro 3c, muundo wa wimbi la laser iliyopigwa na kilele cha mbele inaweza kutumika (Mchoro 4). Nishati ya mapigo ya juu kwenye ncha ya mbele inaweza kuwasha foil ya shaba, na mipigo mingi yenye nishati ya chini kwenye ncha ya nyuma inaweza kuwasha substrate ya kuhami joto na Kufanya shimo kuwa na kina hadi foil ya chini ya shaba.

Ni matumizi gani ya usindikaji wa laser katika utengenezaji wa PCB yenye msongamano mkubwa

Kielelezo 4 Pulse laser waveform

2 Athari ya boriti ya laser

Kwa sababu mali ya nyenzo ya foil ya shaba na substrate ni tofauti sana, boriti ya laser na nyenzo za bodi ya mzunguko huingiliana ili kuzalisha madhara mbalimbali, ambayo yana athari muhimu kwenye aperture, kina, na aina ya shimo ya micropores.

2.1 Kutafakari na kunyonya kwa laser

Mwingiliano kati ya leza na PCB kwanza huanza kutokana na leza ya tukio inayoakisiwa na kufyonzwa na karatasi ya shaba iliyo juu ya uso. Kwa sababu foil ya shaba ina kiwango cha chini sana cha kunyonya kwa leza ya kaboni dioksidi ya infrared wavelength, ni vigumu kuchakata na ufanisi ni mdogo sana. Sehemu iliyofyonzwa ya nishati ya nuru itaongeza nishati ya kinetic ya elektroni ya bure ya nyenzo za foil ya shaba, na nyingi itabadilishwa kuwa nishati ya joto ya foil ya shaba kupitia mwingiliano wa elektroni na lati za kioo au ioni. Hii inaonyesha kwamba wakati wa kuboresha ubora wa boriti, ni muhimu kufanya matibabu ya awali juu ya uso wa foil ya shaba. Uso wa foil ya shaba unaweza kuvikwa na vifaa vinavyoongeza ngozi ya mwanga ili kuongeza kiwango chake cha kunyonya kwa mwanga wa laser.

2.2 Jukumu la athari ya boriti

Wakati wa usindikaji wa laser, boriti ya mwanga huangaza nyenzo za foil ya shaba, na foil ya shaba inapokanzwa kwa vaporization, na joto la mvuke ni kubwa, ambayo ni rahisi kuvunja na ionize, yaani, plasma inayotokana na picha huzalishwa na msisimko wa mwanga. . Plasma inayotokana na picha kwa ujumla ni plazima ya mvuke wa nyenzo. Ikiwa nishati iliyopitishwa kwa workpiece na plasma ni kubwa zaidi kuliko hasara ya nishati ya mwanga iliyopokelewa na workpiece inayosababishwa na kunyonya kwa plasma. Plasma badala yake huongeza ufyonzaji wa nishati ya leza na kifaa cha kufanya kazi. Vinginevyo, plasma huzuia laser na kudhoofisha ngozi ya laser na workpiece. Kwa leza za kaboni dioksidi, plasma inayotokana na picha inaweza kuongeza kiwango cha kunyonya kwa karatasi ya shaba. Hata hivyo, plasma nyingi itasababisha boriti kupigwa wakati wa kupita, ambayo itaathiri usahihi wa nafasi ya shimo. Kwa ujumla, msongamano wa nguvu za leza hudhibitiwa hadi thamani ifaayo chini ya 107 W/cm2, ambayo inaweza kudhibiti plazima vizuri zaidi.

Athari ya pino ina jukumu muhimu sana katika kuimarisha unyonyaji wa nishati ya mwanga katika mchakato wa kuchimba visima vya laser. Laser inaendelea kuzima substrate baada ya kuchomwa kwa foil ya shaba. Substrate inaweza kunyonya kiasi kikubwa cha nishati ya mwanga, kuyeyuka kwa nguvu na kupanua, na shinikizo linalotokana linaweza kuwa Nyenzo iliyoyeyuka hutupwa nje kuunda mashimo madogo. Shimo ndogo pia imejaa plasma iliyosababishwa na picha, na nishati ya laser inayoingia kwenye shimo ndogo inaweza kufyonzwa kabisa na tafakari nyingi za ukuta wa shimo na hatua ya plasma (Mchoro 5). Kwa sababu ya kunyonya kwa plasma, msongamano wa nguvu ya laser unaopita kupitia shimo ndogo hadi chini ya shimo ndogo itapungua, na msongamano wa nguvu ya laser chini ya shimo ndogo ni muhimu ili kutoa shinikizo fulani la mvuke ili kudumisha kina fulani. shimo ndogo, ambayo huamua kina cha kupenya kwa mchakato wa machining.

Ni matumizi gani ya usindikaji wa laser katika utengenezaji wa PCB yenye msongamano mkubwa

Mchoro 5 Urekebishaji wa laser kwenye shimo

Hitimisho la 3

Utumiaji wa teknolojia ya usindikaji wa leza unaweza kuboresha sana ufanisi wa kuchimba visima vya mashimo madogo ya PCB yenye msongamano mkubwa. Majaribio yanaonyesha kuwa: ①Pamoja na teknolojia ya kudhibiti nambari, zaidi ya mashimo madogo 30,000 yanaweza kuchakatwa kwa dakika kwenye ubao uliochapishwa, na kipenyo ni kati ya 75 na 100; ② Utumiaji wa leza ya UV unaweza zaidi kufanya kipenyo kuwa chini ya 50μm au ndogo, ambayo hujenga hali ya kupanua zaidi nafasi ya matumizi ya bodi za PCB.