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El láser es un haz potente que se estimula cuando el "rayo" es estimulado por una fuente externa y aumenta su energía. La luz infrarroja y la luz visible tienen energía térmica, y la luz ultravioleta tiene energía luminosa. Cuando este tipo de luz brilla sobre la superficie de la pieza de trabajo, aparecen tres fenómenos: reflexión, absorción y penetración. La función principal de la perforación láser es eliminar rápidamente el material de base a tratar. Se basa principalmente en la ablación fototérmica y la ablación fotoquímica, es decir, la llamada extirpación.
En la producción comercial de pcb, hay dos tecnologías láser que se pueden utilizar para la perforación láser. La longitud de onda del láser CO2 está en la banda infrarroja lejana, mientras que la longitud de onda del láser ultravioleta está en la banda ultravioleta. Los láseres de CO2 se utilizan ampliamente en la producción de microporos industriales en placas de circuito impreso, y los requisitos de diámetro de los microporos son superiores a 100 micras (raman, 2001). Para la producción de estos agujeros de gran apertura, los láseres de CO2 tienen una alta productividad, ya que los láseres de CO2 necesitan muy poco tiempo de estampado para fabricar agujeros grandes. La tecnología láser ultravioleta se utiliza ampliamente para producir microporos de menos de 100 micras de diámetro. Mediante el uso de un diagrama de circuito en miniatura, el tamaño del agujero puede ser incluso inferior a 50 micras. La tecnología láser ultravioleta produce una producción muy alta al fabricar agujeros de menos de 80 Angstroms de diámetro. Por lo tanto, para satisfacer la creciente demanda de productividad microporosa, muchos fabricantes de PCB han comenzado a introducir sistemas de perforación láser de doble extremo.
Los siguientes son los tres principales tipos de sistemas de perforación láser de doble cabeza utilizados actualmente en el mercado:
1) sistema de perforación ultravioleta de doble cabeza;
2) sistema de perforación láser de CO2 de dos cabezas;
3) sistema de perforación láser de barra (dióxido de carbono y rayos ultravioleta).
Todos estos tipos de sistemas de perforación tienen sus propias ventajas y desventajas. El sistema de perforación láser se puede dividir simplemente en dos tipos, un sistema de longitud de onda única de doble bit y un sistema de longitud de onda doble de bit.
Cualquiera que sea el tipo, hay dos partes principales que afectan la capacidad de perforación:
1) energía láser / energía de pulso;
2) sistema de posicionamiento de haz de luz.
La energía del pulso láser y la eficiencia de transmisión del haz determinan el tiempo de perforación. El tiempo de perforación se refiere al tiempo en que la Plataforma de perforación láser perfora un pequeño agujero a través, y el sistema de posicionamiento del haz determina la velocidad de movimiento entre los dos agujeros. Estos factores determinan conjuntamente la velocidad de la máquina de perforación láser para fabricar los microporos necesarios para los requisitos dados. El sistema láser ultravioleta de doble cabeza es el más adecuado para perforar agujeros inferiores a 90 Angstroms en circuitos integrados, y su relación de aspecto también es muy alta.
El sistema láser de CO2 de dos cabezas utiliza un interruptor q RF para estimular el láser de co2. Las principales ventajas de este sistema son la Alta repetibilidad (hasta 100 khz), el corto tiempo de perforación y la amplia superficie de operación. Solo se necesitan varias veces para perforar un agujero ciego, pero su calidad de perforación es relativamente baja.
El sistema de perforación láser de doble cabeza más utilizado es un sistema de perforación láser híbrido que consta de una cabeza láser ultravioleta y una cabeza láser co2. Este método mixto de perforación láser puede promover la perforación simultánea de cobre y dieléctrico. Es decir, perforar el cobre con rayos ultravioleta para generar el tamaño y la forma del agujero necesarios, y luego perforar el dieléctrico no cubierto con un láser co2. El proceso de perforación se realiza perforando un bloque de 2 pulgadas x 2 pulgadas, conocido como el dominio.
El láser de CO2 puede eliminar eficazmente el dieléctrico, incluso el dieléctrico reforzado con vidrio desigual. Sin embargo, un solo láser de CO2 no puede fabricar pequeños agujeros (menos de 75 angstroms) y eliminar el cobre. También hay algunas excepciones, es decir, puede eliminar las láminas de cobre finas pretratadas por debajo de 5 micras (lustino, 2002). El láser ultravioleta puede crear agujeros muy pequeños y puede eliminar todas las calles comunes de cobre (3 - 36 angstroms, 1oz, e incluso láminas de cobre galvanizadas). Los láseres ultravioleta también pueden eliminar el material dieléctrico por separado, pero a una velocidad más lenta. Además, para materiales no uniformes, como el vidrio reforzado FR - 4, el efecto suele ser malo. Esto se debe a que el vidrio solo se puede quitar cuando la densidad de energía aumenta a un cierto nivel, lo que también puede dañar la almohadilla Interior. Debido a que el sistema láser de barra incluye láseres ultravioleta y co2, se pueden lograr los mejores resultados en ambas áreas. Los láseres ultravioleta pueden completar todas las láminas de cobre y pequeños agujeros, y los láseres de dióxido de carbono pueden perforar rápidamente el dieléctrico. Hoyos La imagen muestra la estructura de un sistema de perforación láser de dos cabezas con distancias de perforación programables. La distancia entre los dos taladros se puede ajustar en función de la disposición de los componentes, asegurando así la máxima capacidad de perforación láser.
Ahora, la mayoría de los sistemas de perforación láser de doble cabeza tienen una distancia fija entre los dos taladros, y también tienen técnicas de posicionamiento de haz de paso y repetición. La ventaja del propio control remoto láser paso a paso y repetido es el amplio rango de ajuste del dominio (hasta (50 X 50) isla 188m). La desventaja es que el regulador remoto láser debe moverse paso a paso en un dominio fijo y la distancia entre los dos taladros es fija. La distancia entre los dos taladros del típico control remoto láser de dos cabezas es fija (unos 150 angstroms). Para diferentes tamaños de panel, la Plataforma de perforación de distancia fija no se puede operar en la mejor configuración como la Plataforma de perforación de remo programable.
Hoy en día, los sistemas de perforación láser de doble cabeza tienen una variedad de especificaciones de rendimiento diferentes, que se pueden aplicar tanto a pequeños fabricantes de placas de circuito impreso como a fabricantes de PCB de gran capacidad.
Debido a que la alúmina cerámica tiene una alta constante dieléctrica, se utiliza para fabricar placas de circuito impreso. Sin embargo, debido a su vulnerabilidad, el proceso de perforación necesario para el cableado y el montaje es difícil de completar con herramientas estándar, ya que la presión mecánica debe reducirse al mínimo en este momento, lo que es algo bueno para la perforación láser. Rangel y otros (1997) demostraron que para los sustratos de alúmina y los sustratos de alúmina recubiertos con oro y anclajes, los láseres qnd: YAG se pueden utilizar para perforar. El uso de láseres de pulso corto, baja energía y alta potencia de pico ayuda a evitar daños a las muestras por la presión mecánica y puede generar a través de agujeros de alta calidad de menos de 100 micras de diámetro. Esta tecnología se ha aplicado con éxito a amplificadores de microondas de bajo ruido con un rango de frecuencia de 8 - 18ghz.
La tecnología láser nd: YAG se utiliza para procesar agujeros ciegos y a través de una variedad de materiales de pcb. Entre ellos, el agujero a través se perforó en el laminado recubierto de cobre de poliimida, con un tamaño mínimo de Poro de 25 micras. A juzgar por el análisis de los costos de producción, el diámetro más económico es de 25 - 125 micras. La velocidad de perforación es de 10000 agujeros por minuto. Se puede utilizar un proceso de perforación láser directa, con un tamaño máximo de Poro de 50 micras. La superficie interior del agujero formado es limpia, libre de carbonización y fácil de galvanoplastia. Del mismo modo, se pueden perforar agujeros en laminados recubiertos de cobre de ptfe, con un diámetro mínimo de 25 micras y un diámetro más económico de 25 - 125 micras. La velocidad de perforación es de 4.500 agujeros por minuto. No es necesario grabar la ventana por adelantado. Los agujeros formados están muy limpios y no requieren requisitos especiales del proceso de procesamiento de pcb.
