PCB技術 - PCBの穴あけと紫外線技術

現在の4種類のレーザーを作るために使用されます PCBマイクロビアCO 2レーザー, YAGレーザー, エキシマレーザと銅蒸気レーザ. CO 2レーザは典型的には約75, しかし、ビームが銅表面から反射するので, 誘電体を除去するのに適している. CO 2レーザーは非常に混乱している, 安い, メンテナンスを必要としない. エキシマレーザは高品質を生産するための最良の選択である, 小径孔, 典型的な開口値が10. これらのタイプは、マイクロBGAデバイスにおけるポリカーボネート基板の高密度アレイ穴あけに最も適している. 銅蒸気レーザの開発はまだその幼少期にある, しかし、高い収率が要求されるとき、それはまだ利点を持ちます. 銅蒸気レーザは誘電体と銅を除去できる, しかし、それは生産プロセスの間に深刻な問題をもたらすでしょう, これは、気流は、限られた環境でのみ製品を生成する.

で使用される最も一般的なレーザー プリント回路基板業界 紫外域における波長355 nmのQスイッチNd：YAGレーザ. This wavelength can melt most metals (Gu, ニッケル, au, Ag) when drilling holes in printed circuit boards, with an absorption rate exceeding 50% (Meier and Schmidt, 2002), また、有機材料を溶融することもできる. 紫外レーザの光子エネルギーは3と同じくらい高い.5 - 7.5 ev, 融解過程で化学結合を破ることができる, 部分は紫外レーザの光化学作用を通している, そして、部分は光熱作用を通してあります. これらの機能はUVレーザを第1の選択にする プリント回路基板業界 アプリケーション.

YAGレーザシステムは、マイクロビア表面の銅循環に必要なエネルギー密度（流量）が4 J／cm 2を超えるレーザ源を有している。有機材料の溶融過程に必要なエネルギー密度は、エポキシ樹脂やポリカーボネートなど、100 mJ／cm 2程度である。このような広いスペクトル範囲で正確に動作するためには、レーザエネルギーを極めて正確かつ正確に制御する必要がある。マイクロビアの穴あけ工程は2段階である。第1のステップは高エネルギー密度レーザで銅箔を開くことであり、第2のステップは低エネルギー密度レーザで誘電体を除去することである。

レーザーの波長が355 nmの場合、典型的なスポット径は約20×1／4 mであり、パルス時間が140 ns未満では、レーザの周波数は10〜50 kHzの間であり、そのとき材料は発熱しない。

スキャナ/反射系は、コンピュータによって、レーザ光線を見つけるために制御される。そして、テレセントリックレンズはフォーカスするために用いる。その結果、ビームは正確な角度において、穿孔されることができる。走査プロセスは、材料および設計偏差を補償するソフトウェアを介してベクトルパターンを生成する。走査領域は55×55 mmである。このシステムは、CAMソフトウェアと互換性があり、すべての一般的に使用されるデータ形式をサポートしています。

レーザシステムはドイツMIS LPKFによって提案された。機械設計の基本は硬花崗岩であり，その表面研磨精度は3 . 1／4 m／m以上である。位置決め精度はガラス定規によって制御され，その再現性は10±1 . 1／4 m／m以内であることが保証されている。調整後、ソフトウェアによって生成された一連の補正データは、全走査領域をカバーすることができる。ドリフトスケール補償は1分程度で動作する。基板からの位置ずれなどの変化は、高解像度CCDカメラで検出でき、ソフトウェア制御によって補償することができる。

このシステムはプロトタイプの生産に非常に適している, それは、掘削し、構成することができるので, フレキシブルから 硬質プリント回路基板 使用可能, 金属ポリマーを含む, ソルダーレジスト, 保護層, 誘電体, etc. ラマン等. 高密度先進固体紫外レーザシステムの導入と高密度相互接続マイクロビアの製造への応用.

langeとvollrathは，ドリル加工，成形，切断における紫外レーザシステム（マイクロラインドリル600システム）の様々な応用を説明した。このシステムは穴とマイクロビアをドリル加工することができ，銅層の穴径は30×1／4 mに減少し，ある範囲の基板に対して単一ステップ操作を行うことができる。このシステムではプリント配線板の外導体を最低でも20 . 1／4 m／mとすることができ，その生産能力は光化学のそれを大きく上回る。このシステムの生産速度は250のドリルと同じくらい高くありえます、そして、それはGerberとHPGLのようなすべての標準入力を受け入れることができます。その動作領域は640 mm×560 mm（25.2 in x 22 in）であり、最大材料高さは50 mm（2 in）であり、これは最も一般的な基板に使用することができる。機械テーブルとそのガイドレールのベースは、自然の花崗岩で、精度±3 . 1その位置は熱補償付きガラス定規によって制御され，その精度はi±i 1 . 1／4 mである。