PCB技術 - PCBボード工場のレーザドリル加工

レーザーは、「光線」が外部の源によって刺激されて、エネルギー. 赤外線と可視光は熱エネルギーを持っている, そして、紫外線は光学エネルギーを持っています. このタイプの光がワークの表面に当たるとき, つの現象が起こる：反射, 吸収と浸透. レーザ穴あけの主な機能は、処理されるべき基板材料を迅速に除去することである. それは主に光熱アブレーションと光化学アブレーションに依存する, いわゆるいわゆる切除.

商用で PCB生産, レーザ穴あけに使用できる2つのレーザ技術がある. CO 2レーザの波長は遠赤外域にある, 紫外線レーザーの波長は紫外線にある. CO 2レーザはプリント回路基板の産業用マイクロビアの製造に広く使われている, and the diameter of the micro-vias is required to be greater than 100μm (Raman, 2001). これらの大きな開口孔の製造のために, CO 2レーザは生産性が高い, CO 2レーザーが大きな穴を作るのに必要なパンチング時間が非常に短いので. 紫外線レーザー技術は直径100 cm. ミニチュア回路図の使用, 開口部は50 cm／m未満であってもよい. 紫外線レーザー技術は、直径が80. したがって, マイクロホール生産性の増加する需要を満たすために, 多く PCBメーカー デュアルヘッドレーザ穴あけシステムを導入し始めました.

今日市販されているデュアルヘッドレーザ穴あけシステムの3つの主要なタイプは以下の通りである。

1）ダブルヘッド紫外線掘削システム；

2）ダブルヘッドCO 2レーザ穴あけシステム

3）スティックレーザ穴あけシステム（co 2，uv）。

すべてのこれらのタイプの掘削システムは、独自の利点と欠点があります。レーザ穴あけシステムは、2つのタイプ（二重ビット単一波長系および二重ビット二波長系）に単に分割されることができる。

タイプに関わらず、ドリル能力に影響する2つの主要な部分があります。

1）レーザエネルギー／パルスエネルギー；

2）ビーム位置決めシステム。

レーザパルスのエネルギーとビームの透過効率は穴あけ時間を決定する。穴あけ時間は、レーザ穿孔機がマイクロ貫通穴をドリル加工するための時間を指し、ビーム位置決めシステムは、2つの孔間の移動速度を決定する。これらの要因は、所定の要件によって必要とされるマイクロビアを作るためにレーザ穿孔機の速度を決定する。デュアルヘッドuvレーザシステムは集積回路の90 . 1／4／m以下の穴あけ加工に最適であり，そのアスペクト比も非常に高い。

デュアルヘッドCO 2レーザシステムはQスイッチRF励起CO 2レーザを使用するこのシステムの主な利点は，高い反復性（最高100 khz），短い穴あけ時間，および広い動作面である。ブラインドホールを掘削するには数ショットしかかかりませんが、その掘削品質は比較的低いでしょう。

最も一般的に使用されるデュアルヘッドレーザ穴あけシステムは，紫外レーザヘッドとco 2レーザヘッドから成るハイブリッドレーザ穴あけシステムである。この網羅的に使用されるハイブリッドレーザ穴あけ法は、銅と誘電体の同時穴あけを容易にすることができる。すなわち、銅を紫外線でドリルして必要な穴の大きさや形状を求め、CO 2レーザを用いて、未被覆の誘電体をドリル加工する。ドリル加工は2 in x 2 inブロックを掘削することによって行われ、このブロックはドメインと呼ばれる。

co 2レーザは，不均一なガラス強化誘電体でも誘電体を効果的に除去する。しかし、単一のCO 2レーザーは、小さな穴（75 mgの1 / 4未満）を作ることができなくて、銅を除去することができません。いくつかの例外がある。すなわち、5×1／4 m（Lustino、2002）以下の前処理された薄い銅箔を除去することができる。紫外レーザは非常に小さい穴を作ることができて、すべての一般的な銅通り（3 - 36×1 / 4、1 ozと電気メッキされた銅箔さえ）を取り除くことができます。紫外レーザはまた、誘電体材料のみを除去することができるが、より遅い速度でも可能である。さらに、強化ガラスFR−4のような不均一な材料に対しては、効果は通常良くない。これは、エネルギー密度があるレベルまで増加した場合にのみガラスを除去することができ、内部パッドを損傷させるためである。スティックレーザ系は紫外レーザとco 2レーザを含んでいるので，両方の分野でベストを達成できる。紫外レーザはすべての銅箔と小さな穴を完成させ，co 2レーザはすぐに誘電体をドリル加工できる。ホール.プログラムは，プログラム可能な穴あけ距離をもつ二重頭レーザ穴あけシステムの構造を示した。2つのドリルビット間の距離は、最大のレーザ穴あけ能力を保証するコンポーネントのレイアウトに従って調整することができる。

現在、ほとんどの二重ヘッドレーザ穿孔システムは、2つのドリルビットの間に一定の距離を有し、また、それらは、ステップアンドリピートビーム位置決め技術を有する。ステップバイステップおよびリピートレーザリモートコントローラ自体の利点は、ドメインの調整範囲が大きい（最大50 x 50×1／m）ということである。不利な点は、レーザーリモートレギュレータが固定ドメインで段階的に動かなければならないということである。そして、2つのドリルビット間の距離は固定される。典型的な二重ヘッドレーザリモートコントローラの2つのドリルビット間の距離は固定（約150×1／4 m）である。異なるパネルサイズのために、固定された距離ドリルは、プログラム可能なピッチドリルのような最高の構成で動くことができません。

最近では，二重ヘッドレーザ穴あけシステムは種々の仕様を持つ様々な性能を有し，これは大容量プリント基板製造業や大容量pcb製造業に適用できる。

セラミックアルミナは高い誘電率を有するため、プリント配線板の製造に用いられる。しかし、その脆弱性のため、配線加工や組立に必要な穴あけ加工は、機械的な圧力を最小にする必要があり、標準的な工具では完成し難い。rangelら（1997）は，アルミナ基板とアルミナ基板を被覆したアルミナ基板に対して，qnd：yagレーザを穴あけに使用できることを示した。短パルス，低エネルギー及び高ピークパワーレーザの使用は，機械的圧力による試料への損傷を回避し，直径が100 . 1／4 . 1／m以下の高品質スルーホールを生成することができる。

Nd：YAGレーザー技術は、多くの種類の上で盲目の穴と貫通穴を処理するのに用いられます PCB材料. その中で, ビアホールはポリイミド銅クラッド積層体上でドリル加工される, 最小孔径は25ミクロン. 生産コスト分析から, 最も経済的な直径は. 掘削速度は10000ホール/分. 直接レーザ・パンチ・プロセスは、使うことができる, 最大開口数は50ミクロン. 形成された穴の内面は、清浄で、炭化がない, そして、それは電気めっきされやすい. 同様に, スルーホールは、PTFE銅張積層板でドリル加工することができる, 最小直径は25ミクロン, そして最も経済的な直径は. 掘削速度は4500ホールである/分. 必要はありません事前にウィンドウをエッチングする. 形成された穴は非常にきれいである, そして、特別なPCB処理プロセス要件は必要ありません.