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PCB 기술

PCB 기술 - PCB 드릴 및 자외선 기술

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PCB 기술 - PCB 드릴 및 자외선 기술

PCB 드릴 및 자외선 기술

2021-10-18
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Author:Downs

현재 PCB 마이크로 구멍, CO2 레이저, YAG 레이저, 준분자 레이저 및 구리 증기 레이저 등 네 가지 유형의 레이저가 있습니다.CO2 레이저는 일반적으로 약 75 μm의 구멍을 생성하는 데 사용되지만 빔이 구리 표면에서 반사되기 때문에 전기 매체 제거에만 적용됩니다.이산화탄소 레이저는 매우 깨끗하고 저렴하며 유지 보수가 필요하지 않습니다.준분자 레이저는 고품질의 작은 직경 구멍을 생산하는 데 가장 좋은 선택이며 전형적인 공경 값은 10μm 미만입니다.이러한 유형은 microBGA 부품에서 폴리카보네이트 라이닝의 고밀도 배열 드릴링에 가장 적합합니다.구리 증기 레이저의 발전은 여전히 초급 단계에 있지만, 높은 생산량이 필요할 때 여전히 우세를 가지고 있다.구리 증기 레이저는 전매질과 구리를 제거할 수 있지만 생산 과정에서 심각한 문제를 초래하여 기류가 제한된 환경에서만 제품을 생산할 수 있게 한다.

인쇄회로기판 업계에서 가장 흔히 볼 수 있는 레이저는 Q 스위치 Nd: YAG 레이저로 자외선 범위 내 파장이 355nm이다.인쇄회로기판에 구멍을 뚫을 때, 이 파장은 대부분의 금속 (Gu, Ni, Au, Ag) 을 녹일 수 있고, 흡수율이 50% (Meier 및 Schmidt, 2002) 를 넘을 수 있으며, 유기 재료도 녹일 수 있다.자외선 레이저의 광자 에너지는 3.5-7.5eV에 달할 수 있으며, 녹는 과정에서 화학 키를 파괴할 수 있으며, 일부는 자외선 레이저를 통해 광화학 작용을 하고, 일부는 광열 작용을 통해 작용한다.이러한 기능은 자외선 레이저를 인쇄회로기판 공업 응용의 우선순위로 만들었다.

회로 기판

YAG 레이저 시스템은 미공 표면의 구리 순환에 필요한 4J/cm2 이상의 에너지 밀도 (유속) 를 제공하는 레이저 소스를 가지고 있습니다.에폭시 수지 및 폴리카보네이트와 같은 유기 재료의 용해 과정에 필요한 에너지 밀도는 약 100mJ/cm2에 불과합니다.이렇게 넓은 스펙트럼 범위 내에서 정확하게 작동하기 위해서는 레이저 에너지를 매우 정확하고 정확하게 제어할 필요가 있다.마이크로 구멍의 드릴링 프로세스에는 두 단계가 필요합니다.첫 번째 단계는 고에너지 밀도 레이저로 동박을 여는 것이고, 두 번째 단계는 저에너지 밀도 레이저로 전매질을 제거하는 것이다.

레이저 파장이 355nm일 때 그 전형적인 반점의 직경은 약 20μm이다.펄스 시간이 140ns보다 작을 때 레이저의 주파수는 10-50kHz 사이이며 이때 재료는 열을 발생시키지 않는다.

스캐너 / 반사 시스템은 레이저 빔을 배치하기 위해 컴퓨터에 의해 제어되고 원거리 렌즈를 사용하여 초점을 맞추므로 정확한 각도로 빔을 드릴할 수 있습니다.스캔 프로세스는 소프트웨어를 통해 벡터 패턴을 생성하여 재료와 디자인 편차를 보상합니다.스캔 영역은 55 x 55mm입니다.이 시스템은 CAM 소프트웨어와 호환되며 일반적으로 사용되는 모든 데이터 형식을 지원합니다.

이 레이저 시스템은 독일 Mis LPKF가 제안했다.그 기계설계의 받침대는 경질화강암으로 만들어졌으며 표면의 광택정밀도는 3섬보다 낮지 않다.작업대 받침대는 기체 베어링 위에 놓여 있으며 선형 엔진에 의해 제어된다.위치 정밀도는 유리자로 제어되며 그 중복성은 ±1도 내에 보장된다.작업대 자체에는 광학 센서가 장착되어 있어 레이저가 서로 다른 반사점에서 위치를 정확하게 조정하여 광학 왜곡과 장기 표류를 보상할 수 있다.조정되면 소프트웨어에서 생성된 일련의 보정 데이터가 전체 스캔 영역을 덮어쓸 수 있습니다.표류 눈금 보정 작업은 약 1분 정도 걸립니다.기준과의 위치 편차와 같은 기판의 모든 변화는 고해상도 CCD 카메라를 통해 감지되고 소프트웨어 제어를 통해 보상됩니다.

이 시스템은 구멍을 뚫고 구성할 수 있기 때문에 플렉시블에서 강성에 이르기까지 금속 폴리머, 용접 방지제, 보호 계층, 전기 매체 등 인쇄 회로 기판을 사용할 수 있습니다.라만 등은 최첨단 고체 자외선 레이저 시스템과 고밀도 상호 연결 마이크로 홀 생산에서의 응용을 소개했다.

Lange와 Vollrath는 드릴링, 성형 및 절단에서 자외선 레이저 시스템(마이크로 와이어 드릴링 600 시스템)의 다양한 적용을 설명합니다.이 시스템은 구멍을 뚫고 미세한 구멍을 통과할 수 있으며 구리층의 구멍 지름을 30μm로 줄일 수 있으며 일정한 범위의 라이닝을 한 단계로 조작할 수 있다.이 시스템은 광화학을 크게 능가하는 최소 폭 20μm의 인쇄회로기판 외도체도 생산할 수 있다.이 시스템은 최대 250개의 드릴을 생산할 수 있으며 Gerber 및 HPGL과 같은 모든 표준 입력을 허용합니다.작동 면적은 640mm x 560mm(25.2in x 22in), 최대 재료 높이는 50mm(2in)로 대부분의 일반 기판에 사용할 수 있습니다.공작기계 작업대의 받침대와 그 레일은 천연 화강암으로 만들어졌으며 정밀도는 ± 3 Isla m이다.작업대는 선형 드라이브로 구동되고 공기 베어링으로 지지됩니다.그 위치는 열 보상이 있는 유리 자로 제어되며 정밀도는 ± i Isla m입니다.콘솔에 기판 설치는 진공 설비를 통해 이루어진다.