PCB 기술 - 인쇄회로기판 PCB 혼합 레이저 펀치 공정

PCB 생산에서는 레이저 드릴링에 사용할 수 있는 두 가지 레이저 기술이 있습니다.CO2 레이저의 파장은 원적외선 대역에 있고, 자외선 레이저의 파장은 자외선 대역에 있다.CO2 레이저는 인쇄 회로 기판 산업에서 마이크로 구멍 생산에 널리 사용되며 마이크로 구멍의 지름 요구 사항은 100 μm (Raman, 2001) 보다 큽니다.CO2 레이저는 CO2 레이저가 큰 구멍을 만드는 데 필요한 프레스 시간이 매우 짧기 때문에 이러한 큰 구멍 지름 구멍의 생산에 높은 생산성을 가지고 있습니다.자외선 레이저 기술은 지름이 100 μm 미만인 미세 구멍을 생산하는 데 널리 사용됩니다.마이크로 회로도를 사용하면 공경이 50 μm 미만일 수도 있습니다.자외선 레이저 기술은 지름이 80에이트보다 작은 구멍을 만들 때 매우 높은 생산량을 발생시킨다.따라서 점점 증가하는 마이크로 구멍 생산성에 대한 요구를 충족시키기 위해 많은 제조업체가 듀얼 헤드 레이저 드릴 시스템을 도입하기 시작했습니다.다음은 현재 PCB 시장에서 사용되는 세 가지 주요 유형의 이중 헤드 레이저 드릴 시스템입니다.

1) 쌍두자외선 드릴링 시스템;

2) 듀얼 헤드 CO2 레이저 드릴 시스템;

3) 스틱 레이저 드릴 시스템 (이산화탄소와 자외선).

이 모든 유형의 시추 시스템은 그 자체의 장점과 단점을 가지고 있다.레이저 드릴 시스템은 간단하게 두 가지 유형으로 나눌 수 있는데, 이중 비트 단일 파장 시스템과 이중 비트 이중 파장 시스템이다.어떤 유형이든 두 가지 주요 부분이 드릴 성능에 영향을 미칩니다.

1) 레이저 에너지/펄스 에너지;

2) 빔 위치 시스템.

레이저 펄스의 에너지와 빔의 전송 효율은 드릴 시간을 결정한다.드릴링 시간은 레이저 드릴이 두 구멍 사이의 이동 속도를 결정하는 작은 구멍을 뚫는 시간입니다.이러한 요소는 레이저 드릴의 속도를 결정하여 주어진 요구 사항에 필요한 미세 구멍을 제조합니다.듀얼 헤드 자외선 레이저 시스템은 집적 회로에서 90 ° m 미만의 구멍을 뚫는 데 가장 적합하며 종횡비도 매우 높습니다.

듀얼 헤드 CO2 레이저 시스템은 Q 스위치 RF 인센티브 CO2 레이저를 사용합니다.이 시스템의 주요 장점은 중복성이 높고(최대 100kHz), 시추 시간이 짧고 조작 폭이 넓다는 것이다.블라인드 구멍을 드릴하려면 몇 번만 필요하지만 드릴링 품질은 상대적으로 낮습니다.

가장 많이 사용되는 이중 헤드 레이저 드릴링 시스템은 자외선 레이저 헤드와 CO2 레이저 헤드로 구성된 혼합 레이저 드릴링 시스템입니다.이런 종합적으로 사용하는 혼합 레이저 드릴링 방법은 구리와 전기 매체의 동시 드릴링을 촉진할 수 있다.자외선으로 구리를 뚫어 필요한 구멍 크기와 모양을 만든 뒤 CO2 레이저를 이용해 덮이지 않은 전매질을 뚫는다는 것이다.드릴링 프로세스는 도메인이라고 불리는 2인치 X 2인치 블록을 드릴하여 수행됩니다.

CO2 레이저는 전매질을 효과적으로 제거할 수 있으며, 심지어 고르지 않은 유리 강화 전매질도 효과적으로 제거할 수 있다.그러나 단일 CO2 레이저는 작은 구멍 (75에이치 미만) 을 만들고 구리를 제거할 수 없습니다.5μm 이하의 예처리 박동박(lustino, 2002)을 제거할 수 있다는 예외도 있다.자외선 레이저는 매우 작은 구멍을 만들 수 있으며 일반적인 구리 거리 (3-36 μm, 1oz, 심지어 전기 도금) 를 모두 제거 할 수 있습니다.자외선 레이저도 개전 재료를 따로 제거할 수 있지만 속도가 느리다.또한 강화 유리 FR-4와 같은 균일하지 않은 재료의 경우 일반적으로 효과가 좋지 않습니다.에너지 밀도가 일정 수준으로 높아질 때만 유리를 제거할 수 있고, 이는 내부 패드도 손상시킬 수 있기 때문이다.스틱 레이저 시스템은 자외선 레이저와 CO2 레이저를 포함하기 때문에이 두 분야에서 모두 최고의 효과를 얻을 수 있습니다.자외선레이저는 모든 동박과 작은 구멍을 완성할수 있으며 CO2레이저는 전기매체를 재빨리 뚫을수 있다.구멍그림 10-14는 프로그래밍 가능한 드릴 거리가 있는 듀얼 헤드 레이저 드릴 시스템의 구조를 보여줍니다.두 드릴 사이의 거리를 부품의 레이아웃에 따라 조정할 수 있으므로 레이저 드릴의 최대 성능을 보장할 수 있습니다.

현재 대부분의 듀얼 헤드 레이저 드릴 시스템의 두 드릴 사이에는 고정된 거리가 있으며 스텝 및 반복 빔 위치 기술도 있습니다.단계별 반복 레이저 리모컨 자체의 장점은 도메인의 조절 범위가 크다(최대 (50 X 50) 섬 1/4m).단점은 레이저 원격 조절기가 고정된 도메인에서 한 걸음 한 걸음 이동해야 하며 두 드릴 사이의 거리가 고정되어 있다는 것입니다.전형적인 듀얼 헤드 레이저 리모컨의 두 드릴 사이의 거리는 고정되어 있습니다 (약 150 에이트).고정 거리 드릴은 패널 크기에 따라 프로그래밍 가능한 피치 드릴처럼 최적의 구성으로 작동할 수 없습니다.

오늘날 이중 헤드 레이저 드릴 시스템은 소형 인쇄 회로 기판 제조업체뿐만 아니라 대량의 인쇄 회로 기판 생산 업체에도 적용 할 수있는 다양한 사양의 성능을 갖추고 있습니다.

세라믹 산화 알루미늄은 높은 개전 상수를 가지고 있기 때문에 인쇄 회로 기판을 만드는 데 사용됩니다.그러나 레이저 드릴링에는 취약성 때문에 케이블 연결 및 조립에 필요한 드릴링 프로세스를 표준 도구로 수행하기가 어렵습니다. 기계적 압력을 최소화해야 하기 때문입니다.Rangel 등 (1997) 은 산화 알루미늄 기판과 금과 닻이 칠해진 산화 알루미늄 기판에 대해 QNd: YAG 레이저가 구멍을 뚫는 데 사용될 수 있다는 것을 증명했다.짧은 펄스, 낮은 에너지 및 피크 전력 레이저의 사용은 기계적 압력으로 인한 샘플의 손상을 방지하고 지름이 100 μm 미만의 고품질 구멍을 생성 할 수 있습니다.이 기술은 주파수 범위가 8~18GHz인 저소음 마이크로파 증폭기 (Betancourt 등, 1996) 에 성공적으로 적용되었다.