PCB 기술 - HDI PCB 회로 기판의 레이저 기술

마이크로 전자 기술의 급속한 발전, 대규모 및 초대형 집적 회로의 광범위한 응용 및 마이크로 조립 기술의 진보에 따라 HDI PCB 회로 기판 제조는 계층화, 다기능 방향으로 발전하고 있으며 PCB 회로 기판 도형 선은 미세 구멍 좁은 간격을 보이고 있다.가공에 사용되는 기계 드릴링 기술은 이미 요구를 만족시킬 수 없으며, 새로운 마이크로 구멍 가공 방법, 즉 레이저 드릴링 기술을 신속하게 발전시켰다.

HDI PCB 레이저 구멍 원리

레이저는 외부의 자극을 받아 에너지를 증가시키는 강력한 빔으로, 적외선과 가시광선은 열에너지를, 자외선은 광에너지를 가지고 있다.이러한 유형의 빛이 가공소재 표면을 비추면 반사, 흡수 및 투과 같은 세 가지 현상이 나타납니다.

다른 광학 부품을 통해 기저에 레이저 점을 비추면 여러 가지 합성 패턴을 생성할 수 있으며 비추는 점과 세 가지 반응을 일으킬 수 있다.

레이저 드릴링의 주요 기능은 처리 중인 베이스 재료를 신속하게 제거하는 것입니다.그것은 주로 광열 융해와 광화학 융해 또는 소위 절제에 달려 있습니다.

1. 광열소식: 가공 중인 재료에 의해 형성된 구멍의 원리로 이 재료는 고에너지 레이저를 흡수하고 아주 짧은 시간 내에 가열되어 용해되고 증발한다.고에너지의 작용하에 이 과정에 형성된 공벽의 검은색 초점찌꺼기는 반드시 기화하기전에 깨끗이 정리해야 한다.

2.광화학 부식: 자외선 영역의 고광자 에너지가 2eV 전자 볼트를 초과하는 것을 말한다.레이저 파장이 400나노미터가 넘는 고에너지 광자의 결과.이 고에너지 광자는 유기 재료의 긴 분자 사슬을 파괴하고 더 작은 입자가 되지만 원시 분자보다 에너지가 크고 외부의 압출로 기저 재료를 빠르게 제거하고 미세 구멍을 형성해야합니다.

따라서 이러한 유형의 프로세스에는 비등이 포함되지 않으며 탄화도 발생하지 않습니다.따라서 예비 구멍 세척은 매우 간단합니다.

이것들은 레이저가 구멍이 되는 기본 원리이다.현재 가장 일반적으로 사용되는 레이저 구멍 뚫기 방법은 두 가지입니다. 인쇄 회로 기판에 구멍을 뚫는 데 사용되는 레이저는 주로 RF가 자극하는 CO2 가스 레이저와 UV 솔리드 스테이트 Nd: YAG 레이저로 구성됩니다.

3.기판의 흡광도에 관하여: 레이저의 성공률은 기재의 흡광도와 직접적인 관계가 있다.인쇄회로기판은 동박, 유리천, 수지의 조합이다.이 세 가지 재료의 흡광도는 파장에 따라 다르지만 동박과 유리천은 자외선에서 0.3m의 흡광도를 보인다.다음 영역은 높은 흡수율을 보였으나 가시광선과 IR에 들어간 후 급격히 떨어졌다. 유기수지 소재는 세 스펙트럼 세그먼트 모두에서 상당히 높은 흡수율을 유지했다.이것은 수지 재료의 특징이자 레이저 펀치 기술 보급의 기초이다.

CO2 레이저 구멍을 위한 다양한 HDI PCB 프로세스

CO2 레이저 드릴링에는 직접 드릴링과 마스크 드릴링이라는 두 가지 주요 드릴링 방법이 있습니다.직접 구멍 만들기 기술이란 장비의 마스터 시스템을 통해 레이저 빔의 지름을 인쇄 회로 기판의 구멍과 같은 지름으로 조정하고 동박을 사용하지 않고 전매질 표면의 구멍을 직접 가공하는 것이다.코팅 마스크 공법은 특수 마스크로 인쇄판의 표면을 코팅하고 일반 공법으로 노출/현상/식각을 통해 구멍 표면에서 동박을 제거하는 것이다.그런 다음 노출된 개전층 수지를 제거하기 위해 구멍의 지름보다 큰 레이저 빔으로 구멍을 비춥니다.다음과 같은 항목에 대해 설명합니다.

1.청동 창문 개방 방식:

우선 안쪽 패널에 콘크리트 코팅된 수지 동박을 한 층 눌러준다.광화학을 통해 창을 만든 다음 수지를 식각하여 노출시킨 다음 레이저로 창 안의 기저 재료를 부식시켜 미세 블라인드를 형성합니다.

빔이 강화되면 구멍 지름을 통해 양수 F 렌즈와 수직으로 한 번 마주하는 두 세트의 전류계형 미반사 스캐너에 도달합니다.흥미진진한 테이블을 만들 수 있는 파이프 영역에 도달한 후 작은 사각 구멍을 하나하나 태웠다.

일단 전자쾌속빔이 1인치 네모난 관상구역에 위치하면 0.15mm의 맹공은 세번 발사하여 구멍을 뚫을수 있다.첫 번째 총의 펄스 폭은 약 15 ° S로 빈 구멍 형성에 에너지를 제공합니다.그런 다음 총을 사용하여 구멍 벽 아래쪽의 잔여물을 청소하고 구멍을 보정할 수 있습니다.

0.15mm 마이크로 블라인드의 SEM 횡단면과 45도 전체 뷰로 레이저 에너지 제어가 우수합니다.이 창문을 여는 과정은 과녁판을 등받이로 사용한다.큰 레이아웃이나 2 단계 블라인드 구멍이 자주 필요하지 않으면 정렬하기 어렵습니다.

2. 창문을 여는 방법:

이전 프로세스를 통해 형성된 구멍의 지름은 열린 구리 창의 지름과 같습니다.작업 중 약간의 오류로 인해 창이 열린 위치가 잘못되어 블라인드 위치가 베이스 패드의 중심에 정렬되지 않을 수 있습니다.구리 윈도우의 편차는 기본 재료의 팽창과 수축, 이미지 전사에 사용되는 음판의 왜곡 때문일 수 있습니다.따라서 큰 구리 창을 여는 과정은 구리 창의 지름을 베이스 용접판의 지름보다 0.05mm 더 크게 확대하는 것이다.일반적으로 구멍의 크기는 구멍의 크기에 따라 결정됩니다.구멍이 0.15mm일 경우 개스킷의 지름은 약 0.25mm, 큰 창의 지름은 0.30mm여야 합니다. 그런 다음 레이저 드릴링을 수행하여 개스킷의 미세 사각 구멍을 정확하게 맞출 수 있습니다.그것의 주요 특징은 선택의 자유도가 매우 크다는 것이다.레이저로 구멍을 드릴할 때 내부 밑받침을 누르는 프로그램을 눌러 구멍을 드릴할 수 있습니다.이렇게 하면 구리 윈도우의 지름이 구멍의 지름과 같기 때문에 발생하는 어긋남이 효과적으로 방지되므로 레이저 점이 전면 윈도우를 가리키고 대량의 벽돌에 불완전한 반공 또는 잔여 구멍이 많이 생기는 것을 방지할 수 있다.

3. HDI PCB 수지 표면 직접 구멍 만들기 공정

HDI PCB 레이저 드릴링을 사용하는 몇 가지 레이저 드릴링 방법이 있습니다.

A. 기판 안쪽에 수지 동박을 칠한 후 모든 동박을 식각하면 CO2 레이저를 사용하여 노출된 수지 표면에 직접 구멍을 형성한 후 도금 공정에 따라 구멍을 더 처리할 수 있다.

B. 기판은 수지 코팅 동박 대신 FR-4 반경화편재와 동박을 사용하는 유사한 공정입니다.

C. 뒤이어 코팅한 광민수지로 동박을 층압하는 방법.

D.건막을 개전층으로 하고 동박압제공법으로 만든다.

E. 동박으로 다른 종류의 온막을 코팅하는 과정.

4. 초박형 동박의 직접 소식

수지 동박을 내심판 양쪽으로 누른 뒤 17m의 동박 두께를 반식각 방법으로 5㎛로 줄인 뒤 흑색 산화처리를 통해 CO2 레이저를 통해 구멍을 만든다.

산화된 검은색 표면이 빛을 강하게 흡수해 CO2 레이저빔 에너지를 증가시킨다는 전제하에 초박형 동박과 수지 표면에 직접 구멍을 낼 수 있다는 것이 기본 원리다.그러나 가장 어려운 것은"반식각법"이 균일하고 두꺼운 구리층을 얻을 수 있도록 보장하는 것이므로 그 제조에 특히 주의해야 한다.물론 구리 등은 재료 UTC를 찢을 수 있습니다.동박은 5마이크로미터 정도의 책에 해당한다.

이러한 유형의 판재 가공에 따라 현재 공정은 주로 다음과 같은 몇 가지 측면을 사용합니다.

이는 주로 소재공급업체를 위해 개전층의 두께차가 510μM에서 M으로 보장되도록 엄격한 품질과 기술기준을 마련했다. 수지코팅 동박의 개전 두께의 균일성만이 보장되기 때문에 동일한 레이저에너지에서 구멍형의 정확성과 구멍 밑의 청결도를 보장할 수 있다.이와 동시에 후속조작에서 가장 좋은 공정조건을 채용하여 드릴구멍의 때를 제거하여 레이저드릴구멍후 맹공의 밑부분이 잔류하지 않도록 확보해야 한다.맹공 화학 도금과 전기 도금의 질에 좋은 영향을 끼친다.

Nd: YAG 레이저 드릴 HDI PCB 공정

Nd: YAG는 네오디뮴과 이트륨 알루미늄 가넷입니다.자외선 레이저는 두 개의 고체 결정체로 함께 발사된다.최근 가장 많이 사용되는 다이오드 펄스로 자극되는 레이저 빔은 물 냉각 없이 효과적인 레이저 밀봉 시스템을 만드는 데 사용될 수 있다.이 레이저의 3차 고조파 파장은 355나노미터이다.4차 고조파 파장은 266나노미터이다.파장은 광학 결정체로 변조된다.

이런 종류의 레이저 드릴의 가장 큰 특징은 자외선이다.스펙트럼 영역은 복동층 압판으로 구성된 동박과 유리섬유가 자외선 영역에서 강하게 흡수되고, 여기에 이러한 레이저 점의 작은 에너지가 더해져 동박과 유리천을 강하게 관통해 직접 구멍을 형성할 수 있다.이러한 유형의 레이저 열은 비교적 작기 때문에 CO2 레이저가 구멍을 뚫은 후에는 숯 찌꺼기가 발생하지 않으며 이는 이후의 구멍 벽 작업에 좋은 표면을 제공합니다.

Nd: YAG 레이저 기술은 다양한 재료의 플래그 블라인드 및 천공을 가공합니다.그것은 폴리아미드 복동층 압판에 최소 지름이 25마이크로미터인 구멍을 뚫었다.비용 분석에 따르면 가장 경제적인 지름은 25125 마이크로미터입니다.드릴링 속도는 분 당 10000개입니다.최대 공경이 50마이크로미터인 직접 레이저를 사용하여 구멍을 뚫을 수 있다.형성된 구멍의 내부 표면은 탄화 없이 깨끗하고 전기 도금하기 쉽다.또한 PTFE 복동층 압판에 최소 지름 25 마이크로미터, 가장 경제적인 지름 25125 마이크로미터의 구멍을 뚫을 수 있습니다.드릴링 속도는 분 4500개입니다.창 식각이 필요하지 않습니다.구멍은 깨끗해서 특별한 가공 요구가 필요 없다.성형 구멍만들기 같은 다른 재료도 있습니다.다음 절차를 특정 작업에 사용할 수 있습니다. 1.두 가지 레이저 드릴의 속도에 따라 두 가지 조합 공정을 채택하다

기본 조작법은 먼저 YAG로 구멍 위치 표면의 동박을 부식한 다음 YAG가 구멍을 뚫는 것보다 빠른 CO2 레이저로 수지를 직접 부식시켜 구멍을 만드는 것이다.

실제 HDI PCB 제조에서의 품질 문제

레이저로 구멍을 뚫는 과정에서 많은 품질 문제가 존재하는데, 이러한 문제들은 아직 충분히 묘사해야 한다.가장 흔히 볼 수 있는 품질 문제만이 동업자들이 참고할 수 있도록 제출된다.

A. 창문을 여는 방법에서 CO_2 레이저 드릴 위치와 아래쪽 목표 위치의 어긋남

HDI PCB 레이저 펀치에서 빔 위치 시스템은 공경 성형의 정밀도에 매우 중요하다.빔 위치 시스템은 위치 지정에 사용되지만 다른 요인으로 인해 구멍 모양의 화염이 자주 발생합니다.생산 과정에서 발생하는 품질 문제를 다음과 같이 분석합니다.

1. 내심판 용접판과 금속사 도형의 음극을 제작하고 수지로 동박을 코팅하여 콘크리트를 압연한다.레이어를 추가한 후 창을 열면 음수가 됩니다. 둘 다 습도와 온도로 인해 크기가 증가하고 감소하는 잠재적 요인이기 때문입니다.

2. 심판을 사용하여 가로 용접판 패턴을 만들고 수지로 코팅된 동박의 RCC를 고온에서 제압할 때 기재의 크기가 커지거나 줄어든다.층을 더한 후, 내외 기판 재료는 사이즈가 팽창하고 수축하는 요소가 존재한다.

3. 식각된 구리 창의 크기와 위치도 오차를 초래할 수 있다.

4.레이저 자체의 광점과 표면의 변위로 인한 오차.

5.2 단계 블라인드 구멍의 조준은 더욱 어렵고 위치 오차를 일으키기 쉽다.

상술한 원인에 근거하여 생산에서 얻은 관련 기술데이터와 실제조작경험에 근거하여 취한 주요기술책략은 다음과 같다.

1.조판 크기를 줄이기 위해 대부분의 HDI PCB 제조업체는 450을 사용하여 다중 레이어 조판 *600 또는 525 *600mm를 사용합니다.그러나 선가중치 0.10mm, 블라인드 지름 0.15mm의 휴대폰 패널의 경우 최적의 레이아웃 크기는 350입니다. *450mm.상한선.

2. 레이저 지름 증가: 구리 창으로 덮인 면적을 늘리기 위한 것이다.구체적인 방법은'빔 지름 = 공경 + 90~100'× M이다. 에너지 밀도가 낮을 때 한두 번 더 발사해 문제를 해결한다.

3. 큰 구리 창을 여는 경우: 이 경우 구리 창의 크기만 커지고 구멍의 지름은 변하지 않기 때문에 레이저 구멍의 지름은 더 이상 창의 위치에 의해 완전히 결정되지 않습니다. 이렇게 하면 구멍의 위치는 코어 플레이트에 있는 기본 표적의 위치를 직접 기반으로 할 수 있습니다.

4.창문을 여는 방식을 광화학 영상과 식각에서 YAG 레이저로 변경한다: 먼저 YAG 레이저 점으로 심판의 기공에 따라 창문을 연 다음 CO2 레이저로 그 창 위치의 구멍을 다 태워 영상으로 인한 오차를 해결한다.

5. 2층으로 나누어 2 단계 미세 맹공법 제작: 심판 양면에 수지 동박을 칠하여 콘크리트를 압연할 때.이후 콘크리트를 다시 누적해 2단계 블라인드 구멍을 만들면 2단계 블라인드가 누적된다.블라인드 구멍이 두 개 정렬된 경우에는 하나 둘을 겨냥하여 구멍을 형성해야 합니다.코어 보드의 원래 목표는 재사용할 수 없습니다.즉, 구멍과 패드에 "하나를 축적"하면 판의 가장자리도 표적이 됩니다.그러므로"기2"를 압제하여 콘크리트를 깔아뭉갠후 엑스레이를 통해"기2호"의 4개 기계기준구멍을 추가로 뚫어"기1호"에 조준한후 이런 구멍을 배렬할수 있다.이 방법을 사용하면 가능한 한 하2를 하1에 정렬할 수 있습니다.

B. 패스가 잘못되었어요.

많은 생산 경험에 근거하여, 주로 기초 재료 성형 중의 품질 문제 때문이며, 주요 품질 문제는 수지 코팅 동박이 압제된 후의 개전층의 두께가 불가피하게 다를 수 있다는 것이다.구멍을 뚫는 에너지가 같은 상황에서 개전층의 비교적 얇은 부분의 개석층은 더욱 많은 에네르기를 감당할수 있을뿐만아니라 더욱 많은 에네르기를 반사하게 된다.그래서 구멍 벽은 밖으로 팽창하는 주전자로 만들어졌다.이는 여러 계층의 계층 간 전기 연결 품질에 큰 영향을 미칩니다.

구멍 지름이 정확하지 않기 때문에 계층형 다중 레이어 인쇄 회로 기판 (MLPCB) 의 고밀도 상호 연결 구조의 신뢰성은 일련의 기술적 문제를 가져올 것입니다.

그러므로 반드시 공예조치를 취하여 문제를 통제하고 해결해야 한다.주로 다음 프로세스를 사용합니다.

1. 수지 코팅 동박과 층압 동박 사이의 개전층 두께 차이를 510μM에서 M으로 엄격히 통제한다.

2. 레이저의 에너지 밀도와 펄스총의 수량을 변경한다.대규모 생산의 공정 조건은 테스트 방법을 통해 찾을 수 있다.

3. 구멍 바닥 찌꺼기와 구멍 벽 찌꺼기가 제대로 제거되지 않는다.

이런 유형의 HDI PCB 품질 문제는 경미한 통제 부주의로 인해 발생할 가능성이 가장 높다.특히 널빤지에 구멍이 많은 층압판의 경우 품질문제가 발생하지 않고 100% 의 품질을 보장할수 없다.이는 가공된 큰 템플릿의 미세 블라인드 구멍 수가 평균 약 60~90000개의 구멍으로 너무 많기 때문입니다.같은 에너지의 레이저를 사용하여 구멍을 드릴할 때 매체층의 두께가 변화하고 기저에 남아 있는 잔류물의 두께도 변화한다.시추의 때를 다 처리한 후에는 모든 잔류물이 깨끗이 청소되도록 보장할 수 없다.또한 불량한 검사 방법은 일반적으로 후속 HDI PCB 구리 도금과 결함이 있을 때 하단 용접판과 구멍 벽 사이의 결합을 초래합니다.