Технология PCB - Анализ проблем при лазерной обработке с высокой плотностью

FPC имеет много преимуществ, например экономить пространство, weight reduction and high flexibility. глобальный спрос на FPC с каждым годом увеличивается. In view of the special properties of FPC materials, В настоящем документе освещаются некоторые вопросы, которые необходимо учитывать при обработке с помощью лазера высокой плотности FPC и микропористости скважин.

высокая плотность FPC - это часть всей структуры FPC, которая обычно определяется как FPC с линейным интервалом менее 200 бит или микроотверстием менее 250 бит / мин.

уникальность ПФК неоднократно приводила к тому, что она стала альтернативой жестким схемам и традиционным схемам проводки, а также способствовала развитию многих новых областей. наиболее быстрорастущим компонентом ФПК является внутренняя соединительная линия на жёстком диске компьютера (HDD). магнитная головка жёсткого диска должна перемещаться на вращающемся диске, чтобы сканировать, перемещать магнитную головку и панель управления можно использовать гибкий контур вместо провода. Производители жесткого диска используют технологию, известную как "плавающая гибкий лист" (FOS), для увеличения производства и снижения стоимости сборки. Кроме того, техника беспроводной подвески имеет более высокую устойчивость к ударам и может повысить надежность продукции. другой тип высокой плотности FPC, используемый в жёстком диске, является вставкой flex, используемой между подвеской и контроллером.

темпы роста FPC заняли второе место в области упаковки новых интегральных схем. Chip-scale packaging (CSP), multi-chip module (MCM), and chip-on-FPC (COF) all use flexible circuits. Among them, Особенно большой рынок связывающих схем CSP, поскольку они могут использоваться в полупроводниковых приборах и молниеносной памяти., дисковый привод, personal digital assistants (PDA), мобильный телефон, pagers, цифровая камера и цифровая камера. In addition, liquid crystal displays (LCD), polyester membrane switches and inkjet printer cartridges are the other three high-growth application areas of high-density FPC.

в портативных устройствах (таких, как мобильные телефоны) имеется большой рыночный потенциал технологии гибких схем. Это естественно, потому что для удовлетворения потребностей потребителей это оборудование нуждается в небольших размерах и легком весе; Кроме того, последнее применение гибкой технологии включает в себя плоские мониторы и медицинское оборудование, которое конструкторы могут использовать для сокращения объема и веса продукции (например, слуховые аппараты и имплантированное оборудование).

лазерный лазер выполняет три основные функции в производстве FPC: формование (резка и резка), разрез и сверление. в качестве неконтактного технологического инструмента лазер может использовать высокоинтенсивную фотоэнергию (650mW / mm2) в небольших фокусах (1585 × 500 × 15¼ м). эта высокая энергия может быть использована для резки, сверления и обработки материалов. для маркировки, сварки, разметки и других видов обработки скорость и качество обработки зависят от характеристик технологического материала и используемого лазера, например длины волны, плотности энергии, пиковой мощности, длительности импульса и частоты. для обработки FPC используются ультрафиолетовые (УФ) и лазеры дальнего инфракрасного диапазона (FIR). В первом случае обычно используются твердотельные лазеры (UV - DPSS), накачиваемые на квазимолекулах или на ультрафиолетовых диодах, а во втором - Герметичные лазеры на СО2.

обработка

высокая точность обработки лазера, широкое применение. Это идеальный инструмент для формовки FPC. независимо от того, являются ли лазеры CO2 или DSS лазерами, материалы после фокусировки могут быть переработаны в любую форму. на гальванометре установлены зеркала, которые будут фокусироваться на лазерном луче, излучающем луч на любую поверхность изделия (рис. 1), а затем использовать метод сканирования векторов для цифрового управления гальванометром (CNC) и для производства рисунков резки с помощью программного обеспечения CAD / CAM. этот "мягкий инструмент" может легко управлять лазером в реальном времени при изменении конструкции. изменение фокуса света и различные режущие инструменты, лазерная обработка может точно воспроизводить дизайн графика, что является его другим значительным преимуществом.

сверление

Хотя в некоторых местах по - прежнему используется механическое бурение, формирование микропроходного отверстия при штамповании или плазменном травлении, laser drilling is still the most widely used FPC micro-via forming method, в основном из - за высокой производительности, высокая гибкость, длительность эксплуатации.

механическое бурение и пробойное отверстие с высокой точностью долота и пресс - формы могут быть изготовлены в FPC с диаметром около 250 × четверть м, но эти Высокоточные оборудования очень дороги и имеют относительно короткий срок службы. Ввиду высокой плотности скважин, требующейся для ПФК, менее 250 бит / мин, механическое бурение не поддерживается.

плазменное травление может быть произведено на основе 50 - ти литографических покрытий из полиимидной пленки размером менее 100 бит четверть м микропроходного отверстия, но инвестиции в оборудование и технологии достаточно высоки, а расходы на техническое обслуживание технологии плазменного травления высоки, особенно в связи с некоторыми химическими отходами и расходными материалами, при создании новой технологии для создания последовательных и надежных микропористостей плазменное травление занимает много времени. преимущество этого процесса - высокая надежность. По имеющимся сведениям, доля населения, имеющего право на получение микропористого отверстия, составила 98 процентов. Таким образом, плазменная гравитация по - прежнему имеет определенный рынок в медицинском и авиационном электронном оборудовании.

Для сравнения, производство микропористого отверстия с помощью лазера является простым и недорогим процессом. Инвестиции в лазерное оборудование очень невелики, и лазер - это неконтактный инструмент, который, в отличие от механического бурения, будет дорогостоящим инструментом замены. Кроме того, современные герметизированные лазеры CO2 и UV - DSS без обслуживания могут свести к минимуму время простоя и значительно повысить производительность.

для производства микропористого отверстия на FPC используются те же методы, что и для создания микропористого отверстия на жесткой PCB, однако из - за различий в размерах и размерах основной пластины необходимо изменить некоторые важные параметры лазера. герметизированные лазеры CO2 и UV - DPSS могут быть использованы для сканирования векторов, как и при формовке, непосредственно на FPC. Единственное отличие заключается в том, что программа сверления позволяет сканировать зеркала от одной микродыры на другую. при этом лазер выключен, и лазерный луч будет открыт только тогда, когда он достигнет другой позиции сверления. для того чтобы отверстие было перпендикулярно расположено на поверхности основной пластины FPC, лазерный луч должен быть вертикально облучен на основной пластине платы. Это может быть достигнуто с помощью системы линз дистанционного зондирования между сканирующим зеркалом и базой.

в лазерах на СО2 также можно бурить микропробоину с помощью технологии защитного фотошаблона. при использовании этой технологии медная поверхность используется в качестве фотошаблона для протравливания отверстий на ней с помощью обычных методов печатания и травления, а затем для удаления обнаженного диэлектрического материала путем облучения медной фольги лазерным лучом СО2.

для создания микропористого отверстия могут также использоваться лазерные проекционные шаблоны с использованием квазимолекулярного лазера. Эта технология требует, чтобы изображение микропористого отверстия или всей микроформальной решетки было отражено на основной пластине, а затем маска для облучения квазимолекулярным лучом лазера для создания маски. на поверхность пластины для сверления. калибровочная лазерная перфорация имеет хорошее качество, но ее недостаток - медленная и дорогостоящая.

лазерная селекция

Although the type of laser used to process FPC is the same as that used to process rigid PCBs, различия в материалах и толщине сильно повлияют на параметры и скорость обработки. Sometimes excimer lasers and lateral excitation gas (TEA) CO2 lasers can be used, но оба метода медленны, и расходы на обслуживание высоки, which limit the increase in productivity. в сравнении, из - за углекислого газа UV - DPSSs are widely used, быстрый, and low in cost, Эти два лазера используются главным образом для производства и обработки микропористого отверстия FPC.

лазеры на СО2 (автоматизированные альтернативы)

герметизированный лазер CO2 может запустить FIR - лазер с длиной волны 10 мм.6μm or 9.4 00 мин.. Although both wavelengths are easily absorbed by dielectrics such as polyimide film substrates, исследование показало, что длина волны 9.4μm is much better. Нет..4μm wavelength of the dielectric has a higher absorption coefficient, использовать эту длину волны для сверления или резки материалов быстрее, чем использовать 10 волн.6μm wavelength. Нет..4μm laser not only has obvious advantages in drilling and cutting, и есть очень эффектный срез. Therefore, использование лазеров с короткими волнами может повысить производительность и качество FPC.

UV - DPSS

диэлектрик и медь легко усваиваются UV - DPSS with output wavelength of 355nm. UV - DPSS с меньшими световыми пятнами и меньшей выходной мощностью, чем лазеры на СО2. в процессе диэлектрической обработки, UV - DPSS is usually used for small size (less than 50μm) process, Поэтому необходимо обработать материал диаметром менее 50 кв. м при высокой плотности основная плита. For micro vias, ультрафиолетовые лазеры идеальны. Now there is a high-power UV - DPSS, это увеличивает скорость обработки и бурения UV - DPSS.

Materials with higher UV etching thresholds like copper must be processed with high-energy low-repetition rate lasers; while low-threshold materials like polyimide films can only be processed with low-energy and high-repetition lasers. энергия и высокая частота повторения, чтобы избежать повреждения медной подушки и повысить производительность. чтобы увеличить производственную мощность, Обработка большинства микропроходных отверстий большого диаметра состоит из двух этапов: первый этап использования UV - DPSS сверлильная медная фольга, and then use a CO2 laser to remove the exposed dielectric.