PCB Teknik - PCB drilling ve ultraviolet ışık teknolojisi

Şu anda PCB mikro-vias yapmak için kullanılan dört tane lazer var: CO 2 laser, YAG laser, heyecanlandırıcı lazer ve bakır vapor laser. CO2 lazerleri genelde yaklaşık 75km delik üretmek için kullanılır, fakat ışığı bakra yüzeyinden parçalanır, sadece dielektrik kaldırmak için uygun. CO 2 lazer çok karışık, ucuz ve muhafızlık istemiyor. Eksikimer lazerleri, yüksek kaliteli, küçük elması delikleri üretmek için en iyi seçenektir. Tipik 10 milden az bir a çık değeri vardır. Bu türler mikroBGA aygıtlarındaki polikarbonatlı substratların yüksek yoğunlukta takımında en uygun. Bakar vapor lazerlerinin gelişmesi hala çocukluğunda, ama yüksek yiyeceklerin gerektiğinde hâlâ avantajları var. Bakar hava lazeri dielektrik ve bakır kaldırabilir ama üretim sürecinde ciddi sorunlar oluşturacak. Bu hava akışı sadece sınırlı bir çevrede üretilecek ürünler üretir.

Yazılı devre masası endüstrisinde kullanılan en yaygın lazer Q-değiştirilmiş Nd: YAG lazer, ultraviolet menzilinde 355nm dalga uzunluğu vardır. Bu dalga uzunluğu çoğu metal (Gu, Ni, Au, Ag) basılı devre tahtalarında delikler eriyebilir ve %50 (Meier ve Schmidt, 2002), ve organik materyaller de erilebilir. ultraviolet lazerin foton enerjisi erime sürecinde kimyasal bağlantısını kırabilen 3,5-7,5 eV kadar yüksek olabilir, parças ı ultraviolet lazerin fotokemik aksiyonlardan geçirir ve parçası fototermal aksiyonlardan geçirir. Bu fonksiyonlar UV laserlerini basılı devre masası endüstri uygulamaları için ilk seçim yapar.

YAG lazer sisteminde, mikroviya yüzeyinin bakra döngüsü için gerekli bir enerji yoğunluğu (akış hızı) sağlayan bir lazer kaynağı var. Organik maddelerin erime süreci için gerekli enerji yoğunluğu sadece 100 mJ/cm 2 gibi epoksi resin ve polikarbonat gibi. Bu kadar geniş spektrum menzilinde tam olarak çalışmak için lazer enerjiyi çok doğru ve tam olarak kontrol etmek gerekir. Mikro aracılığın sürecinin iki adım gerekiyor. İlk adım, yüksek enerji yoğunluğu lazerle bakra folisini a çmak ve ikinci adım, düşük enerji yoğunluğu lazerle dielektriki kaldırmak.

Lazerin dalga uzunluğu 355nm olduğunda tipik nokta diametri yaklaşık 20 mil. Puls zamanı 140n'den az olduğunda lazerin frekansı 10-50kHz arasında ve materyal bu zamanda ısı üretilmeyecek.

Tarayıcı/refleks sistemi lazer ışığını bulmak için bilgisayar tarafından kontrol ediliyor ve telecentrik lensler fokus etmek için kullanılır, yani ışığın doğru bir açıdan sürülebilir. Tarama süreci, materyal ve tasarlama değişikliklerine karşılık vermek için bir vektör örneğini yazılım üzerinden oluşturur. Tarama alanı 55 x55mm. Bu sistem CAM yazılımıyla uyumlu ve genelde kullanılan veri formatlarını destekliyor.

Laser sistemi Alman Mis LPKF tarafından önerildi. Mekanik tasarım ının tabanı zor granitlerle yapılmış ve yüzey polisleme doğruluğu 3 milden az değil. Masa desteği çizgi motor tarafından gaz taşıyıcısına ve kontrol ediliyor. Yerleştirme doğruluğu bir cam yöneticisi tarafından kontrol edilir ve tekrarlanabileceği 1 milyon içinde garanti edilir. Çalışma bankası kendisi optik bir sensörle hazırlanmıştır. Bu laserin pozisyonunu farklı refleks noktalarında düzenleyebilir ki optik bozulma ve uzun süredir sürükleme için ödüllendirebilir. Yeniden ayarlandıktan sonra, yazılım taraması bölgesinden oluşturduğu bir dizi düzeltme veri tüm tarama bölgesini kapatabilir. Dönüş ölçeki ödüllendirmesi çalışmak için yaklaşık 1 min sürer. Altrattaki değişiklikler, referansın pozisyon değişiklikleri gibi, yüksek çözümlenmiş CCD kamerası tarafından keşfedilir ve yazılım kontrolü tarafından kompense edilir.

Bu sistem prototiplerin üretimi için çok uygun. Çünkü bu sürüştürülebilir ve ayarlanabilir, fleksibil ve sert basılı devre tahtalarından, metal polimerleri de dahil, solder resisti, koruma katı, dielektrik gibi metal polimerleri de dahil. Raman et al. en gelişmiş solid-state ultraviolet lazer sistemini ve yüksek yoğunlukta bağlantılı mikroviyalar üretilmesinde uygulamasını tanıttı.

Lange ve Vollrath ultraviolet lazer sisteminin (mikro-çizgi sürücü 600 sistemi) farklı uygulamalarını sürücü, oluşturma ve kesme içinde açıkladı. Sistem delikleri ve mikro-vialar dökebilir, bakra katı deliğinin diametri 30 mil boyunca düşürülür ve belirli bir menzil aparatlar için tek adım manipulasyonu yapabilir. Bu sistem aynı zamanda printed circuit board dışarıdaki yöneticileri 20 milyon genişliğinde üretilebilir, üretim kapasitesi fotokemistri üzerinden çok fazla yükseliyor. Bu sistemin üretim hızı 250 dolar kadar yüksek olabilir ve Gerber ve HPGL gibi tüm standart girdi kabul edebilir. Çalışma alanı 640mm x 560mm (25,2in x 22in), ve en yaygın substratlar için kullanılabilir maksimum materyal yüksekliği 50mm (2in). Makine masasının temeli ve doğru yolcularının temeli doğal granitten oluşturulmuş. Çalışma tablosu lineer bir sürücü tarafından sürüyor ve hava taşıma tarafından destekliyor; Onun pozisyonu sıcak kompense ile bardak yönetici tarafından kontrol ediliyor ve doğruluğu ± 1m. Konsoldaki substrat kuruluşu boş ekipmanlar tarafından yapılır.