PCB Teknik - Lazerli yüksek yoğunluklu FPC işlemlerinde sorun analizi

FPC'nin uzay kurtarma, kilo azaltma ve yüksek fleksibilit gibi birçok avantajı var. FPC için küresel talep yıllık artıyor. FPC malzemelerinin özel özelliklerine bakılırsa, bu makale lazer ve mikro-vialar tarafından yüksek yoğunlukta FPC'yi işlemekte düşünülecek bazı sorunları tanıtır.

Yüksek yoğunlukta FPC tüm FPC'nin bir parças ıdır ve genelde 2000 milyon a şağı ya da 250milyon aşağı mikroviyyatı olan FPC olarak tanımlanır. Yüksek yoğunluk FPC'nin telekomunikasyon, bilgisayarlar, integral devreler ve tıbbi ekipmanlar gibi geniş bir dizi uygulama sahiptir.

FPC'nin eşsiz özellikleri birçok sırada sabit devre tahtalarını ve geleneksel sürücü tasmalarını alternatif ediyor ve birçok yeni bölgelerin gelişmesini de tercih ediyor. FPC'nin en hızlı büyüyen kısmı bilgisayar hard disk sürücünün iç bağlantı çizgidir (HDD). Sabit diskin manyetik başı taramak için dönüştürücü disk üzerinde geri ve önüne taşınmalıdır. Ve hareket eden manyetik başı ve kontrol devre tabağının bağlantısını fark etmek için fleksibil devreler yerine kullanılabilir. Hard disk üreticileri üretimi arttırmak ve toplama maliyetlerini azaltmak için "yüzücü fleksibil tahta" (FOS) denilen bir teknoloji kullanır. Ayrıca, kablosuz istikrar teknolojisi daha iyi şok direniyor ve ürün güveniliğini geliştirebilir. Hard disklerde kullanılan başka bir yüksek yoğunlukta FPC, suspension ve kontrolör arasında kullanılan interposer fleksidir.

FPC büyüme hızı yeni integral devre paketlerinin alanında ikinci derece yükseliyor. Chip-scale paketleme (CSP), çoklu-chip modülü (MCM), ve chip-on-FPC (COF) tüm fleksibil devreleri kullanır. Onların arasında, CSP bağlantı devrelerinin pazarı özellikle büyük çünkü yarı yönetici aygıtlar ve flash hafızasında kullanılabilir. Yukarıdaki PCMCIA kartları, diskleri, kişisel dijital asistanlar (PDA), mobil telefonları, pagers, dijital video kameraları ve dijital kameralar içinde geniş kullanılır. Ayrıca, sıvı kristal gösterileri (LCD), poliester membran değişiklikleri ve inkjet yazıcısı kartrideleri yüksek yoğunlukta FPC'nin diğer üç yüksek büyüme uygulama bölgelerindir.

Taşınabilir cihazlarda (mobil telefonlar gibi) fleksibil devre teknolojisinin pazar potansiyeli çok büyük. Bu doğal çünkü bu cihazlar tüketicilerin ihtiyaçlarını yerine getirmek için küçük ölçü ve hafif kilo gerekiyor. Ayrıca, fleksibil teknolojinin son uygulamaları, düz panel gösterileri ve tıbbi ekipmanları de dahil eder. Tasarımcılar, ürünlerin sesini ve ağırlığını azaltmak için kullanabilir (işitme yardımcıları ve insan implant cihazları gibi).

Laser'in FPC üretim sürecinde üç ana fonksiyonu var: oluşturma (kesme ve kesme), parçalama ve sürükleme. Kontaktsız işleme aracı olarak, lazer yüksek şiddetli ışık enerji (650mW/mm2) küçük bir odaklama noktasına (100～500μm) uygulayabilir. Böyle yüksek enerji, maddeler üzerinde çalışmak için kullanılabilir. İşaret, kaydırma, kaydırma ve diğer çeşitli işlemler için işleme hızı ve kalitesi işlemli maddelerin özellikleriyle ve kullanılan lazerin özellikleriyle bağlantılı, yani dalga uzunluğu, enerji yoğunluğu, en yüksek güç, puls genişliği ve frekans gibi. FPC işleme ultraviolet (UV) ve uzak kırmızı (FIR) laserleri kullanır. Eski çoğunlukla heyecanlandırıcı ya da UV diod pump durumu (UV-DPSS) laserleri kullanır, sonra genellikle mühürlü CO2 laserleri kullanır.

İşlenme ve sıkıştırma

Laser işleme yüksek kesin ve geniş uygulama sahiptir. Bu, FPC örgütü işleme için ideal bir araç. CO2 laser veya DPSS laser olup olmadığı için materyal odaklandıktan sonra her şekilde işlenilebilir. Çalışma parçasının yüzeyinde (Figure 1) odaklanmış lazer ışığını vurmak için galvanometre üzerinde bir ayna yerleştirir ve sonra galvanometer üzerinde bilgisayar sayısal kontrol (CNC) yapmak için vektör tarama teknolojisini kullanır ve CAD/CAM yazılımını kesme grafikleri yapmak için kullanır. Bu "yumuşak araç" tasarım değiştiğinde lazeri gerçek zamanda kontrol edebilir. Işık büyüme ve çeşitli kesme araçlarının miktarını ayarlamak üzere lazer işleme tasarım grafiklerini tam olarak yeniden üretilebilir. Bu da onun başka bir önemli avantajı.

Yürüyen

Bazı yerler hâlâ mekanik sürücü, basmalar veya plazma etkilenmesi için kullanıyor olsa da, lazer sürücü hâlâ genellikle kullanılan FPC mikrofonu oluşturma yöntemi, en yüksek üretimliliği, güçlü fleksibilik ve uzun süre boyunca yüksek üretimliliği yüzünden.

Mehanik sürüşme ve yumruklama yüksek değerli sürücüler ve ölümler kullanır. Bu, FPC'de yaklaşık 2500m diametriyle delikler yapar, fakat bu yüksek değerli ekipmanlar çok pahalı ve yaklaşık kısa süredir. Yüksek yoğunluğun FPC için gereken delik diametri 250000 metreden daha küçük olduğundan dolayı mekanik sürüşü favori değil.

Plazma etkinliği 500m kalın poliimit film in altyapısında 100 milyon daha az boyutlu mikro vialar yapabilir, fakat ekipmanlar yatırım ve süreç maliyetleri oldukça yüksek ve plazma etkinliği sürecinin destekleme maliyeti de yüksektir, özellikle bazı kimyasal waste İşlemi, tüketebilir ve diğer bağlantılı maliyetler de. Plazma etkisi yeni bir süreç oluşturduğunda, sürekli ve güvenilir mikrofonları oluşturmak için önemli bir süre zamanı gerekiyor. Bu sürecin avantajı yüksek güvenilir. Raporlara göre, bu tarafından yapılmış mikro viaların kaliteli oranı %98'e ulaştı. Bu yüzden plazma etkisi hâlâ tıbbi ve aviyonik ekipmanlarında bazı pazar var.

Farklı olarak, lazerle mikro vialar yapmak basit, düşük maliyetli bir süreç. Laser ekipmanların yatırımları çok düşük ve lazer, mekanik sürücüğüne benzemeyen bir bağlantı olmayan aracı, pahalı bir araç değiştirme maliyeti olacak. Ayrıca, modern mühürlü CO2 ve UV-DPSS laserleri destek özgürlüdür. Bu, aşağı zamanı azaltır ve üretimliliğini büyük artırabilir.

FPC üzerinde mikro flakalar üretilmenin yöntemi sabit PCB üzerinde aynıdır, fakat substrat ve kalınlığın farklısı yüzünden lazerin bazı önemli parametreleri değiştirmesi gerekir. İkisi de mühürlü CO2 ve UV-DPSS laserlerinin FPC'deki direk deliklerin üzerinde fırlatma süreci ile aynı vektör tarama teknolojisini kullanabilir. Tek fark şu ki, sürücü uygulama yazılımının bir mikroviyyattan diğerine tarama aynasını tarayacağı. Lazeri süreç sırasında kapatılır ve lazer ışığı sadece başka bir sürücü pozisyonuna ulaştığında kapatılır. FPC altyapının yüzeyine kadar delik perpendikli oluşturmak için, lazer ışığı devre tahtasının altyapısında dikey olarak yayılmalı. Bunu tarama aynası ve substratı arasında telecentrik lens sistemi kullanarak yapabiliriz.

CO2 laseri mikro şişeleri kullanmak için uygun maske teknolojisini de kullanabilir. Bu teknolojiyi kullandığında, bakra yüzeyi maske olarak kullanılır, ve delikler sıradan bastırma ve etkileme metodları ile ilk defa üzerinde etkilenir, sonra da CO2 lazer ışığı bakra buğunun deliklerinde yayılır, bu dışarı çıkarılan dielektrik materyalleri kaldırmak için çıkarılır.

Bir projeksiyon maskesinden geçmek için heyecanlandırıcı lazer kullanma yöntemi mikro vialar yapabilmek için de kullanılabilir. Bu teknoloji, bir mikro üzerinden veya bütün mikro üzerinden bir görüntüsünün haritasına ihtiyacı var. Sonra heyecanlandırıcı lazer ışığı maskeyi oluşturmak için maskeyi ışıklandırır. Film haritası boğaz deliklere yeryüzüne haritalandır. Heyecanlandırıcı lazer sürüşünün kalitesi çok iyi, fakat bunun bozukluğu düşük hızlı ve yüksek maliyetdir.

Laser seçimi

FPC'yi işlemek için kullanılan lazer türü sabit PCB'leri işlemek için kullanılan, materyal ve kalınlığın farkı işleme parametrelerine ve hızlarını çok etkileyecek. Bazen heyecanlandırıcı lazerler ve lateral heyecanlandırma gazı (TEA) CO2 lazerleri kullanabilir, fakat bu iki yöntem, üretimliliğin arttığını sınırlayan hızlı ve yüksek destek maliyetinde yavaşlıdır. Karşılaştırıldığında, çünkü CO2 ve UV-DPSS laserleri geniş olarak kullanılır, hızlı ve düşük maliyetlerde, bu iki tür lazerler genellikle FPC mikrovizlerin üretimi ve işleme için kullanılır.

CO2 Laser (Automation Alternatives)

Mühürlü CO2 lazerleri 10,6 milyon ya da 9,4milyon dalga uzunluğuyla FIR lazerlerini yayabilir. Her iki dalga uzunluğu poliimit film substratları gibi dielektrikler tarafından kolayca absorb edilmesine rağmen, araştırmalar böyle maddeleri 9,4milyon dalga uzunluğuyla işlemenin daha iyi olduğunu gösterdi. Diyelektrik dalgalarının uzunluğu 9,4km yüksek bir absorbsyon koefitörü vardır ve bu dalgaların uzunluğunu 10,6m dalgaların uzunluğunu kullanmak veya materyalleri kesmek için kullanmak daha hızlı. 9,4km lazer sadece sürme ve kesme için a çık bir avantajı var, a m a aynı zamanda çok iyi bir parçalama etkisi var. Bu yüzden kısa dalga uzunluğunun kullanımı FPC'nin üretimliliğini ve kalitesini geliştirebilir.

UV- DPSS laser

Her ikisi de dielektrik ve bakar, çıkış dalgalarının uzunluğuyla UV-DPSS lazerlerini kolayca sarsıtabilir. UV- DPSS laseri CO2 lazerden daha küçük bir nokta ve daha düşük bir çıkış gücü var. dielektrik işleme sürecinde UV-DPSS lazer genelde küçük boyutta (50μm'den az) süreci için kullanılır, bu yüzden yüksek yoğunlukta FPC altyapısında 50μm'den az diametri işlemek gerekiyor. Mikro vialar için UV laserleri ideal. Şimdi UV-DPSS laseri yüksek güçlü bir UV-DPSS var. UV-DPSS lazerinin işleme ve sürücü hızını arttırabilir.

Bakar gibi yüksek UV etkileme sınırları olan materyaller yüksek enerji düşük tekrarlama hızı lazerle işlenmeli; Poliimit filmleri gibi düşük sınırlı materyaller sadece düşük enerji ve yüksek tekrarlama lazerle işledilebilir. Enerji ve yüksek tekrarlama hızı bakra patlarına zarar vermektir ve üretimliliğini arttırmaktır. Produksyon kapasitesini arttırmak için, en büyük elması mikro-vialar iki adımda işlenir: ilk defa bakra folisini dökmek için UV-DPSS lazerlerini kullanın, sonra da çıkarılan dielektrik kaldırmak için CO2 lazerlerini kullanın.