PCB科技 - PCB鑽孔和紫外線科技

目前有四種類型的雷射器用於製造 PCB微通孔：CO 2雷射器, YAG雷射器, 準分子雷射器和銅蒸氣雷射器. CO2雷射器通常用於產生約75mm的孔, 但是因為光束從銅表面反射, 它僅適用於拆除電介質. CO 2雷射器非常整潔, 花錢少的, 無需維護. 準分子雷射器是生產高品質雷射的最佳選擇, 小直徑孔, 典型孔徑值小於10mm. 這些類型最適用於microBGA器件中聚碳酸酯基板的高密度陣列鑽孔. 銅蒸氣雷射器的發展仍處於初級階段, 但當需要高產量時，它仍然具有優勢. 銅蒸氣雷射器可以去除電介質和銅, 但在生產過程中會帶來嚴重的問題, 這將使氣流僅在受限環境中生產產品.

最常見的雷射用於 印刷電路板行業 是波長為355nm的調Q Nd:YAG雷射器. This wavelength can melt most metals (Gu, 鎳, 澳大利亞, Ag) when drilling holes in printed circuit boards, with an absorption rate exceeding 50% (Meier and Schmidt, 2002), 有機資料也可以熔化. 紫外線雷射器的光子能量可高達3.5-7.5電動汽車, 在熔化過程中會破壞化學鍵, 這部分是通過紫外線雷射的光化學作用實現的, 這部分是通過光熱作用. 這些功能使紫外線雷射器成為 印刷電路板行業 應用.

YAG雷射系統有一個雷射源，其提供的能量密度（流速）超過4J/cm 2，這是微孔表面銅迴圈所必需的。 有機資料（如環氧樹脂和聚碳酸酯）的熔融過程所需的能量密度僅為100 mJ/cm2左右。 為了在如此寬的光譜範圍內準確工作，需要非常精確地控制雷射能量。 微通孔的鑽孔過程需要兩個步驟。 第一步是用高能密度雷射打開銅箔，第二步是用低能密度雷射去除電介質。

當雷射波長為355nm時，其典型光斑直徑約為20mm。當脈衝時間小於140ns時，雷射頻率在10-50kHz之間，資料此時不會產生熱量。

掃描/反射系統由電腦控制，以定位雷射束，並使用遠心透鏡進行聚焦，從而可以以精確的角度鑽取光束。 掃描過程通過軟件生成向量圖案，以補償資料和設計偏差。 掃描區域為55 x55mm。 該系統與CAM軟件相容，並支持所有常用的數據格式。

該雷射系統由德國Mis LPKF提出。 其機械設計基礎由硬質花崗岩製成，表面拋光精度不低於3mm。工作臺支架放置在氣體軸承上，由線性發動機控制。 定位精度由玻璃尺控制，其重複性保證在±1mm以內。工作臺本身配備了光學感測器，可以精確調整雷射在不同反射點的位置，以補償光學畸變和長期漂移。 調整後，軟件生成的一系列校正數據可以覆蓋整個掃描區域。 漂移標度補償大約需要1分鐘才能工作。 基板中的任何變化，例如與基準的位置偏差，都可以由高解析度CCD攝像機檢測並通過軟件控制進行補償。

該系統非常適合生產原型, 因為它可以鑽孔和配寘, 從靈活到 剛性印刷電路板 可以使用, 包括金屬聚合物, 例如阻焊劑, 保護層, 電介質, 等. Raman等人. 介紹了最先進的固態紫外雷射系統及其在高密度互連微孔生產中的應用.

Lange和Vollrath解釋了紫外線雷射系統（micro line drilling 600系統）在鑽孔、成型和切割中的各種應用。 該系統可以鑽孔和微通孔，銅層孔徑减小到30mm，並且可以對一定範圍的基板進行單步操作。 該系統還可以生產最小寬度為20mm的印刷電路板外導體，其生產能力大大超過光化學。 該系統的生產速度可高達250個鑽頭，並可接受所有標準輸入，如Gerber和HPGL。 其工作面積為640mm x 560mm（25.2in x 22in），最大資料高度為50mm（2in），可用於最常見的基板。 工作臺底座及其導軌由天然花崗岩製成，精度為±3mm。工作臺由線性驅動裝置驅動，並由空氣軸承支撐； 其位置由帶熱補償的玻璃尺控制，精度為±imm。基板在控制台上的安裝由真空設備完成。