Lazer - bu "nur" uning energiyasini oshiradigan tashqi stimul tomonidan qo'zg'atilganda hayajonlanadigan kuchli yorug'lik nuridir. Infraqizil va ko'rinadigan yorug'lik issiqlik energiyasiga ega, ultrabinafsha nurlar esa optik energiyaga ega. Ushbu turdagi yorug'lik ishlov beriladigan qismning yuzasiga tushganda, uchta hodisa sodir bo'ladi: aks ettirish, yutilish va penetratsiya.
Lazerli burg'ulashning asosiy vazifasi, asosan, fototermik ablasyon va fotokimyoviy ablasyon yoki eksizyon deb ataladigan ishlov berish uchun substrat materialini tezda olib tashlashdir.
- Foto-termal ablasyon: ishlov beriladigan material yuqori energiyali lazer nurini o'zlashtiradigan, juda qisqa vaqt ichida erishgacha qiziydi va bug'lanadi, teshik hosil qilish printsipi. Substrat materialidagi bu jarayon usuli yuqori energiyaga duchor bo'ladi, qoraygan karbonlangan qoldiq devori tomonidan hosil bo'lgan teshikda oldin teshikni tozalash kerak.
- Fotokimyoviy ablasyon: ultrabinafsha mintaqani anglatadi yuqori foton energiyasi (2 eV elektron voltdan ortiq), lazer to'lqin uzunligi 400 nanometrdan ortiq yuqori energiyali fotonlar natijalarda rol o'ynaydi. Bu yuqori energiyali fotonlar organik materiallarning uzun molekulyar zanjirini yo'q qilishi, kichikroq zarrachalarga aylanishi mumkin va uning energiyasi asl molekulalardan kattaroqdir, tashqi chimchilashda assimilyatsiya qilishda qochib qutuladigan o'ta kuch, shuning uchun substrat materiali tez olib tashlanadi va mikroporoz hosil bo'ladi. Ushbu turdagi jarayon termal yonishni o'z ichiga olmaydi va karbonizatsiyani keltirib chiqarmaydi. Shuning uchun porlashdan oldin tozalash juda oson. Bular lazer teshiklarini shakllantirishning asosiy tamoyillari. Hozirgi vaqtda lazerli burg'ulashning ikkita turi eng ko'p qo'llaniladi: bosilgan elektron platani lazerli burg'ulash asosan RF qo'zg'atuvchi CO2 gaz lazerlari va UV qattiq holatdagi Nd: YAG lazerlaridir.
- Substratning absorbsiyasi bo'yicha: lazerning muvaffaqiyat darajasi substrat materialining absorbsiyasi bilan bevosita bog'liqdir. Bosilgan elektron platalar mis folga va shisha mato va qatron birikmasidan tayyorlanadi, bu uchta materialning absorbsiyasi turli to'lqin uzunliklari tufayli ham farq qiladi, ammo mis folga va shisha mato ultrabinafsha 0.3 mm pastroqda joylashgan. yutilish darajasi yuqoriroq, lekin sezilarli pasayishdan keyin ko'rinadigan yorug'lik va IQga. Boshqa tomondan, organik qatronlar barcha uchta spektral diapazonda juda yuqori yutilish tezligini saqlab turishi mumkin. Bu qatron materiallariga ega bo'lgan xususiyat va lazerli burg'ulash jarayonining mashhurligi uchun asosdir.
PCB zavodlarida qanday lazerli burg'ulash turlari mavjud?
Lazer kuchli yorug'lik nuridir, u "nurlar" energiyani oshiradigan tashqi stimul tomonidan qo'zg'atilganda hayajonlanadi, infraqizil va ko'rinadigan yorug'lik issiqlik energiyasiga va ultrabinafsha nurlar optik energiyaga ega. Ushbu turdagi yorug'lik ishlov beriladigan qismning yuzasiga tushganda, uchta hodisa sodir bo'ladi: aks ettirish, yutilish va penetratsiya. Lazerli burg'ulashning asosiy vazifasi, asosan, fototermik ablasyon va fotokimyoviy ablasyon yoki eksizyon deb ataladigan ishlov beriladigan substrat materialini tezda olib tashlashdir.
Tijoriy PCB ishlab chiqarishda lazerli burg'ulash uchun ikkita lazer texnologiyasi qo'llaniladi: uzoq infraqizil diapazonda to'lqin uzunliklari bo'lgan CO2 lazerlari va ultrabinafsha diapazonda to'lqin uzunliklari bo'lgan UV lazerlari. CO2 lazerlari bosilgan elektron platalarda sanoat mikropass teshiklarini ishlab chiqarishda keng qo'llaniladi. , diametri 100 mkm dan katta bo'lishi kerak (Raman, 2001). Ushbu katta diafragma teshiklarini ishlab chiqarish uchun CO2 lazerlari CO2 lazerlari bilan katta teshiklarni ishlab chiqarish uchun zarur bo'lgan juda qisqa teshilish vaqti tufayli yuqori mahsuldorlikka ega. UV lazer texnologiyasi diametrlari 100 mkm dan kam bo'lgan va hatto 50 mkm dan kam bo'lgan mikrovialarni ishlab chiqarishda mikrofabrikali ulanish sxemalarini qo'llashda keng qo'llaniladi. UV lazer texnologiyasi diametri 80 mkm dan kam bo'lgan teshiklarni ishlab chiqarishda juda samarali. Shu sababli, mikrovia hosildorligiga bo'lgan talabni qondirish uchun ko'plab PCB ishlab chiqaruvchilari ikkita boshli lazerli burg'ulash tizimlarini joriy qilishni boshladilar.
Bugungi kunda bozorda mavjud bo'lgan ikkita boshli lazerli burg'ulash tizimlarining uchta asosiy turi quyidagilardir:
- Ikki boshli UV lazerli burg'ulash tizimlari
- Ikki boshli CO2 lazerli burg'ulash tizimlari; va
- Stik lazerli burg'ulash tizimlari (CO2 va UV)
Ushbu turdagi burg'ulash tizimlarining barchasi o'zlarining afzalliklari va kamchiliklariga ega. Lazerli burg'ulash tizimlarini oddiygina ikki turga bo'lish mumkin, er-xotin matkapli bitta to'lqin uzunligi tizimlari va ikkita matkapli ikki to'lqin uzunligi tizimlari.
Turidan qat'i nazar, teshiklarni burg'ulash qobiliyatiga ta'sir qiluvchi ikkita asosiy komponent mavjud:
- Lazer energiyasi/puls energiyasi
- Nurni joylashtirish tizimi
Lazer zarbasining energiyasi va nurni etkazib berish samaradorligi burg'ulash vaqtini aniqlaydi, burg'ulash vaqti - lazer matkapning mikropass teshigini burg'ulash uchun ketadigan vaqtini va nurni joylashishni aniqlash tizimi uning ikki nuqta o'rtasida harakat qilish tezligini aniqlaydi. teshiklar. Bu omillar birgalikda lazerli burg'ulash mashinasi ma'lum bir talab uchun zarur bo'lgan mikroviyalarni ishlab chiqarish tezligini aniqlaydi. Ikki boshli UV lazer tizimlari yuqori nisbatli integral mikrosxemalarda 90 mkm dan kichik teshiklarni burg'ulash uchun eng mos keladi.
Ikki boshli CO2 lazer tizimi Q-modulyatsiyalangan RF-qo'zg'aluvchan CO2 lazeridan foydalanadi. Ushbu tizimning asosiy afzalliklari yuqori takroriylik (100 kHz gacha), qisqa burg'ulash vaqtlari va keng ish yuzasi bo'lib, bu ko'r teshikni faqat bir necha o'tish bilan burg'ulash imkonini beradi, lekin burg'ulash teshiklarining sifati bo'lishi mumkin. past.
Eng keng tarqalgan ikki boshli lazerli burg'ulash tizimi UV lazer boshi va CO2 lazer boshidan iborat gibrid lazerli burg'ulash tizimidir. Ushbu kombinatsiyalangan gibrid lazerli burg'ulash usuli mis va dielektriklarni bir vaqtning o'zida burg'ulash imkonini beradi. Kerakli teshik o'lchami va shaklini yaratish uchun mis UV lazer bilan burg'ulanadi va CO2 lazeri darhol ochilgan dielektrikni burg'ulash uchun ishlatiladi. Burg'ilash jarayoni maydon deb ataladigan 2 dyuymli X 2 dyuymli blokni burg'ulash orqali amalga oshiriladi.
CO2 lazer dielektriklarni, hatto bir xil bo'lmagan shisha bilan mustahkamlangan dielektriklarni ham samarali tarzda yo'q qiladi. Biroq, bitta CO2 lazeri kichik teshiklarni (75 mkm dan kam) yarata olmaydi va misni olib tashlay olmaydi, bir nechta istisnolardan tashqari, u 5 mkm dan kam bo'lgan oldindan ishlangan yupqa mis plyonkalarni olib tashlashi mumkin (lustino, 2002). UV lazer juda kichik teshiklarni ochish va barcha umumiy mis ko'chalarini (3 - 36 mkm, 1 oz, hatto qoplangan mis plyonkalarni) olib tashlashga qodir. UV lazer ham dielektrik materiallarni o'zi olib tashlashi mumkin, lekin sekinroq. Bundan tashqari, bir xil bo'lmagan materiallar uchun, masalan, mustahkamlangan shisha FR-4, natijalar odatda yomon bo'ladi. Buning sababi shundaki, shisha faqat energiya zichligi ma'lum darajaga ko'tarilgan taqdirda olib tashlanishi mumkin, bu ham ichki yostiqlarni yo'q qiladi. Stik lazer tizimi UV lazer va CO 2 lazeridan iborat bo'lganligi sababli, u ikkala sohada ham maqbuldir, UV lazer bilan barcha mis plyonkalar va kichik teshiklarni amalga oshirish mumkin, CO 2 lazer bilan dielektriklarni tezda burg'ulash mumkin. Rasmda dasturlashtiriladigan burg'ulash oralig'i bilan ikki boshli lazerli burg'ulash tizimining tuzilishi tasvirlangan. Ikki matkap orasidagi masofa komponentlarning joylashuviga ko'ra o'z-o'zidan sozlanishi mumkin, bu maksimal lazerli burg'ulash qobiliyatini ta'minlaydi.
Hozirgi vaqtda ikkita matkap orasidagi masofa ikki boshli lazerli burg'ulash tizimlarining ko'pchiligida qadam va takroriy nurni joylashtirish texnologiyasi bilan o'rnatiladi. Bosqichli va takroriy lazerli masofadan boshqarish pultining afzalligi domenning katta sozlash diapazoni ((50 X 50) mkm gacha). Kamchilik shundaki, lazerli telekonvertorni qattiq maydonga qadam qo'yish kerak va ikkita matkap orasidagi masofa o'rnatiladi. Odatdagi ikki boshli lazerli masofaviy regulyatorning ikkita matkap orasidagi masofa belgilangan (taxminan 150 mkm). Panelning turli o'lchamlari uchun sobit masofali matkaplarni, shuningdek, dasturlashtiriladigan oraliq matkaplarni bajarish uchun optimal tarzda sozlash mumkin emas.
Bugungi kunda ikkita boshli lazerli burg'ulash tizimlari kichik o'lchamli tenglikni ishlab chiqaruvchilar uchun ham, yuqori hajmli tenglikni ishlab chiqaruvchilar uchun ham keng o'lcham va ishlash ko'rsatkichlarida mavjud.
Seramika alyuminiy oksidi yuqori dielektrik o'tkazuvchanligi tufayli bosilgan elektron platalarni ishlab chiqarishda ishlatiladi. Biroq, uning mo'rtligi tufayli simlarni ulash va yig'ish uchun zarur bo'lgan burg'ulash jarayoni standart asboblar bilan qiyin, chunki mexanik kuchlanishni minimallashtirish kerak, bu lazerli burg'ulash uchun yaxshi narsa.Rangel va boshqalar. (1997) alyuminiy oksidi substratlari uchun, shuningdek, oltin va langar bilan qoplangan alumina substratlari uchun sozlangan QNd: YAG lazer yordamida burg'ulash mumkinligini ko'rsatdi. Qisqa impulsli, past energiyali, yuqori quvvatli lazerdan foydalanish namunaga mexanik kuchlanish ta'sirida shikastlanmaslikka yordam berdi va diametri 100 mkm dan kam bo'lgan yuqori sifatli teshiklarni hosil qildi. Ushbu texnologiya 8 - 18 GGs chastota diapazonida past shovqinli mikroto'lqinli kuchaytirgichlarda muvaffaqiyatli qo'llaniladi.
Nd: YAG lazer texnologiyasi keng turdagi materiallarda ham ko'r, ham teshiklarni qayta ishlash uchun ishlatilgan. Ular orasida eng kam teshik diametri 25 mikron bo'lgan poliimidli mis qoplamali laminatlarda uchuvchi teshiklarni burg'ulash kiradi. Ishlab chiqarish tannarxini tahlil qilsak, eng tejamkor diametr 25-125 mikron ishlatiladi. Burg'ilash tezligi 10,{4}} teshik/min. To'g'ridan-to'g'ri lazer zımbalama jarayoni, 50 mikrongacha bo'lgan teshik diametridan foydalanish mumkin. Kalıplanmış teshiklarning ichki yuzasi toza va karbonizatsiyadan xoli bo'lib, osongina qoplanishi mumkin. Xuddi shu narsa PTFE mis qoplamali laminat teshiklari orqali burg'ulashda ham bo'lishi mumkin, eng kichik teshik diametri 25 mikron, eng tejamkor diametri 25-125 mikron uchun ishlatiladi. Burg'ilash tezligi 4500 teshik / min. Derazalarni oldindan qirqish talab qilinmaydi. Olingan teshiklar toza va qo'shimcha maxsus ishlov berish talablarini talab qilmaydi.
