科技中心

您的位置:主页 > 科技中心 >

紫外线激光器在印制电路板钻孔中的应用

发布日期:2020-06-21 15:16浏览次数:
当前用作制作印制电路板微通孔的激光器有四种类型:CO2激光器、YAG激光器、准分子激光器和铜蒸气激光器。CO2激光器典型地用作生产约75m的孔,但是由于光束不会从铜面上光线回去,所以它意味着适合于除去电介质。CO2激光器十分平稳、低廉,且不须要确保。准分子激光器是生产高质量、小直径孔的最佳自由选择,典型的孔径值为大于10m。

紫外线激光器在印制电路板钻孔中的应用

这些类型最合适用作微型球栅阵列PCB(microBGA)设备中聚酷亚胶基板的高密度阵列钻孔。铜蒸气激光器的发展尚能在初期,然而在必须低生产率时仍具备优势。铜蒸气激光器能除去电介质和铜,然而在生产过程中不会带给相当严重问题,不会使得气流不能在有限的环境中生产产品。  在印制电路板工业中应用于最广泛的激光器是调QNd:YAG激光器,其波长为355nm,在紫外线范围内。这个波长可以在印制电路板钻孔时使大多数金属(Gu,Ni,Au,Ag)融化,其吸收率多达50%(Meier和Schmidt,2002),有机材料也能被融化。紫外线激光的光子能量可高约3.5-7.5eV,在融化过程中需要使化学键脱落,部分通过紫外线激光的光化学起到,部分通过光热起到。这些性能使紫外线激光沦为印制电路板工业应用于的选用。  YAG激光系统有一个激光源,获取的能量密度(流量)多达4J/cm2,这个能量密度是钻开微通孔表面铜循所必须的。有机材料的融化过程必须的能量密度约只有100mJ/cm2,例如环氧树脂和凝酷亚肢。

紫外线激光器在印制电路板钻孔中的应用

为了在这样长的频谱范围准确操作者,必须十分精确和仪器的掌控激光能量。微通孔的钻孔过程必须两步,第一步用低能量密度激光关上铜箔,第二步用较低能量密度激光除去电介质。  激光的波长为355nm时,其典型的光点直径约为20m。在脉冲时间大于140ns时,激光的频率在10-50kHz之间,这时的材料是会产生热量的。  上图得出了这种系统基本的原理图。通过计算机控制扫描器/光线系统定位激光束,通过焦阑透镜探讨,可以使得光束以准确的角度钻孔。扫瞄过程通过软件产生一个矢量模式,以补偿材料和设计的偏差。扫瞄面积为55x55mm。这个系统与CAM软件相容,反对所有常用的数据格式。  激光系统是德国人MisLPKF明确提出的,其机械设计的基座是将柔软的花岗岩,其表面磨光精度不高于3m。工作台支座摆放在气体轴承上,由线性发动机来掌控。定位的准确性由玻璃标尺来掌控,其可重复性保证在1m。工作台本身加装了光学传感器,可以在有所不同的光线点对激光方位展开准确调整,补偿光学变形和长年飘移的偏差。调整后,由软件所产生的一系列修正数据,可覆盖面积整个扫瞄区域。飘移刻度补偿约必须lmin的时间展开操作者。基板的任何变化,例如方位背离基准,可以通过高分辨率的CCD照相机检测到,通过软件掌控展开补偿。  这种系统十分限于于原型的生产,因为它需要钻孔和构形,从柔性到刚性印制电路板均可用于,还包括金属聚合物,如压焊剂、保护层、电介质等。Raman等人讲解了最先进设备的固态紫外线激光系统,以及其在高密度点对点微通孔生产中的应用于。  Lange和Vollrath说明了紫外线激光系统(微线钻孔600系统)在钻孔、构形和切割成中的各种应用于。该系统可以钻孔和微通孔,铜层孔径增大到了30m,并且对于一定范围内的基材能展开单步操作者,这种系统也能生产大于宽度为20m的印制电路板外层导线,其生产能力大大多达了光化学。这种系统的生产速度可高约250铁环的操作者,并需要容许所有标准输出,例如Gerber和HPGL。

紫外线激光器在印制电路板钻孔中的应用

它的操作者面积是640mmx560mm(25.2inx22in),仅次于的材料高度为50mm(2in),可限于于大部分常用基板。机器工作台的基座和它的导轨都是用天然的花岗岩制作的,精确度为3m。工作台由线性驱动器驱动,由空气轴承承托;方位由具备热量补偿的玻璃标尺掌控,其精度为土im。操作者台上基板的加装是通过真空设备已完成的。