În lumea PCB-ului (Placă de circuit tipărită) fabricație, găurirea este un proces crucial care afectează direct conectivitatea electrică și performanța plăcii. Cu progresul continuu al tehnologiei, găurirea mecanică tradițională este treptat înlocuită de o tehnologie mai precisă și mai eficientă - găurirea cu laser. Acest articol vă va duce într-o scufundare adâncă în misterele găuririi cu laser, inclusiv diferențele sale față de găurirea mecanică, tipuri comune, potrivirea plăcilor PCB cu mașini de găurit cu laser, diametre comune ale orificiilor, și patru procese de foraj cu laser.
Foraj cu laser: Principii și avantaje
Foraj cu laser, după cum sugerează și numele, utilizează energia ridicată și capacitatea de focalizare ridicată a unui fascicul laser pentru a găuri găuri în locații specificate pe o placă PCB. Acest proces nu necesită burghie mecanice tradiționale; în schimb, energia fasciculului laser se topește direct și vaporizează materialul în locația corespunzătoare, formând astfel găuri. Componentele de bază ale unei mașini de găurit cu laser sunt laserul și sistemul de lentile. Laserul generează un fascicul laser de înaltă energie, în timp ce sistemul de lentile este responsabil pentru focalizarea precisă a fasciculului laser pe locația specificată pe placa PCB.
În comparație cu găurirea mecanică, găurirea cu laser oferă avantaje semnificative. În primul rând, din punct de vedere al diametrului găurii, găurirea cu laser poate atinge de obicei 0,15 mm și mai jos, cu o adâncime de obicei care nu depășește 0,127 mm, în timp ce găurirea mecanică este utilizată în general pentru diametrele găurilor de peste 0,15 mm. Acest avantaj face găurirea cu laser mai competitivă în fabricarea de micro-găuri. În al doilea rând, în ceea ce privește toleranța găurii sau precizia mașinii, forarea cu laser atinge o precizie de +/-15um, depășind cu mult PTH (+/-50unul) și NPTH (+/-25unul) precizia forajului mecanic. In sfarsit, procesul de producție al forajului cu laser este mai scurt, cu eficiență generală mai mare și costuri mai mici.
Tipuri comune de mașini de găurit cu laser
Mașinile de găurit cu laser utilizate în mod obișnuit în industria PCB pot fi clasificate în două tipuri în funcție de sursele lor de lumină: Mașini de găurit cu laser UV nanosecunde cu o lungime de undă de 355 nm și mașini de găurit cu laser CO2 cu o lungime de undă de 9400 nm.
Mașinile de găurit cu laser UV utilizează energia ridicată a fotonilor de la laserele cu lungime de undă scurtă, folosind principiul ablației fotochimice pentru a rupe lanțurile moleculare lungi ale materialelor organice, formând micro-găuri. Principalele lor caracteristici includ producția minimă de carbură, pre-tratament simplu pentru placarea cu cupru a orificiilor, și capacitatea de a îndepărta direct folia de cupru fără pre-tratare înainte de găurire. Pe de altă parte, Mașinile de găurit cu laser CO2 folosesc în primul rând principiul ablației fototermice, topire, vaporizant, și eventual evaporarea materialului prin lasere de înaltă energie pentru a forma micro-găuri. Caracteristica lor principală este viteza mare de foraj, dar pereții găurii pot avea reziduuri de carbură, necesitând pre- și post-tratament.
Potrivirea tipurilor de plăci PCB cu mașini de găurit cu laser
Materialele de bază utilizate în mod obișnuit în plăcile PCB, precum folie de cupru, răşină, si fibra de sticla, au diferențe semnificative în absorbanța spectrală pentru diferite lungimi de undă. Folia de cupru are o absorbanță mare pentru laserele UV, dar o absorbanță scăzută pentru laserele cu CO2; rășina are o absorbție mare atât pentru UV, cât și pentru CO2; iar fibra de sticlă are o absorbție mai mare pentru laserele CO2. Prin urmare, Alegerea lungimii de undă a mașinii de găurit cu laser depinde în principal de tipul de material al stratului dielectric.
Pe baza tipurilor de plăci PCB, experiența de potrivire pentru mașinile de găurit cu laser este următoarea: plăcile moi sunt potrivite pentru mașinile de găurit cu laser UV; plăcile dure sunt mai potrivite pentru mașinile de găurit cu laser CO2; si pentru placi rigid-flex, Mașinile de găurit cu laser UV sau CO2 pot fi selectate în funcție de condițiile reale.
Diametre și procese comune de forare cu laser
Procesele de foraj cu laser sunt diverse, cu găurire laser directă LDD/DLD, Deschiderea ferestrei din cupru Mask Conform, Fereastră mare deschidere fereastră mare, iar formarea directă a găurilor pe suprafața rășinii fiind patru procese comune.
Găurirea directă cu laser LDD/DLD este utilizată pe scară largă. Principiul său de bază implică formarea unei suprafețe negre sau maro puternic absorbante de lumină pe placa PCB prin tratament de oxidare, crescând astfel energia fasciculului laser CO2 și formând direct găuri pe folia ultra-subțire de cupru și suprafața din rășină sau PP. Acest proces este scurt, eficient, și rentabil, făcându-l alegerea preferată pentru fabricarea micro-găurilor.
Procesul de deschidere a ferestrei de cupru Conform Mask implică gravarea pentru a deschide o fereastră de cupru înainte de găurirea cu laser, cu fereastra de cupru de obicei mai mică decât dimensiunea deschiderii găurii laser pentru a obține o formă mai bună a găurii. În comparație cu găurirea directă cu laser, acest proces are un flux de lucru puțin mai lung, dar o eficiență laser mai mare, potrivit pentru aplicații care necesită o precizie mare a formei găurii.
Procesul de fereastră mare implică mărirea diametrului ferestrei de cupru la o anumită dimensiune mai mare decât placa (de obicei în jur de 0,05 mm), iar apoi efectuarea de găurire cu laser. Acest proces oferă o mai mare libertate de alegere și poate evita în mod eficient problemele de dezaliniere cauzate atunci când diametrul ferestrei de cupru este același cu diametrul găurii. Cu toate acestea, poate exista un fenomen pas pe discul orificiului, iar unii clienți interzic utilizarea acestui proces.
Procesul direct de formare a găurilor pe suprafața rășinii implică gravarea foliei de cupru de suprafață după laminarea substratului sau a PP., iar apoi efectuarea de găurire cu laser. Acest proces permite găurirea unor pasuri fine, dar forța de legătură dintre cupru și stratul dielectric după umplerea găurilor este relativ slabă, necesitand o atentie deosebita.
Concluzie: Foraj cu laser, Introducerea unei noi ere a producției de PCB
Ca tehnologie revoluționară în domeniul producției de PCB, găurirea cu laser înlocuiește treptat găurirea mecanică tradițională datorită preciziei sale ridicate, randament ridicat, și costuri reduse. Cu progrese tehnologice continue și aplicații din ce în ce mai răspândite, găurirea cu laser va juca un rol și mai important în fabricarea PCB-urilor, inaugurând o eră nou-nouță.
