Применение наносекундного УФ-лазера в различных материалах печатных плат

 

Ультрафиолетовые лазеры являются лучшим выбором для различных применений материалов для печатных плат во многих областях промышленности, от производства самых простых печатных плат, схемотехники до сложных процессов, таких как производство встроенных микросхем карманного размера. Эта разница в материалах делает УФ-лазеры лучшим выбором для различных применений материалов для печатных плат во многих областях промышленности, от производства самых простых печатных плат, схемных проводов до сложных процессов, таких как производство встроенных микросхем карманного размера.

 

Применение 1: травление поверхности/производство схем

 

Ультрафиолетовые лазеры быстро работают при производстве схем, вытравливая узоры на печатных платах за считанные минуты. Это делает УФ-лазеры самым быстрым способом производства образцов печатных плат. Отдел исследований и разработок заметил, что все больше и больше лабораторий для образцов оснащаются собственными УФ-лазерными системами.

 

В зависимости от характеристик оптического прибора размер УФ-лазерного луча может достигать 10-20 мкм для создания гибких следов цепи. Приложение на Рисунке 2 демонстрирует самое большое преимущество УФ-излучения в создании дорожек схемы, которые настолько малы, что их нужно рассматривать под микроскопом.

 

Плата имеет размеры 0,75 x 0,5 дюйма и состоит из спеченной керамической подложки и вольфрама/никеля/меди/поверхности. Лазер способен создавать дорожки цепи размером 2 мила с шагом 1 мил, в результате чего общий шаг составляет всего 3 мила.

 

Хотя использование лазерного луча для изготовления схем является самым быстрым методом для образцов печатных плат, крупномасштабное травление поверхности лучше оставить для химических процессов.

 

Приложение 2: Разборка печатной платы

 

УФ-лазерная резка — лучший выбор для большого или малого производства, а также хороший выбор для разборки печатных плат, особенно когда необходимо применить ее к гибким или жестко-гибким печатным платам. Разборка — это снятие одной печатной платы с панели, что может быть сложной задачей, учитывая постоянно растущую гибкость материалов.

 

Механические методы разборки, такие как резка V-образной канавки и автоматическая резка печатной платы, могут легко повредить чувствительные и тонкие подложки, создавая проблемы для компаний, занимающихся производством электроники (EMS), при разборке гибких и жестко-гибких печатных плат.

 

Ультрафиолетовая лазерная резка может не только устранить влияние механических напряжений в процессе разборки, таких как обработка кромок, деформация и повреждение компонентов схемы, но также имеет меньшую тепловую нагрузку, чем другие лазеры, такие как лазерная резка CO2.

 

Уменьшение «вырезанных бамперов» экономит место, а это означает, что компоненты можно размещать ближе к краю дорожки, что позволяет разместить больше дорожек на каждой плате, максимизируя эффективность и достигая максимальных пределов применения гибких схем.

 

Применение 3: Сверление отверстий

 

Другим применением, в котором используются преимущества малого размера луча и характеристик низкого напряжения УФ-лазеров, является сверление, в том числе сквозных, микро- и глухих скрытых переходных отверстий. Ультрафиолетовые лазерные системы просверливают отверстия, фокусируя вертикальный луч, чтобы прорезать подложку прямо. В зависимости от используемого материала можно просверлить отверстия размером до 10 мкм.

 

Ультрафиолетовые лазеры особенно полезны для многослойного бурения. Многослойные печатные платы отливаются под давлением с использованием композитных материалов. Эти так называемые «полуотверждения» могут расслаиваться, особенно после обработки более горячими лазерами. Однако относительно свободная от напряжения природа УФ-лазеров решает эту проблему, как показано на рисунке 4.

 

В показанном поперечном сечении многослойная плита толщиной 14 мил просверлена отверстиями диаметром 4 мила. Это приложение на гибкой подложке из полиимида с медным покрытием не показывает разделения между слоями. Еще один важный момент, касающийся свойств УФ-лазеров с низким напряжением: улучшенные данные по выходу. Выход — это процент пригодных для использования печатных плат, снятых с панели.

 

Применение УФ-лазера в различных материалах печатных плат

 

Во время производственного процесса многие условия могут привести к повреждению печатной платы, включая сломанные паяные соединения, треснувшие компоненты или расслоение. Любой фактор может привести к тому, что доски будут выброшены в мусорные баки, а не в транспортировочные коробки на производственной линии.

 

Применение 4: Глубокая гравировка

 

Еще одним применением, демонстрирующим универсальность УФ-лазеров, является глубокая гравировка, которая охватывает множество форм. С помощью программного управления лазерной системы лазерный луч настраивается на управляемую абляцию, т.е. возможность резать материал на нужной глубине, останавливаться, продолжать и завершать нужную глубину, прежде чем перейти на другую глубину и начать обработку другого задания.

 

Различные области применения включают в себя: небольшое производство для внедрения стружки и шлифования поверхностей для удаления органических материалов с металлических поверхностей.

 

УФ-лазеры также могут выполнять многоэтапные операции на подложках. На полиэтиленовом материале первым шагом является использование лазера для создания канавки глубиной 2 мил, вторым шагом является создание канавки 8 мил на основе предыдущего шага, а третьим шагом является канавка. из 10 мил. Это иллюстрирует общее управление пользователем, обеспечиваемое УФ-лазерной системой.

Вывод: универсальный подход

 

Наиболее поразительной особенностью УФ-лазеров является их способность выполнять все эти задачи за один шаг. Что это означает для изготовления печатных плат? Вместо того, чтобы одновременно использовать эффективные процессы и методы на различном оборудовании для завершения приложения, готовую деталь можно получить за одну операцию обработки.

 

Этот рационализированный подход к производству помогает устранить проблемы с контролем качества, возникающие при перемещении плат между различными процессами. Свойства абляции без УФ-излучения также означают, что не требуется очистка после обработки.