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金屬鈑金新聞

制作印制電路板微通孔的激光器

星之球科技 來源:華工激光2011-11-24 我要評論(0 )   

幾種激光器在制作印制電路板方面的應(yīng)用: 目前常用的幾種激光器為:CO2 激光器、YAG激光器、準(zhǔn)分子激光器和銅蒸氣激光器。我們分別來看一下:CO2 激光器典型地用于生產(chǎn)大...

幾種激光器在制作印制電路板方面的應(yīng)用:
 
目前常用的幾種激光器為:CO2 激光器、YAG激光器、準(zhǔn)分子激光器和銅蒸氣激光器。我們分別來看一下:CO2 激光器典型地用于生產(chǎn)大約75μm的孔,但是由于光束會從銅面上反射回來,所以它僅僅適合于除去電介質(zhì)。CO2激光器非常穩(wěn)定、便宜,且不需維護(hù)。準(zhǔn)分子激光器是生產(chǎn)高質(zhì)量、小直徑孔的最佳選擇,典型的孔徑值為小于10μm。這些類型最適合用于微型球柵陣列封裝設(shè)備中聚酷亞膠基板的高密度陣列鉆孔。銅蒸氣激光器的發(fā)展尚在初期,然而在需要高生產(chǎn)率時(shí)仍具有優(yōu)勢。銅蒸氣激光器能除去電介質(zhì)和銅,然而在生產(chǎn)過程中會帶來嚴(yán)重問題,會使得氣流只能在受限的環(huán)境中生產(chǎn)產(chǎn)品。
 
在印制電路板工業(yè)中應(yīng)用最普遍的激光器是調(diào)QNd: YAG 激光器,其波長為355nm ,在紫外線范圍內(nèi)。這個(gè)波長可以在印制電路板鉆孔時(shí)使大多數(shù)金屬(Gu , Ni , Au , Ag) 融化,其吸收率超過50% (Meier 和Schmidt , 2002) ,有機(jī)材料也能被融化。紫外線激光的光子能量可高達(dá)3.5 -7.5eV ,在融化過程中能夠使化學(xué)鍵斷裂,部分通過紫外線激光的光化學(xué)作用,部分通過光熱作用。這些性能使紫外線激光成為印制電路板工業(yè)應(yīng)用的首選。
 
YAG 激光系統(tǒng)有一個(gè)激光源,提供的能量密度(流量)超過4J/cm 2 , 這個(gè)能量密度是鉆開微通孔表面銅循所必需的。有機(jī)材料的融化過程需要的能量密度大約只有100mJ/cm 2 , 例如環(huán)氧樹脂和聚酷亞肢。為了在這樣寬的頻譜范圍正確操作,需要非常準(zhǔn)確和精密的控制激光能量。微通孔的鉆孔過程需要兩步,第一步用高能量密度激光打開銅箔,第二步用低能量密度激光除去電介質(zhì)。
 
激光的波長為355nm 時(shí),其典型的光點(diǎn)直徑大約為20μm 。在脈沖時(shí)間小于140ns 時(shí),激光的頻率在10 - 50kHz 之間,這時(shí)的材料是不會產(chǎn)生熱量的。
 
圖給出了這種系統(tǒng)基本的原理圖。通過計(jì)算機(jī)控制掃描器/反射系統(tǒng)定位激光束,通過焦闌透鏡聚焦,可以使得光束以正確的角度鉆孔。掃描過程通過軟件產(chǎn)生一個(gè)矢量模式,以補(bǔ)償材料和設(shè)計(jì)的偏差。掃描面積為55 x55mm 。這個(gè)系統(tǒng)與CAM 軟件兼容,支持所有常用的數(shù)據(jù)格式。

 

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