幾種激光器在製作印製電路板方麵的應用:
目前常用的幾種激光器為(wei) :CO2 激光器、YAG激光器、準分子激光器和銅蒸氣激光器。我們(men) 分別來看一下:CO2 激光器典型地用於(yu) 生產(chan) 大約75μm的孔,但是由於(yu) 光束會(hui) 從(cong) 銅麵上反射回來,所以它僅(jin) 僅(jin) 適合於(yu) 除去電介質。CO2激光器非常穩定、便宜,且不需維護。準分子激光器是生產(chan) 高質量、小直徑孔的最佳選擇,典型的孔徑值為(wei) 小於(yu) 10μm。這些類型最適合用於(yu) 微型球柵陣列封裝設備中聚酷亞(ya) 膠基板的高密度陣列鑽孔。銅蒸氣激光器的發展尚在初期,然而在需要高生產(chan) 率時仍具有優(you) 勢。銅蒸氣激光器能除去電介質和銅,然而在生產(chan) 過程中會(hui) 帶來嚴(yan) 重問題,會(hui) 使得氣流隻能在受限的環境中生產(chan) 產(chan) 品。
在印製電路板工業(ye) 中應用最普遍的激光器是調QNd: YAG 激光器,其波長為(wei) 355nm ,在紫外線範圍內(nei) 。這個(ge) 波長可以在印製電路板鑽孔時使大多數金屬(Gu , Ni , Au , Ag) 融化,其吸收率超過50% (Meier 和Schmidt , 2002) ,有機材料也能被融化。紫外線激光的光子能量可高達3.5 -7.5eV ,在融化過程中能夠使化學鍵斷裂,部分通過紫外線激光的光化學作用,部分通過光熱作用。這些性能使紫外線激光成為(wei) 印製電路板工業(ye) 應用的首選。
YAG 激光係統有一個(ge) 激光源,提供的能量密度(流量)超過4J/cm 2 , 這個(ge) 能量密度是鑽開微通孔表麵銅循所必需的。有機材料的融化過程需要的能量密度大約隻有100mJ/cm 2 , 例如環氧樹脂和聚酷亞(ya) 肢。為(wei) 了在這樣寬的頻譜範圍正確操作,需要非常準確和精密的控製激光能量。微通孔的鑽孔過程需要兩(liang) 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。
激光的波長為(wei) 355nm 時,其典型的光點直徑大約為(wei) 20μm 。在脈衝(chong) 時間小於(yu) 140ns 時,激光的頻率在10 - 50kHz 之間,這時的材料是不會(hui) 產(chan) 生熱量的。
圖給出了這種係統基本的原理圖。通過計算機控製掃描器/反射係統定位激光束,通過焦闌透鏡聚焦,可以使得光束以正確的角度鑽孔。掃描過程通過軟件產(chan) 生一個(ge) 矢量模式,以補償(chang) 材料和設計的偏差。掃描麵積為(wei) 55 x55mm 。這個(ge) 係統與(yu) CAM 軟件兼容,支持所有常用的數據格式。
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