ning ishlab chiqarilishibosilgan elektron platalar (PCB)bir qancha turli jarayonlarni o'z ichiga oladi, ularning ko'pchiligi lazerlardan foydalanishni talab qiladi. UV nanosekundli impulsli lazerlardan foydalanish talab qilinadigan kichikroq va kichikroq teshiklar tufayli ortib bormoqda.
Ilg'or qadoqlash texnologiyalari tufayli qurilmalar va modullar yanada ixcham bo'lib bormoqda. Yarimo'tkazgichli tugun va PCB o'lchami o'rtasida katta farq borligini tushungandan so'ng - ekstremal holatlarda nanometrdan millimetr darajasiga qadar - ishlab chiquvchilar turli o'lchamdagi komponentlarni ulash uchun ilg'or qadoqlash texnologiyalarini ishlab chiqishga e'tibor berishda davom etmoqdalar. Bunday texnologiyalardan biri paketdagi tizim (SiP) tizimi bo'lib, unda individual integral mikrosxemalar (IC) qurilmalari yakuniy qadoqlash va ajratishdan oldin o'rnatilgan metall izlari o'zaro bog'langan PCB substratiga o'rnatiladi. Arxitektura odatda PCBda chip ulanishlarining oqilona zich taqsimlanishiga erishish uchun vositachi qatlamni o'z ichiga oladi. Yakuniy qadoqlash paytida modullar hali ham bitta katta panelda joylashtiriladi, odatda epoksi qoliplash aralashmasi (EMC) qadoqlash yoki boshqa usullardan foydalaniladi. Keyin modullar lazerli kesish jarayoni yordamida ajratiladi.
Hosildorlik, sifat va narx mos kelishi kerak
SiPni ajratish uchun ideal lazer aniq talablarga bog'liq va o'tkazuvchanlik, sifat va narx o'rtasida optimal muvozanatni saqlashi kerak. Juda sezgir komponentlar ishtirok etganda, ultra qisqa pulsli (USP) lazerlardan va/yoki tabiiy ravishda past termal effektlardan foydalanish kerak bo'lishi mumkin.UV to'lqin uzunliklari. Boshqa hollarda, arzonroq narx, yuqori o'tkazuvchanlik nanosekundli impulsli va uzun to'lqinli lazerlar ko'proq mos keladi. SiP PCB substratini kesishning yuqori ishlov berish tezligini namoyish qilish uchun MKS dastur muhandislari yashil yuqori quvvatli nanosekundli impulsli lazerni sinab ko'rdi. Ikki o'qli skanerlash galvanometri bilan yuqori tezlikda ko'p ishlov berishdan foydalangan holda, o'rnatilgan mis simlari va ikki tomonlama lehimli niqobli yupqa FR4 dan iborat SiP materialini kesish uchun Spectra-Physics Talon GR70 lazeri ishlatilgan. Materialning umumiy qalinligi 250 mkm, shundan 150 mkm (ultra yupqa) FR4 varaq, qolgan 100 mkm esa ikki tomonlama polimer lehim niqobidir. 6 m/s yuqori skanerlash tezligidan foydalanib, jiddiy termal ta'sirlarni yumshatish va issiqlik ta'sir qiladigan zonalar (HAZ) shakllanishining oldini olish mumkin. Nisbatan yupqa materialni hisobga olgan holda, kichik fokusli nuqta o'lchami (taxminan 16 mikron, 1/e2 diametr) va 450 kHz yuqori impulslarni takrorlash chastotasi (PRF) ishlatilgan. Parametrlarning bu kombinatsiyasi lazerning yuqori PRF (bu misolda 450 kHzda 67 Vt) yuqori quvvatni saqlab qolish uchun noyob qobiliyatidan to'liq foydalanadi, bu esa yuqori skanerlash tezligida to'g'ri energiya zichligini va nuqtadan nuqtaga o'xshashlikni saqlashga yordam beradi.
Termik buzilishsiz kesish
Bir nechta yuqori tezlikda skanerlashdan so'ng erishilgan umumiy aniq kesish tezligi 200 mm / s ni tashkil etdi. 1-rasmda kerfning kiruvchi va chiquvchi tomonlari, shuningdek, kesilgan yo'l ko'milgan mis simni kesib o'tadigan er osti maydoni ko'rsatilgan. Ham kiruvchi, ham chiquvchi yuzalar kam yoki umuman HAZ bilan toza kesilgan. Bundan tashqari, mis simning mavjudligi kesish jarayoniga salbiy ta'sir ko'rsatmadi va ko'rish burchagi biroz cheklangan bo'lsa-da, mis kerf qirralarning sifati ideal bo'lib chiqdi.
Mis simning (va haqiqatan ham butun kesimning) atrofidagi sifatni batafsilroq ko'rish uchun kesmaning yon devorining kesma qismiga qarang (2-rasm).
Sifat juda yaxshi, faqat juda oz miqdordagi HAZ va bir nechta karbonlashtirilgan va zarrachalar mavjud. FR4 qatlamidagi har bir tola aniq ko'rinadi va eritilgan qism yon devorlardan tashqariga chiqadigan kesilgan tolalarning so'nggi yuzlari bilan chegaralanadi (ya'ni, kesilgan sirt bo'ylab cho'zilgan tolalarga perpendikulyar). Muhimi, bu qatlamlarda hech qanday delaminatsiya kuzatilmadi.
Bunga qo'shimcha ravishda, natijalar mis simlar atrofidagi maydonning sifatli ekanligini ko'rsatadi va mis oqimi yoki atrofdagi FR4 yoki lehim niqobi qatlamlaridan delaminatsiya kabi zararli termal ta'sirlarga duchor bo'lmaydi.
Katta nuqta diametrlarini talab qiluvchi qalinlashgan FR4 plitalari
Cutting thick FR4 for depaneling is a more mature PCB application for nanosecond pulsed lasers, where arrays of devices are separated from panels by cutting small connecting breakpoints, which was tested with the Talon GR70, for which an entirely new breakpoint cutting process was developed specifically for device panels consisting of approximately 900 µm thick FR4 boards. For this thicker material, the use of the largest possible focal spot diameter, while maintaining sufficient energy density (in J/cm2), is a key aspect of achieving the desired yield. Due to the laser's high pulse energy (>250 mkJ) 275 kHz nominal PRFda kattaroq nuqta o'lchami (~36 mkm) ishlatilgan; bundan tashqari, nur sifati juda yaxshi, fokuslangan nurning Rayleigh diapazoni 1,5 mm dan oshadi, bu materialning qalinligidan 1,5 baravar ko'pdir. Natijada, nuqta o'lchami materialning butun qalinligida nisbatan katta va doimiy bo'lib, bu samarali kesishga yordam beradi, chunki bir xil nurlanish hajmi va natijada paydo bo'lgan keng oluklar qoldiqlarni olib tashlashni osonlashtiradi. 3-rasmda 6 m/s tezlikda (umumiy aniq kesish tezligi 20 mm/s) bir nechta yuqori tezlikda skanerlash yordamida ishlov berilgan kesmaning kiruvchi va chiquvchi mikroskopik tasvirlari ko'rsatilgan.
SiP plitalari holatiga o'xshab, kerfning kiruvchi va chiquvchi tomonlarining sirt sifati juda yaxshi va minimal HAZ hosil qiladi. Shisha/epoksi FR4 substratining bir hil bo'lmagan tabiati va lazer ablasyon kerfining distal uchida past energiya zichligi tufayli, chiqish kerf qirralari odatda mukammal tekis chiziqdan bir oz og'adi. Yon devorning kesma tasviri kerfning sifati haqida batafsilroq ma'lumotni ko'rsatadi (quyida 4-rasm).
4-rasmda biz erishilgan mukammal sifatni ko'rishimiz mumkin. Kesimda faqat oz miqdorda HAZ va uglerod mahsulotlari (koks) hosil bo'ladi. Bundan tashqari, shisha tolalarning erishi deyarli yo'q edi. aniq kesish tezligi 20 mm/s gacha bo'lgan Talon GR70 qalinroq FR4 PCBlarni depanel qilish uchun juda mos keladi va shu bilan birga mukammal sifat va yuqori o'tkazuvchanlikni ta'minlaydi.
