Il-produzzjoni tabordijiet taċ-ċirkwiti stampati (PCBs)jinvolvi numru ta 'proċessi differenti, li ħafna minnhom jeħtieġu l-użu ta' lejżers. L-użu ta 'lejżers pulsati nanosekondi UV qed jiżdied minħabba l-aperturi iżgħar u iżgħar meħtieġa.
L-apparati u l-moduli qed isiru aktar kompatti grazzi għal teknoloġiji avvanzati tal-ippakkjar. Wara li rrealizzaw li hemm differenza kbira bejn in-nodu tas-semikondutturi u d-dimensjoni tal-PCB - min-nanometru sal-livell tal-millimetru f'każijiet estremi - l-iżviluppaturi jkomplu jiffokaw fuq l-iżvilupp ta 'teknoloġiji avvanzati tal-ippakkjar biex jgħaqqdu komponenti ta' daqsijiet differenti. Teknoloġija waħda bħal din hija s-sistema tas-sistema fil-pakkett (SiP), fejn apparati individwali ta 'ċirkwit integrat (IC) huma miġbura fuq sottostrat tal-PCB b'interkonnessjonijiet ta' traċċa tal-metall inkorporati qabel l-ippakkjar u s-separazzjoni finali. L-arkitettura tipikament tinkludi saff intermedjarju biex tinkiseb distribuzzjoni raġonevolment densa tal-konnessjonijiet taċ-ċippa fil-PCB. Il-moduli għadhom rranġati fuq pannell kbir wieħed waqt l-ippakkjar finali, tipikament bl-użu tal-ippakkjar tal-kompost tal-iffurmar tal-epossi (EMC) jew metodi oħra. Il-moduli huma mbagħad separati permezz ta 'proċess ta' qtugħ bil-lejżer.
Ir-rendiment, il-kwalità u l-ispiża għandhom jaqblu
Il-lejżer ideali għas-separazzjoni tas-SiP jiddependi fuq ir-rekwiżiti speċifiċi u għandu jilħaq bilanċ ottimali bejn il-produzzjoni, il-kwalità u l-ispiża. Meta jkunu involuti komponenti sensittivi ħafna, jista’ jkun meħtieġ li jiġu utilizzati lejżers Ultra Short Pulse (USP) u/jew l-effetti termali intrinsikament baxxi ta’UV wavelengths. F'każijiet oħra, lejżers ta 'spiża aktar baxxa, throughput ogħla nanosecond pulsati u mewġ twil huma għażliet aktar xierqa. Biex juru l-veloċitajiet għolja tal-ipproċessar tal-qtugħ tas-sottostrat tal-PCB SiP, l-inġiniera tal-applikazzjoni MKS ttestjaw laser b'impuls nanosecond aħdar ta 'qawwa għolja. Intuża laser Spectra-Physics Talon GR70 biex jaqta 'materjal SiP, li jikkonsisti f'FR4 irqiq b'wajers tar-ram inkorporati u soldermask b'żewġ naħat, bl-użu ta' multiprocessing b'veloċità għolja b'galvanometru tal-iskannjar b'assi doppju. Il-ħxuna totali tal-materjal hija 250 µm, li minnhom 150 µm hija l-folja FR4 (ultra-rqiqa) u l-100 µm li jifdal hija l-maskra tal-istann tal-polimeru b'żewġ naħat. Bl-użu ta 'veloċità għolja tal-iskannjar ta' 6 m/s, jistgħu jittaffew effetti termali severi u tiġi evitata l-formazzjoni ta 'żoni affettwati bis-sħana (HAZ). Fid-dawl tal-materjal relattivament irqiq, intużaw daqs żgħir ta' spot fokali (madwar 16 µm, dijametru 1/e2) u frekwenza għolja ta' ripetizzjoni tal-polz (PRF) ta' 450 kHz. Din il-kombinazzjoni ta 'parametri tieħu vantaġġ sħiħ mill-kapaċità unika tal-lejżer li żżomm qawwa għolja f'PRF għoli (67 W f'450 kHz f'dan l-eżempju), li tgħin biex iżżomm densità ta' enerġija xierqa u koinċidenza minn post għal post f'veloċitajiet għoljin ta 'skanjar.
Qtugħ mingħajr degradazzjoni termali
Il-veloċità ġenerali tat-tqattigħ nett miksuba wara skans multipli b'veloċità għolja kienet ta '200 mm/s. Il-Figura 1 turi l-ġnub deħlin u ħerġin tal-kerf, kif ukoll iż-żona ta 'taħt il-wiċċ fejn il-mogħdija maqtugħa taqsam il-wajer tar-ram midfun. Kemm l-uċuħ deħlin kif ukoll ħerġin inqatgħu b'mod nadif bi ftit jew xejn HAZ. Barra minn hekk, il-preżenza tal-wajer tar-ram ma affettwatx ħażin il-proċess tat-tqattigħ, u l-kwalità tat-truf tal-kerf tar-ram dehret li kienet ideali, għalkemm l-angolu tal-vista kien kemmxejn limitat.
Għal ħarsa aktar dettaljata tal-kwalità madwar il-wajer tar-ram (u tabilħaqq il-qatgħa kollha), ħares lejn is-sezzjoni trasversali tal-ħajt tal-ġenb tal-qatgħa (Figura 2).
Il-kwalità hija tajba ħafna, b'ammont żgħir ħafna ta' HAZ u ftit frammenti karbonizzati u partikulati preżenti. kull fibra fis-saff FR4 hija dixxernibbli b'mod ċar, u l-porzjon imdewweb huwa limitat għall-uċuħ tat-tarf tal-fibri maqtugħin li joħorġu 'l barra mill-ħitan tal-ġnub (jiġifieri, perpendikolari għall-fibri li jestendu tul il-wiċċ maqtugħ). Importanti, l-ebda delamination ma setgħet tiġi osservata f'dawn is-saffi.
Barra minn hekk, ir-riżultati jindikaw li ż-żona madwar il-wajers tar-ram hija ta 'kwalità tajba u mhix soġġetta għal effetti termali ta' ħsara bħal fluss tar-ram jew delamination mill-FR4 tal-madwar jew saffi tal-maskra tal-istann.
Bordijiet FR4 mħaxxna li jeħtieġu dijametri kbar fuq il-post
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 µJ) f'PRF nominali ta '275 kHz, intuża daqs spot akbar (~ 36 µm); barra minn hekk, il-kwalità tar-raġġ hija eċċellenti, bil-firxa Rayleigh tar-raġġ iffukat teċċedi 1.5 mm, li hija 1.5 darbiet il-ħxuna tal-materjal. Bħala riżultat, id-daqs tal-post huwa relattivament kbir u kostanti fuq il-ħxuna kollha tal-materjal, li jikkontribwixxi għal qtugħ effiċjenti minħabba li l-volum uniformi ta 'irradjazzjoni u l-iskanalaturi wesgħin li jirriżultaw jiffaċilitaw it-tneħħija tad-debris. Il-Figura 3 turi l-immaġini mikroskopiċi deħlin u ħerġin ta 'qatgħa li ġiet ipproċessata bl-użu ta' skans multipli ta 'veloċità għolja f'6 m/s (veloċità totali ta' qtugħ netta ta '20 mm/s).
Simili għall-każ tal-pjanċi SiP, il-kwalità tal-wiċċ kemm tal-ġnub deħlin kif ukoll tal-ħruġ tal-kerf hija tajba ħafna u tipproduċi HAZ minimu. Minħabba n-natura mhux omoġenja tas-sottostrat tal-ħġieġ/epoxy FR4 u d-densità baxxa ta 'enerġija fit-tarf distali tal-kerf tal-ablation tal-laser, it-truf tal-kerf tal-ħruġ ġeneralment jiddevjaw ftit minn linja perfettament dritta. L-immaġini tal-ħajt tal-ġenb cross-sectional turi informazzjoni aktar dettaljata dwar il-kwalità tal-kerf (Figura 4 hawn taħt).
Fil-Fig. 4 nistgħu naraw il-kwalità eċċellenti miksuba. Ammont żgħir biss ta 'HAZ u prodotti tal-karbonju (kokk) huma ffurmati fil-qatgħa. Barra minn hekk, ma kien hemm kważi l-ebda tidwib tal-fibri tal-ħġieġ. b'veloċità netta tat-tqattigħ ta 'sa 20 mm/s, it-Talon GR70 huwa b'mod ċar idealment adattat biex jitneħħa PCBs FR4 eħxen, filwaqt li fl-istess ħin jiżgura kwalità eċċellenti u throughput għoli.
