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激光技术在PCB行业的应用

时间:2011-10-17 10:55:41点击:

    激光(Laser)是20世纪科技领域中与原子能、半导体及计算机齐名的4项重大发明之一。50年来,激光技术发展异常迅猛。以激光器为基础的激光技术在我国得到了迅速的发展,现已广泛用于工业生产、通信、信息处理、医疗卫生、军事、文化教育以及科学研究等各个领域。随着电子产品朝着多功能、便携式、小型化的方向发展,对印制电路板高密度化和小型化提出了越来越高的需求。提高印制板高密度化水平的关键在于越来越窄的线宽、线距和越来越小的层间互连孔直径、连接盘,以及严格的尺寸精度,于是激光技术被引入印制板加工中。
    激光技术在印制板加工中大显身手
    目前已利用激光技术的印制板加工过程有:钻孔、切割、直接成像、干法蚀刻、元件修整、表面处理以及打标记等。
    激光钻印制板上微小孔是高密度互连(HDI)印制板制造的高端技术。CO2激光钻孔最大优点是钻孔速度快、效率高,因此应用最多。但CO2激光钻孔使用的是波长为9400nm(9.4μm)的红外激光,故通常只能对树脂、玻璃纤维等进行钻孔加工,无法直接在铜箔上钻孔。以惰性气体为光源的准分子激光钻孔,其波长达到了193nm、266nm、351nm,该类激光能直接在铜箔上钻孔,但钻孔速度慢、效率低,因此没能推广应用。固体的紫外(UV)激光钻机,采用波长355nm的紫外激光,其峰值功率可达12kW,这样强功率的紫外光,可直接在铜箔上钻孔,且速度较快,因此用量在逐渐增多。
    传统的机械钻孔最小的尺寸也为100μm,这显然不能满足HDI板要求。目前用CO2激光加工可获得直径达到50μm的小孔,用UV激光可加工20μm左右的小孔。
    激光可用来切割印制板的外形和槽孔,对于形状复杂的挠性印制板(FPC)和刚挠结合印制板(R-FPC)更适合。通常FPC和R-FPC在加工过程中需要对覆盖膜或粘结片开槽口或镂孔,是用模具冲切或数控机床铣切形成,现可用激光技术加工形成。相比较,激光加工精度高、pcb抄板快速方便,尤其对形状结构复杂的R-FPC可以灵活地雕刻、切割。
    激光直接成像技术在印制板制造中应用早在上世纪80年代就有了,是由激光绘图机扫描照相底片制作印制板图形的照相底版。近几年来采用激光直接成像(LDI)是激光扫描光致聚合物抗蚀剂形成线路图形,代替照相底版接触式曝光,可以得到精细的线路图形。通常照相底版接触式曝光的线路宽度在30μm以上,是激光直接成像的线路宽度。