Pwodiksyon an nantablo sikwi enprime (PCB)enplike nan yon kantite pwosesis diferan, anpil nan yo ki mande pou yo sèvi ak lazè. Itilizasyon UV nanosecond lazè enpulsyonèl ap ogmante akòz pi piti ak pi piti ouvèti yo mande yo.
Aparèy ak modil yo ap vin pi kontra enfòmèl ant gras a teknoloji anbalaj avanse. Apre reyalize ke gen yon gwo diferans ant ne semi-conducteurs ak dimansyon PCB la - soti nan nanomèt nan nivo milimèt nan ka ekstrèm - devlopè kontinye konsantre sou devlope teknoloji anbalaj avanse pou konekte konpozan nan diferan gwosè. Youn nan teknoloji sa yo se sistèm nan sistèm nan pake (SiP), kote aparèy sikwi entegre endividyèl (IC) yo fourni sou yon substra PCB ak entèkonekte tras metal entegre anvan anbalaj final la ak separasyon. Achitekti a anjeneral gen ladan yon kouch entèmedyè pou reyalize yon distribisyon rezonab dans nan koneksyon chip nan PCB la. Modil yo toujou ranje sou yon sèl gwo panèl pandan anbalaj final la, anjeneral lè l sèvi avèk anbalaj konpoze epoksidik (EMC) oswa lòt metòd. Lè sa a, modil yo separe lè l sèvi avèk yon pwosesis koupe lazè.
Sede, bon jan kalite ak pri dwe matche ak
Lazè ideyal la pou separasyon SiP depann sou kondisyon espesifik yo epi yo dwe frape yon balans optimal ant debi, bon jan kalite ak pri. Lè konpozan trè sansib yo enplike, li ka nesesè pou itilize lazè Ultra Short Pulse (USP) ak/oswa efè tèmik natirèlman ba nanUV longèdonn. Nan lòt ka, pi ba pri, pi gwo debi nanosekond enpulsyonèl ak lazè vag long yo se chwa ki pi apwopriye. Pou demontre gwo vitès pwosesis SiP PCB koupe substrate, enjenyè aplikasyon MKS yo teste yon lazè enpulsyonèl nanosecond vèt ki gen gwo pouvwa. Yo te itilize yon lazè Spectra-Physics Talon GR70 pou koupe materyèl SiP, ki gen ladan FR4 mens ak fil kwiv entegre ak yon mask soude doub-bò, lè l sèvi avèk multi-pwosesis gwo vitès ak yon galvanomèt optik doub-aks. Epesè total materyèl la se 250 µm, ki 150 µm se fèy FR4 (ultra-mens) ak rès 100 µm se soude-mask polymère an doub. Lè w itilize yon gwo vitès eskanè 6 m/s, efè tèmik grav ka bese ak fòmasyon nan zòn ki afekte chalè (HAZ) evite. Nan sans de materyèl la relativman mens, yo te itilize yon ti gwosè plas fokal (apeprè 16 µm, 1/e2 dyamèt) ak yon frekans repetisyon batman (PRF) segondè nan 450 kHz. Konbinezon paramèt sa a pran anpil avantaj de kapasite inik lazè a pou kenbe gwo pouvwa nan gwo PRF (67 W nan 450 kHz nan egzanp sa a), ki ede kenbe dansite enèji apwopriye ak sipèpoze plas-a-tach nan gwo vitès optik.
Koupe san degradasyon tèmik
Vitès koupe nèt la an jeneral reyalize apre plizyè eskanè gwo vitès te 200 mm / s. Figi 1 montre kote ki fèk ap rantre ak sòti nan kerf la, osi byen ke zòn anba sifas kote chemen koupe a travèse fil kwiv antere an. Tou de sifas fèk ap rantre ak sortan yo te koupe pwòp ak ti kras oswa pa gen HAZ. Anplis de sa, prezans nan fil kwiv la pa t 'fè yon move efè sou pwosesis la koupe, ak bon jan kalite a nan kwen kerf kwiv yo te parèt ideyal, byenke ang lan gade te yon ti jan limite.
Pou yon gade pi detaye sou bon jan kalite a alantou fil kwiv la (ak tout bon koupe a), gade nan koup transvèsal la nan sidewall la nan koupe a (Figi 2).
Bon jan kalite a trè bon, ak sèlman yon ti kantite HAZ ak kèk fragman carbonized ak patikil prezan. chak fib nan kouch FR4 la byen klè, epi pòsyon fonn nan limite nan figi fen fib koupe yo ki soti deyò nan flan yo (sa vle di, pèpandikilè ak fib ki pwolonje sou sifas koupe a). Sa ki enpòtan, pa gen okenn delaminasyon ka obsève nan kouch sa yo.
Anplis de sa, rezilta yo endike ke zòn nan alantou fil kwiv yo se nan bon jan kalite epi li pa sijè a efè tèmik danjere tankou koule kòb kwiv mete oswa delaminasyon ki antoure FR4 oswa kouch soldermask yo.
Tablo FR4 epè ki mande gwo dyamèt tach
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) nan yon PRF nominal 275 kHz, yo te itilize yon pi gwo gwosè plas (~36 µm); nplis de sa, bon jan kalite a gwo bout bwa se ekselan, ak seri a Rayleigh nan gwo bout bwa a konsantre depase 1.5 mm, ki se 1.5 fwa epesè nan materyèl la. Kòm yon rezilta, gwosè tach la se relativman gwo ak konstan sou epesè a tout antye nan materyèl la, ki kontribye nan koupe efikas paske volim nan iradyasyon inifòm ak genyen siyon yo lajè ki kapab lakòz fasilite retire debri. Figi 3 montre imaj mikwoskopik fèk ap rantre ak sortan nan yon koupe ki te trete lè l sèvi avèk plizyè eskanè gwo vitès nan 6 m / s (an jeneral vitès koupe nèt nan 20 mm / s).
Menm jan ak ka a nan plak SiP, bon jan kalite sifas tou de kote yo fèk ap rantre ak sòtan nan kerf la trè bon epi li pwodui HAZ minim. Akòz nati a inhomogeneous nan substra a vè / epoksidik FR4 ak dansite enèji ki ba nan fen distal nan kerf ablasyon lazè a, bor yo kerf sòti jeneralman devye yon ti kras soti nan yon liy parfe dwat. Imaj kwa-seksyonèl flan yo montre plis enfòmasyon detaye sou kalite kerf la (Figi 4 anba a).
Nan Fig. 4 nou ka wè bon jan kalite a ekselan reyalize. Se sèlman yon ti kantite HAZ ak pwodwi kabòn (coke) ki fòme nan koupe a. Anplis de sa, te gen prèske pa gen okenn k ap fonn nan fib vè yo. ak yon vitès koupe nèt ki rive jiska 20 mm / s, Talon GR70 a klèman ideyalman adapte pou depaneling pi epè PCB FR4, pandan y ap an menm tan an asire bon jan kalite ekselan ak gwo debi.
