Пирогова Е.В.- Проектирование и технология печатных плат (1072331), страница 59
Текст из файла (страница 59)
Сверление на заданную глубину контактным сверлением на станках фирмы Зс1ппой МазсИпеп ОпйН имеет следующие преимущества: ° высокую производительность: до 400 отв./мин; ° высокую точность: (+0,015) мм на Зс(; ° малые диаметры глухих отверстий: до 0,075 мм; ° большой ресурс сверла (до 20 000 сверлений); ° высокое качество полученных отверстий. Для повышения точности сверления в конструкции станка с гранитным основанием применена смешанная сотовая конструкция стола, которая имеет стальные поверхности и алюминиевую сотовую структуру внутри. Ее преимуществами являются: малая масса, высокое ускорение (до 1б м/с'), низкий ТКЛР (11,5 .
!0 ' 'С') и высокая жесткость. К особенностям сверления ПП для поверхностного монтажа относятся: высокие требования к точности отверстий (установочных размеров для автоматической сборки); использование одношпиндельных станков с системой распознавания образов. Системы загружи и разгрузки станка. Применяются полуавтоматические и автоматические системы загрузки и разгрузки станка. Загрузка и разгрузка может осуществляться с помощью транспортера, автокаров или ручных тележек. Станки, расположенные в линию и управляемые ПК, могут иметь различное число шпинделей (1, 2, 3 и более), что обеспечивает наибольшую гибкость, минимальное время сверления в соответствии с размером партии обрабатываемых заготовок (рис.
5.24 и 5.25). Микросверла для высокоплотпых ПП и ПП для поверхпостпого монтажа. За послелние !0 лет наблюдается резкий рост применения сверл диаметром 0,1...0,4 мм — с 10 до 50 %, уменьшение потребности в сверлах диаметром 0,8...1,5 мм — с 70 до 25% и стабильный процент (порядка 30 %) сверл с диаметром 0,45...0,75 мм. ' Кпгг роЬгег, фирма Ясьюод Мазсыпеп Ппгьн. Новые разработки в области сверлильных станков с ЧПУ // Тезисы доклада на Международной конференции «Печатные платы«. г.
С.-петербург. Май 2002 г. Ояношпиняельный Двухшпииаельный Четырехшпинлельный станок станок станок Рас. 5.24. Автоматическая система загрузки-разгрузки: Х вЂ” накопителя непросверленных ПП; 2 — транспортер; 3 — накопитель просверленных ПП Ряс. 5Л5. Система прямого цифрового управления (ПЦУ) Микросверла (И 0,1...0,5 мм) с большой длиной рабочей части (гг/! = 20) для сверления глубоких отверстий изготавливают из карбидных сплавов. К микросверлам предъявляют следующие требования: ° материал — карбидные сплавы (карбид вольфрама: вольфрам и ко- бальт); ° малая зернистость (0,3; 0,4; 0,5 мкм); ° высокая твердость по Виккерсу порядка 1б50 — 1850 НЧза; ° жесткие допуски; ° определенный процент кобальта; ° устойчивость к износу; ° высокое сопротивление поперечному разрушению порядка 3500 Н/мм'; ° высокое качество обработки поверхности; ° усталостная прочность при изгибе порядка б00 Н/мм'; ° рабочая часть сверла Е должна быть в 1,4 раза больше толщины Н просверливаемого изделия, т.
е. Н= 0,7Е; ° мощная система отсоса стружки; ° измерение сверл оптическое и лазерное, но не механическое; ° использование пошаговой подачи сверла. 5.3.2. Лазерное саерненне отверстий Сущность лазерного сверления заключается в воздействии излучения на обрабатываемую заготовку ПП, в результате которого происходит исп; ние или взрывное разрушение материала. Лазерное сверление отверст~ . ПП применяется Йгя получения: сквозных отверстий диаметром 40...50 мкм и более в фольгированных и нефольгированных заготовках ПП; глухих отверстий диаметроМ до 25 мкм, глубиной менее 50 мкм в слоях МПП в одностороннем фольгированном и нефольгированном диэлектрике. Основными составными частями лазерного оборудования являются: ° лазер твердотельный или газовый (СО,-лазер); ° оптический канал для юстировки и фокусирования излучения; ° двухкоординатный стол, на котором базируются заготовки; ° система управления; ° система контроля и др.
Лазерное сверление отверстий ПП может осуществляться двумя способами. 1. С использованием специальной металлической маски с отверстиями, после совмещения которой с заготовкой ПП и воздействия лазерного излучения, происходит испарение материала основания ПП в местах расположения отверстий на маске. Достоинством способа является высокая производительность, недостатком — необходимость изготовления металлической маски с высокой точностью расположения и изготовления отверстий малого диаметра. 2.
Путем подачи дозированного лазерного излучения импульсами малой длительности в зону формирования отверстий при обходе этих зон по программе. Чаще всего для лазерной обработки прецизионных отверстий используется мощный СО,-лазер, работающий в инфракрасном спектральном диапазоне, но так как излучение инфракрасного лазера хорошо поглощается диэлектриком, но не поглощается медным покрытием ПП и не проникает через него, то перед сверлением требуется вскрытие медного покрытия химическим или механическим способами.
Кроме того, диаметр пятна фокусировки СО,-лазера составляет порядка 70 мкм„что требует обязательного использования специальных масок для получения луча нужного диаметра. Использование ультрафиолетового лазера с длиной волны 250...350 нм позволяет формировать проводники в металлическом покрытии ПП (для чего необходима плотность энергии излучения более 4 Дж/см') и обрабатывать отверстия в диэлектрическом основании ПП (при плотности энергии излучения порядка !00 мДж/см').
При этом происходит удаление диэлектрика не только за счет его испарения, но и за счет процесса фотохимического разрушения. К преимуществам сверления ультрафиолетовым лазером относятся: ° использование одного и того же источника излучения при формировании рисунка проводников и обработке отверстий благодаря применению разной плотности энергии излучения; ° малый диаметр сфокусированного луча (около 20 мкм), что позволяет получать переходные отверстия диаметром менее 50 мкм; Глава 5. Оеавеаые этааы аэгетвелетт аееатамл аеат ° отсутствие внутренних напряжений и остаточной деформации, так как стенки обрабатываемых отверстий остаются холодными; ° не требуется удаление продуктов плавления диэлектрика.
Компания (.РКР разработала станок М(его(.(пе ОпП, в котором оптическая система состоит: ° из Хд:"гАО-лазера с длиной волны 355 нм, работающего на третьей гармонике; ° из зеркальной отклоняющей системы, обеспечивающей векторное управление сканированием луча по участку ПП, площадью 55 х 55 мм', после обработки которого забазированная и закрепленная на вакуумном двухкоординатном столе с сотовой структурой ячеек заготовка ПП перемещается под лазерной головкой для обработки соседнего участка ПП; ° из фокусирующей системы, которая обеспечивает направление лазерного луча под углом 90' к поверхности ПП.
Основанием станка служит гранитная плита, рабочий стол установлен на воздушной подвеске, точность позиционирования составляет (+0,001) мм; базирование заготовки ПП осуществляется по реперным точкам при помощи ПЗС высокого разрешения. Основные техничебкие характеристики станка: Рабочая область, мм............., 640 х 560 х 50 Толщина материала .............. 50 мкм...40 мм; Скорость обработки — до 250 отв(с диаметром 50 мкм глубиной 67 мкм (17 мкм — медь и 50 мкм — диэлектрик) Диаметр обрабатываемых отверстий, мкм....
30...300 Скорость обработки изолирующих зазоров в проводящем покрытии ПП в зависимости от материала, мм/с до 300 Ширина изолирующих зазоров между проводниками, мкм Входные форматы данных менее 20 ОегЬег, НРО(., Б(еЬЬМе!ег, Ехсейоп 355 10...50 менее 140 Длина волны лазера, нм Частота следования импульсов, кГц Длительность импульса, нс .'....
Обработка микроотверстий (в том числе и глухих) в многослойных материалах осуществляется в три этапа. 1. Снятие медного 'покрытия лазерным излучением большой мощности путем его испарения и взрывообразного разрушения диэлектрика, срывающего с поверхности остатки фольги. 2.Дальнейшая обработка диэлектрика лазерным излучением малой мощности, которой не Хватает для разрушения следующего проводящего слоя, но достаточно для придания ему необходимого значения параметра шероховатости; если переходное отверстие должно соединить несколько слоев, то при прохож1(енин через каждый проводящий слой мощность лазера повышается; на втором этапе получают готовое очищенное отверстие с шероховатым дном. 3. Металлизация любым способом.
Подаююака юеерхюапи ПП Этапы лазерной обработки изолирующих зазоров в проводящем покрытии ПП для получения рисунка схемы приведены, в разд. 5.6.4. Преимущества лазерного сверления: ° возможность получения сквозных и глухих отверстий диаметром до 25 мкм; ° высокое качество краев и стенок отверстий (меди, стеклоэпоксцла или полиимида); ° высокая производительность; ° низкая стоимость; ° отсутствие деструкции органических материалов и пр. Разработкой и производством лазерного технологического оборудования для изготовления ПП занимается, например, НПФ ТЕТА (Россия, Москва).
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
