HDI板激光鉆孔:從0.1mm到0.05mm的精度飛躍
某PCB企業(yè)采用UV激光鉆孔技術(shù),在6層HDI板上實(shí)現(xiàn)0.05mm微孔加工,較傳統(tǒng)CO?激光(最小孔徑0.1mm)精度提升50%。該技術(shù)采用355nm紫外激光,脈沖寬度<10ns,熱影響區(qū)控制在5μm以內(nèi),避免了孔壁炭化問(wèn)題。實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)顯示,0.05mm微孔在85℃/85%RH環(huán)境下測(cè)試1000小時(shí)后,孔銅厚度保持率達(dá)98%,遠(yuǎn)高于IPC-A-610二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)的85%要求。
激光類型與工藝選型的底層邏輯:
CO?激光(10.6μm波長(zhǎng))靠熱效應(yīng)燒蝕材料,加工0.1mm以下孔時(shí)易產(chǎn)生“喇叭口”(錐度>5°),孔壁粗糙度Ra>2μm,導(dǎo)致化學(xué)鍍銅結(jié)合力不足。而UV激光(355nm)通過(guò)光化學(xué)分解作用,加工邊緣整齊,粗糙度Ra<1μm,配合mSAP(改進(jìn)型半加成法)工藝,可實(shí)現(xiàn)線寬/線距15μm/15μm——這相當(dāng)于在指甲蓋上繪制2000條平行線。蘋果近iPhone主板采用10層Any-Layer HDI板,微孔密度達(dá)200個(gè)/cm2,其中90%的微孔由UV激光加工完成。
設(shè)備與成本的平衡藝術(shù):
一臺(tái)UV激光鉆孔機(jī)價(jià)格約為CO?設(shè)備的3倍,但生產(chǎn)效率提升5倍。某HDI板廠的成本模型顯示,當(dāng)微孔直徑<0.075mm時(shí),UV激光的單孔成本(0.001元)反低于CO?(0.002元)。更關(guān)鍵的是良率差異:CO?加工0.05mm孔的良率約70%,而UV激光可達(dá)95%。國(guó)內(nèi)廠商如大族激光的UV-3000設(shè)備,定位精度達(dá)±2μm,已進(jìn)入深南電路、景旺電子等榜首企業(yè)產(chǎn)線。
未來(lái)的方向有:飛秒激光與3D鉆孔
德國(guó)通快推出的飛秒激光(脈沖寬度<100fs)加工技術(shù),可在陶瓷基板上實(shí)現(xiàn)0.02mm微孔,熱影響區(qū)<1μm,適用于功率器件封裝。而日本日立利用“振鏡+ galvo”系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)3D傾斜鉆孔,可在曲面HDI板上加工與表面成30°角的盲孔,這為可穿戴設(shè)備的異形PCB提供了可能。