Глава 5. Основные этапы изготовления печатных плат

Одношпиндельный Двухшпиндельный Четырехшпиндельный станок станок станок

Рис. 5.24. Автоматическая система загрузки-разгрузки: / — накопитель непросверленных ПП; 2 — транспортер; 3 — накопитель просверленных ПП

Рис. 5.25. Система прямого цифрового управления (ПЦУ)

Микросверла (0 0,1...0,5 мм) с большой длиной рабочей части (d/l= 20) для сверления глубоких отверстий изготавливают из карбидных сплавов. К микросверлам предъявляют следующие требования:

• материал — карбидные сплавы (карбид вольфрама: вольфрам и ко­бальт);

• малая зернистость (0,3; 0,4; 0,5 мкм);

• высокая твердость по Виккерсу порядка 1650—1850 HV₃₀;

• жесткие допуски;

• определенный процент кобальта;

• устойчивость к износу;

• высокое сопротивление поперечному разрушению порядка 3500 Н/мм²;

• высокое качество обработки поверхности;

• усталостная прочность при изгибе порядка 600 Н/мм²;

• рабочая часть сверла L должна быть в 1,4 раза больше толщины Н просверливаемого изделия, т. е. Н= 0,7L;

• мощная система отсоса стружки;

• измерение сверл оптическое и лазерное, но не механическое;

• использование пошаговой подачи сверла.

Получение монтажных и переходных отверстий

5.3.2. Лазерное сверление отверстий

Сущность лазерного сверления заключается в воздействии излучения на обрабатываемую заготовку ПП, в результате которого происходит исп; -ние или взрывное разрушение материала. Лазерное сверление отверстии в ПП применяется для 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 (С0₂-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 С0₂-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 С0₂-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/см²) и обраба­тывать отверстия в диэлектрическом основании ПП (при плотности энер­гии излучения порядка 100 мДж/см²). 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;