1. Perforación de precisión con láser y placas de circuito impreso (PCB)
La industria manufacturera se está volviendo cada vez más inteligente. Esta transformación y modernización están impulsando la demanda de procesos de precisión avanzados. Este tipo de procesos presenta un alto valor añadido y barreras técnicas. La demanda de procesamiento de alta precisión va en aumento. Esto ha propiciado el rápido desarrollo de las tecnologías de procesamiento de precisión relacionadas. La tecnología de procesamiento de precisión por láser está recibiendo un reconocimiento y una atención cada vez mayores en el mercado. Se considera una tecnología muy avanzada.
La perforación de precisión con láser es un componente fundamental del procesamiento de precisión con láser. Se utiliza ampliamente en la industria de las placas de circuito impreso (PCB). El procesamiento de PCB con láser es rápido y permite alcanzar una precisión de 2 μm. Este nivel de precisión es imposible de conseguir con los equipos tradicionales. Además, esta tecnología permite perforar orificios pequeños, microscópicos e invisibles. Satisface las necesidades específicas del mercado de las PCB.
El PCB, conocido como placa de circuito impreso, es un dispositivo fundamental en la industria electrónica. Constituye un soporte esencial para conectar componentes y contribuye al desarrollo de la industria electrónica. El PCB es una pieza indispensable en la mayoría de los dispositivos electrónicos. La perforación de precisión con láser se ha convertido en una aplicación habitual en la fabricación de PCB. Se utiliza el láser de CO₂ o el láser ultravioleta para taladrar agujeros ciegos y pasantes a gran velocidad. Esto se traduce en una alta eficiencia de procesamiento y en resultados satisfactorios.
El desarrollo del sector de los circuitos impresos ha impulsado el avance de la tecnología láser de precisión. Esto abre nuevas oportunidades para el sector del taladrado con láser.
2. Las principales aplicaciones de la perforación de precisión con láser en los PCB
En las últimas décadas, la industria manufacturera ha avanzado de forma continua. Esto ha dado lugar a una mayor demanda de placas de circuito impreso. Se debe a la miniaturización y a los requisitos de alta velocidad de los productos electrónicos. El objetivo principal es reducir el tamaño de las placas de circuito impreso. Esto implica reducir el ancho de los circuitos. También supone aumentar el número de microvías entre los niveles del circuito. Las placas de circuito impreso no han dejado de reducirse de tamaño al tiempo que mejoran su rendimiento. Han evolucionado desde las placas de una sola capa hasta las de doble cara, de múltiples caras, multicapa y flexibles. Esta evolución tiene como objetivo alcanzar una alta densidad y una gran precisión con espaciados reducidos. También busca incorporar características microporosas y una alta fiabilidad. Como resultado, el tamaño de los poros de las distintas funciones también tiende a reducirse. Esto ha contribuido al desarrollo de placas de circuito más pequeñas y rápidas.
En la actualidad, la industria de las placas de circuito impreso (PCB) avanza hacia el adelgazamiento, la alta integración y la alta precisión. El método de producción convencional suele presentar problemas, entre los que se incluyen rebabas en los bordes, polvo, tensiones, vibraciones y limitaciones en el procesamiento de curvas. Sin embargo, la tecnología láser se ha ido imponiendo poco a poco como una solución idónea para la fabricación de PCB. Utiliza un procesamiento sin contacto, lo que evita que la placa sufra tensiones o se deforme. Además, no genera polvo y permite procesar placas con componentes. Por otra parte, ofrece la flexibilidad necesaria para procesar cualquier diseño gráfico.
En el proceso de fabricación de placas de circuito impreso (PCB), el taladrado es muy importante. Las placas de circuito impreso también plantean requisitos muy exigentes en cuanto a los orificios. La tecnología láser sigue avanzando. Como resultado, el taladrado por láser es ahora esencial para la producción de PCB. Una parte esencial.
3. Ventajas del taladrado por láser:
En el ámbito del procesamiento por láser, investigadores y técnicos de otros países también han detectado problemas en la producción de microagujeros y en la conformación de placas de circuitos. No solo en China. Las cualidades superiores de la tecnología láser han demostrado ser ventajosas. Destacan las ventajas del taladrado por láser frente al taladrado mecánico. Los rayos láser presentan características como una alta coherencia, direccionalidad, brillo y monocromaticidad. Estas características hacen que los rayos láser tengan una mayor densidad energética y sean más rápidos. Además, tienen un menor impacto en las partes no expuestas. Como resultado, se minimiza la zona afectada por el calor. Esto reduce la deformación causada por el calentamiento. Cabe destacar la flexibilidad del procesamiento con rayo láser. Permite cambios en la dirección, el guiado y el enfoque. Además, puede integrarse con sistemas CNC para diversas piezas de trabajo. Esto mejora la calidad del procesamiento y la eficiencia de la producción, lo que lo convierte en un método muy práctico.
En el proceso de fabricación de placas de circuito impreso, se pueden utilizar dos tecnologías láser para la perforación de precisión：
- La longitud de onda del láser de CO₂ se encuentra en la banda del infrarrojo lejano.
- La longitud de onda del láser UV se encuentra dentro de la banda ultravioleta
El procesamiento con láser de CO₂ es actualmente un método muy utilizado en el taladrado de placas de circuito impreso (PCB). Su principio de funcionamiento es el siguiente: el gas CO₂ puede generar un láser infrarrojo pulsado de uso práctico. Esto ocurre cuando se aumenta la potencia y el tiempo de descarga permanece inalterado. Es un láser penetrante, capaz de atravesar la mayoría de los materiales orgánicos. Los láseres de CO₂ se utilizan en la producción de microvías industriales en placas de circuito impreso. El diámetro de las microvías debe ser superior a 100 μm (Raman, 2001). En lo que respecta a la producción de estos orificios de gran apertura, el láser de CO₂ ofrece una alta productividad. Esto se debe a que el tiempo de perforación necesario para que el láser de CO₂ realice orificios grandes es muy breve. La tecnología del láser ultravioleta se utiliza ampliamente en la producción de microporos con un diámetro inferior a 100 μm. Con el uso de diagramas de microcircuitos, el diámetro de la abertura puede ser incluso inferior a 50 μm.
La tecnología láser UV suele utilizar láseres para procesos técnicos. El rayo láser UV emplea un proceso denominado “ablación en frío”. Este proceso reduce la zona afectada por el calor. Permite eliminar los efectos del procesamiento de los bordes, la carbonización y otras tensiones térmicas. Minimiza.
Entre las aplicaciones que aprovechan el reducido tamaño del haz y las propiedades de baja tensión de los láseres UV se encuentra la perforación de orificios. Esto incluye orificios pasantes, microvías y vías ciegas y enterradas. Los sistemas láser UV perforan orificios enfocando un haz vertical para cortar directamente a través del sustrato. Dependiendo del material utilizado, se pueden perforar orificios de tan solo 10 μm.
Los láseres UV resultan especialmente útiles para perforar placas de circuito impreso (PCB) multicapa. Estas placas están fabricadas con materiales compuestos que se prensan en caliente y se moldean a presión. Estos materiales, denominados “semicurados”, pueden separarse, sobre todo tras el procesamiento con láseres a temperaturas más elevadas.
La tecnología láser UV ofrece un rendimiento muy elevado en la realización de orificios con diámetros inferiores a 80 μm. Por ello, con el fin de satisfacer las crecientes necesidades de productividad en la realización de microorificios, muchos fabricantes de placas de circuitos impresos han comenzado a introducir sistemas de perforación láser de doble cabezal.
A continuación se enumeran los tres tipos principales de sistemas de perforación láser de doble cabezal disponibles actualmente en el mercado:
1) Sistema de perforación UV de doble cabezal;
2) Sistema de perforación con láser de CO₂ de doble cabezal;
3) Sistema combinado de perforación por láser (CO₂ y luz ultravioleta).
Los sistemas de perforación utilizados en la fabricación de placas de circuito impreso HDI presentan sus propias ventajas e inconvenientes. Los sistemas de perforación por láser pueden clasificarse en dos tipos. El primer tipo tiene una sola longitud de onda y utiliza sistemas de doble broca. El segundo tipo utiliza dos longitudes de onda y sistemas de doble broca.
Independientemente del tipo, hay dos factores clave que influyen en la capacidad de perforación:
1) Energía del láser/energía del pulso;
2) Sistema de posicionamiento del haz.
La energía del pulso láser y la potencia de transmisión del haz influyen en el tiempo que tarda el taladrado láser. La potencia de transmisión del haz se refiere al tiempo que tarda la máquina de taladrado láser en crear un microagujero pasante. El sistema de posicionamiento del haz desempeña un papel crucial a la hora de determinar la velocidad de desplazamiento entre dos agujeros. En conjunto, estos factores determinan la rapidez con la que una taladradora láser puede crear las microvías necesarias para una necesidad concreta. Para circuitos integrados de alta relación de aspecto, se requieren orificios de menos de 90 μm. Los sistemas láser UV de doble cabezal son los más adecuados. El sistema láser de CO₂ de doble cabezal utiliza un láser de CO₂ con conmutación Q y excitación por radiofrecuencia. Ofrece múltiples ventajas. Entre estas características se incluye una alta repetibilidad (hasta 100 kHz). Además, cuenta con una amplia superficie de trabajo y una perforación rápida. Aunque solo requiere unos pocos disparos para perforar un orificio ciego, es posible que la calidad de la perforación no sea óptima.
4. Conclusión
Los avances en los circuitos integrados y en la tecnología de la información electrónica han revolucionado el sector de las placas de circuito impreso. Este progreso también ha tenido un impacto significativo en el ámbito de la tecnología láser. Gracias a las constantes innovaciones, ahora es posible fabricar dispositivos electrónicos compactos, versátiles y eficientes. Sin embargo, estos altos estándares conllevan una mayor demanda de equipos de procesamiento de placas de circuito impreso (PCB) de alta precisión.
Cabe destacar que la tecnología láser se ha convertido en un elemento esencial en la fabricación de placas de circuito impreso (PCB). El crecimiento de la tecnología láser está directamente relacionado con el desarrollo de la tecnología de las placas de circuito impreso. Al permitir una colocación precisa de los componentes y garantizar unos altos estándares de calidad y seguridad, la tecnología láser ha mejorado drásticamente la precisión en el montaje de las PCB. En conclusión, los avances en los circuitos integrados y en la tecnología de la información electrónica han dado lugar a cambios significativos en la tecnología de las placas de circuito impreso, mientras que los avances en la tecnología láser han aportado velocidad, precisión y exactitud al proceso de fabricación. Por lo tanto, la tecnología láser es una parte integral de la industria de las placas de circuito impreso.
