1. Perfuração de precisão a laser e placas de circuito impresso (PCB)
A indústria de manufatura está se tornando cada vez mais inteligente. Essa transformação e modernização estão impulsionando a demanda por processamento de precisão avançado. Esse tipo de processamento apresenta alto valor agregado e barreiras técnicas. A demanda por processamento de alta precisão está em ascensão. Isso levou ao rápido desenvolvimento de tecnologias relacionadas ao processamento de precisão. A tecnologia de processamento de precisão a laser vem recebendo cada vez mais reconhecimento e atenção no mercado. Ela é considerada uma tecnologia altamente desenvolvida.
A perfuração de precisão a laser é um componente essencial do processamento de precisão a laser. É amplamente utilizada na indústria de placas de circuito impresso (PCB). O processamento de PCBs com tecnologia a laser é rápido e pode atingir uma precisão de 2 μm. Esse nível de precisão é impossível de ser alcançado com equipamentos tradicionais. Além disso, essa tecnologia permite perfurar orifícios pequenos, micro e invisíveis. Ela atende às necessidades específicas do mercado de PCBs.
O PCB, conhecido como placa de circuito impresso, é um dispositivo importante na indústria eletrônica. É um suporte essencial para a conexão de componentes. Ele contribui para o desenvolvimento da indústria eletrônica. O PCB é uma parte indispensável da maioria dos aparelhos eletrônicos. A perfuração de precisão a laser tornou-se uma aplicação comum na fabricação de PCBs. O laser de CO₂ ou o laser ultravioleta é utilizado para perfurar furos cegos e furos passantes em alta velocidade. Isso resulta em alta eficiência de processamento e resultados satisfatórios.
O desenvolvimento da indústria de placas de circuito impresso (PCB) impulsionou o avanço da tecnologia de precisão a laser. Isso traz mais oportunidades para o setor de perfuração a laser.
2. As principais aplicações da perfuração fina a laser em placas de circuito impresso (PCB)
Nas últimas décadas, a indústria de manufatura tem avançado continuamente. Isso levou a uma maior demanda por placas de circuito impresso. Isso se deve à miniaturização e aos requisitos de alta velocidade dos produtos eletrônicos. O principal objetivo é tornar as placas de circuito impresso menores. Isso significa reduzir a largura dos circuitos. Significa também aumentar o número de microvias entre os níveis do circuito. As placas de circuito impresso vêm diminuindo continuamente de tamanho, ao mesmo tempo em que melhoram seu desempenho. Elas evoluíram de placas de camada única para placas de dupla face, multifacetadas, multicamadas e flexíveis. Essa evolução visa alcançar alta densidade e alta precisão com espaçamentos reduzidos. Busca também incluir características microporosas e alta confiabilidade. Como resultado, os diâmetros dos poros das diversas funções também tendem a ser menores. Isso ajudou a desenvolver placas de circuito menores e mais rápidas.
Atualmente, a indústria de placas de circuito impresso (PCB) está evoluindo no sentido de maior espessura reduzida, alta integração e alta precisão. O método convencional de produção frequentemente apresenta problemas. Entre eles estão rebarbas nas bordas, poeira, tensão, vibrações e limitações no processamento de curvas. No entanto, a tecnologia a laser tem se destacado gradualmente como uma solução vantajosa para a fabricação de PCBs. Ela utiliza um processamento sem contato, que não causa tensão nem deforma a placa. Além disso, não gera poeira e pode processar placas com componentes. Adicionalmente, oferece flexibilidade para processar qualquer tipo de desenho.
No processo de fabricação de placas de circuito impresso (PCB), a perfuração é muito importante. As placas de circuito impresso também apresentam altos requisitos em relação aos furos. A tecnologia a laser continua a avançar. Como resultado, a perfuração a laser é hoje essencial para a produção de placas de circuito impresso. Uma parte essencial.
3. Vantagens da perfuração a laser:
No campo do processamento a laser, pesquisadores e técnicos de outros países também observaram problemas na produção de microfuros e na conformação de placas de circuito. Não apenas na China. As qualidades superiores da tecnologia a laser têm se mostrado vantajosas. Elas destacam os benefícios da perfuração a laser em relação à perfuração mecânica. Os feixes de laser apresentam características como alta coerência, direcionalidade, brilho e monocromaticidade. Essas características tornam os feixes de laser mais densos em energia e mais rápidos. Eles também causam menos impacto nas partes não expostas. Como resultado, a área afetada pelo calor é minimizada. Isso diminui a deformação causada pelo aquecimento. A flexibilidade do processamento por feixe de laser é digna de nota. Ela permite alterações na direção, no guiamento e no foco. Isso também pode ser integrado a sistemas CNC para diversas peças de trabalho. Isso melhora a qualidade do processamento e a eficiência da produção, tornando-o um método altamente conveniente.
No processo de produção de placas de circuito impresso (PCB), duas tecnologias a laser podem ser utilizadas para a perfuração de precisão：
- O comprimento de onda do laser de CO₂ está na faixa do infravermelho distante
- O comprimento de onda do laser UV está dentro da faixa do ultravioleta
O processamento a laser de CO₂ é, atualmente, um método amplamente utilizado na perfuração de placas de circuito impresso (PCB). Seu princípio de funcionamento é o seguinte: o gás CO₂ pode gerar um laser infravermelho pulsado prático. Isso ocorre quando a potência é aumentada e o tempo de descarga permanece inalterado. Esse laser é penetrante e pode atravessar a maioria dos materiais orgânicos. Os lasers de CO₂ são utilizados na produção de microvias industriais em placas de circuito impresso. O diâmetro das microvias deve ser superior a 100 μm (Raman, 2001). No que diz respeito à produção desses orifícios de grande abertura, o laser de CO₂ apresenta alta produtividade. Isso ocorre porque o tempo de perfuração necessário para que o laser de CO₂ faça orifícios grandes é muito curto. A tecnologia de laser ultravioleta é amplamente utilizada na produção de microporos com diâmetro inferior a 100 μm. Com o uso de diagramas de microcircuitos, o diâmetro da abertura pode chegar a ser inferior a 50 μm.
A tecnologia de laser UV geralmente utiliza lasers para processos técnicos. O feixe de laser UV emprega um processo denominado “ablação a frio”. Esse processo reduz a zona afetada pelo calor. Ele pode eliminar os efeitos do processamento de bordas, da carbonização e de outras tensões térmicas. Minimizar.
Entre as aplicações que aproveitam o tamanho reduzido do feixe e as propriedades de baixo esforço dos lasers UV estão a perfuração de orifícios. Isso inclui orifícios passantes, microvias e vias cegas e enterradas. Os sistemas de laser UV perfuram orifícios ao focar um feixe vertical para cortar diretamente através do substrato. Dependendo do material utilizado, é possível perfurar orifícios de até 10 μm.
Os lasers UV são especialmente úteis para a perfuração de placas de circuito impresso (PCBs) multicamadas. Essas placas utilizam materiais compostos que são prensados a quente e fundidos sob pressão. Esses chamados “produtos semiacabados” podem se separar, especialmente após o processamento com lasers de temperatura mais elevada.
A tecnologia de laser UV apresenta um rendimento muito alto na produção de orifícios com diâmetros inferiores a 80 μm. Portanto, a fim de atender às crescentes necessidades de produtividade na fabricação de microorifícios, muitos fabricantes de placas de circuito impresso começaram a adotar sistemas de perfuração a laser de cabeça dupla.
A seguir, apresentamos os três principais tipos de sistemas de perfuração a laser de duas cabeças disponíveis no mercado atualmente:
1) Sistema de perfuração UV de duas cabeças;
2) Sistema de perfuração a laser de CO₂ de duas cabeças;
3) Sistema combinado de perfuração a laser (CO₂ e luz ultravioleta).
Os sistemas de perfuração na fabricação de placas de circuito impresso HDI apresentam suas próprias vantagens e desvantagens. Os sistemas de perfuração a laser podem ser classificados em dois tipos. O primeiro tipo possui um único comprimento de onda e utiliza sistemas com duas brocas. O segundo tipo utiliza dois comprimentos de onda e sistemas com duas brocas.
Independentemente do tipo, dois fatores fundamentais influenciam a capacidade de perfuração:
1) Energia do laser/energia do pulso;
2) Sistema de posicionamento do feixe.
A energia do pulso do laser e a potência de transmissão do feixe influenciam o tempo de perfuração a laser. A potência de transmissão do feixe refere-se ao tempo necessário para que a máquina de perfuração a laser crie um microfuro passante. O sistema de posicionamento do feixe desempenha um papel crucial na determinação da velocidade de deslocamento entre dois furos. Juntos, esses fatores determinam a rapidez com que uma furadeira a laser pode criar as microvias necessárias para uma determinada necessidade. Para circuitos integrados de alta relação de aspecto, são necessários furos menores que 90 μm. Os sistemas de laser UV de cabeça dupla são os mais adequados. O sistema de laser de CO₂ de cabeça dupla utiliza um laser de CO₂ com comutação Q e excitação por radiofrequência. Ele oferece múltiplos benefícios. Essas características incluem alta repetibilidade (até 100 kHz). Além disso, possui uma ampla área de operação e perfuração rápida. Embora exija apenas alguns disparos para perfurar um furo cego, a qualidade da perfuração pode não ser ideal.
4. Conclusão
Os avanços nos circuitos integrados e na tecnologia da informação eletrônica revolucionaram o setor de placas de circuito impresso. Esse progresso também teve um impacto significativo no campo da tecnologia a laser. Como resultado de inovações constantes, agora é possível produzir aparelhos eletrônicos compactos, versáteis e eficientes. No entanto, esses altos padrões trazem consigo uma demanda crescente por equipamentos precisos para o processamento de placas de circuito impresso (PCB).
Notavelmente, a tecnologia a laser tornou-se um elemento essencial na fabricação de placas de circuito impresso (PCB). O crescimento da tecnologia a laser está diretamente relacionado ao desenvolvimento da tecnologia das placas de circuito impresso. Ao proporcionar um posicionamento preciso dos componentes e garantir altos padrões de qualidade e segurança, a tecnologia a laser melhorou drasticamente a precisão da montagem de PCBs. Em conclusão, o progresso nos circuitos integrados e na tecnologia da informação eletrônica levou a mudanças significativas na tecnologia das placas de circuito impresso (PCB), enquanto os avanços na tecnologia a laser agregaram velocidade, precisão e exatidão ao processo de fabricação. Portanto, a tecnologia a laser é parte integrante da indústria de placas de circuito impresso.
