< img height="1" width="1" style="display:none" src="https://www.facebook.com/tr?id=1724791474554128&ev=PageView&noscript=1" />

لوحات PCB للحفر بالليزر – كيف تعمل؟

تتضمن لوحات PCB للحفر بالليزر استخدام شعاع من الضوء عالي الطاقة والمركّز لإنشاء ثقوب. لمعرفة كيفية عمله، تابع أدناه. سنأخذك خلال عملية الحفر وأنواع الليزر المختلفة المستخدمة وكل شيء آخر تحتاج إلى معرفته. هيا بنا نبدأ!

ما هو الحفر ثنائي الفينيل متعدد الكلور؟

وهذا يعني إنشاء ثقوب على لوحة الدوائر المطبوعة. تخدم الثقوب أغراضًا مختلفة ولها أقطار مختلفة. وقد تكون أيضًا ضحلة أو من خلال ثقوب لوظائف مختلفة، مثل:

  • طرق للاتصال بين الطبقات عن طريق توصيل الطبقات والآثار كهربائيًا
  • فتحات وضع المكونات لتجميع الأجهزة الإلكترونية وغيرها من الأجهزة عبر الفتحات
  • فتحات تركيب لتثبيت اللوحة في الجهاز أو النظام التطبيقي الخاص بها
  • فتحات لربط اللوحة بجهاز للاختبار

يتضمن الحفر باستخدام ثنائي الفينيل متعدد الكلور تقنيتين رئيسيتين: ميكانيكيًا باستخدام المثاقب الفيزيائية ولقم الثقب أو بمساعدة الحرارة الناتجة عن ضوء عالي الطاقة شعاع عندما تركز على بقعة على سطح الركيزة.

حفر ليزر ثنائي الفينيل متعدد الكلور

الحفر بالليزر لثنائي الفينيل متعدد الكلور هو وسيلة لثقوب لوحة الدائرة، مثل المنافذ، من خلال تركيز شعاع من الضوء عالي الطاقة على مكان ما. تعمل الحرارة الناتجة على إذابة البقعة، مما يؤدي إلى تبخير مادة لوحة الدائرة وإحداث فتحة.

تنتج العارضة الضيقة ثقوبًا ضيقة، والعكس صحيح. من ناحية أخرى، فإن تغيير فترة التعرض يتحكم في مدى دخول الفتحة إلى اللوحة. بهذه الطريقة، يصبح من الممكن عمل أنواع مختلفة من الثقوب.

الحفر بالليزر لثنائي الفينيل متعدد الكلور باستخدام ليزر ثاني أكسيد الكربون
الحفر بالليزر لثنائي الفينيل متعدد الكلور باستخدام ليزر ثاني أكسيد الكربون
الموارد: https://www.researchgate.net

ثاني أكسيد الكربون مقابل الأشعة فوق البنفسجية PCB الحفر بالليزر

عادةً ما تكون آلة الحفر بالليزر PCB واحدة من هذين النوعين: تعتمد على ثاني أكسيد الكربون أو الأشعة فوق البنفسجية. في بعض الأحيان، تتطلب العملية استخدام كليهما. وإليك كيفية عمل كل منهما.

الليزر CO2

ثاني أكسيد الكربون يعني أنه يستخدم ثاني أكسيد الكربون والغازات الأخرى في عملية تضخيم الضوء. نوع ثاني أكسيد الكربون يعمل في الأعلى فرقة الأشعة تحت الحمراء. نظرًا لكونه شعاعًا ذو طول موجي أطول، فهو يناسب الثقوب ذات القطر الأكبر. كما أنه يعمل فقط على العوازل الكهربائية. ومع ذلك، فإن تكلفة الحفر أقل، كما أنها سريعة نسبيًا.

ليزر الأشعة فوق البنفسجية

يستخدم مثقاب الأشعة فوق البنفسجية الفرقة فوق البنفسجية. يقوم بحفر ثقوب ذات قطر أصغر بعرض أقل من 100 ميكرون، مما يجعله من النوع الأكثر دقة. كما أنها تعمل مع مجموعة واسعة من المواد، بما في ذلك المعادن، ولكنها تكلف أكثر عند استخدامها.

حفر مايكرو فيا بالليزر
حفر مايكرو فيا بالليزر
الموارد: https://www.sciencedirect.com

ما هي مزايا لوحات PCB الحفر بالليزر؟

تقدم ألواح PCB للحفر بالليزر مزايا أكثر مقارنة بالطريقة الميكانيكية. وهذا يجعلها تقنية مفضلة لمعظم تجاويف لوحات الدوائر، وخاصة الميكروفياس. وإليكم قائمة بأهم الفوائد

  • لا يتصل المثقاب باللوحة فعليًا. وهذا يقلل من مشاكل التآكل وإمكانية التشقق أو التصفيح.
  • توفر لوحات PCB للحفر بالليزر نسبة عرض إلى ارتفاع أعلى أو قطرًا من العمق إلى الحفرة.
  • يحفر الضوء منازل أصغر حجمًا من القطع الميكانيكية. من الممكن حدوث تجاويف صغيرة يصل حجمها إلى 3 مل أو 0.075 ملم.
  • لديها سرعة عالية. وفي عمليات الإنتاج الأعلى، فهذا يعني انخفاضًا كبيرًا في التكاليف
  • إنها تنتج ثقوبًا دقيقة، مما يجعلها طريقة مفضلة للتجاويف ذات القطر الصغير.
  • إنها طريقة نظيفة لعمل الثقوب؛ وعلى عكس الطريقة الميكانيكية، فإنها لا تنتج رقائق.

الحفر بالليزر ثنائي الفينيل متعدد الكلور له جوانب سلبية. على سبيل المثال، لا تعمل بشكل جيد إذا كانت المادة عاكسة للغاية. كما أنها أكثر تكلفة من الطريقة الميكانيكية وقد لا تناسب المشاريع ذات الميزانية المنخفضة أو عمليات الإنتاج المنخفضة.

كيف تعمل آلة الحفر بالليزر PCB
كيف تعمل آلة الحفر بالليزر PCB
الموارد: https://www.mdpi.com

عملية الحفر بالليزر ثنائي الفينيل متعدد الكلور

تتضمن عملية الحفر بالليزر ثنائي الفينيل متعدد الكلور بضع خطوات. أولاً، يتطلب الشعاع تشكيله وتوجيهه باستخدام بصريات عالية الدقة. تتم بقية العملية، بدءًا من اصطدام الشعاع بسطح اللوحة وحتى إنشاء الثقب المطلوب، على النحو التالي.

1. تدفئة

يحتوي الشعاع الطاقة الكهرومغناطيسية. تمتص مادة لوحة الدائرة هذه الطاقة عندما تتعرض للضوء. الطاقة الممتصة تثير الذرات.

2. ذوبان

نتج عن ذلك الطاقة الحركية يسبب ارتفاعاً مفاجئاً وحاداً في درجة الحرارة، مما يؤدي إلى تفكك الروابط الكيميائية وذوبان البقعة.

3. التبخير

تتبخر المادة المنصهرة على الفور، مما يؤدي إلى حدوث ثقب. التحكم في طاقة الشعاع والتعرض والحجم يحدد قطر الثقب وعمقه.

4. طرد المواد

تؤدي الزيادة المفاجئة في حجم المادة في التجويف إلى زيادة الضغط بشكل مفاجئ. يؤدي ضغط الارتداد الناتج إلى إخراج أي مواد منصهرة. تمر الثقوب المحفورة بعملية فحص لتحديد جودتها.

أنواع الحفر بالليزر في صناعة ثنائي الفينيل متعدد الكلور
أنواع الحفر بالليزر في صناعة ثنائي الفينيل متعدد الكلور
الموارد: https://www.sciencedirect.com

طرق الحفر بالليزر ثنائي الفينيل متعدد الكلور

يمكن أن يتخذ حفر ثنائي الفينيل متعدد الكلور باستخدام الليزر أشكالًا مختلفة اعتمادًا على خصائص الثقب المطلوبة والتكلفة، من بين اعتبارات أخرى. وتشمل الأساليب النبض الفردي، والثقب، والقرع، والحفر الحلزوني.

الحفر النبضي الفردي

يرسل المثقاب نبضة واحدة عالية الطاقة إلى سطح اللوحة. تخلق طريقة النبض الفردي ثقوبًا أكبر وعادةً ما تكون أقل دقة. عندما تكون هناك حاجة إلى فتحات تحمل أعمق وأعلى الأبعاد، يفضل استخدام طريقة النبضات المتعددة التي تسمى الإيقاع.

إيقاع

وبدلا من نبضة واحدة طويلة، يضرب شعاع الضوء اللوحة بنبضات منخفضة الطاقة نسبيا وقصيرة العمر. وينتج عن كل نبضة ذوبان جزء من المادة وتبخيرها.

تنتج طريقة إنتاج الثقب هذه حضارات أصغر (أصغر من الشعاع نفسه، مما يجعله أكثر دقة. كما أن الإيقاع يصنع ثقوبًا أعمق بسرعة أكبر من استخدام شعاع نبضي واحد.

نقب

في عملية الحفر، يتم قطع الشعاع حول قطر الثقب ويكون مفيدًا إذا كانت الفتحة المطلوبة أكبر من الشعاع. على الرغم من أنه أقل دقة، إلا أن مثقاب الليزر ثنائي الفينيل متعدد الكلور يقوم بعمل ثقوب أكبر. كما يتطلب أيضًا حركة شعاع يتم التحكم فيها بعناية وإلا فقد لا تكون جودة الثقب عالية.

الليزر الحلزوني

يتتبع الشعاع مسارًا حلزونيًا. وفي الوقت نفسه، يدور أيضًا حول محوره ويستخدم منشور الحمامة (اعرف المزيد عنه هنا) للسيطرة على الحركة. مثل الحفر الحلزوني، ينتج الحفر الحلزوني ثقوبًا عالية الجودة ولكن بسرعة منخفضة.

وفي الختام

يستخدم حفر ثنائي الفينيل متعدد الكلور بالليزر طاقة الضوء المركز لإنتاج ثقوب لوحة الدائرة، بدءًا من الفتحات وحتى فتحات التركيب أو تجميع المكونات. تتمتع هذه الطريقة بالعديد من المزايا، حيث يفضل العديد من مصنعي لوحات الدوائر استخدامها على القطع الميكانيكية. نأمل أن يكون هذا المقال قد ساعدك على فهم كيفية عمله وفوائده.

احدث المقالات
تواصل معنا
ارسل رسالة