Con el desarrollo de dispositivos portátiles de alto rendimiento, como los teléfonos móviles, la placa de circuito impreso de interconexión de alta densidad (PCB HDI) ha jugado un papel vital en la industria electrónica. A diferencia de la PCB convencional, la PCB HDI utiliza no solo orificios pasantes enchapados (PTH) sino también microvías formado por perforación láser para lograr continuidad entre la parte superior e inferior o hasta capas intermedias. La razón por la que se utiliza la perforación con láser para microvías es que solo la perforación con láser puede lograr perforaciones de profundidad controladas con precisión en tamaños pequeños y estructuras de agujeros ciegos. Sobre un fino refuerzo de vidrio plano, la perforación láser puede perforar microvías de 2.5 a 3 mils, y en un dieléctrico no reforzado (sin vidrio), se pueden perforar microvías de 1 mil.

¿Cómo funciona la perforación láser?

La perforación con láser utiliza un rayo láser con longitudes de onda que van desde el infrarrojo profundo hasta el ultravioleta para microvías. Aunque la velocidad de la perforación con láser es menor que la de la perforación mecánica, el costo de la perforación mecánica supera los beneficios de la perforación con láser con el tiempo. También, la perforación láser puede perforar eficientemente vías densas en circuitos en placas multicapa. Sin embargo, un problema importante con la perforación con láser es la profundidad de perforación limitada del rayo láser enfocado, especialmente para una perforación confiable y repetible. Por ejemplo, cuando se usa una sola lente para enfocar el haz, la profundidad a la que el láser puede perforar se restringe debido a la limitada profundidad de enfoque. Debido al pequeño tamaño de las vías, el rayo láser se somete a la difracción de Fresnel, que afecta la intensidad del rayo en vías extremadamente profundas.

Tecnología de perforación de vidrio con láser

Mediante la tecnología de formación de haz, el haz láser se proyecta sobre la superficie del material, que absorbe la energía del haz para romper los enlaces químicos. El vapor liberado generará una presión de retroceso, aplicando una fuerza hacia abajo sobre el material fundido restante y forzando al material fundido a salir del orificio.
Existen principalmente 4 métodos para la perforación con láser: pulso único, percusión, trepanación y perforación helicoidal.. La figura 1 a continuación muestra diferentes métodos de perforación.

 

 

 

que es la perforacion laser

Figura 1: Cuatro métodos de perforación por láser

Pulso único

En el método de un solo pulso, se dispara un solo pulso del rayo láser al material para formar el orificio deseado. Tanto la fuente de láser como el material de trabajo permanecen estacionarios en este método.

Percusión

A diferencia del método de pulso único, el El método de percusión utiliza una serie de pulsos láser para disparar repetidamente al material de trabajo.. El método de percusión puede crear agujeros más profundos y precisos con diámetros más pequeños que el método de un solo pulso. Esto se debe a que, entre el rayo láser y el material de trabajo, no hay movimiento relativo.

trepanado

La trepanación se refiere al método de guiar el rayo láser alrededor de una trayectoria predeterminada. La trayectoria es el centro del agujero a perforar. Vale la pena señalar que el diámetro de las microvías a cortar es mayor que el diámetro del rayo láser. Por lo tanto, la precisión de las microvías de perforación láser depende del movimiento del haz.

Perforación helicoidal

En el método de perforación helicoidal, el rayo láser se mueve a lo largo de una trayectoria en espiral. Al mismo tiempo, el rayo láser gira sobre su eje en relación con el material de trabajo. “Un prisma de paloma controla el movimiento del rayo láser” (Sagar, 2021).

 

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Referencia:

https://resources.altium.com/p/mechanical-drilling-laser-drilling-microvias

https://www.protoexpress.com/blog/how-does-laser-drilling-work-pcbs/

https://pcbknow.com/how-does-laser-drilling-work-on-pcb/