휴대폰과 같은 고성능 핸드헬드 장치의 개발로 고밀도 상호 연결 인쇄 회로 기판(HDI PCB)은 전자 산업에서 중요한 역할을 하고 있습니다. HDI PCB는 기존 PCB와 달리 PTH(Plate-Through Hole) 뿐만 아니라 마이크로비아도 사용 상단과 하단 또는 중간 레이어 사이의 연속성을 달성하기 위해 레이저 드릴링으로 형성. 마이크로비아에 레이저 드릴링을 사용하는 이유는 레이저 드릴링만이 작은 크기와 막힌 구멍 구조에서 정밀하게 제어된 깊이 드릴링을 달성할 수 있기 때문입니다. 얇은 판유리 보강에, 레이저 드릴은 2.5~3mils의 마이크로비아를 드릴할 수 있습니다.강화되지 않은 유전체(유리 없음)에서 1mil 마이크로비아를 드릴링할 수 있습니다.
레이저 드릴링은 어떻게 작동합니까?
레이저 드릴링은 마이크로비아용으로 심적외선에서 자외선에 이르는 파장의 레이저 빔을 사용합니다.. 레이저 드릴링의 속도는 기계식 드릴링보다 느리지만 시간이 지남에 따라 기계식 드릴링의 비용은 레이저 드릴링의 이점을 능가합니다. 또한, 레이저 드릴은 다층 기판의 회로에서 고밀도 비아를 효율적으로 드릴할 수 있습니다.. 그러나 레이저 드릴링의 주요 문제는 특히 안정적이고 반복 가능한 드릴링을 위해 집중된 레이저 빔의 드릴링 깊이가 제한되어 있다는 것입니다. 예를 들어, 단일 렌즈를 사용하여 빔의 초점을 맞추는 경우 제한된 초점 깊이로 인해 레이저가 드릴할 수 있는 깊이가 제한됩니다. 비아의 크기가 작기 때문에 레이저 빔은 프레넬 회절을 겪으며, 이는 매우 깊은 비아에서 빔의 강도에 영향을 미칩니다.
레이저 유리 드릴링 기술
빔 성형 기술을 통해 레이저 빔이 재료 표면에 투사되어 빔 에너지를 흡수하여 화학 결합을 끊습니다. 방출된 증기는 반동 압력을 생성하여 남아 있는 용융된 재료에 하향력을 가할 뿐만 아니라 용융된 재료가 구멍 밖으로 흐르도록 합니다.
레이저 드릴링에는 주로 단일 펄스, 타악기, 트레패닝 및 헬리컬 드릴의 4가지 방법이 있습니다.. 아래 그림 1은 다양한 드릴링 방법을 보여줍니다.
그림 1: XNUMX가지 레이저 드릴링 방법
단일 펄스
단일 펄스 방식에서는 레이저 빔의 단일 펄스가 재료에 발사되어 원하는 구멍을 형성합니다. 이 방법에서는 레이저 소스와 작업 재료가 모두 고정되어 있습니다.
충격
단일 펄스 방식과 달리 타악기 방법은 일련의 레이저 펄스를 사용하여 작업 재료에 반복적으로 발사합니다.. 타악기 공법은 단일 펄스 공법보다 작은 직경으로 더 깊고 정밀한 구멍을 만들 수 있습니다. 이는 레이저 빔과 작업 재료 사이에 상대적인 움직임이 없기 때문입니다.
트레패닝
트레패닝(Trepanning)은 레이저 빔을 미리 정해진 궤적으로 안내하는 방법을 말합니다. 궤적은 드릴할 구멍의 중심입니다. 절단할 마이크로비아의 직경이 레이저 빔의 직경보다 크다는 점은 주목할 가치가 있습니다. 그러므로, 레이저 드릴링 마이크로비아의 정확도는 빔의 움직임에 따라 다릅니다..
헬리컬 드릴링
나선형 드릴링 방법에서 레이저 빔은 나선형 경로를 따라 이동합니다. 동시에 레이저 빔은 작업 재료에 대해 축을 중심으로 회전합니다. "도브 프리즘은 레이저 빔의 움직임을 제어합니다"(Sagar, 2021).
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참조 :
https://resources.altium.com/p/mechanical-drilling-laser-drilling-microvias
https://www.protoexpress.com/blog/how-does-laser-drilling-work-pcbs/