白皮书
基于新的天博综合体育中国官方网站pcb depaneling方法相干提高过程利用率
PCB的材料，厚度和组成的技术变化正在激励从传统的机械切割和depaneling方法转向基于天博综合体育中国官方网站综合体育中国官方网站的过程。但是，并非所有用于PCB depaneling的天博综合体育中国官方网站综合体育中国官方网站器都是相同的。各种天博综合体育中国官方网站综合体育中国官方网站器的剪切特性和质量之间存在显着差异，特别是在热影响区（HAZ）方面。反过来，这会影响过程利用率，因为它决定了如何将电路放置在PCB上，还可以影响电路功能和下游过程，例如防水或EMI屏蔽。本文档提出了一种新的纳秒天博综合体育中国官方网站综合体育中国官方网站器和相关的切割过程，与其他当前可用产品相比，天博综合体育中国官方网站综合体育中国官方网站PCB depaneling具有大幅度降低的HAZ。
天博综合体育中国官方网站depaneling的不断发展的需求
微型电子设备的持续市场增长，包括智能手机，各种可穿戴设备，VR设备，汽车传感器和家用自动化设备，仅举几个示例，直接转化为对浓密，高性能天博综合体育中国官方网站的需求。这些设备在物理上比上一代微电子学更小，更复杂，而且消费者的需求也需要使它们更加节能（用于更长的电池寿命）且便宜。
在天博综合体育中国官方网站技术方面，这驱动了几个趋势。其中包括使用较薄的传统板，柔性电路的大规模实施，较厚的导电层以及增加的低κ介电（后者尤其是5G技术）。成本注意事项还促使需要改善流程利用率。具体而言，这转化为将板放在面板上以提高产量。
就depaneling而言，所有这些都需要越来越狭窄的kerf宽度和切割过程的较高维度精度。切割到天博综合体育中国官方网站的功能区域的近距离物理接近也意味着切割过程不得影响周围的材料或电路，无论是由于机械应力还是热量。碎片的最小生产可能需要后续清洁步骤，这是另一个要求。
所有这些约束都使传统的机械PCB级别方法，包括路由器，锯，切割，打孔，打孔，分数和披萨切割等，较不实际且成本效益较低。这促使朝着天博综合体育中国官方网站切割迈进，在几乎所有前面提到的区域中都提供了可观的好处，尽管通常以降低的切割速度为代价。
了解天博综合体育中国官方网站切割
天博综合体育中国官方网站depaneling当然已经使用了一段时间。但是，重要的是要了解和区分各种基于天博综合体育中国官方网站的技术。原始实现使用了CO2在远红外发射的天博综合体育中国官方网站器。这项技术通过加热散装材料而削减，从而导致显着的Haz。同样，与较短的紫外线波长相比，这种长波长不能集中在小斑点尺寸上，这意味着更大的kerf宽度。
在十年前，二极管泵的固态（DPSS），纳秒脉冲宽，频率分配天博综合体育中国官方网站作为PCB depaneling的可行来源。它提供带有足够脉冲能量的紫外线（355 nm）输出，以通过相对“冷”的消融过程来清除材料。也就是说，一个比CO2天博综合体育中国官方网站较小（但仍然明显）的HAZ的人，碎片和重铸材料的产生大大降低。市售源的脉搏能量和重复速率使以经济上可行的进料速率切割，尽管不如二氧化碳天博综合体育中国官方网站速度。该技术的主要好处总结在表中。
优势 |
说明 |
机械精度 |
切割以非常高的尺寸精度和精度以及狭窄的KERF宽度进行。这增强了在天博综合体育中国官方网站上切割近活动特征的能力。 |
无压力 |
切割过程本身是振动且无摩擦的，并且不会产生天博综合体育中国官方网站的机械变形或分层，或引入残留应力。这避免了通过切割过程引入随后的故障机制。 |
低HAZ |
紫外线天博综合体育中国官方网站消融过程的固有“冷”性质阻止了底物的大量变化，并避免了可能导致短路的电路痕迹的熔化。该过程的最小碎屑消除了对后续清洁步骤的需求，并再次最大程度地减少了随后的电路故障的可能性。它甚至允许将组装板的额定装置。 |
操作灵活性 |
天博综合体育中国官方网站束是一种无惯性的工具，可在计算机控制下移动，并且可以迅速变化。这带来了几个优势。首先，几乎任何形状都可以切割，使PCB设计人员摆脱传统切割方法施加的外形限制。接下来，可以通过软件控制来改变切割模式，从而实现生产的快速转换，还可以使短期制造成本效益。最后，不同的天博综合体育中国官方网站功率使一个工具可以执行除切割外的许多其他操作。这些可以包括标记/雕刻和金属消融。 |
材料独立 |
紫外线几乎被所有天博综合体育中国官方网站材料强烈吸收。这使得该过程几乎与每种天博综合体育中国官方网站结构兼容，包括传统的铜弹性柔韧性，弹性材料（甚至是包含较厚的导电层的材料）和各种低κ电介质。 |
表1.基于UV天博综合体育中国官方网站的PCB切割的主要特征和优势
avia lx和coohent的天博综合体育中国官方网站depaneling中的最新进步
虽然天博综合体育中国官方网站depaneling显然带来了许多好处，但PCB制造商已经将这项技术推向了限制，以应对一开始提到的市场力量提出的更严格的规模，材料和成本挑战。特别是，实现HAZ和碎屑形成的进一步减少，并改善用纳秒脉冲宽紫外线DPSS天博综合体育中国官方网站获得的切割质量，这是一个活跃的发育领域。
为了帮助这项工作，连贯的应用研究探索了使用纳米秒脉冲宽，高脉冲能量，高脉冲能量，UV DPSS Laser（AVIA LX）来切割各种天博综合体育中国官方网站材料和材料组合的过程和过程空间。基于这项工作，连贯的团队开发了一种新的天博综合体育中国官方网站切割方法，该方法已证明可以减少HAZ，更高质量的切割边缘，降低的KERF宽度和增加的生产吞吐量。
该技术的一个关键要素是一种专有方法，用于控制传递到工作表面的天博综合体育中国官方网站脉冲的时序和空间定位，以避免热量积聚。由于这种方法中没有热损伤，因此在切割较厚的材料（1 mm及以上）时，可以使用具有较高脉冲能量的天博综合体育中国官方网站器。
较高的脉冲能量的优势在于，它消除了使用用于切割较厚材料的传统方案的需求。具体而言，这涉及制作一系列侧向流离失所的抄写纸以产生“ V-Grove”。为了避免将光束渗透到较高的纵横比时，“ V槽”几何形状是必要的，以免将梁渗入材料。这将降低其功率，从而限制消融效率。但是，avia LX加上这种新型的脉冲正时方法，可以利用高达〜400μJ的脉冲能沿同一条线反复涂鸦（不横向位移或“ V-Grove”）。结果是切割速度更快，显着降低了kerf宽度。
较高的脉冲能也增加了工作表面的天博综合体育中国官方网站焦点公差。具体而言，当使用较低的脉冲能天博综合体育中国官方网站器时，有必要随着材料的穿透材料的焦点而移动梁的焦点，以使最小聚焦的点尺寸始终精确地保持在发生切割的深度。为了实现足够的天博综合体育中国官方网站量以超过材料消融阈值，这是必要的。但是，在实践中这样做需要对PCB进行物理转移，这会减慢过程，或者使用三轴扫描仪（具有聚焦功能），从而提高了设备成本和复杂性。
Avia LX的较高脉冲能量使得可以简单地将天博综合体育中国官方网站器聚焦在PCB中间的一个点并进行切割。这是因为有足够的天博综合体育中国官方网站通量，即使是天博综合体育中国官方网站的完美焦点，也可以很好地消融。好处是切割速度更快，并降低了系统的复杂性。
下面的照片中显示了改进的示例，该示例比较了以1.6 mm厚的天博综合体育中国官方网站与铜痕迹进行比较，并使用当前在此应用程序上与使用Avia LX和这种新方法处理的相同材料处理的UV DPSS Laser进行了类型的铜迹线。使用此技术处理的板显示了清洁的剪切边缘，并在铜痕迹的切割边缘进行了实质性改进。
图1.使用（左）使用新的相干切割过程的高脉冲能量UV DPSS天博综合体育中国官方网站器（AVIA LX），使用（左）使用（左）使用（左）使用（右）高脉冲能量UV DPSS天博综合体育中国官方网站器（AVIA LX）的1.6毫米厚的PCB切割横截面。后者提供了更好的质量优势，并且铜痕迹更清洁。
下一组图像证明了通过使用相干方法实现的KERF宽度的减少。
图2使用（左）竞争对手的UV DPSS天博综合体育中国官方网站器和（右）高脉冲能量UV DPSS天博综合体育中国官方网站器（AVIA LX）的0.95mm厚的PCB切割的顶视图，从而产生狭窄且更一致的KERF。
下一组照片显示了Avia LX如何使多层天博综合体育中国官方网站（带有玻璃纤维层）切割最小的碎屑，狭窄的沟槽宽度并大大减少HAZ。
图3.使用（左）竞争对手的UV DPSS天博综合体育中国官方网站器和（右）使用新相干方法的高脉冲能量UV DPSS Laser（AVIA LX），使用A（左）竞争对手的UV DPSS天博综合体育中国官方网站器（左）切开1.6毫米厚的多层PCB（带有玻璃纤维层）的横截面。这提供了一个较窄的沟渠频道和较小的Haz。
过去，由于较宽的HAZ，聚酰亚胺和EMI盾牌的天博综合体育中国官方网站切割在切线上产生了一些分层。在这种情况下，有必要使用较低的脉冲能量以避免损坏材料。但是，使用相同的脉冲方法来消除热量积聚，并提供了减少HAZ和KERF宽度的相同好处。反过来，这可以通过使下游生产过程获得更高的收益率来降低生产成本。
图4. 100μm厚的聚酰亚胺箔的最高视图显示，左侧的竞争对手的UV DPSS天博综合体育中国官方网站器具有宽切割的KERF和相当大的热影响区域，从而获得了切割结果。 AVIA LX UV DPSS天博综合体育中国官方网站器可以实现右侧的切割结果。这提供了较窄的沟渠通道和较小的Haz。
最后，通过相干脉冲方法减少了HAZ并增加了吞吐量，但是在处理Flex 天博综合体育中国官方网站时使用较低的脉冲能量，在下一张照片中说明了。
图5.使用A（左）竞争对手的UV DPSS天博综合体育中国官方网站器和（右）高脉冲能量UV DPSS Laser（AVIA LX）使用A（左）使用A（左）进行0.13毫米厚的FPCB的顶视图。这产生了较小的HAZ，并以较高的切割速度（13mm/s，而11mm/s）实现了这一目标。
实用，高脉冲能量DPSS UV天博综合体育中国官方网站
对于传统厚的PCB材料，实践中实现连贯的脉冲控制方法需要具有比以前可商购的脉冲能量更高的UV DPSS天博综合体育中国官方网站源。为了满足这一需求，连贯开发了Avia Lx，A Avia Lx，20 W（355 nm），固态，纳秒脉冲宽度天博综合体育中国官方网站器，可产生高达500μJ的脉冲能。
avia lx lase是专门设计的，可实现高吞吐量，高质量的天博综合体育中国官方网站 depaneling。它结合了设计和制造方面的许多技术进步，以交付高能源输出以及高可靠性，卓越性能和低廉的所有权组合。
Avia LX利用了连贯的丰富经验，可以生产具有紫外线输出的可靠，长期的天博综合体育中国官方网站器。在AVIA LX中使用的非线性（频率三倍）晶体是在连贯的内部生产的，使我们直接控制了该关键组件的质量和光学特征，并使我们能够实现更长的寿命，改善的绩效，并降低了所有权成本。使用内置的晶体变速杆进一步最大化生命周期，该晶体变速杆包含天博综合体育中国官方网站器中实际晶体的地图，并在其内部有20个预先合格的第三次谐波生成斑点（每个位置超过1000小时）的位置。
光学污染是紫外线天博综合体育中国官方网站器生命周期的关键限制因素。 Avia LX天博综合体育中国官方网站器是在洁净室中制造的，直接暴露于紫外线的内部光学元件包含在一个纯净的密封室内，以防止实际使用中的污染。这最大化了寿命和服务间隔。
此外，Avia LX基于一种非常强大的工业设计，该设计已通过HASS和HALT测试验证。在停止（高加速的生命测试）中，原型经过迭代测试，以破坏，重新设计和重新测试，以消除任何固有的弱点。 HASS（高度加速的应力筛查）然后将实际生产单元强调超出其指定的操作环境。该协议筛选出制造和包装方面的任何缺陷。结果是无与伦比的产品可靠性和寿命。
Avia LX还具有易于融合和易用性的设计。例如，通过使用内置控制电子设备和集成的梁扩展器来简化集成。水冷却的使用最大化生命周期和脉冲到脉冲稳定性，即使在高功率上运行。
总而言之，与传统的机械过程相比，相干的Avia LX天博综合体育中国官方网站与新型脉冲控制技术相比，PCB depaneling的结果卓越，甚至先前可用的Nansecond pulseWidth uspwidth uvwidth UV DPSS天博综合体育中国官方网站源。它应该证明是下一代微电子设备所需的各种制造过程的有用来源，包括切割传统的PCB和Flex电路，sip切割和挖沟以及EMI屏蔽切割。