뉴스
피코초 레이저 vs. 나노초 레이저: FPC 및 PCB 공정 최적화를 위한 완벽 가이드
빠르게 발전하는 전자 제조 산업에서 더욱 작고 얇으며 유연한 회로에 대한 수요가 최고조에 달하고 있습니다. 플렉서블 인쇄 회로(FPC)와 고밀도 인터커넥트(HDI) PCB는 기존의 기계적 방식으로는 더 이상 제공할 수 없는 정밀 가공을 요구합니다.
이러한 요구에 부응하여 산업용 레이저 미세 가공 분야의 두 거물, 나노초(ns) 레이저와 피코초(ps) 레이저가 주목받고 있습니다. 두 레이저 모두 절단, 드릴링, 에칭에 사용되지만, 어떤 레이저를 선택하느냐에 따라 제품의 신뢰성과 생산량이 크게 좌우됩니다.
1. 기술 사양: 나노초 레이저와 피코초 레이저 비교
생산 라인에 적합한 장비를 선택하려면 기술적 기반을 이해하는 것이 첫 번째 단계입니다.
산업 사양의 유사점
속도는 다르지만, 두 레이저는 다음과 같은 공통적인 산업적 특징을 공유합니다.
파장 범위: 두 기술 모두 1064nm(적외선), 532nm(녹색), 355nm(자외선/UV)를 포함한 표준 산업용 파장을 제공합니다. UV는 폴리머와 구리에 대한 흡수율이 높아 PCB 가공에 특히 널리 사용됩니다.
통합: 두 레이저 모두 고속 검류 스캐닝 시스템 및 CNC 워크스테이션에 통합할 수 있습니다.
산업적 신뢰성: 최신 피코초(ps) 및 나노초(ns) 레이저는 24시간 연중무휴 대량 생산 환경에 맞춰 설계되었습니다.
주요 차이점
특징 | 나노초(ns) 레이저 | 피코초(ps) 레이저 |
펄스 지속 시간 | 10⁻⁹초 (예: 10ns ~ 100ns) | 10⁻¹²초 (예: 1피코초 ~ 20피코초) |
최대 출력 | 메가와트(MW) | 기가와트(GW) |
절제 메커니즘 | 광열(용융/증발) | 광음향(저온 처리) |
정도 | 표준(미세 규모) | 초정밀(서브마이크로 스케일) |
2. 피코초 레이저가 "탄화" 방지에 탁월한 이유
산업 용어로 탄화는 레이저 절단면 주변의 재료가 타거나 그을리는 현상을 말합니다. 이로 인해 열영향부(HAZ)가 생성되어 회로 고장, 절연 불량 또는 FPC의 구조적 약화를 초래할 수 있습니다.
"저온 처리"의 원리
피코초 레이저가 탄화를 방지하는 주된 이유는 펄스 지속 시간과 열 이완 시간(TRT) 사이의 관계 때문입니다.
나노초 레이저("고온" 처리): 나노초 펄스는 상대적으로 "느립니다". 따라서 열에너지가 주변 재료로 전달될 충분한 시간이 있습니다. 이 열로 인해 재료가 녹고, 끓고, 결국 탄화(그을림)된 후에 제거됩니다.
피코초 레이저("저온" 처리): 피코초 펄스는 매우 빠르기 때문에 열이 주변 원자로 전달되기 전에 재료와의 상호 작용이 완료됩니다. 높은 피크 출력으로 인해 재료가 녹는 대신 다광자 흡수가 발생하여 재료가 직접 플라즈마로 변환됩니다.
이를 "냉간 가공"이라고 하며, 탄화 현상이 거의 없이 깨끗한 절단면을 얻을 수 있습니다.
3. FPC 및 PCB 가공: 성능 심층 분석
폴리이미드(PI) 및 구리(Cu)와 같은 재료를 가공할 때, 결과의 차이는 매우 큽니다.
FPC 폴리이미드(PI) 절단 및 커버레이 개방
나노초 공정 결과: 종종 가장자리가 "어둡거나" "노랗게" 변색됩니다. 열로 인해 PI가 말리거나 접착층이 번져 최종 조립에 영향을 줄 수 있습니다.
피코초 공정 결과: 재료의 원래 색상이 유지된 깨끗하고 날카로운 가장자리를 얻을 수 있습니다. 잔여물이 남지 않아 후속 레이어의 접착에 매우 중요합니다.
PCB 마이크로 비아 드릴링 및 구리 제거
나노초 공정 결과: 드릴링된 구멍 입구에 슬래그(녹은 구리가 다시 굳은 것)가 남아 원뿔 모양을 형성할 수 있습니다. 도금 전에 강력한 화학 세척이 필요합니다.
피코초 단위 결과: 완벽한 원통형 "직선형 벽" 구멍을 구현합니다. 구리가 깨끗하게 기화되어 슬래그가 남지 않으며, 후처리 필요성이 크게 줄어듭니다.
4. 요약: 용도에 맞는 적절한 도구 선택
지원서 | 추천 레이저 | 주된 이유 |
고급 FPC 절단 | 피코초 | 탄소 배출 제로, 유연성 유지. |
HDI PCB 블라인드 비아 드릴링 | 피코초 | 높은 종횡비, 용융 잔류물 없음. |
두꺼운 경질 PCB 절단 | 나노초 | 비용 효율적이고 재료 제거율이 높습니다. |
간단한 부품 마킹 | 나노초 | 효율적이며 투자 비용이 상당히 낮습니다. |
결론: 초고속 기술의 미래
나노초 레이저는 여전히 많은 "거친" 산업 작업에 비용 효율적인 핵심 기술이지만, 고정밀 전자 분야에서는 피코초 레이저가 단연 최고의 선택입니다.
피코초 레이저는 탄화 현상과 열영향부(HAZ)를 제거함으로써 엔지니어들이 FPC 및 PCB 설계의 한계를 뛰어넘어 생산량 증대와 뛰어난 제품 신뢰성을 확보할 수 있도록 해줍니다.
-
레이저 마킹 머신을 작동할 때 주의 사항은 무엇입니까?
1. 물이 없거나 물 순환이 비정상일 때 레이저 전원 공급 장치와 Q-스위칭 전원 공급 장치를 가동하는 것은 엄격히 금지됩니다.
2. Q 전원 공급 장치는 무부하 상태에서 작동해서는 안 됩니다(즉, Q 전원 공급 장치의 출력 단자는 플로팅 상태로 유지해야 합니다).
3. 이상 현상이 발생할 경우, 먼저 검류계 스위치와 키 스위치를 끄고 점검하십시오.
4. 고전압이 유입되어 부품이 손상되는 것을 방지하기 위해 크립톤 램프가 켜지기 전에는 다른 부품을 가동해서는 안 됩니다.
5. 다른 전기 제품과의 스파크 및 고장을 방지하기 위해 레이저 전원 공급 장치의 출력 단자(양극)를 매단 상태로 두십시오.
6. 내부 순환수를 깨끗하게 유지하십시오. 물탱크를 정기적으로 청소하고 깨끗한 탈이온수 또는 순수로 교체하십시오.
-
레이저 강도가 약해지고 표시가 충분히 명확하지 않은 경우 어떻게 해야 합니까?
1. 기기를 끄고 레이저 공진기가 변경되었는지 확인하십시오. 공진기 렌즈를 미세 조정하십시오. 출력 광점을 최상으로 맞추십시오.
2. 음향 광학 결정이 오프셋되었거나 음향 광학 전원 공급 장치의 출력 에너지가 너무 낮습니다.
시청각 결정의 위치를 조정하거나 시청각 전원 공급 장치의 작동 전류를 높이십시오.
3. 검류계에 입사하는 레이저가 중심에서 벗어납니다. 레이저를 조정하십시오.
4. 전류를 약 20A로 조정했지만 광 감도가 여전히 충분하지 않은 경우: 크립톤 램프가 노후화된 것입니다. 새 램프로 교체하십시오.
-
UV 레이저 절단기를 어떻게 유지관리하나요?
1. 매일 정기적인 청소를 수행하고, 조리대, 리미터, 가이드 레일의 이물질을 제거하고, 가이드 레일에 윤활유를 도포해야 합니다.
2. 배출구가 과도한 이물질로 막히지 않도록 수거함의 폐기물을 정기적으로 비워야 합니다.
3. 15일에 한 번씩 냉각기를 청소하고, 내부 물을 모두 배출한 후 깨끗한 물로 채우십시오.
4. 반사판과 초점 렌즈는 6~8시간마다 특수 세척액으로 닦아야 합니다.
닦을 때는 면봉이나 세척액에 적신 면봉을 사용하여 초점 렌즈의 중앙에서 가장자리 방향으로 시계 반대 방향으로 닦으십시오.
이때 렌즈가 긁히지 않도록 주의하십시오.
5. 실내 환경, 특히 습하고 먼지가 많은 환경은 기기의 수명에 영향을 미칠 수 있습니다.
A damp environment is prone to causing rust on the reflective lenses and also easily leading to short circuits, discharge and sparking of the velvet laser.
-
레이저 절단기를 사용할 때 레이저 방출로 인해 어떤 사고가 발생할 수 있나요?
(1) 레이저가 가연성 물질과 접촉하여 화재가 발생했습니다.
레이저 발생기의 출력이 매우 높다는 것은 누구나 알고 있으며, 특히 고출력 레이저 절단기의 경우 방출되는 레이저의 온도가 매우 높습니다. 레이저 빔이 가연성 물질과 접촉하면 화재가 발생할 가능성이 매우 높습니다.
(2) 기계 작동 중 유해 가스가 발생할 수 있습니다.
예를 들어, 산소를 사용하여 절단할 경우 절단 재료와 화학 반응을 일으켜 미지의 화학 물질이나 미세 입자 및 기타 불순물을 생성합니다. 인체에 흡수되면 알레르기 반응이나 폐 및 기타 호흡기 질환을 유발할 수 있습니다. 작업 시 보호 조치를 취해야 합니다.
(3) 인체에 직접 레이저가 노출되면 유해할 수 있습니다.
레이저가 인체에 미치는 손상은 주로 눈과 피부에 손상을 입힙니다. 레이저로 인한 손상 중 눈에 대한 손상이 가장 심각하며, 눈에 대한 손상은 영구적입니다. 그러니 숙제를 할 때는 눈을 보호하는 데 주의해야 합니다.
-
나노초, 피코초, 펨토초 레이저의 초점 직경은 얼마입니까?
나노초: 광점의 크기는 0.5~1mm입니다.
피코초: 초점의 크기는 약 0.02mm입니다.
펨토초: 100~200KHz의 높은 반복률과 10ps의 매우 짧은 펄스폭을 가진 레이저 빔을 조사할 때,
초점의 크기는 0.003mm로 매우 작습니다.
-
UV 레이저 절단기의 주요 용도는 무엇입니까?
UV 레이저 절단기는 PCB 절단 및 디패널링에 사용할 수 있습니다.
V-CUT 및 스탬프 홀을 사용하여 다양한 유형의 PCB 회로 기판을 정밀하게 절단하고 형상화하며, 윈도우와 커버를 열 수 있습니다.
패키징된 회로 기판과 일반 평활 기판을 분리하는 데에도 사용할 수 있습니다.
세라믹 기판, 리지드 플렉스 기판, FR4, PCB, FPC, 지문 인식 모듈, 커버 필름, 복합 소재, 구리 기판, 알루미늄 기판 등 다양한 유형의 PCB 기판 절단에 적합합니다.
-
다양한 금속소재를 가공하는 레이저 절단기의 주의사항은?
구리 및 황동:
두 재료 모두 높은 반사율과 우수한 열전도율을 가지고 있습니다.
두께 1mm 미만의 황동은 질소 레이저 절단으로 가공할 수 있습니다.
두께 2mm 미만의 구리는 절단할 수 있습니다. 레이저 절단 가공에 사용되는 가스는 산소여야 합니다.
구리와 황동은 시스템에 "반사 흡수" 장치가 설치된 경우에만 절단할 수 있습니다. 그렇지 않으면 반사로 인해 광학 부품이 손상될 수 있습니다.
합성 재료:
가공 가능한 합성 재료에는 열가소성 플라스틱, 열경화성 재료, 인조 고무가 있습니다.
알루미늄:
높은 반사율과 열전도율에도 불구하고, 합금 종류와 레이저 출력에 따라 두께 6mm 미만의 알루미늄 재료도 절단할 수 있습니다.
산소로 절단하면 절단 표면이 거칠고 단단해집니다.
질소를 사용하면 절단 표면이 매끄럽습니다.
순수 알루미늄은 순도가 높아 절단하기가 매우 어렵습니다.
알루미늄 소재는 파이버 레이저 절단 시스템에 "반사 및 흡수" 장치가 설치된 경우에만 절단할 수 있습니다.
그렇지 않으면 반사로 인해 광학 부품이 손상될 수 있습니다.
-
스테인리스 스틸을 레이저로 절단할 때 주의해야 할 점은 무엇입니까?
스테인리스 스틸의 레이저 절단 가공에는 모서리 산화가 발생하지 않는 조건에서 산소를 사용해야 합니다.
질소를 사용하여 산화 및 버(burr) 없는 모서리를 만들면 추가 가공이 필요하지 않습니다.
시트 표면에 오일 필름을 코팅하면 가공 품질을 저하시키지 않고도 더 나은 천공 효과를 얻을 수 있습니다.