뉴스
세라믹 및 페라이트 인덕터의 정밀 마이크로 드릴링: 친환경 피코초(Picosecond) 공정의 이점
5G 통신, 자동차 전장, 고주파 RF 모듈의 급격한 성장으로 인해 전자 부품은 01005 및 008004와 같은 서브밀리미터(sub-millimeter)급 패키지로 소형화되고 있습니다.
소형화된 면적 내에서 더 높은 전력 밀도를 구현하기 위해, 인덕터 설계는 기존의 2차원 레이아웃에서 3차원 수직 적층 구조로 변화하고 있습니다.
고밀도 3D 세라믹 인덕터와 페라이트 파워 인덕터를 제조하려면, 매우 깨지기 쉽고 열에 민감한 기판을 관통하는 고종횡비(high-aspect-ratio) 수직 상호연결 통로(비아 홀)를 형성해야 합니다.
기존의 기계적 드릴링이나 나노초(nanosecond) 열 레이저 가공 방식은 종종 미세 균열, 심각한 가장자리 깨짐(chipping), 그리고 자기적 특성 저하를 유발합니다.
이에 따라 그린 피코초(picosecond) 레이저 기술(532nm 초고속 레이저)이 차세대 인덕터 부품을 위한 정밀하고 응력(stress) 없는 미세 가공을 가능하게 하는 최적의 솔루션으로 부상했습니다.
532nm 그린 피코초 레이저의 기술적 우수성
그린 피코초 레이저는 초단파 펄스 지속 시간(10⁻¹²초)과 짧은 광 파장을 결합하여, 여러 핵심 물리적 특성 면에서 표준 적외선(1064nm) 시스템보다 뛰어난 성능을 발휘합니다.
향상된 광 흡수율: 페라이트 및 기능성 세라믹 기판은 532nm 그린 파장 대역에서 훨씬 높은 흡수율을 보입니다. 이를 통해 더 낮은 에너지 밀도(fluence)로 재료를 제거할 수 있어 과도한 열 노출을 방지합니다.
회절 한계(Diffraction-Limited) 스팟 크기: 파장이 적외선 빛의 절반 수준이므로, 그린 레이저는 더 좁은 빔 스팟으로 집속될 수 있습니다. 이러한 특성 덕분에 뛰어난 공간 분해능으로 20마이크로미터(μm) 미만의 미세 비아를 형성할 수 있습니다.
비열(Non-Thermal) 냉간 가공(Cold Ablation): 피코초 펄스는 열 에너지가 주변 결정 격자로 확산되기 전에 재료의 전자 시스템에 직접 에너지를 전달합니다. 이로 인해 열영향부(HAZ), 미세 균열, 재응고층(recast layer)이 완전히 제거됩니다.
세라믹 및 페라이트 인덕터 제조의 주요 응용 분야
1. 페라이트 코어 인덕터의 고종횡비 비아 홀 드릴링
파워 인덕터는 구리 또는 은 금속화를 위한 수직 상호연결을 형성하기 위해 페라이트 코어를 관통하는 전도성 미세 비아가 필요합니다.
과제: 페라이트는 취성(깨지기 쉬운 성질)이 강하고 열 응력에 민감합니다. 기존 레이저 열은 구조적 미세 균열을 발생시켜 자기 투과율(μ)을 저하시키고 코어 손실을 증가시킵니다.
그린 피코초 솔루션: 초고속 그린 레이저 드릴링은 열 응력 없이 깨끗한 광절삭을 수행합니다. 매끄러운 내부 홀 벽은 페라이트 코어의 퀴리 온도와 고유 자기 특성을 보존합니다.
2. LTCC 및 HTCC 다층 인덕터용 3D 인터커넥트
고주파 RF 인덕터는 저온 동시 소성 세라믹(LTCC) 다층 적층 구조를 사용합니다. 얇은 세라믹 테이프를 통해 층간 코일 연결을 생성하려면 엄격한 테이퍼 제어와 깨끗한 홀 마진이 요구됩니다.
그린 피코초 솔루션: 세차 운동 광학 장치와 통합된 그린 피코초 레이저는 8:1 이상의 종횡비에서 직선형의 거의 0에 가까운 테이퍼를 가진 비아 벽을 생성하여 전도성 페이스트의 매끄러운 충전을 가능하게 합니다.
3. 세라믹 기판의 정밀 스크라이빙 및 다이싱
칩 인덕터의 대량 생산에는 개별 칩 분리 전에 대형 세라믹 웨이퍼 전체에 걸쳐 조밀한 어레이 스크라이빙이 필요합니다.
그린 피코초 솔루션: 초고속 그린 레이저는 3미크론 미만의 정밀한 에지 칩핑을 통해 개별 칩의 기계적 무결성을 유지하고 최종 조립 수율을 획기적으로 향상시킵니다.
성능 벤치마크 요약
기존 장비에서 초고속 그린 레이저로의 기술적 전환을 설명하기 위해 다음과 같은 주요 운영 지표를 살펴보겠습니다.
비아 직경 최소화:
기존 나노초 레이저는 일반적으로 50마이크론 이상의 홀 직경으로 제한됩니다. 그린 피코초 레이저는 15~30마이크론 사이의 정밀한 비아 직경을 구현하여 초소형 부품 패키지에 직접 적용할 수 있습니다.
열영향부(HAZ) 제거:
나노초 레이저로 인한 열 손상은 종종 20마이크론을 초과하여 내부 응력을 발생시킵니다. 그린 피코초 가공은 HAZ를 2마이크론 미만으로 줄여 민감한 자기 도메인을 보호합니다.
엣지 칩핑 제어: 기존 방식은 15마이크론 이상의 엣지 칩핑을 발생시킵니다. 그린 피코초 레이저는 칩핑을 3마이크론 미만으로 줄여 기계적 충격에 대한 구조적 강도를 크게 향상시킵니다.
벽면 형상 최적화:
나노초 드릴링은 금속 도금을 복잡하게 만드는 깔때기 모양의 테이퍼를 생성합니다. 친환경 피코초 드릴링 기술은 거의 수직에 가까운 비아 벽을 형성하여 밀도가 높고 결함 없는 전기 도금 충진을 보장합니다.
-
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.