Новости
Химическое травление против лазерного травления: ключевые различия в производстве печатных пла
Для высокоточного производства печатных плат и подложек интегральных схем доминируют два основных метода травления:
традиционное химическое травление (влажное травление) и лазерное травление (сухое травление).
Ниже приведено подробное описание их различий, преимуществ и недостатков, которое поможет вам сделать правильный выбор для вашего проекта!
Основной принцип: как они работают
1. Традиционное химическое травление (влажный процесс)
Основано на химических реакциях для растворения материалов (например, меди на печатной плате). Процесс: Медный ламинат → Нанесение фоторезиста → Экспонирование и проявление →
Травление (кислотный/щелочной хлорид меди) растворяет открытую медь → Удаление. Суть: Изотропное травление (коррозия вниз и в стороны).
2. Лазерное травление (сухой процесс)
Использует высокоэнергетические лазерные лучи (УФ, пикосекундные, фемтосекундные) для непосредственного испарения/абляции материалов. Управление осуществляется компьютером для прямой записи без маски.
Суть: Анизотропное травление (точное вертикальное удаление).
Основные различия (в случае печатной платы/медной фольги)
1. Точность и контроль ширины линии.
Химическое травление: точность ширины линии ±10–15 мкм, минимальная ширина линии ≥50 мкм (усовершенствованное импульсное травление ~30–40 мкм).
⚠️ Критический дефект: подрез (трапецеидальные контуры от боковой коррозии).
Лазерное травление: точность ширины линии ±3–5 мкм, минимальная ширина линии ≤20 мкм (на уровне HDI/подложки).
✅ Края, близкие к вертикальным, без подреза, прямоугольное поперечное сечение.
2. Качество кромок и воздействие термических/механических напряжений
Химическое травление:
✅ Отсутствие зоны термического воздействия (ЗТВ), отсутствие напряжений, отсутствие заусенцев, ровная поверхность.
⚠️ Шероховатые боковые стенки и потеря ширины линии из-за подреза.
Лазерное травление:
✅ Вертикальные, гладкие кромки с точными размерами.
⚠️ Наносекундные лазеры: ЗТВ, микротрещины, изменение цвета, заусенцы.
✅ Пикосекундные/фемтосекундные лазеры: Минимальная ЗТВ (холодная обработка), бесконтактный процесс, отсутствие механических напряжений.
3. Технологический процесс и гибкость
Химическое травление: Длительный процесс: Ламинирование → Экспонирование → Проявление → Травление → Удаление → Промывка.
⚠️ Медленная смена технологической схемы (требуется новая пленка/маска), не идеально подходит для мелкосерийного производства с большим количеством вариантов.
Лазерное травление: Бесмасочная прямая запись: Импорт CAD-файла → Начало обработки.
✅ Смена технологической схемы в один клик, прямой переход от проектирования к производству, идеально подходит для НИОКР, прототипирования и многовариантных заказов.
4. Экологичность и стоимость
Химическое травление:
❌ Сточные воды от кислот/меди, высокие затраты на очистку окружающей среды.
❌ Высокий расход расходных материалов (травитель, фоторезист, пленка, вода, электричество).
✅ Низкие инвестиции в оборудование (линия травления ≈ 1 миллион единиц).
✅ Сверхнизкая стоимость и высокая производительность для массового производства.
Лазерное травление:
✅ Сухой процесс, нулевые сточные воды/химикаты.
✅ Минимальный расход материалов (только электричество, минимальное удаление пыли).
❌ Высокая стоимость оборудования (пикосекундные машины ≈ от нескольких миллионов до 10 миллионов).
❌ Более высокая себестоимость единицы продукции и более низкая скорость, чем при химическом напылении.
5. Применимость материалов
Химическое травление:
Подходит для меди, алюминия, нержавеющей стали;
❌ Не подходит для керамики, стекла, материалов с высокой температурой плавления.
Лазерное травление:
✅ Работает со всеми материалами (медь, керамика, полиимид, ПЭТ, стекло, металлические подложки).
Преимущество: Селективная абляция (травление меди, отсутствие повреждения подложки).
Как выбрать?
Выбирайте традиционное химическое травление, если:
• Массовое производство, средняя или низкая точность (ширина линии ≥50 мкм)
• Экономически целесообразно, стремление к максимальной производительности
• Использование обычной медной фольги, отсутствие необходимости в термическом напряжении/деформации
Выбирайте лазерное травление, если:
• Высококачественные подложки HDI/IC/гибкие печатные платы, ширина линии ≤30 мкм
• Мелкосерийное производство, многотипные изделия, быстрое прототипирование, частые изменения конструкции
• Высокие экологические требования, нулевой уровень сточных вод
• Использование специальных материалов (керамика, подложки на основе стали, сверхтонкие подложки, стекло)
Итоговый вывод
Химическое травление = Низкая стоимость, массовое производство, отсутствие нагрева → Ограниченная точность, подрез, загрязнение.
Лазерное травление = Высокая точность, вертикальные кромки, без маски, экологичность, универсальность → Высокая стоимость оборудования, более низкая скорость.
-
Какие меры предосторожности необходимо соблюдать при работе с лазерным маркиратором?
1. Категорически запрещается включать блок питания лазера и блок питания с модуляцией добротности без воды или при нарушении циркуляции воды.
2. Блок питания с модуляцией добротности не должен работать без нагрузки (т.е. выходной контакт блока питания с модуляцией добротности должен быть оставлен плавающим).
3. В случае возникновения каких-либо ненормальных явлений сначала выключите гальванометр и выключатель с ключом, а затем проведите проверку.
4. Запрещается включать другие компоненты до включения криптоновой лампы во избежание попадания высокого напряжения и повреждения компонентов.
5. Следите за тем, чтобы выходной контакт (анод) блока питания лазера оставался подвешенным во избежание искрения и пробоя другими электроприборами.
6. Поддерживайте чистоту внутренней циркулирующей воды. Регулярно очищайте резервуар для воды и заполняйте его чистой деионизированной или чистой водой.
-
Что делать, если интенсивность лазерного луча снизилась и маркировка стала недостаточно четкой?
1. Выключите аппарат и проверьте, изменился ли лазерный резонатор; отрегулируйте линзу резонатора. Добейтесь наилучшего светового пятна на выходе;
2. Акустооптический кристалл смещен или выходная энергия акустооптического источника питания слишком низкая;
Отрегулируйте положение аудиовизуального кристалла или увеличьте рабочий ток аудиовизуального источника питания;
3. Лазерный луч, попадающий в гальванометр, отклоняется от центра: отрегулируйте лазер;
4. Если ток отрегулирован примерно на 20 А, но светочувствительность по-прежнему недостаточна: криптоновая лампа стареет. Замените ее на новую.
-
Как обслуживать станок для УФ-лазерной резки?
1. Необходимо регулярно проводить уборку ежедневно, удаляя мусор со столешницы, ограничителей и направляющих, а также смазывая направляющие смазочным маслом.
2. Необходимо регулярно очищать контейнер для сбора отходов, чтобы предотвратить засорение выпускного отверстия излишками отходов.
3. Очищайте чиллер каждые 15 дней, сливая всю воду из него и заполняя его чистой водой.
4. Отражатель и фокусирующую линзу следует протирать специальным чистящим раствором каждые 6–8 часов.
При протирке используйте ватный диск или ватную палочку, смоченную в чистящем растворе, и протирайте фокусирующую линзу от центра к краю против часовой стрелки.
При этом будьте осторожны, чтобы не поцарапать линзу.
5. Условия в помещении могут повлиять на срок службы устройства, особенно в условиях повышенной влажности и запыленности.
Влажная среда склонна вызывать ржавчину на отражающих линзах, а также легко может привести к коротким замыканиям, разрядам и искрению бархатного лазера.
-
Какие несчастные случаи могут быть вызваны лазерным излучением при использовании лазерного рез
(1) Пожар возник из-за контакта лазера с легковоспламеняющимися материалами.
Всем известно, что мощность лазерных генераторов очень высока, особенно если речь идёт о мощных лазерных режущих станках, температура излучаемого лазером лазера чрезвычайно высока. Вероятность возникновения пожара при контакте лазерного луча с легковоспламеняющимися предметами очень высока.
(2) Во время работы станка могут выделяться вредные газы.
Например, при резке кислородом происходит химическая реакция с режущим материалом, в результате которой образуются неизвестные химические вещества, мелкодисперсные частицы и другие примеси. Попадая в организм человека, кислород может вызывать аллергические реакции или дискомфорт в лёгких и других дыхательных путях. При выполнении работ следует принимать меры предосторожности.
(3) Прямое воздействие лазера на организм человека может быть вредным.
Вред, наносимый лазерами человеческому организму, в основном включает повреждения глаз и кожи. Среди вреда, наносимого лазерами, повреждение глаз является наиболее серьёзным. Более того, повреждение глаз является необратимым. Поэтому при выполнении домашнего задания необходимо уделять внимание защите глаз.
-
Каков диаметр сфокусированного пятна наносекундного, пикосекундного и фемтосекундного лазера?
Наносекунда: диаметр светового пятна составляет 0,5–1 мм.
Пикосекунда: диаметр сфокусированного пятна составляет около 0,02 мм.
Фемтосекунда: под воздействием лазерного луча с высокой частотой повторения 100–200 кГц и очень короткой длительностью импульса 10 пс
диаметр сфокусированного пятна составляет всего 0,003 мм.
-
Каковы основные области применения станков для УФ-лазерной резки?
Станок для лазерной резки с ультрафиолетовым излучением (УФ) может использоваться для резки и разделения печатных плат.
Он может точно резать и формовать различные типы печатных плат с V-образными и штампованными отверстиями, а также с вырезами и крышками.
Он также может использоваться для разделения корпусных печатных плат и обычных гладких плат.
Он подходит для резки различных типов подложек печатных плат, таких как керамические подложки, гибко-жёсткие платы, FR4, печатные платы, гибкие печатные платы, модули распознавания отпечатков пальцев, защитные плёнки, композитные материалы, медные подложки, алюминиевые подложки и т. д.
-
Меры предосторожности при работе с лазерными режущими станками для обработки различных металли
Медь и латунь:
Оба материала обладают высокой отражательной способностью и отличной теплопроводностью.
Латунь толщиной менее 1 мм можно обрабатывать азотным лазером.
Можно резать медь толщиной менее 2 мм. В качестве газа для лазерной резки должен использоваться кислород.
Резка меди и латуни возможна только при наличии в системе устройства, обеспечивающего «поглощение отражения». В противном случае отражение повредит оптические компоненты.
Синтетические материалы:
К обрабатываемым синтетическим материалам относятся: термопласты, термореактивные материалы и искусственный каучук.
Алюминий:
Несмотря на высокую отражательную способность и теплопроводность, алюминиевые материалы толщиной менее 6 мм можно резать, в зависимости от типа сплава и мощности лазера.
При резке кислородом поверхность реза получается шероховатой и твёрдой.
При использовании азота поверхность реза получается гладкой.
Чистый алюминий чрезвычайно трудно резать из-за его высокой чистоты.
Резка алюминиевых материалов возможна только при установке устройства «отражение-поглощение» на систему волоконного лазера.
В противном случае отражение может повредить оптические компоненты.
-
На что следует обратить внимание при лазерной резке нержавеющей стали?
Лазерная резка нержавеющей стали требует использования кислорода при условии отсутствия окисления кромок.
Если для получения кромок без окисления и заусенцев используется азот, дальнейшая обработка не требуется.
Нанесение масляной пленки на поверхность листа обеспечит лучший эффект перфорации без снижения качества обработки.