除了HDI板的加工應用,CO 2 激光器的盲孔加工技術還應用于內置硅集成電路芯片的半導體封裝工藝中。半導體封裝有兩種類型的層:一個核心層,以確保電路板的剛性,另一個是積層,以形成電氣接口與硅集成電路芯片的超細電路。由于硅集成電路芯片的高度集成,半導體封裝必須結合高密度互連電路。在這一領域,該技術要求在積層上加工微米級的盲孔,直徑小于50μm;以及在核心層加工直徑100μm的小通孔。圖4顯示了采用CO 2 激光器加工的盲孔和小通孔。
至于微米級盲孔,曾經由紫外激光器加工直徑40μm級的盲孔,現已由CO 2 激光鉆孔設備實現,該設備安裝了高性能f-θ透鏡,使光學畸變減至最小。此外,這一最新的激光鉆孔設備能夠用四束分束的激光同時加工四個孔,達到每秒4500個孔的高速加工。這種CO 2 激光器微孔加工方式比紫外激光器具有更好的經濟效率,證明了它有利于降低高端半導體封裝的生產成本。
采用激光加工通孔的方法不同于盲孔加工工藝,該方法已應用于頂端和底部均為銅層的電路板上。該方法是采用激光鉆孔,先從板材的一側加工到中間層,然后從板材另一側的同一位置再做鉆孔加工,從而得到一個通孔。典型的激光鉆孔振鏡位置精度小于±10μm,使得雙面的鉆孔之間,直徑小于100μm的通孔沒有移位。由于激光加工通孔可以解決常規機械鉆孔所帶來的問題,即鉆頭成本、生產率和孔的定位精度,而激光加工通孔的技術正迅速普及。
CO2激光鉆孔不僅應用在電子電路板加工之中,也廣泛用于制造多層陶瓷電容器(Multi-Layer Ceramic Capacitor, MLCC),這種電容器大量用于手持設備。對于MLCC,燒結之前的陶瓷板被稱為“綠片”,是一個激光加工的目標材料。高峰值/短脈沖CO 2 激光器很適合在綠片上高速加工出高質量、極微小的孔洞。作為不可或缺的生產工具,有數百臺三菱電機CO 2 激光鉆孔設備在MLCC制造領域內運行。
隨著半導體封裝制造業內整體上強化成本驅動的趨勢,CO 2 激光鉆孔對半導體封裝行業頗具吸引力。盡管CO 2 激光器并非尖端的新型激光器,但它在工業應用方面,的確是一種優秀、可靠、經濟的激光器。CO 2 激光鉆孔有望在未來發展成為一個有用的加工方式,應用于PCB制造業。
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