< img height="1" width="1" style="display:none" src="https://www.facebook.com/tr?id=1724791474554128&ev=PageView&noscript=1" />

Cartes PCB de perçage laser – Comment ça marche ?

Table des matières

Le perçage au laser des cartes PCB implique l’utilisation d’un faisceau de lumière focalisée à haute énergie pour créer des trous. Pour savoir comment cela fonctionne, continuez ci-dessous. Nous vous expliquerons le processus de perçage, les différents types de laser utilisés et tout ce que vous devez savoir. Commençons!

Qu'est-ce que le perçage de PCB ?

Cela signifie créer des trous sur un circuit imprimé. Les trous servent à diverses fins et ont des diamètres différents. Ils peuvent également être peu profonds ou traversants pour diverses fonctions, telles que :

  • Vias pour la communication intercouche en connectant électriquement les couches et les traces
  • Trous de placement de composants pour l'assemblage de dispositifs électroniques et autres traversants
  • Trous de montage pour installer la carte dans son périphérique ou système d'application
  • Ouvertures pour fixer la carte à un luminaire pour les tests

Le perçage des PCB implique deux techniques principales : mécaniquement à l'aide de forets physiques et de forets ou à l'aide de la chaleur créée par une lumière à haute énergie. faisceau lorsqu'il est focalisé sur un point de la surface du substrat.

Perçage de circuits imprimés au laser

Le perçage laser des PCB est un moyen de percer des trous sur des circuits imprimés, tels que des vias, en concentrant un faisceau de lumière à haute énergie sur un point. La chaleur qui en résulte fait fondre le point, vaporisant le matériau du circuit imprimé et créant une ouverture.

Une poutre étroite produit des trous étroits, et vice versa. D'un autre côté, la variation de la période d'exposition contrôle la profondeur de l'ouverture dans la carte. De cette façon, il devient possible de réaliser différents types de trous.

Perçage laser de vias PCB à l'aide d'un laser CO2
Perçage laser de vias PCB à l'aide d'un laser CO2
Ressource: https://www.researchgate.net

Perceuse laser CO2 ou UV pour PCB

Une perceuse laser pour PCB est généralement de l'un de ces deux types : à base de CO2 ou d'UV. Parfois, le processus nécessite l’utilisation des deux. Voici comment chacun fonctionne.

CO2 laser

CO2 signifie qu'il utilise du CO2 et d'autres gaz pour le processus d'amplification de la lumière. Un type CO2 fonctionne dans le plus haut bande infrarouge. Étant un faisceau de longueur d’onde plus longue, il convient mieux aux trous de plus grand diamètre. Cela ne fonctionne également que sur les diélectriques. Cependant, le forage coûte moins cher et est relativement rapide.

Laser UV

Une perceuse UV utilise le bande ultraviolette. Il perce des trous de plus petit diamètre, inférieurs à 100 microns de large, ce qui en fait un type plus précis. Il fonctionne également avec une large gamme de matériaux, y compris les métaux, mais coûte plus cher à utiliser.

Micro-vias percés au laser
Micro-vias percés au laser
Ressource: https://www.sciencedirect.com

Quels sont les avantages des cartes PCB percées au laser ?

Les cartes PCB de perçage au laser présentent plus d'avantages par rapport à la méthode mécanique. Cela en fait une technique privilégiée pour la plupart des cavités de circuits imprimés, en particulier les microvias. Voici une liste des avantages les plus importants

  • La perceuse n'entre pas physiquement en contact avec la planche. Cela réduit les problèmes d’usure et les risques de fissuration ou de délaminage.
  • Les cartes PCB à perçage laser offrent un rapport hauteur/largeur ou un diamètre profondeur-trou plus élevé.
  • La lumière perce des maisons plus petites que les mèches mécaniques. Des cavités aussi petites que 3 mil ou 0.075 mm sont possibles.
  • Il a une vitesse élevée. Dans les séries de production plus élevées, cela signifie une réduction significative des coûts
  • Elle produit des trous précis, ce qui en fait une méthode privilégiée pour les cavités de petit diamètre.
  • C'est une manière propre de faire des trous ; contrairement à la méthode mécanique, elle ne produit pas de copeaux.

Le perçage laser des PCB a ses inconvénients. Par exemple, cela ne fonctionne pas bien si le matériau est trop réfléchissant. Elle est également plus coûteuse que la méthode mécanique et peut ne pas convenir aux projets à petit budget ou aux séries de production inférieures.

Comment fonctionne une perceuse laser PCB
Comment fonctionne une perceuse laser PCB
Ressource: https://www.mdpi.com

Processus de perçage laser pour PCB

Le processus de perçage laser des PCB comporte quelques étapes. Premièrement, le faisceau doit être façonné et dirigé à l’aide d’une optique de haute précision. Le reste du processus, depuis le moment où la poutre touche la surface de la planche jusqu'au moment où elle crée le trou requis, se déroule comme suit.

1. Chauffage

Le faisceau contient l'énergie électromagnétique. Le matériau du circuit imprimé absorbe cette énergie lorsqu’il est frappé par la lumière. L'énergie absorbée excite les atomes.

2. Fusion

Le résultantes énergie cinétique provoque une augmentation soudaine et brutale de la température, entraînant une rupture des liaisons chimiques et une fonte du point.

3. Vaporisation

Le matériau fondu se vaporise instantanément, créant un trou. Le contrôle de l'énergie, de l'exposition et de la taille du faisceau détermine le diamètre et la profondeur du trou.

4. Éjection du matériau

L’augmentation soudaine du volume de matière dans la cavité entraîne une augmentation brutale de la pression. La pression de recul qui en résulte éjecte tous les matériaux fondus. Les trous percés passent par un processus d’inspection pour déterminer leur qualité.

Types de perçage laser dans la fabrication de PCB
Types de perçage laser dans la fabrication de PCB
Ressource: https://www.sciencedirect.com

Méthodes de perçage laser pour PCB

Le perçage de PCB à l'aide du laser peut prendre diverses formes en fonction des caractéristiques du trou requis et du coût, entre autres considérations. Les méthodes comprennent une impulsion unique, le trépanage, la percussion et le forage hélicoïdal.

Forage à impulsion unique

La perceuse envoie une seule impulsion à haute énergie à la surface de la planche. La méthode à impulsion unique crée des trous plus grands et est généralement moins précise. Lorsque des trous de tolérance dimensionnelle plus profonds et plus élevés sont nécessaires, la méthode multi-impulsions appelée percussion est préférée.

Percussion

Au lieu d'une seule impulsion longue, le faisceau lumineux frappe la carte avec des impulsions de puissance relativement faible et de courte durée. Chaque impulsion entraîne la fusion et la vaporisation d’une partie du matériau.

Cette méthode de production de trous produit des civilités plus petites (plus petites que le faisceau lui-même, ce qui le rend plus précis. La percussion crée également des trous plus profonds plus rapidement qu'avec un seul faisceau d'impulsions.

Trépanage

Lors du trépanage, la poutre coupe autour du diamètre du trou et est utile si l'ouverture requise est plus grande que la poutre. Bien que moins précis, un foret laser trépanant pour PCB fait des trous plus grands. Cela nécessite également un mouvement du faisceau soigneusement contrôlé, sinon la qualité du trou peut ne pas être élevée.

Laser hélicoïdal

Le faisceau trace une trajectoire de forme hélicoïdale. En même temps, il tourne également sur son axe et utilise un prisme Dove (en savoir plus ici) pour contrôler le mouvement. Comme le trépanage, le forage hélicoïdal produit des trous de qualité mais a une faible vitesse.

Conclusion

Le perçage laser des circuits imprimés utilise l'énergie de la lumière concentrée pour produire des trous sur les circuits imprimés, des vias aux trous de montage ou d'assemblage de composants. Cette méthode présente de nombreux avantages, de nombreux fabricants de circuits imprimés préférant l'utiliser aux bits mécaniques. Nous espérons que cet article vous a aidé à comprendre son fonctionnement et ses avantages.

Derniers Articles
Contactez-Nous
Envoyer un message