قطع السيراميك والليزر IMS: أطراف Al₂O₃/AlN والقلب المعدني

• السيراميك (Al₂O₃/AlN، HTCC/LTCC): يستخدم الأشعة فوق البنفسجية (355 نانومتر) مع متعدد التمريرات، منخفض التدفق؛ البيكو ثانية تتفوق على النانو ثانية للحصول على حواف أنظف. توقع ±20–25 ميكرومتر دقة القطع مع الحد الأدنى من التقطيع عند ضبط التثبيت والاستخراج.
• IMS (النواة المعدنية: Al/Cu): تجنب إزالة اللوحات بالليزر بدون تلامس رقاقة موصلة والإجهاد. الأشعة فوق البنفسجية تتعامل مع المواد العازلة؛ أخضر (532 نانومتر) يُحسّن التوصيل بالنحاس. خطة لـ شق ضيق و تعتمد على الوصفة يمرر؛ ضع في اعتبارك استخدام DFM لتقليل إزالة المعدن كامل السمك عندما يكون ذلك ممكنًا.

1) نظرة عامة على المواد

السيراميك (Al₂O₃/AlN، HTCC/LTCC): شديد الصلابة، هش، موصل للحرارة، ومعامل تمدد حراري منخفض. تُسبب الأدوات الميكانيكية تشققات وجسيمات؛ أما الاستئصال بالليزر، فهو خالٍ من التآكل.
IMS (الركائز المعدنية المعزولة): دائرة نحاسية + عازل + الألومنيوم/النحاس قلب (أحيانًا من الفولاذ المقاوم للصدأ). ممتاز لنشر الحرارة، ولكنه عاكس/مُشتت للحرارة، ويحتاج إلى استراتيجية ليزر مُحكمة.

2) نظام الطول الموجي والنبض (ما هو الأفضل)

السيراميك

• الأشعة فوق البنفسجية 355 نانومتر هو الافتراضي؛ ps-UV يعطي أصغر منطقة متأثرة بالحرارة وأقل قدر من التشققات الدقيقة.
• يستخدم مرور متعدد القطع بتدفق منخفض ومعدلات تكرار أعلى؛ الحفاظ على سرعة ثابتة.

نظام إدارة المعلومات الدولي

• العازل وقناع اللحام: الأشعة فوق البنفسجية يتخلص منها بشكل نظيف.
• نحاس: 532 نانومتر الأزواج أفضل من الأشعة تحت الحمراء؛ تعمل الأشعة فوق البنفسجية أيضًا مع الفلونس المضبوط.
• النواة المعدنية: من الممكن إزالة الليزر بعمق كامل ولكن سوق دبي المالي (على سبيل المثال، التجويف المحلي، النواة الأرق، النتيجة الجزئية) غالبًا ما تؤدي إلى تاكت أعلى وحمل حراري أقل.

3) دليل جودة الحافة (السيراميك وIMS)

• استراتيجية التمرير: العديد من التمريرات الضحلة > عدد أقل من التمريرات العميقة (يقلل من التقطيع/المنطقة الخطرة).
• بصريات: عدسة مركزية + مجهر غالفو معايرة جيدًا؛ التحقق من حجم البقعة عند التركيز.
• اِستِخلاص: إزالة الأبخرة/الحطام بكفاءة عالية؛ دروع حماية العدسات.
• إيقاع التبريد: بالنسبة للمكدسات السميكة أو ذات k العالية، قم بتداخل الممرات أو مسح الأجزاء للحد من الحرارة المحلية.
• تَحَقّق: فحص باستخدام المجهر الإلكتروني؛ تتبع عرض المنطقة المتضررة، وخشونة الحافة، وأي شقوق دقيقة.

4) التثبيت والرؤية

• تثبيت الفراغ على منصات الجرانيت/الجسر؛ أضف حاملات لقسائم LTCC/HTCC الرفيعة أو قسائم IMS الصغيرة.
• التحكم في التسطيح: استشعار الارتفاع في حالة انحناء المكدس تحت الحمل الحراري.
• تسجيل: مطابقة العلامات المرجعية أو الأنماط لجهاز CCD؛ إذا لم تكن هناك أهداف، استخدم وحدات DIL.
• سوء التعامل مع اللوحة: قم بوضع علامة على الدوائر المعيبة وتخطيها لحماية العائد.

5) قواعد التصميم بالليزر (DFL)

• الحد الأدنى لنصف القطر: ≤ 0.1–0.2 مم هو أمر روتيني مع الأشعة فوق البنفسجية (يعتمد على الوصفة/النموذج).
• عرض الفتحة/النافذة: منخفضة مثل ~0.2–0.3 ملم مع التمريرات المضبوطة.
• ممنوع الدخول: حدد مكان إبعاد النحاس/المكونات؛ الأشعة فوق البنفسجية تسمح بذلك ضيق جدًا المسافات.
• نصيحة IMS: عندما يكون ذلك ممكنًا، تجنب قطع القلب الطويل كامل السُمك - استخدم الشقوق أو القلب الرقيق أو النقوش المحلية لتقصير طول مسار المعدن.

6) حساب الإنتاجية (مقدر بسيط)

وقت اللوحة (تقريبًا):

Tpanel ≈ (طول القطع الإجمالي / سرعة المتجه)
+ (N_fid × align_time)
+ تحميل/تفريغ + نفقات عامة

غالبًا ما يفوز الليزر بـ OEE من خلال القضاء على تغييرات البت, انجراف تآكل الأداة، و تنظيف النشارة، وخاصة على الخطوط المعقدة.

7) الأخطاء والحلول الخاصة بـ IMS

• تأثير الانعكاسية والمشتت الحراري: يستخدم أخضر/أشعة فوق البنفسجية، المزيد من التمريرات، وسرعات مسح ثابتة؛ عادةً ما تكون التسخين المسبق غير ضروري إذا كانت استراتيجية التمرير صحيحة.
• خطر الحطام الموصل (الميكانيكي): ينتج الليزر لا يوجد نشارة معدنية؛ اقترن باستخراج جيد للحفاظ على حواف نظيفة.
• نتوء على حواف النحاس: عدم التركيز بشكل طفيف على التمريرة النهائية + التأثير المناسب يجعل الشفاه ناعمة.

8) كيف يبدو "الجيد" (الأهداف)

• دقة القطع: ~±20–25 ميكرومتر
• إمكانية التكرار: ~±2–3 ميكرومتر
• كيرف: ~20–60 ميكرومتر (يعتمد على المادة/الوصفة)
• تقطيع السيراميك: لا يمكن رؤية أي شيء عند التكبير المنخفض؛ يتم تقليل التقطيع الدقيق في الصور المجهرية
• حواف IMS: خالية من النشارة، تغير اللون إلى الحد الأدنى، لا يوجد انفصال للعازل

9) اختيارات النماذج (حسب نوع الوظيفة)

• كوبونات السيراميك أو IMS الصغيرة/المتوسطة: ليزر مباشر H1 (300×350 مم)
• لوحات السيراميك/IMS اليومية غير المتصلة بالإنترنت: ليزر مباشر S2 (350×350 مم، جرانيت)
• إزالة لوحة PCBA المضمنة: ليزر مباشر S4 (مسار مضمن، 350×350 مم)
• UPH أعلى مضمن: دايركت ليزر H3 (منصة مزدوجة، 300×300 مم)
• المصفوفات الكبيرة/المتعددة: طابعة دايركت ليزر H3 330D (350×520 مم)
• لوحات كبيرة أو معقدة / أكوام سميكة: دايركت ليزر H5 (520×520 مم؛ حتى 580×580)

10) قائمة التحقق من القطع النموذجية (أرسل هذه القائمة للحصول على نتائج سريعة)

المواد + السُمك (نواة Al₂O₃/AlN/LTCC/HTCC أو IMS) · تراكم النحاس · نوع/سُمك العازل · حدود الشق/الحافة المستهدفة · منع دخول النحاس/المكونات · حجم اللوحة/اللوحة والمصفوفة · Takt/UPH · مضمن/غير متصل + MES · CAD (Gerber/ODB++/DXF/Excellon) · صورة مرجعية.

الأسئلة الشائعة (مختصرة)

• هل سيؤدي الأشعة فوق البنفسجية/الخضراء إلى إتلاف الأجزاء القريبة؟ تحافظ وصفات المرور المتعددة المناسبة على مستوى HAZ منخفضًا؛ فهي لا تسبب أي تلامس (لا يوجد ضغط ميكانيكي).
• هل يمكننا قطع قلب الألومنيوم بالكامل؟ نعم، ولكن قد ينخفض التسارع - خذ بعين الاعتبار استخدام DFL لتقليل طول مسار المعدن أو استخدم نهجًا هجينًا (إغاثة جزئية + قطع نهائي).
• كيف نثبت الجودة؟ توفير الصور المجهرية وقياسات خشونة الحافة والمنطقة المتأثرة بالحرارة، وفحوصات المقاومة/العزل على جهاز IMS عبر القطع.