In den letzten Jahren hat die rasante Entwicklung der Elektronikindustrie auch zu einem quantitativen Wachstum der Leiterplattenproduktion geführt. Kleinere Bauteile erfordern Leiterplatten mit höherer Dichte und Präzision, was die Qualitätskontrolle und Fehlererkennung in der Produktion erheblich erschwert. Hochpräzise Smartphone-Leiterplatten sind hierfür ein gutes Beispiel. Seit Beginn des 21. Jahrhunderts hat sich der globale Smartphone-Markt rasant entwickelt, und die Forschung und Entwicklung im Bereich der Mobilkommunikation konzentriert sich weiterhin auf hohe Dichte und ultradünne Bauweise. Von den früher üblichen HDI-Produkten (High Density Interconnection) mit einem Linien-Abstands-Verhältnis (L/S) von 100 µm/100 µm und mehr bis hin zu den heutigen Anforderungen an hochpräzise, ​​hochdichte Substrate mit einem L/S-Verhältnis von 50 µm/50 µm oder weniger. Die immer strengeren Anforderungen an das L/S-Verhältnis führen nach der Leiterbahnbildung direkt zu einer Verschlechterung der Leiterplattenqualität.

Bei Leiterbahnfehlern sind Kupferreste und Belichtungsspuren die Hauptursachen. Derzeit wird diese Fehler meist mit einem Korrekturmesser und einer optischen Lupe korrigiert. Die Vorgehensweise ist wie folgt: A) Bilder der zu prüfenden Leiterplatte vor Ort aufnehmen; B) Koordinaten und Fläche der Kupferreste mit einem geeigneten Prüfverfahren ermitteln; C) Manuell prüfen, ob eine Korrektur mit dem Korrekturmesser möglich ist; D) Anhand der Positionsangaben die genaue Stelle der Kupferreste unter dem Mikroskop lokalisieren. Anschließend die Kupferreste mit geeigneten Werkzeugen und ausreichend Druck entfernen, um Beschädigungen an den Rändern der Kupferreste zu vermeiden; E) Die Leiterplatte erneut auf Kupferreste prüfen.

Die Hauptnachteile der manuellen Korrektur von Kupferresten auf Leiterplatten mit einem Korrekturmesser sind: Die Fläche der Kupferreste muss klein und dünn sein, und die Harzschicht unter der Kupferfolie muss ausreichend dick sein, um zu verhindern, dass nach der Korrektur neue Fehler entstehen. Außerdem muss beim Korrigieren der Kupferreste darauf geachtet werden, dass diese auf andere Bereiche überspringen und Kurzschlüsse verursachen. Das Verfahren ist komplex, die Schulung eines erfahrenen Bedieners ist schwierig, und es erfordert hochqualifizierte Fachkräfte. Da Leiterplatten heutzutage hochpräzise und hochdicht gefertigt werden, stößt die manuelle Korrektur an ihre Grenzen hinsichtlich Genauigkeit und Reparaturkosten.

Die dünnere Zwischenlagenkonstruktion stellt höhere Anforderungen an das technische Können des Bedieners, und mit der Entwicklung von Leiterplattengrafiken hin zu höherer Präzision und höherer Dichte verschlechtert sich die Zuverlässigkeit und Erfolgsquote der manuellen Korrektur immer weiter.

Um die Schwächen der oben genannten bestehenden Technologien zu beheben, hat sich die laserbasierte Korrektur von Leiterplattenfehlern mittels Bilderkennung als Standard etabliert. Ausgehend von der visuellen Erkennung der Kupferrestpositionen auf der Leiterplatte korrigiert dieses Verfahren die Restkupferreste per Laser anstatt wie bisher manuell mit einem Korrekturmesser. Dadurch werden Bedienungsfehler vermieden, die Produktionskosten gesenkt und die Genauigkeit, Effizienz und Erfolgsquote der Kupferreparatur verbessert.

Prinzip:

Das Laser-Leiterplatten-Kupferentfernungsgerät erfasst das Leiterplattenbild mittels eines Bildaufnahmesystems, detektiert die Koordinaten und die Fläche der Kupferreste mithilfe eines Kupferrestdetektionssystems, identifiziert und unterteilt den zu korrigierenden Bereich. Der Laser beleuchtet diesen Bereich und nutzt den thermischen Effekt, um die verbleibenden Kupferdefekte zu abtragen und so die Leiterplattenfehler lasertechnisch zu korrigieren.

Die Subnanosekunden-Mikrolaser der MC-Serie von RealLight eignen sich hervorragend für diese Anwendungsforschung. Sie zeichnen sich durch geringe Pulsdauer, hohe Spitzenleistung, gute Strahlqualität, kompakte Bauweise, stabile Leistung und hohe Performance aus. Im Vergleich zu herkömmlichen Nanosekunden- und Pikosekundenlasern lässt sich Restkupfer schnell und präzise entfernen, ohne das Leiterplattensubstrat zu beschädigen. Dank ihrer speziellen Energie und Pulsdauer kann sie mit der Lasertransfertechnologie kombiniert werden, um fehlende Kupferstellen schnell zu reparieren und somit Kurzschlüsse und Unterbrechungen auf der Leiterplatte gleichzeitig zu beheben.

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