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激光共聚焦显微镜在PCB面板行业的应用

2021年10月14日 16:04   来源: Nanoscope Systems lnc   
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制造柔性电路板首先是先把一个或者多个铜箔层链接到电介质树脂基片,然后通过腐蚀铜箔来创建所需要的导线图案。在应用到基板之前,首先需要将铜箔表面进行粗糙化处理,这样才能促进它的黏附,如果铜箔的表面粗糙度不够,就使得树脂在生产过程中不够牢固,然后导致电子设备的缺陷和故障。因此,铜箔的粗糙度必须控制在一定的范围内

NS3500激光共聚焦显微镜简介

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NS3500激光共聚焦显微镜广泛地用于PCB行业,为了满足测量的精度和测量范围NS3500激光共聚焦显微镜不但可以支持非接触测量,高精度测量,高分辨率,而且可以提供大范围拼接能力。

相比较于普通的探针扫描仪,激光共聚焦显微镜有着更高的分辨率和测量精度。NS3500激光共聚焦显微镜采用的是针孔 成像技术,可以隔绝焦点外所有的信号,从而大大提高了图像的分辨率,通过垂直移动物镜,采用类似断层扫面的方法,可以在短短几秒钟内获得样品的所有三维数据。因此根本不需要接触样品的表面。在进行测量之前也不需要对样品进行预先处理,直接放到X,Y Stage上就可以进行测量,也不会损伤到样品的表面。


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NS3500激光共聚焦显微镜在PCB行业的应用案例

案例一

对于不同镀层的厚度进行测量。与普通的3D 非接触轮廓仪相比,3D激光共聚焦显微镜有着更高的精度和分辨率, 而且还可以精准地区分透明薄膜涂层之间地边界

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案例二

5G就是指的第五代通信技术,5G技术的特点是:(1)超大连接(2)超高速率(3)超低延时 因此,5G时代是真正万物互联的开始。5G的通信频率要高于4G,通过研究发现高频信号更容易出现信号传输损失,为了降低传输损耗需要使用低传输损失的PCB面板(高速,高频多层板)

PCB面板的生产过程中需要对铜箔的表面进行糙化处理以改善铜箔与PCB介电材料的结合力。但是在高频信号下,5G的趋肤效应更加明显,趋肤效应指的是:高频电流流过导体时,电流会趋向于导体表面分布,越接近导体表面分布,电流密度越大。(见下图)因此有必要控制铜箔表面的粗糙度来防止传输损耗。

 

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如果是在粗糙度比较大的铜电路表面,信号传输的路径很长,传输损耗增加,如果是在粗糙度比较小的铜电路表面,信号传输路径变短,传输损耗降低。总的来说,铜箔的表面需要打的粗糙度来增加结合强度,同时需要小的粗糙度来降低趋肤效应。所以准确测量铜箔表面的粗糙度,对于设计和生产高速高频PCB面板有着重要的意义。

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传统的粗糙度测量采用的是探针式的粗糙度仪进行测量,随着5G的到来超薄铜箔将会成为市场的主流产品,由于铜箔很软,使用传统的探针式粗糙度仪会在铜箔的表面留下划痕,很难进行准确的测量。NS3500高速激光共聚焦显微镜采用的是非接触式测量,不会损坏样品的表面,测量结果更加准确。探针式轮廓仪只能测量单条线的粗糙度,激光共聚焦显微镜不但可以测量线粗糙度,还可以测量面粗糙度,可以获得更加丰富的样品表面信息。

结论

本文借助NS3500激光共聚焦显微镜对PCB制作流程中不同工序处理后地样板进行测量研究,得到较好地表面形貌数据。与传统的光学显微镜相比较,具备高分辨率,高清晰度。 图像的连贯性好,可观察三维形貌,可快速获取样品表面的三维信息。随着PCB工艺的质量要求和精密加工技术的提高,样品粗糙度精度已经进入纳米时代,因而3D激光共聚焦显微镜在PCB表面的粗糙度的测量必将成为未来的主流方向。

 




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