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  • PCB中的UV激光加工应用

    发布时间:2017-6-3


    对于电路板行业的激光切割或者钻孔,只需几瓦或十多瓦的UV 激光即可,无需千瓦级别的激光功率,在消费类电子产品、汽车行业或机器人制造技术中,柔性电路板的使用变得日趋重要。由于UV激光加工系统具有柔性的加工方式OPE体育官网手机版、高精度的加工效果以及灵活可控的加工过程,因而成为了柔性电路板以及薄型PCB 激光钻孔与切割的首选OPE体育官网手机版。

     

    如今,激光系统配置的长寿命激光源已基本接近免维护,在生产过程中,激光等级为1级,安全无需其他?OPE体育官网手机版;ぷ爸?。LPKF激光系统配备吸尘装置,不会造成有害物质的排放。加上其直观易操作的软件控制,使得激光技术正在取代传统机械工艺OPE体育官网手机版,节省了特殊刀具的成本。

     

    CO2激光还是UV 激光?
    例如PCB分板或切割时,可以选择波长约为10.6μm 的 CO2 激光系统OPE体育官网手机版。其加工成本相对较低,提供的激光功率也可达数千瓦。但是它会在切割过程中产生大量热能OPE体育官网手机版,从而造成边缘严重碳化。UV 激光波长为355 nm。这种波长的激光束非常容易光学聚焦。小于20瓦激光功率的UV 激光聚焦后光斑直径只有20μm – 而其产生的能量密度甚至可媲美太阳表面OPE体育官网手机版。

     

    UV 激光加工的优势
    UV 激光尤其适用于硬板、软硬结合板OPE体育官网手机版、软板及其辅料的切割以及打标OPE体育官网手机版。那么这种激光工艺究竟有哪些优点呢?在SMT行业的电路板分板以及PCB行业的微钻孔等领域,UV 激光切割系统展现出极大的技术优势。 根据电路板材料厚度的不同OPE体育官网手机版OPE体育官网手机版,激光沿着所需的轮廓一次或者多次切割。材料越薄,切割的速度越快。如果累积的激光脉冲低于穿透材料所需的激光脉冲OPE体育官网手机版,只会在材料表面上出现划痕;因此OPE体育官网手机版,可以在材料上进行二维码或者条形码的打标OPE体育官网手机版,以便后续制程的信息追踪。
    UV激光的脉冲能量仅在材料上作用微秒级的时间OPE体育官网手机版,在切口旁的几微米处OPE体育官网手机版,已无明显热影响,因此无需考虑其产生的热量对元件造成的损坏??拷咴档南呗泛秃傅阃旰梦匏?,无毛刺OPE体育官网手机版。
    此外,LPKF UV激光系统集成CAM 软件可直接导入从CAD中导出的数据,对激光切割路径进行编辑OPE体育官网手机版,形成激光切割轮廓,选择适用于不同材料的加工参数库OPE体育官网手机版,就可以直接激光加工OPE体育官网手机版。该激光系统既适合大批量的量产加工OPE体育官网手机版,也适用于试样生产。

     

    钻孔应用
    电路板中的通孔用于连接双面板的正反面间线路,或用于连接多层板中任意层间线路。为了其导电,需要在钻孔后将孔壁镀上金属层。如今采用传统的机械方法已经无法满足钻孔直径越来越小的要求:尽管提高了主轴转速,但精密钻孔刀具的径向速度会因直径太小而降低,甚至无法完成要求的加工效果。另外,从经济层面考虑,易于磨损的刀具耗材也是一个限制性因素。

     

    半固化片切割
    在电子组件制造过程中,哪些情况要求切割半固化片材料?早在初期,半固化片材料就已经被应用于多层电路板中。多层电路板中的各个电路层通过半固化片的作用被压合在一起;根据电路设计,一些区域的半固化片需要事先切割开窗然后被压合。
    类似的过程也适用于FPC覆盖膜。覆盖膜通常由聚酰亚胺以及厚度为25μm或12.5μm的胶层构成,且容易变形。单个区域(例如焊盘)无需覆盖膜遮盖,以便后期进行装配、连接等工作。这种薄性材料对于机械应力非常敏感——靠非接触式的激光加工可以轻松完成。同时,真空吸附台能够很好固定其位置,保持其平整度OPE体育官网手机版。

     

    软硬结合板加工
    在软硬结合板中OPE体育官网手机版,将刚性PCB与柔性PCB压合一起形成多层板OPE体育官网手机版。压合过程时,柔性PCB上方并没有和刚性PCB压合粘接在一起,通过激光定深切割把覆盖在柔性PCB上面的刚性盖子切割、分离,留下柔性部分OPE体育官网手机版,形成软硬结合板OPE体育官网手机版。这样的定深加工同样适用于多层板中表面嵌入集成元件的盲槽加工OPE体育官网手机版。UV激光会精确切割从多层电路板中分离出来的目标层的盲槽OPE体育官网手机版。在该区域内OPE体育官网手机版,目标层与其上面所覆盖的材料不可形成连接。

     

    PCB和FPC的高效分板
    SMT后分板即切割多种电子元器件已被装配的电路板,该工序已经处在生产链的末端。对于分板OPE体育官网手机版,可选择不同的技术:对于通常用的PCBOPE体育官网手机版,优先考虑使用传统的刀切、冲压和轮廓铣削等工艺。对于较为复杂的电子线路以及薄型基板尤其是对机械应力OPE体育官网手机版、粉尘和尺寸偏差非常敏感的情况OPE体育官网手机版,则采用UV激光切割分板更有优势。以下三个图表从不同因素对这三种方法进行了评估OPE体育官网手机版。

    对于完整轮廓的切割,德国LPKF公司会根据使用的不同激光源OPE体育官网手机版OPE体育官网手机版,建议切割材料厚度不超过1.6mm。针对某些较厚的材料,以及价格昂贵的装配组件,优先考虑安全和质量层面,而切割时长则是其次。
    切割断点分板,激光系统会通过一个前面所述的加工过程切断连接点OPE体育官网手机版。这个切割过程可紧挨靠近边缘的元器件进行OPE体育官网手机版,对于较厚的电路板来说也是非常经济的。

     

    其他应用领域
    由于UV激光波长较短OPE体育官网手机版,可适用于大多数的材料加工。例如OPE体育官网手机版,在电子工业领域可将其用于:
    ● 加工TCO/ITO玻璃且基底无损伤
    ● 在柔性或薄型材料上钻孔
    ● 阻焊层或覆盖膜开窗
    ● 刚柔/柔性电路板分板
    ● 开槽
    ● 已装配或未装配电路板的返修
    ● 切割烧结陶瓷
    ● 精密切割 LTCC


     

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