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PCB职业中的UV激光加工使用

PCB行业中的UV激光加工应用-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。

  关于电路板职业的激光切开或许钻孔,只需几瓦或十多瓦的UV 激光即可,无需千瓦等级的激光功率,在消费类电子产品、汽车职业或机器人制作技能中,柔性电路板的运用变得日趋重要。因为UV激光加工体系具有柔性的加工办法、高精度的加作业用以及灵敏可控的加工进程,因而成为了柔性电路板以及薄型PCB 激光钻孔与切开的首选。

  

  图1:CO2激光(左)与 UV 激光(右)的切开槽比较。UV 激光发生热效应较小,其切开边际洁净、规整。

  现在,激光体系配置的长寿命激光源已根本挨近免保护,在出产进程中,激光等级为1级,安全无需其他保护设备。LPKF激光体系装备吸尘设备,不会构成有害物质的排放。加上其直观易操作的软件操控,使得激光技能正在替代传统机械工艺,节省了特别刀具的本钱。

  CO2激光仍是UV 激光?

  例如PCB分板或切开时,可以挑选波长约为10.6μm 的 CO2 激光体系。其加工本钱相对较低,供给的激光功率也可达数千瓦。可是它会在切开进程中发生很多热能,然后构成边际严峻碳化。

  UV 激光波长为355 nm。这种波长的激光束十分简单光学聚集。小于20瓦激光功率的UV 激光聚集后光斑直径只要20μm – 而其发生的能量密度乃至可比美太阳外表。

  UV 激光加工的优势

  UV 激光特别适用于硬板、软硬结合板、软板及其辅料的切开以及打标。那么这种激光工艺终究有哪些长处呢?

  在SMT职业的电路板分板以及PCB职业的微钻孔等范畴,UV 激光切开体系展现出极大的技能优势。 依据电路板资料厚度的不同,激光沿着所需的概括一次或许屡次切开。资料越薄,切开的速度越快。假如累积的激光脉冲低于穿透资料所需的激光脉冲,只会在资料外表上呈现划痕;因而,可以在资料上进行二维码或许条形码的打标,以便后续制程的信息追寻。

  

  图2:一个基板多个元器件,即便紧贴线路也可安全分板。

  UV激光的脉冲能量仅在资料上效果微秒级的时刻,在堵截旁的几微米处,已无显着热影响,因而无需考虑其发生的热量对元件构成的损坏。接近边际的线路和焊点完好无缺,无毛刺。

  此外,LPKF UV激光体系集成CAM 软件可直接导入从CAD中导出的数据,对激光切开途径进行修改,构成激光切开概括,挑选适用于不同资料的加工参数库,就可以直接激光加工。该激光体系既合适大批量的量产加工,也适用于试样出产。

  钻孔运用

  电路板中的通孔用于衔接双面板的正反面间线路,或用于衔接多层板中恣意层间线路。为了其导电,需求在钻孔后将孔壁镀上金属层。现在选用传统的机械办法现已无法满意钻孔直径越来越小的要求:虽然提高了主轴转速,但精细钻孔刀具的径向速度会因直径太小而下降,乃至无法完结要求的加作业用。别的,从经济层面考虑,易于磨损的刀具耗材也是一个限制性要素。

  针对柔性电路板的钻孔,LPKF公司研发了一种新式的激光钻孔体系。LPKFMicroLine 5000激光设备配有533mm x 610 mm的作业台面,可以卷对卷的自动化作业。钻孔时,激光可以先从孔的中心动身切出微孔概括,这比一般办法更为准确。体系可以在高径深比的状况下,在有机或非有机的基板上钻制最小直径为20μm的微孔。柔性电路板、%&&&&&%基板或HDI电路板都十分需求这样的精度。

  半固化片切开

  在电子组件制作进程中,哪些状况要求切开半固化片资料?早在初期,半固化片资料就现已被运用于多层电路板中。多层电路板中的各个电路层经过半固化片的效果被压合在一同;依据电路设计,一些区域的半固化片需求事前切开开窗然后被压合。

  

  图3:经过激光工艺可以在灵敏的掩盖层上构成准确的概括。

  相似的进程也适用于FPC掩盖膜。掩盖膜一般由聚酰亚胺以及厚度为25μm或12.5μm的胶层构成,且简单变形。单个区域(例如焊盘)无需掩盖膜隐瞒,以便后期进行安装、衔接等作业。

  这种薄性资料关于机械应力十分灵敏——靠非触摸式的激光加工可以轻松完结。一同,真空吸附台可以很好固定其方位,坚持其平整度。

  软硬结合板加工

  在软硬结合板中,将刚性PCB与柔性PCB压合一同构成多层板。压合进程时,柔性PCB上方并没有和刚性PCB压合粘接在一同,经过激光定深切开把掩盖在柔性PCB上面的刚性盖子切开、别离,留下柔性部分,构成软硬结合板。

  这样的定深加工相同适用于多层板中外表嵌入集成元件的盲槽加工。UV激光会准确切开从多层电路板中别离出来的方针层的盲槽。在该区域内,方针层与其上面所掩盖的资料不行构成衔接。

  PCB和FPC的高效分板

  SMT后分板即切开多种电子元器件已被安装的电路板,该工序现已处在出产链的结尾。关于分板,可挑选不同的技能:关于一般用的PCB,优先考虑运用传统的刀切、冲压和概括铣削等工艺。关于较为杂乱的电子线路以及薄型基板特别是对机械应力、粉尘和尺度误差十分灵敏的状况,则选用UV激光切开分板更有优势。以下三个图表从不同要素对这三种办法进行了评价。

  

  图4:分板办法比较:其他办法无法到达 UV激光器的分板质量。

  关于完好概括的切开,德国LPKF公司会依据运用的不同激光源,主张切开资料厚度不超越1.6mm。针对某些较厚的资料,以及价格昂贵的安装组件,优先考虑安全和质量层面,而切开时长则是其次。

  

  图5 : 在 Tab-Cut 中,激光切开断点分板。

  切开断点分板,激光体系会经过一个前面所述的加工进程堵截衔接点。这个切开进程可紧挨接近边际的%&&&&&%进行,关于较厚的电路板来说也是十分经济的。

  其他运用范畴

  因为UV激光波长较短,可适用于大多数的资料加工。例如,在电子工业范畴可将其用于:

  ● 加工TCO/ITO玻璃且基底无损伤

  ● 在柔性或薄型资料上钻孔

  ● 阻焊层或掩盖膜开窗

  ● 刚柔/柔性电路板分板

  ● 开槽

  ● 已安装或未安装电路板的返修

  ● 切开烧结陶瓷

  ● 精细切开 LTCC

  

  不只限于对电路板的加工,UV激光体系还可在一个加作业业中一同完结LTCC组件的切开、直写和钻孔。

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