PCB行业中的紫外激光加工应用

time : 2019-06-29 09:02       作者:凡亿pcb

对于电路板行业的激光切割或者钻孔,只需几瓦或十几瓦的UV激光器即可,无需千瓦级别的激光功率,在消费类电子产品、汽车行业制造技术中,柔性电路板的使用变得尤为重要。由于UV激光加工系统具有柔性的加工方式、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。

图1:CO2激光(左)与 UV 激光(右)的切割槽比较。UV 激光产生热效应较小,其切割边沿干净、整齐。

CO2激光还是UV 激光?

PCB分板或切割时,可以选择波长约为10.6μm 的 CO2 激光系统。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,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。

UV 激光加工的优势

紫外激光尤其适用于硬板、软硬结合板、软板及其辅料的切割以及打标。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,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,只会在材料表面上出现划痕;因此,可以在材料上进行二维码或者条形码的打标,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,在切口旁的几微米处,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。靠近边缘的线路和焊点完好无损,无毛刺。此外,INTELASER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,形成激光切割轮廓,选择适用于不同材料的加工参数库,就可以直接激光加工。该激光系统既适合大批量的量产加工,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限制性因素。

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,可选择不同的技术:对于通常用的PCB,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、粉尘和尺寸偏差非常敏感的情况,则采用UV激光切割分板更有优势

激光切割断点分板

对于完整轮廓的切割,韵腾激光会根据使用的不同激光源,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。

其他应用领域

由于紫外激光波长较短,可适用于大多数的材料加工。例如,在电子工业领域可将其用于:

在柔性或薄型材料上钻孔

阻焊层或覆盖膜开窗

刚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

精密切割低温共烧陶瓷