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紫外激光在制造电路板中的应用

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紫外激光在制造电路板中的应用

* 来源: Cloud * 作者: YiQiSeo * 发表时间: 2019/05/10 0:25:34 * 浏览: 18
激光束通常为机械印刷电路板加工提供低压替代,例如铣削或自动板切割。但紫外激光器具有限制热应力的其他激光器的优点。这是因为大多数UV激光系统以低功率运行。通过使用有时被称为“冷烧蚀”的过程,UV激光束产生减小的热影响区,其最小化边缘处理,碳化和其他热应力的影响,同时使用更高功率的激光。这些负面影响通常存在。紫外激光的波长比可见光短,因此肉眼看不见。虽然您无法看到这些激光束,但这些短波可以使紫外激光更精确地聚焦,从而产生极其精细的电路特性,同时保持出色的定位精度。除了短波长和低工件温度外,紫外光中的高能光子使紫外激光器可用于大型PCB电路板组合,从标准材料(如FR4)到高频陶瓷复合材料和柔性PCB(包括聚酰亚胺)。诸如材料的各种材料是合适的。图1中的图表显示了在六种不同激光器的作用下三种常见PCB材料的吸收。这六种激光器包括准分子激光器(波长248nm),红外激光器(波长1064nm)和两个CO2激光器(波长分别为9.4μm和10.6μm)。紫外激光(Nd:YAG,355 nm)是罕见的激光,在三种材料中具有一致的吸收率。当应用于树脂和铜时,紫外激光表现出极高的吸收率,并且在加工玻璃时具有适当的吸收率。只有昂贵的准分子激光器(波长为248 nm)才能在处理这些主要材料时获得更好的整体吸收率。这种材料的可变性使得UV激光器成为许多工业应用中各种PCB材料的最佳选择,从最基本的电路板,电路布线到口袋大小的嵌入式芯片等先进工艺。直接从计算机辅助设计数据到加工板的紫外激光系统意味着在电路板生产过程中不需要中间件。结合紫外光的精确聚焦,紫外激光系统可以实现高度通用的解决方案和重复定位。应用1:表面蚀刻/电路生产紫外激光器在电路生产中快速工作,表面图案可以在几分钟内蚀刻到电路板上。这使得UV激光器成为生产PCB样品的最快方式。研发部门指出,越来越多的样品实验室正在配备内部紫外激光系统。根据光学仪器的验证,UV激光束的尺寸可以为10-20μm,从而产生柔性电路迹线。图2中的应用显示了UV在电路迹线生产中的最大优势,电路迹线非常小并且需要在显微镜下可见。该板尺寸为0.75“x 0.5”,由烧结陶瓷基板和钨/镍/铜/表面组成。激光器能够以1密耳的间距产生2密耳的电路迹线,导致总间距仅为3密耳。虽然使用激光束生产电路是PCB样品的最快方法,但大规模表面蚀刻应用最好留给化学过程。应用2:PCB拆卸UV激光切割是大型或小型生产的理想选择,也是PCB拆卸的理想选择,特别是当需要应用于柔性或刚柔性电路板时。 。拆卸是从面板上拆下单个板。考虑到材料的灵活性越来越高,这种拆卸成为一项重大挑战。诸如V形槽切割和自动板切割的机械拆卸方法往往会损坏敏感和纤薄的基板,从而给电子专业制造服务(EMS)公司拆卸柔性和刚性 - 柔性电路板带来麻烦。紫外激光切割不仅消除了边缘加工,变形和电路元件损坏过程中产生的机械应力的影响,而且比其他激光器(如C​​O2激光切割)具有更小的热应力效应。图3显示了使用CO2激光器(左)a切割相同的柔性基板(聚酰亚胺)和紫外激光(右)。使用高温CO2激光器比使用紫外激光器进行碳化和边缘处理更有效。如前所述,UV激光在冷烧蚀过程中具有优势。减少“切割垫”可节省空间,这意味着可以将组件放置在更靠近线的边缘,并且可以在每个板上安装更多线,从而最大限度地提高效率,从而在灵活线应用中实现最大的灵活性。 。应用3:钻孔另一种利用紫外激光器的小光束尺寸和低应力特性的应用是钻孔,包括通孔,微孔和盲埋孔。紫外激光系统通过聚焦的垂直光束钻孔,该光束穿过基板。根据使用的材料,可以钻出小至10μm的孔。紫外激光器特别适用于多层钻孔。多层PCB使用复合材料热成型在一起。这些所谓的“半固化”分离发生,特别是在用较高温度的激光器处理之后。然而,UV激光器的相对无应力特性解决了这个问题,如图4所示。在所示的横截面上,将4密耳直径的孔钻入14密耳的多层板中。在柔性聚酰亚胺镀铜基板上的这种应用表明层之间没有分离。关于UV激光的低应力特性,提高产量数据也很重要。产量是从面板中移除的可用板的百分比。在制造过程中,许多条件会导致电路板损坏,包括焊点损坏,元件损坏或分层。这两种因素都可能导致电路板被扔进生产线上的垃圾箱而不是进入装运箱。应用4:深雕刻另一种展示紫外激光器多功能性的应用是深雕刻,它有多种形式。使用激光系统的软件控制,激光束被设置为执行受控消融,即能够在所需深度处切割材料,在切换到另一深度并开始另一任务处理之前停止,继续和完成。各种深度应用包括用于插入芯片的小规模生产和用于从金属表面去除有机材料的表面研磨。紫外激光器还可以在基板上执行多步操作。在聚乙烯上,第一步是使用激光来制作深度为2密耳的凹槽,第二步是在前一步骤的基础上创建一个8密耳的凹槽,第三步是使用10密耳的凹槽。这说明了UV激光系统提供的整体用户控制功能。结论:多功能方法紫外激光器最引人注目的是它们可以在一个步骤中用于完成所有这些应用。这对制造电路板意味着什么?不再需要使用有影响的过程和方法来完成不同设备上的应用,并且可以在单个过程中获得完整的部件。这种简化的生产解决方案有助于消除在流程之间切换电路板时出现的质量控制问题。无紫外线无碎片消融也意味着不需要进行后处理清洁。