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[PCB线路板生产厂家]介绍紫外激光器在制造电路板中的应用
2020-12-04
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光柱一般为机械印制线路板加工供给低压代替办法,如铣削或半自动电路板割切。不过具备其他所不具有的益处,即能够限止热应力。这是由于大部分数紫外激光系统在低功率状况下运行。经过运用有时候被称为“冷消溶”的工艺,紫外激光器的光柱会萌生一个由大变小的热影响区,可以将冲缘加工、碳化以及其他热应力的影响降至最低,而运用更高功率的激光器一般都会存在这些个负面影响。

紫外激光器的波长比可见光波长更短,因为这个人的眼睛是不可以见的。固然你没有办法看见这些个,但就是这些个短波让紫外激光器能够更非常准确地会聚,因此在萌生非常精密细致的电路特别的性质的同时,还能维持良好的定位精密度。

除开波参差,作件温度较低外,紫外光中存在的高能光量子让紫外激光得以应用于大型PCB电路板组合,从FR4等标准材料到高频瓷陶复合材料以及涵盖聚酰亚胺在内的柔性PCB材料等各种材料都适合使用。

图1中的图表显露了三种常见的PCB材料在六种不一样激光器效用下的借鉴率。这六种激光器中涵盖(波长为248 nm),器(波长为1064 nm),和两种(波长作别为9.4μm和10.6μm)。紫外激光器(Nd:YAG,波长为355nm)是一种难得见到的在三种材料中借鉴率完全一样的激光器。

 

图1:三种常见印制电路板材料在6种不同激光器下的吸收率

紫外激光器应用于天然树脂和铜时显露了极高的借鉴率,在加工玻璃时也有着合适的借鉴率。只有价钱极其昂贵的器(波长248nm)在加工这些个主要材料时才会获得更好的各个方面借鉴率。这一材料的差别性要得紫外激光器变成了众多工业领域中各种PCB材料应用的最佳挑选,从出产最基本的电路板,电路布线,到出产袖珍型镶嵌式芯片等高级工艺都通用。

紫外激光系统直接从计算机匡助设统计据到加工电路板,意味着在电路板出产过程中不必不论什么半中腰人。再加上紫外光的非常准确会聚有经验,要得紫外激光系统可以实行极具特别的性质的方案,并重复定位。

应用1:外表腐刻/电路出产

紫外激光器在出产电路时办公迅疾,数分钟就能将外表图样腐刻在电路板上。这要得紫外激光器变成出产PCB样品的最快办法。开发部门注意到,越来越多的样品实验室正在配备内里紫外激光系统。

倚赖于七色板检查鉴定,紫外激光光柱的体积可以达到10-20μm, 因此出产柔性电路板迹线。图2中的应用表明紫外光在出产电路迹线方面的最大优势,电路迹线非常细微,需求在目镜下能力看到。这一电路板尺寸为0.75英寸x0.5 英寸,由一块加热使黏结瓷陶基片和钨/镍/铜/外表组成。激光器能够萌生2mils的电路迹线,间距为1 mil,因此要得整个儿间距仅为3 mils。

 

图2:紫外激光器生产的电路跟踪极其微小,需要在显微镜下才能看见

固然运用激光光柱出产电路是PCB 样品最快的办法,但大规模施行外表腐刻应用最好留给化学工艺。

应用2:PCB的拆卸

紫外激光器割切对于大型或小规模出产来说都是一个最佳的挑选,同时对于PCB的拆卸,特别是需求应用于柔性或刚柔接合电路板上时也是一个不赖的挑选。拆卸就是将单个电路板从嵌板上移除,思索问题到材料柔性的不断增加,这种拆卸便会面对非常大的挑战。V槽割切和半自动电路板割切等机械拆卸办法容易毁损锐敏而纤薄的基板,给电子专业制作服务(EMS)公司在拆卸柔性和刚柔接合电路板时带来麻烦。紫外激光器割切不止可以消弭在冲缘加工、变型和毁损电路元件等拆卸过程中萌生的机械应力的影响,同时比应用如CO2激光器割切等其他激光器拆卸时萌生热应力影响要少一点。

图3展览了运用CO2激光器(图左) 和紫外激光器(图右)对一样的柔性基质(聚酰亚胺)施行割切。运用高温的CO2激光器比运用紫外激光器的煤化和冲缘加工效应大众多,如前所述,紫外激光器在冷消溶工艺上霸占优势。

 

图3:使用COz激光器(图左)和紫外激光器(图污}切割的一种桑性基质(聚酝亚胺)

“割切缓和冲突垫”的减损能够节约空间,这意味着元件能够安放在更接近线路边缘的位置,每一块电路板上可以安装更多线路,将速率提高到无上,因此达到柔性线路板应用的最大极限。

应用3:钻孔

额外一种利用紫外激光器小规模光柱尺寸和低应力属性的应用是钻孔,涵盖贯形成空洞、微孔和盲埋孔。紫外激光器系统经过会聚铅直波束径直割切洞穿基板来钻孔。根据所运用的材料,可以钻出小至10μm的孔。

紫外激光器在施行多层钻孔时尤为有用。多层PCB运用复合材料经热压铸入在一块儿。这些个所说的的“半固化”会发生离合,尤其是在运用温度更高的激光器加工后。不过,紫外激光器相对来说无应力的属性就解决了这一问题,如图4所示。在图示横断面,一块14 mil的多层板上钻直径为4mil的孔。这一在柔性聚酰亚胺镀铜基板上的应用,显露了各层之间没有显露出来离合。关于紫外激光器低应力属性,还有关紧一点儿:增长了成品率数值。成品率是从一块嵌板上移除的可用电路板的百分比。

 

图4:在图示横切面,一块14mil的多层板上进行直径为4ral的结孔

在制作过程中,众多事情状况都会导致电路板的毁坏,涵盖断开的焊点、出现裂缝的元件或分层。任一种因素都会造成电路板在出产线上被丢进废物箱而非进入了运送箱。

应用4:深度镌刻

额外一种展览紫外激光器通用性的应用是深度镌刻,这处面含有多种方式。利用激光器系统的软件扼制,激光光柱设定施行受控消溶,即能够依照所需深度在某一材料向上行割切,在转向额外一种深度和着手额外一个担任的工作之前可以休止、接着和完成所需的加工。各种深度应用涵盖:镶嵌芯片刻用到的小规模出产以及将有机材料从金属外表移除的外表研磨。

紫外激光器还可以在基板向上行多步骤操作。在聚乙烯材料上,第1步是用激光萌生一个深度为2 mils的凹槽,第二步是在上一步的基础上萌生8 mils的凹槽,第三步是10mils的凹槽。这解释明白紫外激光系统所供给的群体用户扼制功能。

 

图5:紫外激光器进行表面研磨应用

论断:一种万能的办法

紫外激光器最为引人注目的是能够用纯一的步骤来完成上面所说的全部应用。这对于制作电路板意味着啥子?许多人不再需求在不一样的设施上运用同时萌生影响的工艺和办法来完成某一应用,而只需一次加工就可以取得完整的零件。

这一流线型的出产方案有助于消弭电路板在不一样流程间改换时萌生的品质扼制问题。紫外光无碎屑消溶特别的性质也意味着不必施行后加工清洗。

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