激光光束一般来说为机械印制电路板加工获取高压替代方法,如铣削或自动电路板切割成。但是紫外激光器具备其它激光器所不具备的益处,即需要容许热应力。这是因为大多数紫外激光系统在较低功率状态下运营。通过用于有时被称作“冻消融”的工艺,紫外激光器的光束不会产生一个增大的热影响区,可以将冲缘加工、碳化以及其它热应力的影响降到低于,而用于更高功率的激光器一般来说都会不存在这些负面影响。
紫外激光器的波长比红外线波长更加较短,因此肉眼是不可见的。虽然你无法看见这些激光束,但就是这些短波让紫外激光器需要更加准确地探讨,从而在产生极为细致的电路特性的同时,还能维持优良的定位精度。除了波长较短,工件温度较低外,紫外线中不存在的高能光子让紫外激光以求应用于大型PCB电路板人组,从FR4等标准材料到高频陶瓷复合材料以及还包括聚酰亚胺在内的柔性PCB材料等各种材料都限于。
图1中的图表表明了三种少见的PCB材料在六种有所不同激光器起到下的吸收率。这六种激光器中还包括准分子激光器(波长为248nm),红外激光器(波长为1064nm),和两种CO2激光器(波长分别为9.4μm和10.6μm)。
紫外激光器(Nd:YAG,波长为355nm)是一种少见的在三种材料中吸收率完全一致的激光器。紫外激光器应用于树脂和铜时表明了极高的吸收率,在加工玻璃时也具有必要的吸收率。只有价格昂贵的准分子激光器(波长248nm)在加工这些主要材料时才不会获得更佳的全面吸收率。这一材料的差异性使得紫外激光器沦为了很多工业领域中各种PCB材料应用于的最佳自由选择,从生产最基本的电路板,电路布线,到生产袖珍型嵌入式芯片等高级工艺都标准化。
紫外激光系统必要从计算机辅助设计数据到加工电路板,意味著在电路板生产过程中不必须任何中间人。再行再加紫外线的准确探讨能力,使得紫外激光系统可以实行极具特性的方案,并反复定位。应用于1:表面转印/电路生产紫外激光器在生产电路时工作很快,数分钟就能将表面图样转印在电路板上。
这使得紫外激光器沦为生产PCB样品的最慢方法。研发部门注意到,更加多的样品实验室正在配有内部紫外激光系统。依赖光学仪器测验,紫外激光光束的大小可以超过10-20μm,从而生产柔性电路迹线。
图2中的应用于指出紫外线在生产电路迹线方面的仅次于优势,电路迹线极为微小,必须在显微镜下才能看到。这一电路板尺寸为0.75英寸x0.5英寸,由一块工件陶瓷基片和钨/镍/铜/表面构成。激光器需要产生2mils的电路迹线,间距为1mil,从而使得整个间距仅有为3mils。
虽然用于激光光束生产电路是PCB样品最慢的方法,但大规模展开表面转印应用于最差留下化学工艺。应用于2:PCB的拆除紫外激光器切割成对于大型或小型生产来说都是一个最佳的自由选择,同时对于PCB的拆除,特别是在是必须应用于柔性或拳法融合的电路板上时也是一个不俗的自由选择。
拆除就是将单个电路板从嵌板移除除,考虑到材料柔性的大大减少,这种拆除就不会面对相当大的挑战。V槽切割成和自动电路板切割成等机械拆除方法更容易受损灵敏而纤薄的基板,给电子专业生产服务(EMS)企业在拆除柔性和拳法融合的电路板时带给困难。紫外激光器切割成不仅可以避免在冲缘加工、变形和受损电路元件等拆除过程中产生的机械形变的影响,同时比应用于如CO2激光器切割成等其它激光器拆除时产生热应力影响要较少一些。
图3展出了用于CO2激光器(图左)和紫外激光器(图右)对某种程度的柔性基质(聚酰亚胺)展开切割成。用于高温的CO2激光器比用于紫外激光器的炭化和冲缘加工效应大很多,如前所述,紫外激光器在冻消融工艺上占有优势。“切割成缓冲垫”的增加需要节省空间,这意味著元件需要摆放在更加附近线路边缘的方位,每一块电路板上可以加装更加多线路,将效率提高到最低,从而超过柔性线路应用于的仅次于无限大。
应用于3:钻孔另外一种利用紫外激光器小型光束尺寸和较低形变属性的应用于是钻孔,还包括跨越孔、微孔和盲挖出孔。紫外激光器系统通过探讨横向波束的路切割成击穿基板来钻孔。
依据所用于的材料,可以小洞小至10μm的孔。紫外激光器在展开多层钻孔时最为简单。
多层PCB用于复合材料经热压铸进在一起。这些所谓的“半烧结”不会再次发生分离出来,特别是在用于温度更高的激光器加工后。但是,紫外激光器相对来说无形变的属性就解决问题了这一问题,如图4右图。
在图示横切面,一块14mil的多层板上铁环直径为4mil的孔。这一在柔性聚酰亚胺镀铜基板上的应用于,表明了各层之间没经常出现分离出来。关于紫外激光器较低形变属性,还有最重要一点:提升了成品率数据。
成品率就是指一块嵌板移除除的能用电路板的百分率。在生产过程中,很多情况都会导致电路板的损毁,还包括脱落的焊点、裂痕的元件或分层。任一种因素都会造成电路板在生产线上被丢进废物箱而非转入运输箱。应用于4:深度雕刻另外一种展出紫外激光器通用性的应用于是深度雕刻,这包括多种形式。
利用激光器系统的软件掌控,激光光束原作展开可控消融,即需要按照所须要深度在某一材料上展开切割成,在改向另外一种深度和开始另外一个任务之前可以暂停、之后和已完成所需的加工。各种深度应用于还包括:映射芯片时中用的小型生产以及将有机材料从金属表面去除的表面研磨。
紫外激光器还可以在基板上展开多步骤操作者。在聚乙烯材料上,第一步是用激光产生一个深度为2mils的凹槽,第二步是在上一步的基础上产生8mils的凹槽,第三步是10mils的凹槽。这解释紫外激光系统所获取的整体用户掌控功能。
结论:一种万能的方法紫外激光器尤为引人瞩目的是需要用单一的步骤来已完成上述所有应用于。这对于生产电路板意味著什么?人们仍然必须在有所不同的设备上用于同时产生影响的工艺和方法来已完成某一应用于,而只需一次加工就可以取得原始的零件。这一流线型的生产方案有助避免电路板在有所不同流程间切换时产生的质量掌控问题。
紫外线无碎屑消融特性也意味著不必须展开后加工清除。
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