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PCB行业中的紫外激光加工应用

2021-01-25 16:50:17

  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激光钻孔与切割的绝佳选择。

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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。

      

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                        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

深圳韵腾激光科技有限公司是一家自动化高精密激光应用专业设备制造商,集研发,生产,销售及售后为一体的高新技术企业;

公司专业服务于自动化高精密激光切割,微焊接,钻孔,标刻,蚀刻,调阻,划线等方面的设备研发生产。

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