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解決方案

紫外激光器在工業領域PCB中的4大主要應用

來源:恒成和電路板2020-09-27 我要評論(0 )   

紫外激光器是很多工業(ye) 領域中各種PCB材料應用的最佳選擇,從(cong) 生產(chan) 最基本的電路板,電路布線,到生產(chan) 袖珍型嵌入式芯片等高級工藝都通用。這一材料的差異性使得紫外激光器成...

紫外激光器是很多工業(ye) 領域中各種PCB材料應用的最佳選擇,從(cong) 生產(chan) 最基本的電路板,電路布線,到生產(chan) 袖珍型嵌入式芯片等高級工藝都通用。這一材料的差異性使得紫外激光器成為(wei) 了很多工業(ye) 領域中各種PCB材料應用的最佳選擇,從(cong) 生產(chan) 最基本的電路板,電路布線,到生產(chan) 袖珍型嵌入式芯片等高級工藝都通用。

應用1:表麵蝕刻/電路生產(chan)

紫外激光器在生產(chan) 電路時工作迅速,數分鍾就能將表麵圖樣蝕刻在電路板上。這使得紫外激光器成為(wei) 生產(chan) PCB樣品的最快方法。研發部門注意到,越來越多的樣品實驗室正在配備內(nei) 部紫外激光係統。

依賴於(yu) 光學儀(yi) 器檢定,紫外激光光束的大小可以達到10-20μm, 從(cong) 而生產(chan) 柔性電路跡線。圖2中的應用表明紫外線在生產(chan) 電路跡線方麵的最大優(you) 勢,電路跡線極其微小,需要在顯微鏡下才能看見。

這一電路板尺寸為(wei) 0.75英寸x0.5 英寸,由一塊燒結陶瓷基片和鎢/鎳/銅/表麵組成。激光器能夠產(chan) 生2mils的電路跡線,間距為(wei) 1 mil,從(cong) 而使得整個(ge) 間距僅(jin) 為(wei) 3 mils。

雖然使用激光光束生產(chan) 電路是PCB 樣品最快的方法,但大規模進行表麵蝕刻應用最好留給化學工藝。

應用2:PCB的拆卸

紫外激光器切割對於(yu) 大型或小型生產(chan) 來說都是一個(ge) 最佳的選擇,同時對於(yu) PCB的拆卸,尤其是需要應用於(yu) 柔性或剛柔結合的電路板上時也是一個(ge) 不錯的選擇。拆卸就是將單個(ge) 電路板從(cong) 嵌板上移除,考慮到材料柔性的不斷增加,這種拆卸就會(hui) 麵臨(lin) 很大的挑戰。

V槽切割和自動電路板切割等機械拆卸方法容易損傷(shang) 靈敏而纖薄的基板,給電子專(zhuan) 業(ye) 製造服務(EMS)企業(ye) 在拆卸柔性和剛柔結合的電路板時帶來麻煩。

紫外激光器切割不僅(jin) 可以消除在衝(chong) 緣加工、變形和損傷(shang) 電路元件等拆卸過程中產(chan) 生的機械應力的影響,同時比應用如CO2激光器切割等其它激光器拆卸時產(chan) 生熱應力影響要少一些。

“切割緩衝(chong) 墊”的減少能夠節省空間,這意味著元件能夠放置在更靠近線路邊緣的位置,每一塊電路板上可以安裝更多線路,將效率提升到最高,從(cong) 而達到柔性線路應用的最大極限。

應用3:鑽孔

另外一種利用紫外激光器小型光束尺寸和低應力屬性的應用是鑽孔,包括貫穿孔、微孔和盲埋孔。紫外激光器係統通過聚焦垂直波束徑直切割穿透基板來鑽孔。依據所使用的材料,可以鑽出小至10μm的孔。

紫外激光器在進行多層鑽孔時尤為(wei) 有用。多層PCB使用複合材料經熱壓鑄入在一起。這些所謂的“半固化”會(hui) 發生分離,特別是在使用溫度更高的激光器加工後。但是,紫外激光器相對來說無應力的屬性就解決(jue) 了這一問題,如圖4所示。

在圖示橫切麵,一塊14 mil的多層板上鑽直徑為(wei) 4mil的孔。這一在柔性聚酰亞(ya) 胺鍍銅基板上的應用,顯示了各層之間沒有出現分離。關(guan) 於(yu) 紫外激光器低應力屬性,還有重要一點:提高了成品率數據。成品率是從(cong) 一塊嵌板上移除的可用電路板的百分率。

在製造過程中,很多情況都會(hui) 造成電路板的損壞,包括斷裂的焊點、破裂的元件或分層。任一種因素都會(hui) 導致電路板在生產(chan) 線上被丟(diu) 進廢物箱而非進入運輸箱。

應用4:深度雕刻

另外一種展示紫外激光器通用性的應用是深度雕刻,這包含多種形式。利用激光器係統的軟件控製,激光光束設定進行受控消融,即能夠按照所需深度在某一材料上進行切割,在轉向另外一種深度和開始另外一個(ge) 任務之前可以停止、繼續和完成所需的加工。

各種深度應用包括:嵌入芯片時用到的小型生產(chan) 以及將有機材料從(cong) 金屬表麵移除的表麵研磨。

紫外激光器還可以在基板上進行多步驟操作。在聚乙烯材料上,第一步是用激光產(chan) 生一個(ge) 深度為(wei) 2 mils的凹槽,第二步是在上一步的基礎上產(chan) 生8 mils的凹槽,第三步是10mils的凹槽。這說明紫外激光係統所提供的整體(ti) 用戶控製功能。

結論:一種萬(wan) 能的方法

紫外激光器最為(wei) 引人矚目的是能夠用單一的步驟來完成上述所有應用。這對於(yu) 製造電路板意味著什麽(me) ?人們(men) 不再需要在不同的設備上使用同時產(chan) 生影響的工藝和方法來完成某一應用,而隻需一次加工就可以獲得完整的零件。

這一流線型的生產(chan) 方案有助於(yu) 消除電路板在不同流程間轉換時產(chan) 生的質量控製問題。紫外線無碎屑消融特性也意味著不需要進行後加工清洗。


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