光柱一般為機(jī)械印制線路板加工供給低壓代替辦法,如銑削或半自動(dòng)電路板割切。不過具備其他所不具有的益處,即能夠限止熱應(yīng)力。這是由于大部分?jǐn)?shù)紫外激光系統(tǒng)在低功率狀況下運(yùn)行。經(jīng)過運(yùn)用有時(shí)候被稱為“冷消溶”的工藝,紫外激光器的光柱會(huì)萌生一個(gè)由大變小的熱影響區(qū),可以將沖緣加工、碳化以及其他熱應(yīng)力的影響降至最低,而運(yùn)用更高功率的激光器一般都會(huì)存在這些個(gè)負(fù)面影響。

紫外激光器的波長(zhǎng)比可見光波長(zhǎng)更短,因?yàn)檫@個(gè)人的眼睛是不可以見的。固然你沒有辦法看見這些個(gè),但就是這些個(gè)短波讓紫外激光器能夠更非常準(zhǔn)確地會(huì)聚,因此在萌生非常精密細(xì)致的電路特別的性質(zhì)的同時(shí),還能維持良好的定位精密度。

除開波參差,作件溫度較低外,紫外光中存在的高能光量子讓紫外激光得以應(yīng)用于大型PCB電路板組合,從FR4等標(biāo)準(zhǔn)材料到高頻瓷陶復(fù)合材料以及涵蓋聚酰亞胺在內(nèi)的柔性PCB材料等各種材料都適合使用。

圖1中的圖表顯露了三種常見的PCB材料在六種不一樣激光器效用下的借鑒率。這六種激光器中涵蓋(波長(zhǎng)為248 nm),器(波長(zhǎng)為1064 nm),和兩種(波長(zhǎng)作別為9.4μm和10.6μm)。紫外激光器(Nd:YAG,波長(zhǎng)為355nm)是一種難得見到的在三種材料中借鑒率完全一樣的激光器。

紫外激光器應(yīng)用于天然樹脂和銅時(shí)顯露了極高的借鑒率,在加工玻璃時(shí)也有著合適的借鑒率。只有價(jià)錢極其昂貴的器(波長(zhǎng)248nm)在加工這些個(gè)主要材料時(shí)才會(huì)獲得更好的各個(gè)方面借鑒率。這一材料的差別性要得紫外激光器變成了眾多工業(yè)領(lǐng)域中各種PCB材料應(yīng)用的最佳挑選,從出產(chǎn)最基本的電路板,電路布線,到出產(chǎn)袖珍型鑲嵌式芯片等高級(jí)工藝都通用。

紫外激光系統(tǒng)直接從計(jì)算機(jī)匡助設(shè)統(tǒng)計(jì)據(jù)到加工電路板,意味著在電路板出產(chǎn)過程中不必不論什么半中腰人。再加上紫外光的非常準(zhǔn)確會(huì)聚有經(jīng)驗(yàn),要得紫外激光系統(tǒng)可以實(shí)行極具特別的性質(zhì)的方案,并重復(fù)定位。

應(yīng)用1:外表腐刻/電路出產(chǎn)

紫外激光器在出產(chǎn)電路時(shí)辦公迅疾,數(shù)分鐘就能將外表圖樣腐刻在電路板上。這要得紫外激光器變成出產(chǎn)PCB樣品的最快辦法。開發(fā)部門注意到,越來越多的樣品實(shí)驗(yàn)室正在配備內(nèi)里紫外激光系統(tǒng)。

倚賴于七色板檢查鑒定,紫外激光光柱的體積可以達(dá)到10-20μm, 因此出產(chǎn)柔性電路板跡線。圖2中的應(yīng)用表明紫外光在出產(chǎn)電路跡線方面的最大優(yōu)勢(shì),電路跡線非常細(xì)微,需求在目鏡下能力看到。這一電路板尺寸為0.75英寸x0.5 英寸,由一塊加熱使黏結(jié)瓷陶基片和鎢/鎳/銅/外表組成。激光器能夠萌生2mils的電路跡線,間距為1 mil,因此要得整個(gè)兒間距僅為3 mils。

固然運(yùn)用激光光柱出產(chǎn)電路是PCB 樣品最快的辦法,但大規(guī)模施行外表腐刻應(yīng)用最好留給化學(xué)工藝。

應(yīng)用2:PCB的拆卸

紫外激光器割切對(duì)于大型或小規(guī)模出產(chǎn)來說都是一個(gè)最佳的挑選,同時(shí)對(duì)于PCB的拆卸,特別是需求應(yīng)用于柔性或剛?cè)峤雍想娐钒?/strong>上時(shí)也是一個(gè)不賴的挑選。拆卸就是將單個(gè)電路板從嵌板上移除,思索問題到材料柔性的不斷增加,這種拆卸便會(huì)面對(duì)非常大的挑戰(zhàn)。V槽割切和半自動(dòng)電路板割切等機(jī)械拆卸辦法容易毀損銳敏而纖薄的基板,給電子專業(yè)制作服務(wù)(EMS)公司在拆卸柔性和剛?cè)峤雍想娐钒?/strong>時(shí)帶來麻煩。紫外激光器割切不止可以消弭在沖緣加工、變型和毀損電路元件等拆卸過程中萌生的機(jī)械應(yīng)力的影響,同時(shí)比應(yīng)用如CO2激光器割切等其他激光器拆卸時(shí)萌生熱應(yīng)力影響要少一點(diǎn)。

圖3展覽了運(yùn)用CO2激光器(圖左) 和紫外激光器(圖右)對(duì)一樣的柔性基質(zhì)(聚酰亞胺)施行割切。運(yùn)用高溫的CO2激光器比運(yùn)用紫外激光器的煤化和沖緣加工效應(yīng)大眾多,如前所述,紫外激光器在冷消溶工藝上霸占優(yōu)勢(shì)。

“割切緩和沖突墊”的減損能夠節(jié)約空間,這意味著元件能夠安放在更接近線路邊緣的位置,每一塊電路板上可以安裝更多線路,將速率提高到無上,因此達(dá)到柔性線路板應(yīng)用的最大極限。

應(yīng)用3:鉆孔

額外一種利用紫外激光器小規(guī)模光柱尺寸和低應(yīng)力屬性的應(yīng)用是鉆孔,涵蓋貫形成空洞、微孔和盲埋孔。紫外激光器系統(tǒng)經(jīng)過會(huì)聚鉛直波束徑直割切洞穿基板來鉆孔。根據(jù)所運(yùn)用的材料,可以鉆出小至10μm的孔。

紫外激光器在施行多層鉆孔時(shí)尤為有用。多層PCB運(yùn)用復(fù)合材料經(jīng)熱壓鑄入在一塊兒。這些個(gè)所說的的“半固化”會(huì)發(fā)生離合,尤其是在運(yùn)用溫度更高的激光器加工后。不過,紫外激光器相對(duì)來說無應(yīng)力的屬性就解決了這一問題,如圖4所示。在圖示橫斷面,一塊14 mil的多層板上鉆直徑為4mil的孔。這一在柔性聚酰亞胺鍍銅基板上的應(yīng)用,顯露了各層之間沒有顯露出來離合。關(guān)于紫外激光器低應(yīng)力屬性,還有關(guān)緊一點(diǎn)兒:增長(zhǎng)了成品率數(shù)值。成品率是從一塊嵌板上移除的可用電路板的百分比。

在制作過程中,眾多事情狀況都會(huì)導(dǎo)致電路板的毀壞,涵蓋斷開的焊點(diǎn)、出現(xiàn)裂縫的元件或分層。任一種因素都會(huì)造成電路板在出產(chǎn)線上被丟進(jìn)廢物箱而非進(jìn)入了運(yùn)送箱。

應(yīng)用4:深度鐫刻

額外一種展覽紫外激光器通用性的應(yīng)用是深度鐫刻,這處面含有多種方式。利用激光器系統(tǒng)的軟件扼制,激光光柱設(shè)定施行受控消溶,即能夠依照所需深度在某一材料向上行割切,在轉(zhuǎn)向額外一種深度和著手額外一個(gè)擔(dān)任的工作之前可以休止、接著和完成所需的加工。各種深度應(yīng)用涵蓋:鑲嵌芯片刻用到的小規(guī)模出產(chǎn)以及將有機(jī)材料從金屬外表移除的外表研磨。

紫外激光器還可以在基板向上行多步驟操作。在聚乙烯材料上,第1步是用激光萌生一個(gè)深度為2 mils的凹槽,第二步是在上一步的基礎(chǔ)上萌生8 mils的凹槽,第三步是10mils的凹槽。這解釋明白紫外激光系統(tǒng)所供給的群體用戶扼制功能。

論斷:一種萬能的辦法

紫外激光器最為引人注目的是能夠用純一的步驟來完成上面所說的全部應(yīng)用。這對(duì)于制作電路板意味著啥子?許多人不再需求在不一樣的設(shè)施上運(yùn)用同時(shí)萌生影響的工藝和辦法來完成某一應(yīng)用,而只需一次加工就可以取得完整的零件。

這一流線型的出產(chǎn)方案有助于消弭電路板在不一樣流程間改換時(shí)萌生的品質(zhì)扼制問題。紫外光無碎屑消溶特別的性質(zhì)也意味著不必施行后加工清洗。