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紫外激光“冷加工”在PCB材料上的應用

紫外激光“冷加工”在PCB材料上的應用

作者:
天弘激光
來源:
天弘激光
發布時間:
2021/04/23
【摘要】:
在消費類電子產品、汽車行業或者機器人制造技術中,柔性電路板的使用也變得越來越重要。由于紫外激光加工系統具有柔性的加工方式,高精度的加工效果以及靈活可控的加工過程,因而成為了柔性電路板以及薄型PCB切割與鉆孔的最佳方式。
一、紫外激光精密冷加工在加工中的優勢
紫外激光器是一種產生紫外光束的激光器;由于波長短(約分布在150~400nm之間),紫外激光更容易被大多數材料吸收,吸收的高能量紫外光將直接破壞材料的分子鍵,進而實現所謂的“冷加工”。此外,光束聚焦性能好,紫外激光器的聚焦光斑最小可達10μm以下,進而能夠實現非常精準的加工位置。
 
在冷加工的基礎上,加工產品材料會得到更好的效果,在使用冷激光加工的時候,材料影響的概率降低了百分之一。因此,紫外加工基本成為了精密冷加工的代名詞,在材料加工應用上,有著其他激光源所不具備的獨特優勢。
 
近幾年來,隨著客戶應用的不斷拓展,功率的提升,加工效率也在不斷提高,紫外激光器正在朝著更高功率、更短脈沖(皮秒、飛秒)和更高重復頻率的方向發展。
 
二、紫外激光冷加工”在PCB材料上的應用
在消費類電子產品、汽車行業或者機器人制造技術中,柔性電路板的使用也變得越來越重要。由于紫外激光加工系統具有柔性的加工方式,高精度的加工效果以及靈活可控的加工過程,因而成為了柔性電路板以及薄型PCB切割與鉆孔的最佳方式。
 
紫外激光加工的優勢尤其適用于硬板,軟板結合版、軟板及其輔料的切割以及打標。
紫外激光設備切割PCB材料,主要是通過擴束鏡、振鏡、聚焦鏡等光學器件,將激光聚焦形成一個小于20μm的光斑,通過軟件控制振鏡XY電機偏轉,光斑在聚焦鏡掃描范圍內進行移動,通過控制光斑移動方式,一遍一遍在一定區域范圍內掃描,一層一層剝離材料表面的材料,從而達到切斷材料的目的。
 
影響紫外激光切割PCB效果的因素有哪些?
紫外激光切割PCB的效果與激光器的參數、光路器件、加工速度等條件息息相關,通常情況下如果希望紫外激光切割機的頻率高、脈寬窄,單脈沖能量高,外光路器件則盡量使用高精度器件。紫外激光切割PCB通常在切割斷面可能會有輕微的碳化,但不影響到其導電性能,而想要完全無碳化則需要降低切割速度來實現。
 
在SMT行業中的電路板分板以及PCB行業的微鉆孔等領域,紫外激光切割會展現出極大的技術優勢。根據電路板材料厚度的不同,激光沿著所需的輪廓一次或者多次切割,材料越薄,切割速度越快。如果累積的激光脈沖低于穿透材料所需的激光脈沖,只會在材料表面上出現劃痕。因此,可以在材料上進行二維碼或者條形碼的打標,以便后續制程的信息追蹤。
 
飛秒皮秒激光加工系統
1、進口激光器
2、關鍵部件全部進口
3、速度快、效率高
4、光束質量高,加工精度高
5、性能穩定
6、高光束質量
7、熱影響區和熱畸變極小
8、可進行非線性加工
9、可加工材料種類多
 
皮秒激光表面消融切割原理:
高峰值功率激光束在掃描振鏡的移動反射下經平場掃描物鏡聚焦在脆性材料表面,掃描振鏡控制激光束進行多次重復轉圈運動,逐漸燒蝕材料表面,材料被高密度峰值功率激光瞬間加熱迅速升高至等離子體氣化溫度,使得材料逐漸被激光燒蝕并以氣體的形式從材料表面逸出,從而實現材料的切透分離。

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