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(guò)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(guò)運(yùn)用有時(shí)候被稱(chēng)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(jiàn)光波長(zhǎng)更短,因?yàn)檫@個(gè)人的眼睛是不可以見(jiàn)的。固然你沒(méi)有辦法看見(jiàn)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(kāi)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(jiàn)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(jiàn)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(shù)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(qián)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(guò)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(kāi)發(fā)部門(mén)注意到,越來(lái)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(lài)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(lái)說(shuō)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(lài)的挑選。拆卸就是將單個(gè)電路板從嵌板上移除,思索問(wèn)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(zhuān)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(lái)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(guò)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(wú)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(guò)會(huì)聚鉛直波束徑直割切洞穿基板來(lái)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(shuō)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(guò),紫外激光器相對(duì)來(lái)說(shuō)無(wú)應(yīng)力的屬性就解決了這一問(wèn)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(méi)有顯露出來(lái)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(guò)程中,眾多事情狀況都會(huì)導(dǎo)致電路板的毀壞,涵蓋斷開(kāi)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(hù)扼制功能。

論斷:一種萬(wàn)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(lái)完成上面所說(shuō)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(lái)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(wèn)題。紫外光無(wú)碎屑消溶特別的性質(zhì)也意味著不必施行后加工清洗。