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紫外激光微加工应用实例

 因为高功率二极管泵浦紫外激光器的迅猛开展,正逐渐替代原有的灯泵浦固体激光器和准分子激光器,在电子工业中得到越来越广泛的运用。在全固态紫外激光微加工设备方面,国外起步较早,例如德国某公司的MicroLine紫外激光系列设备,运用全固态紫外激光进行FPC成型技能现已比较老练, 釆用紫外激光在FPC外表完成柔性度高的精细高效切开、钻孔和开窗口等微加工,加工外表无毛刺、侧壁陡直、无对位难题,备受公司喜爱,并长时间占据国内有关职业商场。

 
跟着国内激光运用技能以及数控机床技能的开展,国内一些激光公司也开端研发国产的紫外激光微加工设备。总体上来说,国产紫外激光微加工设备的研发和推行起步较晚,而且首要部件依靠进口遭到许多约束,在设备性能上存在必定的距离。此外,因为激光微加工设备相对传统机械加工设备较为贵重,公司更期望设备功用多元化,以简化现有技能,进步生产功率一起节约本钱。
 
木森科技经过多年研发的多功用紫外激光微加工设备(UV-500S)从用户需求动身,立异性的将振镜快速扫描加工办法优化扫描定位,兼具切开、刻蚀和钻孔功用,能够一起满意电子职业精细制造高功率、高精度和低本钱的请求。
 
1、在FPC 上的运用
 
FPC(Flexible Printer Circuit Board,FPCB)板具有配线密度高、重量轻、厚度薄,弯曲度高级特色,因而被广泛的运用与手机、笔记本电脑、MP3等数码商品上,现在在商场上电路体系中得到广泛的运用。
 
因为红外或可见光波段激光束的加工机理是将光能改变变成热能,使得物质消融或许蒸腾,这种办法不行防止的致使激光热量以热传导和热辐射的办法向资料区域周围分散,发生重熔层和热影响区域,然后约束了微细加工边际的质量和精度。
 
紫外激光因为光子能量高,在与PI等高分子聚合物资料作用时,可将光能改变为光化学能,直接损坏部分衔接物质院子或许分子组分的化学键,到达去掉资料的意图。这种将物质分离成原子的进程是一个光化学作用的“冷”进程,对加工区域周边简直无热损害,能够获得极高的加工质量和加工尺度精度,于是UV激光在FPC及其辅材上的得以广泛的运用。
 
因为FPC生产技能杂乱,所用的资料在生产进程中容易发生变形,而且不一样的部位选用不一样的资料,致使不一样部位的形变程度不一样,在切开上区域运用的切开参数数据不一致,因而对切开体系的操控办法、资料变形的适应性及切开精度都提出了很高的请求。
 
 
 
经过多年的研发,木森科技激光UV激光精细激光成型机(UV-500S)依据坐标暗射改换机器视觉主动定位体系,成功的将夹具加工精度和装置办法等约束条件打破,直接经过依据每一个电路单元的mark点来对FPC板的实践变形状况有依据的挑选mark点来进行定位切开,有用的解决了因为原料变形所发生的差错,其精度均操控在±0.05mm以内。
 
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2、高密度互连板(HDI)钻孔
 
跟着半导体电子商品朝着便携式、小型化和功用多元化的方向开展,请求PCB的尺度越来越小。进步PCB板小型化水平的关键在于导线宽和不一样层面线路之间微型过孔的尺度巨细。如果线宽足够小,在PCB板上不仅能够预留更多的布线空间,而且过孔越小,越合适用于高速电路。传统机械钻孔办法对加工孔径100um以下的微孔现已力不从心,在这种状况下,激光钻孔便变成唯一的挑选。
 
现在在电子职业运用较多的激光钻孔办法是C02激光钻孔和紫外激光钻孔。C02激光器首要钻直径75至150um的微孔,但存在对位和不能穿透一些高反射率金属(如铜等)外表的疑问。木森科技激光UV激光精细激光成型机不光能够钻25um以下的孔,且不存在对位疑问,能在多种资料上钻孔、切开和焊接。HDI的重要特征是很多微盲孔,一些高密度PCB上的微孔多达数万个,孔径小于50um。加工微细孔时不会出现随同热效应发生的分层景象,钻孔速度快、质量好。图为木森科技激光设备在PI (底层为铜)和环氧资料上钻的微细盲孔,可见关于高分子聚合物资料,其加工热影响十分小。关于多层FPC的盲孔加工,难点在于完全去掉孔底绝缘资料,从下孔正反图能够看到,运用紫外激光在多层FPC上可钻小于50um盲孔,环氧树脂粘结剂被完全除掉,被烧蚀区域无任何残余物残留。
 
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PI及铜层孔正面     PI及铜层孔背面
 
3、有机掩盖膜CVL切开
 
CLV是一种热成形或冷成形的有机聚合物,首要的作用与PCB的绿漆类似。其首要作用是:
 
1)保护铜箔不暴露在空气中,防止铜箔的氧化;
 
2)为后续的外表处理进行掩盖。如不需求镀金的区域用CVL掩盖起来。
 
3)在SMT中,起到阻焊作用。 
 
CLV因为其资料厚度在40um~100um均有散布,所以在切开时对紫外激光切开设备的安稳性请求极高。木森科技激光UV激光精细激光成型机所选用的激光器选用经过商场广泛验证了的技能完成平均功率大于 12 W单脉冲能量大于250 µJ 的紫外输出,而且在数万小时的作业寿命周期内完成重复频率0-500 kHz宽幅规模确保极高的脉冲对脉冲安稳性以及卓越的TEM00形式光束质量。其脉冲能量操控等特别功用,完成不一样频率下坚持安稳的脉冲能量和脉宽,确保了加作业用和功率到达最好状况。在作业频率规模高达 500 kHz 的状况下,光束形式质量依然安稳,其安稳性在100KHz时小于2%,300KHz时小于3%。关于切开CLV膜,木森科技累计了很多的切开经验,在操控切开小孔时,得以切开边际碳化程度小,细微发黑,边际碳化均在0.02mm摆布,角落直视点杰出,边际润滑,无毛刺。
 
 
 
4、PCB分板、外形切开
 
传统的PCB分板、外形切开是选用冲压办法进行切开,传统的设备需求依据其切开图形来制造冲压治具。其治具开模本钱较高,且不行通用。紫外激光设备无需开模即可按CAD图档切开恣意外形商品,缩短生产周期,解放人力资源。
 
木森科技激光UV激光精细激光成型机支撑断点切开,以及杂乱外形切开,切开精度高。设备运用紫外激光,在切开FR4、FR5、CEM、陶瓷、聚酰亚胺、聚酯、以及其它电路板基板的资料时,切开边际清洗、无毛刺。尤其在切开薄而柔软的资料时,与传统切开设备比较,激光显现出了强壮的优越性,而其报价与传统切开设备适当。
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