PCB-Technologie - Ultraviolette Laserbearbeitungsanwendungen in der Leiterplattenindustrie

Zum Laserschneiden oder dRillen in der Leiterplatte industry, Es werden nur wenige Watt oder mehr als zehn Watt UV-Laser benötigtd, eind Es wird keine Laserleistung auf Kilowattebene benötigtd. In der Unterhaltungselektronik, Automotive indIndustrie- oder Roboterfertigungstechnik, flexibel circuit EberdVerwendung wird immer wichtiger. Weil das UV-Laserbearbeitungssystem eine flexibel Bearbeitungsmethode hatds, hochpräzise Bearbeitungseffekte undd flexibel undd kontrollierbare Verarbeitung, Es ist die erste Wahl für Laser geworden dRillen eind Schneiden von flexiblen circuit Eberds eind dünn PCBs.

Heutzutage ist die im Lasersystem konfigurierte leinglebige Laserquelle nahezu wartungsfrei. Im Produktionsprozess liegt der Laserpegel auf Niveau 1, und es sind keine weiteren Schutzvorrichtungen zur Sicherheit erforderlich. Das LPKF-Lasersystem ist mit einem Staubsammelgerät ausgetattet, das keine Schadstoffemissionen verursacht. In Verbindung mit der intuitiven und einfach zu bedienenden Softwaresteuerung ersetzt die Lasertechnologie tradderelle mecheinische Prozesse und spart so die Kosten für Spezialwerkzeuge.

CO2-Laser oder UV-Laser?

Zum Beispiel, wenn PCB Spalten oder Schneiden, Sie können ein CO2-Lasersystem mit einer Wellenlänge von ca. 10 wählen.6μm. Die Verarbeitungskosten sind relativ niedrig, eind die Laserleistung provided kann mehrere Kilowatt erreichen. Aber es wird viel Wärmeenergie erzeugen dwährend des Schneidprozesses, die schwere KarBonisierung desdges.

Die Wellenlänge des UV-Lasers beträgt 355 nm. Laserstrahlen dieser Wellenlänge lassen sich optisch sehr leicht fokussieren. Der Spotdurchmesser eines UV-Lasers mit einer Laserleistung von weniger als 20 Watt beträgt nach der Fokussierung nur 20μm – und die Energiedichte, die er erzeugt, ist sogar vergleichbar mit der der Sonnenoberfläche.

Vorteile der UV-Laserbearbeitung

UV-Laser eignet sich besonders zum Schneiden vond Kennzeichnungd boards,Rigid-Flex-Platten, flexibles Eberds and Zubehör. Also, was sind die adVorteile dieses Laserverfahrens?

In den Bereichen Leiterplatten-Subboarding in der SMT-Industrie und Mikrobohren in der Leiterplattenindustrie zeigt das UV-Laserschneidsystem große technische Vorteile. Je nach Dicke des LeiterplattenMaterials schneidet der Laser ein- oder mehrmals entlang der gewünschten Kontur. Je dünner das Material, desto schneller die Schnittgeschwindigkeit. Wenn der angesammelte Laserpuls niedriger ist als der Laserpuls, der benötigt wird, um das Material zu durchdringen, erscheinen nur Kratzer auf der Oberfläche des Materials; Daher kann das Material mit einem QR-Code oder Barcode zur Informationsverfolgung in nachfolgenden Prozessen markiert werden

Die Pulsenergie des UV-Lasers wirkt nur für eine Mikrosekunde auf das Material, und es gibt keinen offensichtlichen thermischen Effekt bei einigen Mikrometern neben dem Schnitt, so dass es keine Notwendigkeit gibt, die Schäden an den Komponenten durch die erzeugte Wärme zu berücksichtigen. Die Kanten und Lötstellen sind intakt und gratfrei.

Darüber hinaus kann die integrierte CAM-Software des LPKF UV-Lasersystems die aus CAD exportierten Daten direkt importieren, den Laserschneidweg bearbeiten, die Laserschneidkontur bilden, die für verschiedene Materialien geeignete Bearbeitungsparameterbibliothek auswählen und anschließend direkt Laserbearbeitung durchführen. Das Lasersystem eignet sich nicht nur für die Serienbearbeitung, sondern auch für die Musterproduktion.

Bohranwendungen

Die Durchgangslöcher in der Leiterplatte werden verwendet, um die Leitungen zwischen der Vorder- und Rückseite der doppelseitigen Platine zu verbinden oder um irgendwelche Zwischenschichtleitungen in der Mehrschichtplatte zu verbinden. Um Strom zu leiten, muss die Wand des Lochs nach dem Bohren mit einer Metallschicht überzogen werden. Traditionelle mechanische Verfahren können heutzutage die Anforderungen an immer kleinere Bohrdurchmesser nicht mehr erfüllen: Obwohl die Spindeldrehzahl erhöht wird, wird die Radialgeschwindigkeit von Präzisionsbohrwerkzeugen aufgrund des kleinen Durchmessers reduziert, und selbst die erforderlichen Bearbeitungsergebnisse können nicht erreicht werden. Darüber hinaus sind aus wirtschaftlicher Sicht verschleißanfällige Werkzeugverbrauchsmaterialien ein limitierender Faktor.

Für das Bohren von flexiblen Leiterplatten wurde ein neuartiges Laserbohrsystem entwickelt. Die LPKFMicroLine 5000 Laserausrüstung ist mit einer 533mm x 610 mm Arbeitsfläche ausgestattet, die für automatisierte Rolle-zu-Rolle-Operationen verwendet werden kann. Beim Bohren kann der Laser zuerst die Mikrolochumrandung aus der Mitte des Lochs ausschneiden, die genauer als gewöhnliche Methoden ist. Das System kann Mikrolöcher mit einem Mindestdurchmesser von 20μm auf organischen oder nichtorganischen Substraten unter der Bedingung eines hohen Durchmesser-Tiefe-Verhältnisses bohren. Flexibel Leiterplatten, IC-Substrate oder HDI-Leiterplatten erfordern eine solche Präzision.

Prepreg-Zuschnitt

Welche Situationen erfordern bei der Herstellung elektronischer Bauteile das Schneiden des Prepreg-Materials? In den frühen Tagen wurden Prepreg-Materialien in mehrlagigen Leiterplatten verwendet. Die verschiedenen Schaltungsschichten in der mehrschichtigen Leiterplatte werden durch die Wirkung des Prepregs zusammengedrückt; Entsprechend dem SchaltungsdDesign muss das Prepreg in einigen Bereichen vorher geschnitten und geöffnet und anschließend gepresst werden.

Ein ähnliches Verfahren gilt auch für FPC-Deckfolien. Die Deckfolie besteht normalerweise aus Polyimid und einer Klebeschicht mit einer Dicke von 25 μm oder 12,5 μm und ist leicht verformbar. Ein einzelner Bereich (z.B. ein Pad) muss für spätere Montage- und Verbindungsarbeiten nicht mit einer Abdeckfolie abgedeckt werden.

Dieses dünne Material ist sehr empfindlich gegenüber mechanischer Beanspruchung – es kann leicht durch berührungslose Laserbearbeitung erfolgen. Gleichzeitig kann der Vakuumsaugtisch seine Position gut fixieren und seine Ebenheit beibehalten.

Verarbeitung von Rigid-Flex-Platten

In der starr-flex-Platine werden die starre Platine und die flexible Platine zusammengedrückt, um eine mehrschichtige Platine zu bilden. Während des Pressvorgangs wird der obere Teil der flexiblen Leiterplatte nicht gepresst und mit der starren Leiterplatte verklebt. Die starre Abdeckung, die die flexible Leiterplatte bedeckt, wird geschnitten und durch Lasertiefenschneiden getrennt, sodass das flexible Teil eine starr-flex-Platte bildet.

Eine solche feste Tiefenbearbeitung eignet sich auch für die Blindnutenbearbeitung eingebetteter integrierter Bauteile auf der Oberfläche der Mehrschichtplatte. Der UV-Laser schneidet genau die blinden Nuten der Zielschicht, die von der mehrschichtigen Leiterplatte getrennt sind. In diesem Bereich kann die Zielschicht keine Verbindung mit dem darauf abgedeckten Material herstellen.

Effiziente Trennung von Leiterplatte und FPC

SMT Post-Boarding ist das Schneiden von Leiterplatten, auf denen eine Vielzahl von elektronischen Komponenten montiert wurden. Dieser Prozess befindet sich bereits am Ende der Produktionskette. Beim Plattenspalten können verschiedene Technologien gewählt werden: Bei gängigen Leiterplatten wird der Einsatz herkömmlicher Schneid-, Stanz- und Konturfräsverfahren bevorzugt. Für komplexere elektronische Schaltungen und dünne Substrate, insbesondere solche, die sehr empfindlich auf mechanische Beanspruchung, Staub und Maßabweichung sind, ist es vorteilhafter, UV-Laserschneiden zu verwenden, um die Platine zu trennen. Die folgenden drei Diagramme bewerten diese drei Methoden anhand verschiedener Faktoren.

Weitere Anwendungsbereiche

Aufgrund der kurzen Wellenlänge des UV-Lasers eignet er sich für die meisten Materialbearbeitungen. Zum Beispiel kann es in der Elektronikindustrie eingesetzt werden:

Verarbeitung von TCO/ITO Glas ohne Beschädigung des Substrats

Bohren Sie Löcher in flexiblen oder dünnen Materialien

Windung von Lötmaske oder Deckfolie

.Starr-flex/flexibler Kreislauf Eberd Unterschweind

Schlitz

Nacharbeiten von montierten oder nicht montierten Leiterplatten

Schneiden von gesinterter Keramik

Präzisionsschneiden LTCC

Das UV-Lasersystem ist nicht nur auf die Bearbeitung von Leiterplatten beschränkt, sondern kann auch das Schneiden, Direktschreiben und Bohren von LTCC-Bauteilen in einem Bearbeitungsvorgang abschließen.