PCB-Technologie - Ultraviolette Laserbearbeitung in der Leiterplattenindustrie

Heutzutage, Die im Lasersystem konfigurierte langlebige Laserquelle ist nahezu wartungsfrei. Im Produktionsprozess, die Laserebene ist Niveau 1, und keine weiteren Schutzeinrichtungen zur Sicherheit erforderlich sind. Das LPKF Lasersystem ist mit einem Staubsammelgerät ausgestattet, die keine Schadstoffemission verursachen. Gekoppelt mit seiner intuitiven und einfach zu bedienenden Softwaresteuerung, Lasertechnologie ersetzt traditionelle mechanische Verfahren, Einsparung der Kosten für Spezialwerkzeuge.

Zum Beispiel, wenn Leiterplattensplittung oder Schneiden, Sie können ein CO2-Lasersystem mit einer Wellenlänge von ca. 10 wählen.6μm. Die Verarbeitungskosten sind relativ niedrig, und die zur Verfügung gestellte Laserleistung kann mehrere Kilowatt erreichen. Aber es wird viel Wärmeenergie während des Schneidprozesses erzeugen, die zu einer starken Karbonisierung der Kanten führen wird.

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.

Der UV-Laser eignet sich besonders zum Schneiden und Markieren von Hartplatten, Rigid-Flex-Platten, flexiblen Platten und deren Zubehör. Was sind also die Vorteile 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; Somit kann eine zweidimensionale Code- oder Barcode-Kennzeichnung auf dem Material zur Informationsverfolgung in nachfolgenden Prozessen durchgeführt werden.

Die Pulsenergie des UV-Lasers wirkt nur für eine Mikrosekunde auf das Material, und es gibt keinen offensichtlichen diermischen 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.

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 kann der Laser beim Bohren zunächst 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. Flexible Leiterplatten, IC-Substrate oder HDI-Leiterplatten erfordern eine solche Präzision.

Welche Situationen erfordern bei der Herstellung elektronischer Bauteile das Schneiden von Prepreg-Material? 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 Schaltungsdesign muss das Prepreg in einigen Bereichen vorher geschnitten und geöffnet und anschließend gepresst werden.

Durch Laserbearbeitung kann auf der empfindlichen Deckschicht eine präzise Kontur gebildet 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.

Im Rigid-Flex Board, the starre Leiterplatte und die flexible Leiterplatte werden zusammengedrückt, um eine mehrschichtige Platine zu bilden. Während des Pressvorgangs, Der obere Teil der flexiblen Leiterplatte wird nicht gepresst und mit der starre Leiterplatte. Die starre Abdeckung, die die flexible Leiterplatte bedeckt, wird geschnitten und durch Laserschneiden getrennt, Verlassen des flexiblen Teils, um eine starr-flex Platte zu bilden.

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.

Nach SMT soll die Unterplatine die Leiterplatte schneiden, auf der 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.

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

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.

Zum Laserschneiden oder Bohren in der Leiterplattenindustrie, Es werden nur wenige Watt oder mehr als zehn Watt UV-Laser benötigt, und es wird keine Laserleistung auf Kilowattebene benötigt. In der Unterhaltungselektronik, Automobilindustrie oder Roboterfertigungstechnik, flexible LeiterplatteVerwendung wird immer wichtiger. Weil das UV-Laserbearbeitungssystem flexible Bearbeitungsmethoden hat, Hochpräzise Bearbeitungseffekte und flexible und kontrollierbare Bearbeitung, Es ist die erste Wahl für Laserbohren und Schneiden von flexible Leiterplatte s und dünne Leiterplatten.