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软板之浅谈皮秒紫外激光工艺原理及优势

文章来源:电子发烧友作者:梁波静 查看手机网址
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人气:17902发布日期:2019-07-20 04:04【

  近年来,随着激光技术的不断发展,采用紫外激光器切割FPC覆盖膜逐渐成为主流,生产规模也逐年扩大。尽管如此,业内在采用激光加工FPC覆盖膜时,若激光器性能存在缺陷或工艺参数选择不恰当,极易导致切割边缘发生碳化,由于碳具有导电性,会使后续所制作的电子元器件发生微短路,产品良率不高。

1,什么是PI覆盖膜?

  柔性线路板(Circuit,FPC) Printed (Flexible覆盖膜,主要成分为聚酰亚胺(Polyimide,PI),又称为软板。通常工业所使用的PI薄膜借助于粘合剂附着于纸质基底,呈卷状储藏,工业界也称之为PI覆盖膜,聚酰亚胺是分子主链上含有酰亚胺环状结构的耐高温聚合物,具有优异的综合性能,而 耐热 和耐辐射性 能在目前工业化生产的高分子材料中极为突出。高温下具有突出的介电性能、机械性能、耐辐射性能和耐磨性能,广泛用于航空、电子、电器等精密机械方面。

  自五十年代末发现了聚酰亚胺优良热稳定性和力学性能以来,人们对这类聚合物的研究一直很活跃。然而,难以加工和较高的制造成本却严重限制了它的应用。

FPC中,覆盖膜的作用如下:

  保护铜箔不暴露在空气中,避免铜箔的氧化;

  为后续的表面处理进行覆盖,如不需要镀金的区域用PI覆盖起来;

  在后续的表面贴装工序中,阻焊作用。因此,在工业生产中要求对覆盖膜相应的位置进行窗口切割,同时不同电子线路所要求的覆盖膜切割窗口的尺寸和类型都不一样。

  目前FPC覆盖膜大批量生产所采用的工艺为传统冲压方法,该工艺存在精度低、耗费人力物力,且加工环境粉尘和噪音污染较大等问题。

2,加工原理

  采用纳秒激光作用高分子材料时,若光子能量高于材料的某些化学键,激光光子可以使材料的化学键直接断裂,产生以光化学作用为主的“冷”加工过程。因此,相对于1064nm红外激光和532nm绿激光,355nm紫外激光更加适合于PI薄膜的切割。

  即便如此,在光子能量高于材料的化学键能的同时,若激光能量密度达到材料的热损伤阈值,电路板相互作用不仅为光化学过程,还存在光热转换过程,随着热量的产生和积累,材料温度不断上升。有相关研究表明,当聚酰亚胺温度高于600℃时,相对于C元素,N和O的比例会不断减小,这也是皮秒紫外激光工艺参数选择不当时,PI发生碳化的原因。

ps:部分图片来源于网络,如有侵权,请联系我们删除

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