一种紫外激光切割挠性印刷电路板的工艺方法技术

一种紫外激光切割挠性印刷电路板的工艺方法，其特征在于：该方法采用输出波长为０．４μｍ以下的紫外激光器对挠性印刷电路板进行切割加工。采用本方法加工出来的ＦＰＣ，具有切缝细，切割面光滑、无毛刺，速度快，材料的变形小，保证产品不被划伤，无需任何模具制造，同时还能节省材料；利用该方法切割厚度可达１ｍｍ，切割结果精密，侧壁陡直，综合精度高，可达±２０ｕｍ以内或更高的精度；加工圆孔不会出现伴随热效应产生分层现象，钻孔速度快、质量好，具有直接成型抗蚀、阻焊等材料的功能。该方法特别适合精细图案加工，尤其适合于新产品的快速开发。

【技术实现步骤摘要】

奔专利技术涉及激光加工方法，尤其涉及一种紫外激光切割挠性印刷电路板的工艺方法。
技术介绍
挠性印刷电路板的英文名称为Flexible Printed Circuit Board, 简称FPCB或FPC,它是一种利用挠性基材制成的具有图形的印刷电路板， 由绝缘基材和导电层构成，绝缘基材和导电层之间可以有粘结剂。由于其 具有可连续自动化生产，配线密度高，重量轻、体积小，配线错误少，可 挠性及可弹性改变形状等特性，被广泛应用于消费性电子产品，如数码相 机、手表、笔记本电脑、TFT-LCD等。挠性印刷电路板具有以下特点1. 可进行挠曲和立体组装，取代很多转接部件，达到最大使用有效空间；2. 可制造更高密度或更精细节距的产品；3. 可采用巻绕的传送滚筒加工方法(Roll-to-Roll)，易于自动化、 量产化，从而大大提高了生产率，达到经济性的生产。对FPC的切割加工来说，传统的方式是采用开模具，然后通过模具进 行机械冲压的机加工方式。由于传统的加工方法是一种接触式的机械加工 方式，其本身不可避免地会存在一些不足之处。首先，由于FPC产品的线 路密度和节距不断提高，加之FPC图形轮廓也越来越复杂，这就使得制作 FPC模具的难度越来越大。对于一般复杂度的FPC来说，制作模具的难度 大，制作周期变长，进而导致加工成本的大幅提升；而对于一些复杂度很高的FPC样品来说，这种非常复杂的模具制作已无法实现，所以必须考虑采用其他的加工方式来实现对这些很复杂的FPC进行切割加工。其次，由 于机械加工自身的不足，使得制作出来的FPC模具不可能达到很高的精度 面，对FPC加工精度的进一步提升产生了瓶颈。目前一般的模具加工能达 到士50um的精度，而要想达到士20um以下的精度就非常困难，甚至无法 做到。再次，由于传统的FPC切割加工是一种接触式的机加工方法，必然 会对FPC产生加工应力，可能造成FPC的物理损伤。此外采用机加工的方 式对覆盖膜进行开窗作业时，难免会在窗口附近产生冲型后的毛刺和溢胶 (如图l所示)，而这种毛刺和溢胶在经贴合、压合、上焊盘后很难去除， 直接影响到其后的镀层的质量。最后，FPC切割加工是生产FPC样品各道 工序中非常关键的一道工序，直接影响到整个FPC样品的交货周期，进而 决定FPC生产商能否从客户手中拿到定单。而这关键的一步很大程度上取 决于生产商能否在最短的时间内提供出合格的FPC样品给客户，如果专门 为一张FPC样品做一套模具，最短也需要大概一天的时间，而且模具的加 工价格昂贵，费时费力， 一旦订单没有拿到，则这套模具就只能报废，给 FPC生产厂商造成很大的损失。专利技术目的本专利技术的目的是为了解决上述
技术介绍
存在的不足，提出了一种切割 效率高、切割面光滑，加工精度高的紫外激光切割挠性印刷电路板的工艺 方法，使其能有效弥补传统机加工的不足，同时为生产高端FPC产品(高 精度、高密度、高复杂度)在技术上提供必要的支持。为实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案 一种紫外激光切割挠性 印刷电路板的工艺方法，其特征在于该方法采用输出波长为0.4um以下的紫外激光器对挠性印刷电路板进行切割加工。在上述方案中，所述紫外激光器的输出波长最好为355nm。在上述方案中，所述紫外激光器发出激光功率可以为5-7W;所述紫外激光器发出激光的脉冲频率可以为10-100KHz。在加工过程中激光的扫描切割速度最好为80mm/s-160mm/s。 在加工过程中，依据挠性印刷电路板各部分材料的特性和厚度，可以 釆用不同的切割遍数，保证材料被完全切断。激光切割技术是激光加工技术的重要组成部分，激光切割与其它切割 方法相比，最大区别是它具有高速、高精度和高适应性的特点。除此之外， 它还具有割缝细、热影响区小、切割面质量好、切割时无噪声、切缝边缘 垂直度好、切边光滑、切割过程容易实现自动化控制等优点。激光切割加工中依据被加工材料的不同特性及对不同波长的激光的 吸收程度不同，往往选择某一特定波长的激光对材料进行加工，以期达到 最好的加工效果。考虑到FPC材料的特性，申请人选择输出波长在0.4um 以下，特别是355nm的紫外激光器来进行FPC的切割加工。该波长的激光 非常适合于处理聚合物材料。由于光束的衍射现象是限制加工部件最小尺 寸的主要因素，激光可达到的聚焦点的最小光斑直径随着波长的增加而线 性增加，因此较短波长的激光能够加工出更小的部件。与红外激光加工不 同，紫外激光微处理过程从本质上来说不是"热"处理过程，紫外激光高 能量的光子可以直接破坏材料的化学键，这一加工过程称为"光蚀"效应。 相比之下，可见光和红外光激光器则是利用聚焦到加工部位的热量来熔化 材料，会产生热影响区，而紫外激光加工是冷处理过程，热影响区微乎其 微。另外，生产FPC的大多数材料吸收紫外光比红外光更容易，高能量的紫外光直接破坏许多非金属材料表面的分子键，使得这种"冷"加工出来 的部件具有光滑的边缘和最低限度的炭化影响。由于FPC是由各种材料压合合成的高密度印刷线路板，对于板上不同材料的特性和厚度也不相同，所需要的切断材料的激光能量也有所不同。 考虑到切割过程中，激光能量的实时改变不是很方便，申请人采取在切割 加工过程中不改变激光能量而只改变不同材料部分的切割遍数的办法来进行加工。简言之，就是对难切的、厚的材料切割遍数相应增多；而对于 薄的、容易切的材料部分只切割一遍或少数几遍。通过这种加工工艺处理， 就能保证整个FPC上的每一部分都被完全的切断。为了给FPC上不同材料 部分设置不同的切割编数，加工者在拿到用户提供的GERBER文件后，对文 件进行简单的预处理，依据不同材料的特性和厚度，设置相应部分的激光 切割轨迹的切割遍数。在紫外激光切割加工FPC的过程中，为了有效地减少激光"烧蚀"FPC材料时产生的热效应而使切割边沿碳化的现象，申请人采取了一种特殊的 加工工艺，即"高速多遍"的加工办法。所谓"高速多遍"的加工方法， 就是在加工过程中把振镜的扫描切割的速度调整到一个比较高的速度(80ram/s-160誦/s)，在振镜高速扫描的前提下，依据FPC各部分材料的 特性和厚度，采用不同的切割遍数，以保证材料被完全切断。切割遍数的 设定原则以刚好切断该部份材料而不进行多余的无用切割遍数为宜。通过 大量加工实践表明，采用此种激光切割加工工艺加工出来的FPC样品下， 切割边缘的碳化现象被有效地减少，同时作用在FPC上的激光切缝也很窄(约为30-40um)，这样就能保证加工出来的FPC样品的尺寸满足加工要 求，同时FPC的品质也得到了有力的保障。6本专利技术的优点、效果1、 FPC打样的速度大大加快。 一般一张普通的FPC样品采用本专利技术 所述工艺方法所需的加工时间为l小时左右，而采用传统的开模具进行机 械冲压的方法至少也要一天左右，大大节省了时间，提高的加工效率，节 省了模具的费用，降低了生产成本。2、 采用本专利技术所述工艺方法不受FPC样品复杂程度的限制(主要是依 靠软件对GERBER文件进行处理)，所以它能适应FPC产量和种类的快速变 化，能够满足客户在短时间让产品样品面市的要求。3、 由于本专利技术所述工艺方法是一种采用激光作为加工工具的非接触 式加工方法，不会对FPC产生加本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种紫外激光切割挠性印刷电路板的工艺方法，其特征在于：该方法采用输出波长为０．４μｍ以下的紫外激光器对挠性印刷电路板进行切割加工。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：胡兵，黄道明，江先明，刘斌波，文桥，吴浩，徐骏平，应花山，
申请(专利权)人：华中科技大学，深圳市光华激光技术有限公司，武汉华源拓银激光科技有限公司，
类型：发明
国别省市：83[中国|武汉]