在電子產(chǎn)品向高密度、小型化、高牢靠方向開展的背景下，柔性線路板（FPC）由于其可以自在彎曲、配線密度高、厚度薄等特點，成為滿足電子產(chǎn)品小型化和挪動要求的唯一處理辦法。在FPC外表有一層樹酯薄膜，起到線路維護和阻焊等的作用，其次要成分為聚酰亞氨（Polyimide，PI），工業(yè)界又稱之為PI掩蓋膜，它是主鏈上含有酰亞胺環(huán)（-CO-NH-CO-）的一類聚合物，其中以含有酞酰亞胺構造的聚合物最為重要。PI掩蓋膜在低溫下具有突出的介電性能、機械性能、耐輻射功能和耐磨性能，普遍用于航空、兵器、電子、電器等精密機械方面。

隨著激光技術的開展，運用紫外激光切割FPC與PI掩蓋膜逐步取代傳統(tǒng)的模切。紫外激光切割屬于無接觸加工，無需價格昂貴的模具，生產(chǎn)成本大大降低，聚焦后的光斑可僅有十幾微米，可以滿足高精度切割和鉆孔的加工需求，這一優(yōu)勢正投合電路設計精密化的發(fā)展趨勢，是FPC、PI膜切割的理想工具。

根本加工原理：為什么選紫外、為什么選短脈寬

以后用在FPC、PI膜切割的紫外激光切割機次要為納秒級固體紫外激光器，波長普通為355nm，絕對于1064nm紅外和532nm綠光，355nm紫外有更高的單光子能量，資料吸收率更高，發(fā)生的熱影響更小，完成更高的加工精度。脈沖紫外激光切割資料分為兩種原理，一種是光化學原理，應用激光單光子能量到達或超越資料化學鍵鍵能，打斷資料某些化學鍵來完成切割；另一種是光物理原理，當激光單光子能量低于資料化學鍵鍵能時，依托聚焦光斑處十分高的能量密度，超越資料的氣化閾值，從而霎時氣化資料，完成資料的切割。在PI膜的化學鍵構造中，常態(tài)下C－C鍵和C－N鍵的鍵能辨別為3.45eV 和3.17eV，而355nm紫外激光切割設備的單光子能量為3.49eV，高于常態(tài)下C－C鍵和C－N鍵的鍵能，可直接毀壞資料的化學鍵。但實踐在用紫外激光切割FPC或PI膜的使用中，上述兩種切割原理同時存在，在光物理效應中，會有熱量的發(fā)生和積聚，資料溫度不時上升。研討標明，當 PI 資料溫度高于600℃時，絕對于 C元素，N和O兩種元素的比例會不時減小，最終資料中次要以C元素為主，即資料發(fā)作碳化。資料吸收激光能量轉(zhuǎn)化為熱能的擴散距離公式 L = [4Dt]^1/2，其中 D為資料熱擴散率，t為激光脈寬。由此可知當資料一定時，激光脈寬越大，激光發(fā)生的熱能在資料上的擴散距離越大，也就是說對資料的熱損傷越大。

實驗驗證脈寬對切割效果的影響

本實驗所采用的PI掩蓋膜厚度為30±2μm，拉伸強度≥160 MPa，熱分解溫度≥500℃。比照單脈沖能量為20uJ，脈寬辨別為42ns、21ns以及11ns的切割效果。實驗中堅持OVERLAP分歧，切割次數(shù)2次，實驗檢測設備為奧利巴斯BX51光學顯微鏡。

圖1為外表熱影響及粉塵比照，可以分明發(fā)現(xiàn)脈寬越長，切割道附著的粉塵以及顆粒會越多，而這些粉塵很容易附著在電路上從而惹起短路。圖2為切割后底部膠層熱影響比照，脈寬為42ns時的熱影響約為22.7μm；而脈寬為21ns以及11ns時切割后底部根本看不到膠層的熔融。經(jīng)過以上實驗發(fā)現(xiàn)脈寬越短越有利于覆蓋面的加工。

高頻短脈寬納秒紫外激光器

為滿足FPC、PI膜切割行業(yè)對更少碳化和更快效率的要求，采用高頻率、窄脈寬紫外激光切割機。該款設備有如下特點：

1.頻率更高。最高頻率可達300K，在200K時最大功率有5.8W，300K時最大功率有2.6W。

2.脈寬更窄。最小脈寬僅11ns，150K下脈寬也只要24ns，相比舊款窄了20ns。

3.光束質(zhì)量優(yōu)秀，M2<1.2，光斑圓度>90%，功能波動牢靠，同時具有突出的性價比。

4.一體化緊湊型設計，將控制箱和激光頭合二為一，愈加便于設備集成。