柔性印刷電路 (Flexible Printed Circuits, FPC) 能夠?qū)崿F(xiàn)采用傳統(tǒng)剛性電路板不可實(shí)現(xiàn)的多樣性設(shè)計(jì)。例如，在柔性材料上制作電路，能夠形成挑戰(zhàn)極限的新應(yīng)用，包括各種多層功能以及太空、電信和醫(yī)療工業(yè)解決方案。

目前FPC工業(yè)的趨勢(shì)均是微型化，因?yàn)樵O(shè)計(jì)人員想方設(shè)法縮小電路尺寸，同時(shí)消除那些限制安裝密度的因素或是電路板上電路之間的距離。滿足這些要求通常需要任意成形，但基礎(chǔ)的方形電路彈性太差，無(wú)法滿足許多現(xiàn)代應(yīng)用的要求。

這些設(shè)計(jì)需求就是挑戰(zhàn)，包括分割的問(wèn)題或從板上卸下電路的工藝。如何才能精確切割高安裝密度的更小任意電路而不損壞元件或電路本身呢？柔性電路材料十分獨(dú)特，即使是切割期間在電路上產(chǎn)生的最小應(yīng)力，也會(huì)造成損壞。

為了避免這種損壞，就會(huì)限制設(shè)計(jì)的多樣性。設(shè)計(jì)中必須考慮每個(gè)切口周?chē)木彌_空間，這意味著切口寬度將比需要的更寬，元件的放置位置不能靠近板的邊緣或者相互靠近，成形無(wú)法與需要的一樣復(fù)雜。如果沒(méi)有關(guān)于這類(lèi)問(wèn)題的可行解方案，那么這些限

制就會(huì)將創(chuàng)新淹沒(méi)，因?yàn)闊o(wú)法令人滿意的分板方式將成為主要的設(shè)計(jì)考慮因素。

自動(dòng)電路板切割（Routing）以及傳統(tǒng)機(jī)械分板方法（如模沖），會(huì)導(dǎo)致切割寬度較大，而且對(duì)于復(fù)雜的柔性電路來(lái)說(shuō)應(yīng)力過(guò)大。即使CO 2 激光切割方式也會(huì)在這一方面同樣不能令人滿意，因?yàn)榇朔绞綍?huì)產(chǎn)生更大的熱影響區(qū)域。

但是，在談到FPC分板切割時(shí)，已經(jīng)出現(xiàn)了一種可迎接挑戰(zhàn)的技術(shù)：紫外激光切割。這種技術(shù)可以免除了機(jī)械工藝的物理應(yīng)力并大幅降低CO 2 紫外線激光器的熱應(yīng)力，能夠滿足上面所述的設(shè)計(jì)趨勢(shì)。探索各種因素就能揭示：為何在談到柔性電路切割時(shí)，紫外線激光切割已經(jīng)成為一種選擇出現(xiàn)。

電路應(yīng)力和切割寬度

所有柔性切割方法都會(huì)在電路板上產(chǎn)生一定的應(yīng)力，只是在導(dǎo)入的應(yīng)力類(lèi)型以及應(yīng)力影響電路的程度方面存在差異。考慮上述分板方式時(shí)，在柔性印刷電路板上可能存在兩種類(lèi)型應(yīng)力：機(jī)械應(yīng)力或熱應(yīng)力。

采用模沖或Routing等機(jī)械分板方式時(shí)，會(huì)出現(xiàn)機(jī)械應(yīng)力。機(jī)械應(yīng)力對(duì)柔性電路的影響包括：毛刺、變形和損壞電路元件。這些影響對(duì)柔性材料來(lái)說(shuō)非常嚴(yán)重。例如，模沖是一種具有高沖擊力的工藝，會(huì)振動(dòng)電路、損壞元件，它要求相當(dāng)大的切割緩沖空間。在模沖和Routing方式下，典型的FPC切割寬度是1毫米，但這對(duì)眾多復(fù)雜的、具隨意性的柔性電路來(lái)說(shuō)，這個(gè)寬度太大了。此類(lèi)寬切口會(huì)導(dǎo)致：降低安裝密度，或者減少每塊板上的電路安裝。在柔性印刷電路正變得更小和更為緊密的時(shí)代，這就上升到技術(shù)和成本方面的問(wèn)題了。

由于采用機(jī)械切割方法不能滿足柔性設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，因此用戶轉(zhuǎn)而使用激光切割，但是它在電路上會(huì)生產(chǎn)一種不同類(lèi)型的影響：熱應(yīng)力。熱應(yīng)力影響與機(jī)械應(yīng)力影響差異巨大，激光光束與電路沒(méi)有物理接觸，為此，激光切割可以更為精確地描述為激光燒蝕。熱應(yīng)力產(chǎn)生的最常見(jiàn)的影響是燒焦和切口寬度不一致。但是，這些影響在采用脈沖CO2 激光系統(tǒng)時(shí)更常見(jiàn)。這些系統(tǒng)配有高能量密度電源且激光的波長(zhǎng)位于更暖、吸收性更好的紅外光譜中。而紫外激光系統(tǒng)配有在較低能量水平操作的冷紫外線激光器，可將熱應(yīng)力影響降到最低。

圖2和圖3分別顯示了采用CO 2 激光器和紫外激光器切割125μm厚的Kapton聚酰亞胺板。兩種激光源的光束大小是20μm。在此情況下，能量更高的CO 2激光器產(chǎn)生極燙的切口，施加到材料上面的應(yīng)力造成嚴(yán)重?zé)购妥冃巍?yīng)力產(chǎn)生的后果是，有效切口寬度延長(zhǎng)到#p#分頁(yè)標(biāo)題#e#120μm。雖然這一數(shù)字比機(jī)械切割方法的1 mm切口寬度窄得多，但是切口不均勻且質(zhì)量不良。

圖2、采用CO 2 激光系統(tǒng)切割的125μm厚Kapton®聚酰亞胺板

圖3、采用紫外激光系統(tǒng)切割的125μm厚Kapton聚酰亞胺材料