綜述
紫外波長的激光器近年來已在精密加工應(yīng)用中展現(xiàn)出其特有的優(yōu)勢(shì)——能夠干凈、準(zhǔn)確、高速地對(duì)一系列材料進(jìn)行激光燒蝕，并且性價(jià)比更高。此外，更短的波長聚焦尺寸更小，便于以非接觸的方式對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行更高精度的加工。
在PCB生產(chǎn)領(lǐng)域，激光加工已完全取代了傳統(tǒng)的機(jī)械加工。激光加工的非接觸特性可以避免毛刺和細(xì)微裂縫的產(chǎn)生；高度聚焦的紫外激光可以僅僅作用于目標(biāo)材料很小的區(qū)域，以減少電路板上沉淀物的形成；更高的加工精度也使得同一塊板上能安排更多的電路；此外，激光加工靈活性更高，可以通過調(diào)節(jié)激光功率加工不同材料以及不同深度。
在剛剛落幕的2016亞洲（深圳）國際激光智能制造展期間，Spectra-Physics展出了工業(yè)級(jí)紫外激光器TalonTM。本系列文章將詳述TalonTM在PCB加工領(lǐng)域的應(yīng)用。
印刷線路板的激光切割
印刷線路板的分板是一項(xiàng)熱門的應(yīng)用。我們用Spectra-Physics紫外激光器對(duì)不同材質(zhì)的線路板進(jìn)行了高速切割測(cè)試。例如：使用TalonTM355-12激光器進(jìn)行多次縱向切割，高質(zhì)量的完成0.55毫米厚的電路板的“無碳化”切割，平均切割速度僅約12 mm/s。
同許多其他應(yīng)用一樣，印刷線路板的切割也需要權(quán)衡產(chǎn)出和質(zhì)量。一般情況下，追求高產(chǎn)出需要持續(xù)快速掃描，致使表面會(huì)產(chǎn)生較多的碳化；追求低碳化則需要較長的激光加工間隔時(shí)間從而冷卻加工區(qū)域，這導(dǎo)致整體加工速度下降。Talon激光器短脈沖和高重復(fù)頻率的特性可以使這兩個(gè)問題一并解決，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)出和質(zhì)量的同時(shí)提升。
切割PCB硬板
紫外激光器在PCB生產(chǎn)中的應(yīng)用，還包括切割較厚的PCB硬板。PCB硬板由FR4等基于玻璃纖維的多聚物組成。從分板到曲線切割都需要用到激光切割，下圖的樣品，是使用15 W的Talon激光器，從一片0.445 mm厚的硬板中切下的10 mm2正方形。Talon激光器的納秒級(jí)脈沖寬度和多種重復(fù)頻率使材料的熱效應(yīng)得到控制，也降低了碳化物殘留的產(chǎn)生，由此平衡了產(chǎn)出與質(zhì)量的矛盾。下圖樣品便是以7.5 mm/sec的平均速度加工完成的。
切割柔性電路板的覆蓋膜
覆蓋膜用于保護(hù)脆弱的導(dǎo)體。它構(gòu)成了多層電路板組裝元件之間的絕緣區(qū)域，用于環(huán)境隔絕和電絕緣。覆蓋膜是由一層12.5到25微米厚的聚酰亞胺通過黏合劑附著于剝離紙上組成。覆蓋膜需要按照特定形狀切割，同時(shí)要避免傷到剝離紙。這樣，成型的覆蓋膜即可從剝離紙上較容易的揭下來。下圖展示的樣品來源于功率12 W的Talon激光器，以400 mm/sec的平均速度，對(duì)25微米厚的聚酰亞胺薄膜進(jìn)行的高質(zhì)量切割。如果使用15 W的Talon激光器，500 mm/sec或更高的切割速度也可能達(dá)到。
產(chǎn)品介紹：TALON 355
Talon是紫外和綠光固態(tài)調(diào)Q激光器產(chǎn)品系列，實(shí)現(xiàn)了性能、可靠性及成本前所未有的完美結(jié)合?；赟pectra-Physics的It’s inthe BoxTM一體式設(shè)計(jì)，激光器與控制器在一個(gè)緊湊的箱體中合二為一。Talon激光器專為全天候精密微加工設(shè)計(jì)，經(jīng)驗(yàn)證，在數(shù)以萬計(jì)的工作小時(shí)中，Talon激光器可輸出脈沖能量>300 µJ和平均功率>15 W的紫外光，重復(fù)頻率從0到500 kHz可調(diào)，脈沖穩(wěn)定性高，高品質(zhì)的TEM00基膜光斑。
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