Лазерни приложения в производството на PCB и FPC

Внедряването на 5G технологията води до голяма промяна в материалите и производствените процеси на смартфоните. За да отговорят на строгите изисквания на 5G, електронните компоненти трябва да се развиват бързо, създавайки значителни пазарни възможности в цялата верига на доставки. Сред тях индустрията за печатни платки (PCB) и гъвкави печатни платки (FPC) се очертава като основни бенефициенти. Често считани за „вериги на живота“ за електронни устройства, FPC изпитват нарастващо търсене поради тяхната висока плътност, леки профили, гъвкавост и възможности за 3D сглобяване. За да бъдат в крак с този бърз растеж на пазара, технологиите за обработка на FPC непрекъснато се обновяват.

Усъвършенстваната лазерна обработка стана незаменима в производството на електроника. Известна със своите възможности за висока ефективност и микро-прецизност, лазерната технология играе ключова роля в-производството от висок клас. Днес, използвайки напредналимикро{0}}нано прецизно лазерно оборудване за обработказа процеси като лазерно маркиране, заваряване, рязане и пробиване се превърна в индустриален стандарт, отключвайки значителна икономическа стойност за производителите на електроника.

Като основополагащи електронни връзки, печатните платки са интегрирани в почти всички електронни системи, което им печели титлата „Майка на електронните компоненти“. ПХБ са еволюирали от едностранни-до двустранни-страни, много-слойни и гъвкави конфигурации. Продължаващата тенденция към по-висока прецизност, повишена плътност, по-голяма надеждност и по-ниски разходи гарантира, че печатните платки остават основни в съвременната електроника.

За разлика от твърдите печатни платки, FPC са конструирани чрез залепване на гъвкави медни фолиа към гъвкав изолационен основен слой с лепила. Тази уникална структура предоставя на FPC няколко предимства, които липсват на твърдите дъски. Най-вече, FPC значително намаляват пространствения отпечатък вътре в електронните продукти, привеждайки се перфектно в стремежа на индустрията към висока-плътност, миниатюрни и високонадеждни дизайни. Като ключови компоненти и носители на свързване в 3C индустрията (компютри, комуникации и потребителска електроника), PCB и FPC стават все по-тънки, по-малки и по-гъсто опаковани с компоненти, което изисква безпрецедентна прецизност на обработка-предизвикателство, което лазерната технология е уникално оборудвана да разреши.

Тъй като дизайните на платките стават по-малки и по-сложни, традиционните методи за механична обработка не успяват да отговорят на строги допуски. Лазерните системи предлагат решения за ултра-фина обработка, необходими за проекти от следващо-поколение.

1) Високо{1}}прецизно лазерно маркиране
Лазерното маркиране е едно от най-разпространените приложения в индустрията. Той използва лазерен лъч с висока-енергийна-плътност за локално облъчване на субстрата, като изпарява повърхностния материал или предизвиква-променяща цвета химическа реакция, за да остави постоянна следа.

PCB машина за лазерно маркиране на QR код за SMT линия

• UV предимство:Тъй като повечето материали за схеми показват отлична абсорбция на ултравиолетова (UV) светлина, UV лазерите могат да постигнат ултра-прецизно маркиране на сложни шарки, буквено-цифрови знаци и баркодове.
• Студена обработка:Когато работи върху полимери като полиимид (PI), UV лазерният лъч разрушава атомните и молекулярните химични връзки чрез „фотохимична аблация“ (студена обработка). Благодарение на силно концентрираната енергия и бързата скорост на обработка, този метод предизвиква минимално термично въздействие, предотвратявайки повреда на околния субстрат.
• Индустриални ползи:Като без{0}}контактен процес лазерното маркиране не изисква консумативи, елиминира замърсяването и осигурява високо{1}}контрастни, лесно проследими маркировки. Той ефективно преодолява ограниченията на традиционния ситопечат, превръщайки машините за лазерно маркиране на PCB в златен стандарт за контрол на качеството и проследимост в съвременната електроника.

2) Разширено лазерно рязане

Лазерното рязане предоставя ясни предимства пред механичното щанцоване, включително висока прецизност, тесни ширини на прореза, гладки напречни-сечения, високи скорости и нулево механично напрежение. Той елиминира нуждата от скъпи форми, драстично ускорява създаването на прототипи и максимизира използването на материала.

PCB машини за лазерно рязане

• Твърдо отделяне на PCB:UV лазерите се използват все по-често за рязане и депанелиране на твърди плоскости, съставени от подсилени със стъклени -влакна-полимери като FR4. Например, 15W лазер може прецизно да изреже квадрат от 10 mm² от твърда печатна платка с дебелина 0,445 mm. Чрез оптимизиране на ширината на импулса и честотата на повторение операторите могат стриктно да контролират топлинните ефекти, да намалят до минимум карбонизацията/овъгляването и да постигнат оптимален баланс между производителност и качество на ръба при средна скорост на рязане от 7,5 mm/s.
• Рязане на покритие от FPC:Покритията се прилагат за защита на деликатни медни проводници и осигуряват екологична и електрическа изолация между слоевете. Обикновено направен от 12,5 до 25-микронен полиимиден филм, залепен към отделяща подложка, покритието трябва да бъде профилирано прецизно, без да се повреди основната хартия, което позволява лесно отлепване. 12W лазер може да профилира 25-микронен PI филм със скорост от 400 mm/s с изключително качество на ръба, докато 15W лазер може да увеличи тази пропускателна способност над 500 mm/s.

Успешното внедряване на тези прецизни производствени техники зависи в голяма степен от използването на правилния хардуер, като усъвършенстван машини за лазерно гравиране и рязане на печатни платки.

В сравнение с традиционната механична обработка и CO2 лазери, зелените и UV машини за лазерно рязане на PCB осигуряват превъзходна производителност:

• Широка съвместимост на материалите:С по-къси дължини на вълните и тесни ширини на импулса, UV и зелените лазери показват незначителна зона, засегната от топлина (HAZ), предотвратявайки овъгляване или изгаряне. Това им позволява да обработват почти всички материали за печатни платки (с изключение на определени алуминиеви субстрати).
• Без{0}}стрес, без{1}}контактна обработка:Без{0}}контактната обработка прилага нулево механично напрежение върху платката, предотвратявайки деформация, микро{1}}напукване или разслояване. Той се справя безупречно със сложни геометрии и стегнати криви без износване на инструмента.
• Изключителна прецизност:Интегрирани с усъвършенствани системи за визуално подравняване, тези машини постигат междини при рязане под 50 микрона и осигуряват точност на позициониране на ниво микрон-.
• Автоматизирани и икономически-ефективни работни потоци:Напълно софтуерно{0}}контролираните операции лесно се интегрират с автоматични механизми за товарене/разтоварване, което значително намалява разходите за труд и повишава ефективността на производството.