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軟板之淺談皮秒紫外激光工藝原理及優(yōu)勢

文章來源：電子發(fā)燒友作者：梁波靜查看手機(jī)網(wǎng)址

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人氣：19321發(fā)布日期：2019-07-20 04:04【大中小】

近年來，隨著激光技術(shù)的不斷發(fā)展，采用紫外激光器切割FPC覆蓋膜逐漸成為主流，生產(chǎn)規(guī)模也逐年擴(kuò)大。盡管如此，業(yè)內(nèi)在采用激光加工FPC覆蓋膜時，若激光器性能存在缺陷或工藝參數(shù)選擇不恰當(dāng)，極易導(dǎo)致切割邊緣發(fā)生碳化，由于碳具有導(dǎo)電性，會使后續(xù)所制作的電子元器件發(fā)生微短路，產(chǎn)品良率不高。

1，什么是PI覆蓋膜？

柔性線路板（Circuit，F(xiàn)PC） Printed （Flexible覆蓋膜，主要成分為聚酰亞胺（Polyimide，PI），又稱為軟板。通常工業(yè)所使用的PI薄膜借助于粘合劑附著于紙質(zhì)基底，呈卷狀儲藏，工業(yè)界也稱之為PI覆蓋膜，聚酰亞胺是分子主鏈上含有酰亞胺環(huán)狀結(jié)構(gòu)的耐高溫聚合物，具有優(yōu)異的綜合性能，而耐熱和耐輻射性能在目前工業(yè)化生產(chǎn)的高分子材料中極為突出。高溫下具有突出的介電性能、機(jī)械性能、耐輻射性能和耐磨性能，廣泛用于航空、電子、電器等精密機(jī)械方面。

自五十年代末發(fā)現(xiàn)了聚酰亞胺優(yōu)良熱穩(wěn)定性和力學(xué)性能以來，人們對這類聚合物的研究一直很活躍。然而，難以加工和較高的制造成本卻嚴(yán)重限制了它的應(yīng)用。

在FPC中，覆蓋膜的作用如下：

保護(hù)銅箔不暴露在空氣中，避免銅箔的氧化；

為后續(xù)的表面處理進(jìn)行覆蓋，如不需要鍍金的區(qū)域用PI覆蓋起來；

在后續(xù)的表面貼裝工序中，阻焊作用。因此，在工業(yè)生產(chǎn)中要求對覆蓋膜相應(yīng)的位置進(jìn)行窗口切割，同時不同電子線路所要求的覆蓋膜切割窗口的尺寸和類型都不一樣。

目前FPC覆蓋膜大批量生產(chǎn)所采用的工藝為傳統(tǒng)沖壓方法，該工藝存在精度低、耗費(fèi)人力物力，且加工環(huán)境粉塵和噪音污染較大等問題。

2，加工原理

采用納秒激光作用高分子材料時，若光子能量高于材料的某些化學(xué)鍵，激光光子可以使材料的化學(xué)鍵直接斷裂，產(chǎn)生以光化學(xué)作用為主的“冷”加工過程。因此，相對于1064nm紅外激光和532nm綠激光，355nm紫外激光更加適合于PI薄膜的切割。

即便如此，在光子能量高于材料的化學(xué)鍵能的同時，若激光能量密度達(dá)到材料的熱損傷閾值，電路板相互作用不僅為光化學(xué)過程，還存在光熱轉(zhuǎn)換過程，隨著熱量的產(chǎn)生和積累，材料溫度不斷上升。有相關(guān)研究表明，當(dāng)聚酰亞胺溫度高于600℃時，相對于C元素，N和O的比例會不斷減小，這也是皮秒紫外激光工藝參數(shù)選擇不當(dāng)時，PI發(fā)生碳化的原因。

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