FPC板,又可以稱為柔性線路板、軟性電路板、軟性線路板、撓性線路板、軟板等,是一種特殊的PCB板。FPC板有重量輕、厚度薄、柔軟、可彎曲的特點(diǎn),相對(duì)于硬式電路板,柔性電路板軟板具有許多硬性印刷電路板不具備的優(yōu)點(diǎn)。例如自由彎曲、卷繞、折疊,可依照空間布局要求任意安排,并在三維空間任意移動(dòng)和伸縮,從而達(dá)到元器,件裝配和導(dǎo)線連接的一體化。利用柔性電路板可大大縮小電子產(chǎn)品的體積,適用電子產(chǎn)品向高密度、小型化、高可靠方向發(fā)展的需要。因此,F(xiàn)PCB 在航天、軍事、移動(dòng)通訊、手提電腦、計(jì)算機(jī)外設(shè)、PDA、數(shù)字相機(jī)等領(lǐng)域或產(chǎn)品上得到了廣泛的應(yīng)用。
隨著電子行業(yè)智能化的不斷發(fā)展,PCB以及柔性電路板FPC,越做越小,越做越薄,容納的電子元器件也越來(lái)越多,對(duì)加工精密度的要求也越來(lái)越高。與此同時(shí),激光在PCB以及柔性電路板上的應(yīng)用也越來(lái)越廣泛!
激光在PCB及FPC制造中的應(yīng)用
PCB和FPC是電子工業(yè)的重要部件之一,在各個(gè)電子元件細(xì)分產(chǎn)業(yè)中比重最大,隨著用戶對(duì)智能手機(jī)等可穿戴電子消費(fèi)品的需求大增,進(jìn)一步促使了PCB和FPC行業(yè)的快速發(fā)展。而激光技術(shù)在行業(yè)的出現(xiàn),更是讓PCB與FPC行業(yè)進(jìn)入了爆發(fā)式的增長(zhǎng)。激光技術(shù)在PCB行業(yè)上的應(yīng)用主要以下幾個(gè)方面:激光切割、激光焊接、激光打標(biāo)、激光鉆孔等。
FPC中的激光切割
1.普通方式FPC切割
主動(dòng)電路板切開(kāi)(Routing)以及傳統(tǒng)機(jī)械分板辦法(如模沖),會(huì)導(dǎo)致切開(kāi)寬度較大,而且對(duì)于雜亂的柔性電路來(lái)說(shuō)應(yīng)力過(guò)大。而CO2激光切開(kāi)方法在這一方面也同樣不能令人滿意,由于此方法會(huì)產(chǎn)生更大的熱影響區(qū)域。
2.紫外激光FPC切割
而利用紫外激光器切割,既能夠免除機(jī)械工藝的物理應(yīng)力,同時(shí)也比CO2激光器切割的產(chǎn)生的熱效應(yīng)更小。常見(jiàn)紫外波長(zhǎng)355nm,其光子能量恰好大于高分子材料的主要鍵能C-C鍵和C-N鍵,在打斷化學(xué)鍵的同時(shí)又不至于產(chǎn)生過(guò)多的熱量,所以切割效果遠(yuǎn)好于長(zhǎng)波長(zhǎng)激光器的切割效果。
這就使有機(jī)材料加工和多種陶瓷的精密加工成為可能,廣泛用于SIP芯片塑封外型切割、電路板分板、軟板鉆孔、陶瓷及LTCC打孔和分割等。
相關(guān)激光加工能力:
電路板種類:PCB, FPC, 軟硬結(jié)合板,HDI電路板,封裝基板,SIP封裝等。
加工厚度:0.05mm-2.0mm
加工精度:最高±2um
加工形狀:2維任意形狀,連接筋,修復(fù)點(diǎn)
適用行業(yè):半導(dǎo)體,MEMS,SIP, 醫(yī)療,新能源,科學(xué)研究,射頻,微波,轉(zhuǎn)接板,汽車等。
FPC中的激光焊接
激光錫焊是以激光作為熱源,熔融錫使焊件達(dá)到緊密貼合的一種釬焊方法。激光錫焊技術(shù)的優(yōu)勢(shì)主要包括以下幾點(diǎn):可焊接一些其他焊接中易受熱損傷或易開(kāi)裂的元器件,無(wú)需接觸,不會(huì)給焊接對(duì)象造成機(jī)械應(yīng)力;可在元器件密集的電路上對(duì)烙鐵頭無(wú)法進(jìn)入的狹窄部位和在密集組裝中相鄰元件之間沒(méi)有距離時(shí)變換角度進(jìn)行照射,而無(wú)須對(duì)整個(gè)電路板加熱;焊接時(shí)僅被焊區(qū)域局部加熱,其它非焊區(qū)域不承受熱效應(yīng);焊接時(shí)間短,效率高,并且焊點(diǎn)不會(huì)形成較厚的金屬間化物層,所以質(zhì)量可靠可維護(hù)性很高,傳統(tǒng)電烙鐵焊接需要定期更換烙鐵頭,而激光焊接需要更換的配件極少,因此可以削減維護(hù)成本。
激光錫焊的局部加熱方式可解決空焊與溢錫等問(wèn)題
傳統(tǒng)的FPC軟板焊接工藝采用熱壓制程,兩片F(xiàn)PC軟板上均電鍍有焊錫材料,經(jīng)過(guò)兩片材料的對(duì)組后,經(jīng)由脈沖式熱壓頭機(jī)構(gòu)進(jìn)行接觸分段式加熱制程,如圖所示,F(xiàn)整個(gè)分段式過(guò)程分別為:T1升溫、T2預(yù)熱、T3升溫、T4保溫、T5降溫五個(gè)階段。隨著可持續(xù)發(fā)展的推進(jìn),環(huán)保概念日益重視,焊接無(wú)鉛化的推行將成為大勢(shì)所趨,但是在無(wú)鉛化推行的同時(shí)也帶來(lái)了焊接難題,即使用傳統(tǒng)的熱壓焊接方式,容易出現(xiàn)空焊與溢錫等問(wèn)題。激光錫焊的局部加熱方式可解決這些問(wèn)題,激光錫焊采用無(wú)接觸焊接方式,能夠把熱量聚焦到小的點(diǎn)并定位到指定部位進(jìn)行焊接。
FPC中的激光打標(biāo)
FPC是電子應(yīng)用領(lǐng)域重要的鏈接線路,系電子電路中不可或缺的重要器件。CVL覆蓋膜是FPC的搭檔,將其附在FPC產(chǎn)品上能起到防氧化、防阻焊的作用。
當(dāng)然FPC本身是包含了銅和覆蓋膜的,在現(xiàn)今高度自動(dòng)化、智能化的設(shè)備發(fā)展,對(duì)FPC產(chǎn)品的要求也越來(lái)越高,也提出了對(duì)FPC產(chǎn)品進(jìn)行可追溯化管理,要求對(duì)FPC產(chǎn)品生產(chǎn)過(guò)程進(jìn)行產(chǎn)品質(zhì)量追溯,后期產(chǎn)品應(yīng)用過(guò)程中做到產(chǎn)品售后可追溯。這就需要對(duì)FPC相關(guān)產(chǎn)品標(biāo)記出清晰、可讀二維碼和SN售后編碼,而紫外激光打標(biāo)機(jī)設(shè)備就輕松的解決問(wèn)題,紫外激光打標(biāo)機(jī)設(shè)備滿足產(chǎn)品質(zhì)量追溯、售后服務(wù)編碼標(biāo)記需求。
CVL覆蓋膜通常指的是PI膜,其打標(biāo)的工藝要求是在表面標(biāo)記出清晰美觀的字符串或二維碼,并且不穿透膜層。FPC銅箔的要求是,在銅箔表面標(biāo)記處清晰的二維碼或字符串,清晰、可讀,并且不使其變形。針對(duì)工藝要求,紫外激光打標(biāo)機(jī)產(chǎn)可滿足兩種材料的打標(biāo)需求,滿足工藝條件同時(shí),靈活使用,并配置相機(jī)可讀取功能,自動(dòng)識(shí)別區(qū)域打標(biāo)功能。下圖為PI膜、銅箔產(chǎn)品紫外激光打標(biāo)樣。
紫外激光打標(biāo)機(jī)的特性:采用高性能紫外激光器(腔內(nèi)倍頻技術(shù)+ TEC制冷技術(shù)),激光光束質(zhì)量?jī)?yōu)越,為用戶帶來(lái)優(yōu)越的打標(biāo)效果,紫外激光器屬于冷光源,打標(biāo)時(shí)熱影響區(qū)特別小,更適合對(duì)熱影響比較敏 感的材料進(jìn)行精細(xì)激光打標(biāo)。
FPC中的激光鉆孔
FPC成型的主要工藝階段——鉆孔,其質(zhì)量好壞直接影響柔性電子材料板的機(jī)械裝配和電路連接性能。
合適的鉆孔方式能夠起到信號(hào)導(dǎo)通的作用,并通過(guò)多層疊加,適應(yīng)更小體積的電路板加工需求。
? 技術(shù)決定質(zhì)量 ?
傳統(tǒng)機(jī)械鉆孔技術(shù)難以實(shí)現(xiàn)微孔加工,在盲孔加工時(shí)深度不可控,還須頻繁更換刀具。
而激光鉆孔技術(shù)業(yè)界普遍采用同心圓、螺旋線掃描法,這兩種方式都對(duì)盲孔加工的平整度有不同程度的影響。
同心圓掃描法即由外及里掃描加工,所得盲孔內(nèi)高分子殘留物較多;而螺旋線由里及外的加工方式則會(huì)造成更深的外圍深度。兩種加工方式都會(huì)造成盲孔孔底平整度低、孔型邊緣不平整的問(wèn)題。
? 平滑盲孔 一擊成形 ?
獨(dú)創(chuàng)FPC Laser Shield激光鉆孔工藝
針對(duì)技術(shù)加工痛點(diǎn),滿足市場(chǎng)及工藝制程需求。華工激光深耕3C電子制造業(yè)領(lǐng)域,獨(dú)創(chuàng)專利技術(shù)——FPC Laser Shield激光打孔技術(shù),開(kāi)發(fā)出紫外高速鉆孔設(shè)備,實(shí)現(xiàn)盲孔一擊成形。
未來(lái)華工激光將繼續(xù)深耕剛性電路板、剛撓結(jié)合板、HDI板鉆孔方向,推出更多國(guó)產(chǎn)專精特新產(chǎn)品,打造行業(yè)一流的激光高端制造裝備,讓激光助力中國(guó)制造澎湃向前。
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