激光光束通常為機(jī)械印制電路板加工提供低壓替代方法,如銑削或自動(dòng)電路板切割。但是紫外激光器具有其它激光器所不具備的好處,即能夠限制熱應(yīng)力。這是因?yàn)榇蠖鄶?shù)紫外激光系統(tǒng)在低功率狀態(tài)下運(yùn)行。通過(guò)使用有時(shí)被稱(chēng)為“冷消融”的工藝,紫外激光器的光束會(huì)產(chǎn)生一個(gè)縮小的熱影響區(qū),可以將沖緣加工、碳化以及其它熱應(yīng)力的影響降至最低,而使用更高功率的激光器通常都會(huì)存在這些負(fù)面影響。

紫外激光器的波長(zhǎng)比可見(jiàn)光波長(zhǎng)更短,因此肉眼是不可見(jiàn)的。雖然你無(wú)法看到這些激光束,但就是這些短波讓紫外激光器能夠更精確地聚焦,從而在產(chǎn)生極其精細(xì)的電路特性的同時(shí),還能保持優(yōu)良的定位精度。

除了波長(zhǎng)短,工件溫度較低外,紫外線(xiàn)中存在的高能光子讓紫外激光得以應(yīng)用于大型PCB電路板組合,從FR4等標(biāo)準(zhǔn)材料到高頻陶瓷復(fù)合材料以及包括聚酰亞胺在內(nèi)的柔性PCB材料等各種材料都適用。

圖1中的圖表顯示了三種常見(jiàn)的PCB材料在六種不同激光器作用下的吸收率。這六種激光器中包括準(zhǔn)分子激光器(波長(zhǎng)為248 nm),紅外激光器(波長(zhǎng)為1064 nm),和兩種CO2激光器(波長(zhǎng)分別為9.4μm和10.6μm)。紫外激光器(Nd:YAG,波長(zhǎng)為355nm)是一種罕見(jiàn)的在三種材料中吸收率一致的激光器。

紫外激光器應(yīng)用于樹(shù)脂和銅時(shí)顯示了極高的吸收率,在加工玻璃時(shí)也有著適當(dāng)?shù)奈章省Ｖ挥袃r(jià)格昂貴的準(zhǔn)分子激光器(波長(zhǎng)248nm)在加工這些主要材料時(shí)才會(huì)得到更好的全面吸收率。這一材料的差異性使得紫外激光器成為了很多工業(yè)領(lǐng)域中各種PCB材料應(yīng)用的最佳選擇,從生產(chǎn)最基本的電路板,電路布線(xiàn),到生產(chǎn)袖珍型嵌入式芯片等高級(jí)工藝都通用。

紫外激光系統(tǒng)直接從計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)到加工電路板,意味著在電路板生產(chǎn)過(guò)程中不需要任何中間人。再加上紫外線(xiàn)的精確聚焦能力,使得紫外激光系統(tǒng)可以實(shí)施極具特性的方案,并重復(fù)定位。

應(yīng)用1:表面蝕刻/電路生產(chǎn)

紫外激光器在生產(chǎn)電路時(shí)工作迅速,數(shù)分鐘就能將表面圖樣蝕刻在電路板上。這使得紫外激光器成為生產(chǎn)PCB樣品的最快方法。研發(fā)部門(mén)注意到,越來(lái)越多的樣品實(shí)驗(yàn)室正在配備內(nèi)部紫外激光系統(tǒng)。

依賴(lài)于光學(xué)儀器檢定,紫外激光光束的大小可以達(dá)到10-20μm, 從而生產(chǎn)柔性電路跡線(xiàn)。圖2中的應(yīng)用表明紫外線(xiàn)在生產(chǎn)電路跡線(xiàn)方面的最大優(yōu)勢(shì),電路跡線(xiàn)極其微小,需要在顯微鏡下才能看見(jiàn)。這一電路板尺寸為0.75英寸x0.5 英寸,由一塊燒結(jié)陶瓷基片和鎢/鎳/銅/表面組成。激光器能夠產(chǎn)生2mils的電路跡線(xiàn),間距為1 mil,從而使得整個(gè)間距僅為3 mils。