杏彩体育:UV DPSS 激光器在PCB 制造中的优势

　　加工能够以更高精度和密度实现更小的特加工面积，UV 波长能够高质量加工多种类型的材料。此外， UV DPSS 激光器的生产成本和购置成本正在下降。

　　Spectra－Physics Talon? UV 产品系列（如图 1 所示）由具有纳秒脉冲宽度的工业 UV 激光器组成。Talon 产品系列通用性高，有多种功率、能量和脉冲重复频率（PRF）配置。例如，15 W UV Talon 在 50 kHz PRF 下提供 300 μJ 的高脉冲能量，可在较厚的材料（如 FR4 刚性 PCB）中加工更大的面积。另一方面，20 W UV Talon 具有较低的最大脉冲能量，但是在非常高的 PRF 下保持较高的输出功率水平。这些参数非常适合于以紧聚焦光束加工较薄的材料，并且能够实现高速、高分辨率的加工。

　　随着电子元件体积的缩小和性能的提高，对安装电子元件的小而薄的柔性 PCB 的需求正在迅速增长。柔性PCB 通常使用厚度为几微米至几十微米的材料层制成。使用的材料包括铜（Cu）箔、聚酰亚胺（PI）板和能够形成各种层压结构的黏合剂。一种典型的柔性 PCB 材料由层压在两个相似厚度的 Cu 箔之间的 12 μm 厚 PI 层组成。在柔性 PCB 制造中，激光工艺可能包括盲孔和通孔 钻孔、直线和波状外形切割，以及 2D 图案形成。考虑到Talon UV 激光器的高功率和高 PRF，MKS 已经能够优化各种高速工艺，用于柔性 PCB 材料。

　　通过优化扫描速度和 PRF 在材料中可实现适当的光斑重叠，有可能在高速下实现高质量切割和钻孔性能。Talon 激光器在高 PRF 下的高平均功率能够在高达几百 kHz 的条件下提供足够的脉冲能量来烧蚀 Cu 材料。使用Talon 355－20 激光器能够工作在 500 kHz 的同时以超过 450 mm／s 的速度切割 Cu／PI／Cu 层压板。

　　如图 2 所示，切割质量非常好，毛刺最小，HAZ 也小。Talon UV 激光器还在类似的 Cu／PI／Cu 层压材料中进行了盲孔的高速冲击钻孔测试。在这种情况下，中间 PI 层厚度加倍为 25 μm，加工直径开口小于 30 微米的高质量通孔，使用高重复频率， 可最大限度地缩短钻孔时间。使用工作在 300 kHz 的 Talon 激光器，钻每个孔只需要 20 个脉冲，这相当于每秒可钻孔 15，000 个。

　　薄 PI 膜也被广泛用于柔性 PCB 制造中，作为保护膜材料来保护电路免受恶劣环境的影响，类似于厚 PCB 制造中的焊接掩模。由于材料的强光学吸收和随后的光消融，UV 波长对于 PI 的高质量、高精度加工是非常有效的。材料常用厚度为 12—25 μm，使用高 PRF、低能量激光源实现这些材料的最佳切割。Talon 序列激光器是满足这些要求的理想选择，而且可实现大范围内各种切割速度。