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皮秒光纤激光器FPC覆盖膜切割工艺研究

本文摘要:柔性线路板(FPC)以其轻巧、配线密度低、厚度厚等特点,被普遍应用于电子产品中。FPC表面有一层树酯薄膜,起着线路维护和阻焊等的起到,是FPC产品最重要的组成部分,因其主要成分为聚酰亚氨(Polyimide,PI),故在该领域又被称作PI覆盖面积膜,它是一种分子主链上所含酰亚胺环状结构的耐高温聚合物,在高温下具备引人注目的郎电性能、机械性能、耐电磁辐射性能和耐磨性能等,被普遍应用于航空、兵器、电子、电器等仪器电子领域。

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柔性线路板(FPC)以其轻巧、配线密度低、厚度厚等特点,被普遍应用于电子产品中。FPC表面有一层树酯薄膜,起着线路维护和阻焊等的起到,是FPC产品最重要的组成部分,因其主要成分为聚酰亚氨(Polyimide,PI),故在该领域又被称作PI覆盖面积膜,它是一种分子主链上所含酰亚胺环状结构的耐高温聚合物,在高温下具备引人注目的郎电性能、机械性能、耐电磁辐射性能和耐磨性能等,被普遍应用于航空、兵器、电子、电器等仪器电子领域。在FPC的实际生产过程中,因工艺过程必须,需在PI覆盖面积膜表面填充物一层半烧结态的环氧树酯粘合剂,在粘合剂表面张贴一层离型纸以维护粘合剂不被污染,因此用作FPC的PI覆盖面积膜已不只是一种单组分的材料,它最少是所含两种化学材料的填充薄膜(如图1)。

图1PI覆盖面积膜结构PI覆盖面积膜在与FPC线路层契合前,须要根据线路设计拒绝,在适当方位切割成大小、形状有所不同的窗口(行业内亦称作PI膜开窗)。在过去很长一段时间,PI膜的切割成主要用传统的模切方式构建,该工艺不存在加工精度较低、生产成本高等问题,且随着电子电路设计向小型化和高密度化发展,传统的模切方式已日益无法符合设计的拒绝。利用激光展开PI覆盖面积膜切割成,不仅切割成精度高,还可省却高额的模具费用,产品合格率亦低,需要大大降低生产成本,提升产品质量;激光使用的是无接触式加工,如激光光源的选型以及工艺方法得宜,则会对加工材料导致如模切方式产生的剪切变形、压伤等受损;因激光的探讨光斑仅有几十微米,需要构建高密度线路和微孔的加工,这一优势于是以顺应了电路设计的发展步伐,是PI覆盖面积膜开窗最理想的加工工具。

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目前,用作PI覆盖面积膜切割成的激光器主要为纳秒级的全固态紫外激光器,其波长一般为355nm,单光子能量大约为3.5EV,在PI的化学键结构中,C-C键和C-N键的化学键的键能大约为3.4EV,略低于355nm波长紫外激光的单光子能量,当该波长的紫外激光起到在材料上时,可必要将这两种化学键停下来,这亦是紫外激光需要切割成PI材料的原因。虽然紫外激光相比于传统的模切方式更加行进了一步,但在实际应用于过程中仍不存在一些问题:1.紫外激光的光子能量在超过或低于材料化学键的键能的同时,其能量密度亦超过材料的热受损阈值,当激光与材料相互作用时,已不仅只是光化学起到,还不存在光热切换及传送过程,随着热量的产生和累积,材料温度大大下降,研究指出,当PI材料温度低于600℃时,相对于C元素,N和O两种元素的比例不会大大增大,最后材料中主要以C元素居多,即材料再次发生碳化,碳化的材料不易导致线路间的短路,特别是在是微短路,不仅给产品修理检测带给相当大艰难,而且影响产品合格率,虽然在实际应用于过程中可通过优化工艺参数增大碳化的程度,但仍无以做意味著的确保,图2为用于紫外激光器通过优化工艺参数做到的厚度分别为0.5mil和1mil的PI膜开窗的图例,在50倍缩放状态下,仍可见有严重碳化现象;2.目前市面上的紫外激光器的脉冲宽度皆为纳秒级别,其单个脉冲持续时间为10^-9S,根据材料吸取激光能量转化成为热能的扩散距离公式L=[4Dt]^1/2,其中D为材料热扩散亲率,t为激光脉冲宽度,由此可知当材料一定时,激光脉冲宽度越大,激光产生的热能在材料上的扩散距离越大,也就是说对材料的热受损越大,当在加工高密度孔时,不易导至孔与孔之间PI材料的热变形,甚至是熔断;3.现在市面上主流的紫外激光器为全液体结构,该类激光器普遍存在长年工作不平稳、需做周期性调校的缺失,在实际应用于中不仅影响生产效能,而且确保成本较高。图2紫外激光PI膜开窗(左图为0.5mil薄,右图为1mil薄)量泽皮秒光纤激光器是在超快激光基础上研发出有的新一代激光器,特别是在是近年来光纤器的研制成功,标志着激光技术的一次进步变革,与液体纳秒激光比起,量泽皮秒光纤激光器具备以下优点:1.。


本文关键词:皮秒,光纤,激光器,FPC,覆盖,膜,切割,工艺,研究,PG电子平台

本文来源:PG电子平台-www.aqjxxx.com

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