投影仪|可持续高效的微加工解决方案——用高能、大功率、纳秒紫外激光切割5G柔性PCB材料( 二 ) 阿里巴巴

覆铜LCP层压板的高脉冲能量
【投影仪|可持续高效的微加工解决方案——用高能、大功率、纳秒紫外激光切割5G柔性PCB材料】我们还切割了覆铜LCP层板，使用了两种不同厚度的Cu / LCP / Cu层板:18 / 100 / 18 μm和9 / 25 / 9 μm 。较厚的材料尤其具有挑战性，较高的脉冲能量有助于避免切割切口宽度变宽（例如通过实施平行线/光栅扫描过程）。由于类星体激光器的高脉冲能量高达400μJ ，因此不需要采取此类措施。利用激光器的时移脉冲剪裁能力，研究了各种条件，包括短脉冲宽度与长脉冲宽度以及突发模式输出。当脉冲较长（10 ns）时，切割速度在100–120 mm/s时处于较高的一端，质量趋向于较小的边缘毛刺，但氧化区较大。另一方面，较短（2.5 ns）的脉冲较慢（~90 mm/s），边缘毛刺较高，但氧化程度显著降低。使用短脉冲（2 ns）产生最佳的整体结果，其最高切割速度为130 mm/s ，且在毛刺高度和氧化量方面质量适中。
光学显微镜图像

图2用类星体UV80激光切割的厚覆铜LCP 。入口（左上角）、出口（右上角）和横截面（底部）视图展示了通过时间定制的ns脉冲实现的干净、高质量的切割。
图2显示了从入口和出口侧的这种切口以及横截面透视图。显微镜图像显示，通过仔细的工艺优化和脉冲强度输出的时间裁剪，可以实现整体良好的质量。之前展示的优秀LCP切割即使与铜包层一起切割，也是预先准备好的。此外，由于与聚酰亚胺相比， LCP的铜剥离强度通常要低得多，因此需要注意的是，在Cu-LCP界面上没有分层的迹象。对于较薄的9/25/9μm分层堆叠，观察到了类似的结果，但净切割速度显著高于350 mm/s 。
光学显微镜清晰地高亮度显示了使用ns脉冲激光加工铜时出现的任何氧化物生长和熔融铜区域，如毛刺、粗糙边缘等。扫描电子显微镜（SEM）是精细表面结构及其调制的特写成像的一种替代方法，并用于进一步分析切割样品。图3显示了通过SEM观察到的18/100/18μm堆栈的宏观透视图。

图3 SEM成像揭示了用类星体UV80激光切割的覆铜LCP的光滑材料表面和清晰的几何结构。
用电子显微镜和光学显微镜观察，薄氧化物的光学效应和之前熔融铜的散射/反射性质不太明显，这使得人们可以关注表面的真实尺寸方面，例如调制、边缘平直度等。在这里， SEM图像显示了一个干净且经过精密加工的特征，具有高质量的表面。
特别值得注意的是LCP切割边缘的光滑度和垂直度，没有明显的“桶装”或从铜铺管机的切割边缘拉回。高度放大的界面SEM视图如图4所示，并确认LCP和Cu层之间的结合得到了很好的保留。更详细的细节还显示了光滑平坦的LCP表面，没有任何从切割铜边缘拉回的痕迹。

图4 SEM特写图显示，激光切割后，铜LCP完全完好，没有LCP从铜切割边缘拉回。
紫外激光被批准用于高质量切割工艺
新材料往往伴随着新技术的出现，制造方法和测量设备必须相应地进行调整。对于5G移动设备，高数据速率和高速电子设备需要更换FPCB中的传统聚酰亚胺电介质，在许多情况下需要LCP薄膜和层压板。为了优化这些材料的制造工艺，必须选择最合适的激光技术，微调参数设置，并在使用激光时，使用合适的设备定期检查激光束的能量。在MKS实验室进行的实验表明，使用高功率、高脉冲能谱的物理类星体紫外激光器，切割效果非常好。时移可编程脉冲技术固有的灵活性有助于解决材料所呈现的广泛变化的热和光学特性，从而开发出高质量、高通量的精密激光切割工艺。
来源：Photonics Views - 2022 - Bovatsek - Sustainable and efficient micro‐machining solutions DOI: 10.1002/phvs.202200012