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皮秒光纤欢乐生肖注册器 FPC得救膜切割工艺研讨

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皮秒光纤欢乐生肖注册器 FPC得救膜切割工艺研讨

公布日期:2019-03-01 作者:MEINEG 点击:

导读: 柔性线路板(FPC)以其重量轻、配线密度高、厚度薄等特点,被普及运用于电子产品中。

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柔性线路板(FPC)以其重量轻、配线密度高、厚度薄等特点,被普及运用于中。FPC外貌有一层树酯薄膜,起到线路掩护和阻焊等的作用,是 FPC 产品告急的构成局部,因其紧张要素为聚酰亚氨(Polyimide,PI),故在该范围又被称之为 PI 得救膜,它是一种分子主链上含有酰亚胺环状布局的耐高温聚合物,在高温下具有突出的介电遵从、呆板遵从、耐辐射遵从和耐磨遵从等,被普及运用于航空、武器、电子、电器等风雅电子范围。

在 FPC 的实际斲丧进程中,因工艺进程需要,需在 PI 得救膜外貌涂布一层半固化态的环氧树酯粘合剂,在粘合剂外貌贴一层离型纸以掩护粘合剂不被污染,因此用于 FPC 的 PI 得救膜已不但是一种单组分的质料,它至少是含有两种化学质料的复合薄膜(如图 1)。

图1 PI得救膜布局

PI 得救膜在与 FPC线路层贴合前,需依据线路设计要求,在相应位置切割大小、外形差异的窗口(行业内亦称为PI膜开窗)。在已往很长一段时间,PI膜的切割紧张用传统的模切要领完成,该工艺存在加工精度低、制造资源初等标题,且随着电子电路设计向小型化和高密度化生长,传统的模切要领已日渐不克不及餍足设计的要求。

运用举行PI 得救膜切割,不但切割精度高,还可省去高额的模具用度,产品合格率亦高,可以大约大大飞扬斲丧资源,提高产风致量;欢乐生肖注册采取的是无打仗式加工,如的选型以及工艺要领妥当,则不会对加工质料构成如模切要领孕育发生的拉伸变形、压伤等毁伤;因欢乐生肖注册的聚焦光斑仅有几十微米,可以大约完成高密度线路和微孔的加工,这一下风正迎合了电路设计的生长步伐,是PI 得救膜开窗最志向的加工东西。

如今,用于 PI得救膜切割的紧张为纳秒级的全固态,其波长一样伟大为355nm,单光子能量约为 3.5EV,在PI的化学键布局中,C-C 键和C-N键的化学键的键能约为3.4EV,略低于355nm波长紫外欢乐生肖注册的单光子能量,当该波长的紫外欢乐生肖注册作用在质料上时,可直接将这两种化学键打断,这亦是紫外欢乐生肖注册可以大约切割PI质料的缘故缘故原因。固然紫外欢乐生肖注册相较于传统的模切要领更提高了一步,但在实际运用进程中仍存在一些标题:1.紫外欢乐生肖注册的光子能量在抵达或高于质料化学键的键能的同时,其能量密度亦抵达质料的热毁伤阈值,当欢乐生肖注册与质料相互作用时,已不但只是光化学作用,还存在光热转换及转达进程,随着热量的孕育发生和积聚,质料温度不绝上升,研讨标明,当 PI 质料温度高于600℃时,相敷衍 C元素,N和O两种元素的比例会不绝减小,终极质猜中紧张以C元素为主,即质料发生碳化,碳化的质料极易构成线路间的短路,尤其是微短路,不但给产品维修检测带来很大困难,并且影响产品合格率,固然在实际运用进程中可颠末优化工艺参数减小碳化的水平,但仍难做到相对的包管,图2 为运用紫外欢乐生肖注册器颠末优化工艺参数做的厚度区分为 0.5mil和1mil的 PI膜开窗的图例,在 50 倍增加外形下,仍可见有微小碳化征象;2.如今市道市面市道市面上的紫外欢乐生肖注册器的脉冲宽度均为纳秒级别,其单个脉冲延续时间为10^-9S,依据质料吸取欢乐生肖注册能量转化为热能的疏散距离公式 L = [4Dt]^1/2,此中 D为质料热疏散率,t为欢乐生肖注册宽度,由此可知当质料一定时,欢乐生肖注册脉冲宽度越大,欢乐生肖注册孕育发生的热能在质料上的疏散距离越大,也便是说对证料的热毁伤越大,当在加工高密度孔时,极易导至孔与孔之间 PI质料的热变形,致使是熔断;3.如今市道市面市道市面上主流的紫外欢乐生肖注册器为全固体布局,该类欢乐生肖注册器普遍存在暂形势故不坚定、需做周期性调校的缺陷,在实际运用中不但影响斲丧效能,并且维护资源较高。

欢乐生肖注册图 2  紫外欢乐生肖注册 PI 膜开窗(左图为 0.5mil 厚,右图为 1mil厚)

量泽皮秒是在超快欢乐生肖注册底子上开拓出的新一代欢乐生肖注册器,尤其是比年来光纤器的研制告成,标志取欢乐生肖注册技术的一次奔驰提高,与固体纳秒欢乐生肖注册相比,量泽皮秒光纤欢乐生肖注册用具有以下益处:1.欢乐生肖注册脉冲宽度更窄,仅为 10^-12S,从上述质料吸取欢乐生肖注册能量转化为热能的疏散距离公式可知,这将大大减小质料时的热疏散距离,飞扬欢乐生肖注册对证料的热毁伤;2.因脉冲宽度变窄,欢乐生肖注册单脉冲峰值功率成倍增长,选拔了欢乐生肖注册加工质料的技艺;3.光纤欢乐生肖注册器以庞大的光纤作为欢乐生肖注册的传输和增加介质,与固体增加布局相比,不但变乱坚定,免除了周期性的调校变乱,飞扬了维护资源,并且布局小巧,制构本钱相对较低。表1是量泽欢乐生肖注册公司研制的光纤器与如今市道市面市道市面上主流的纳秒级固体紫外欢乐生肖注册器的参数相比:

欢乐生肖注册质料有两种完成要领, 一种是光化学原理, 运用欢乐生肖注册单光子能量抵达或超越跨过质料化学键键能,颠末打断质料某些化学键来完成切割,上述紫外欢乐生肖注册切割 PI得救膜则用的是这种原理;另一种是光物理原理,即当一定能量的欢乐生肖注册照射在质料上时,一局部欢乐生肖注册光子会被质料分子吸取,质料分子吸取了欢乐生肖注册光子,其能级将发生跃迁,称之为分子活动,而质料的分子活动将孕育发生热,行将吸取的光能转化为热能,当质料分子的热能聚集抵达其气化阈值时,质料分子将分开原来的位置,使分子链断裂,终极将质料在欢乐生肖注册吸取位置支解为两个局部,从而完成欢乐生肖注册对证料的切割。1064nm红外波长欢乐生肖注册的单光子能量约1.2EV,小于大少数质料的化学键键能, 因此红外波长欢乐生肖注册加工质料的机理一样伟大为光物理原理。 从相比表上可以看出,固然量泽皮秒光纤欢乐生肖注册器的功率仅为纳秒欢乐生肖注册器的1/2,但脉冲宽度却只需纳秒的 1/400,峰值功率抵达纳秒欢乐生肖注册的10倍。从上述欢乐生肖注册作用于质料时热能的疏散距离公式可知,相敷衍同种质料,欢乐生肖注册脉冲宽度越窄,欢乐生肖注册热能的疏散距离就越小,质猜中能量吸取与能量疏散之间的比例就越大,质料温度上升速率就越快,在获取类似热能下所需的时间越短,欢乐生肖注册在质料上的热作用时间也越短,对证料的热毁伤就越小;同时峰值功率的大幅选拔,加快了质料温度上升的速率,使抵达气化阈值的时间越短,加工时对证料的热毁伤越小。于此,为验证这一实践,欢乐生肖注册运用表1中的量泽皮秒光纤欢乐生肖注册器对切割 PI得救膜的工艺举行了研讨。

起首,欢乐生肖注册在 0.5mil厚度的 PI得救膜上做切割3mm*3mm方孔实行,本实行的目的紧张是:1.验证明行切割 PI得救膜的技艺;2.验证量泽皮秒切割 PI 得救膜的热毁伤环境。如图 3所示,将切样在 50倍增加外形下观察,PI 得救膜切割后边沿很平整,基层环氧树酯以及PI 质料自身未见有碳化征象。这一实行证明实行样机具有切割PI 得救膜的技艺,并且由于脉宽窄,峰值高,切割时对证料的热毁伤极小,不会惹起PI质料以及树酯粘合剂的碳化不良。

图3量泽量泽皮秒光纤欢乐生肖注册器PI 膜开窗(左图为 0.5mil 厚,右图为 1mil 厚)

欢乐生肖注册为进一步验证量泽皮秒光纤欢乐生肖注册器切割 PI得救膜时的热毁伤环境,欢乐生肖注册在 0.5mil厚的PI 得救膜上做了切割 128PIN QFP IC的实行。将QFP-128 IC的 PIN宽设为0.3mm,PIN间距设为 0.2mm,实行图样如图4 所示。在切割完全部PIN孔后,PI质料仍对峙很好的平整度,经在显微镜下丈量,切割后的PIN 间距离为 0.203mm,未有质料紧缩征象;隐语边沿平整,无碳化不良。实行证明量泽皮秒光纤欢乐生肖注册用具有在 PI得救膜上加工高密度孔的技艺,并且因脉冲宽度较窄,其孕育发生的热影响不会招致质料的收变形和碳化,可以大约包管质料加工后的尺寸精度。

皮秒光纤欢乐生肖注册器 FPC得救膜切割工艺研讨

图 4 量泽皮秒光纤欢乐生肖注册器切割128PIN QFP IC

欢乐生肖注册本文紧张叙说了纳秒紫外欢乐生肖注册和红外量泽皮秒光纤欢乐生肖注册器切割 FPC PI得救膜的原理及特性,颠末运用自主研制的光纤红外量泽皮秒光纤欢乐生肖注册器对切割PI 得救膜的工艺举行了实行。颠末上述实行,欢乐生肖注册证明白红外波长量泽皮秒光纤欢乐生肖注册用具有 PI 得救膜开窗的技艺,且加工质量较好,同时经欢乐生肖注册运用几种差异参数的实行样机实行,证明当欢乐生肖注册频率一定时,脉冲能量的大小将影响切割的技艺以及速率,脉冲宽度越窄,隐语碳化的水平越小。

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