CN103857191A

CN103857191A - 一种基于皮秒激光的多层柔性电路板微小孔加工工艺

Info

Publication number: CN103857191A
Application number: CN201410099579.1A
Authority: CN
Inventors: 梅雪松; 王文君; 赵万芹; 姜歌东; 王恪典; 王聪; 刘鹏
Original assignee: Xian Jiaotong University
Current assignee: Xian Jiaotong University
Priority date: 2014-03-18
Filing date: 2014-03-18
Publication date: 2014-06-11

Abstract

一种基于皮秒激光的多层柔性电路板微小孔加工工艺，先对不同厚度的铜箔微小孔加工进行加工参数的优化；再对不同厚度的PI层微小孔加工进行加工参数的优化；然后完成多层柔性电路板上微小孔的加工，最后根据待加工的铜箔和PI组合材料层数确定循环次数；本发明针对柔性电路板中铜箔和PI层不同的自身特性优化不同薄膜层的加工参数，针对不同的待去除材料层，使用优化后的加工参数，具有高质量高效率的加工多层柔性电路板微小孔的优点。

Description

一种基于皮秒激光的多层柔性电路板微小孔加工工艺

技术领域

本发明属于激光微加工技术领域，具体涉及一种基于皮秒激光的多层柔性电路板微小孔加工工艺。

背景技术

柔性电路板是以聚酰亚胺或聚酯薄膜为基材制成的一种具有高度可靠性，绝佳的可挠性印刷电路。以柔性电路板为载体的电子产品具有以下优点：柔性好，可自由弯曲、折叠和卷绕，可在三维空间随意移动及伸缩；散热性能好，重量轻，与刚性印刷电路板比，空间可节省60～90％，从而缩小了产品的体积；实现轻量化、小型化、薄型化，从而达到元件装备和导线连接一体化的特点。它适应了当今电子产品向高密度及高可靠性、小型化、轻量化发展，满足了市场与技术竞争的需要。因此被广泛应用于多个领域，如手机、电脑、电视、数码相机、导弹和汽车仪表等产品中。

现如今最普遍应用的柔性电路板是由铜箔和PI（聚酯亚胺）结合而成的，并且按照导电铜箔的层数，可分为单层板、双层板、多层板、双面板等。由于目前电子领域的快速发展，多集成小型化产品越来越受到人们的青睐，从而导致产品的电子线路越来越复杂，此时，单层板已无法满足布线或铜箔进行接地屏蔽的需要，而需选用双层板甚至多层板。对于多层板的微小孔加工，需同时去除多层（包括单层）铜箔和PI的组合材料，其中，铜箔属于金属，PI是一种高分子聚合物，两种材料的自身特性有很大的不同。目前，关于多层铜箔和PI的组合材料去除的柔性电路板微小孔加工均是采用一种加工参数，因此，为了同时完成两种不同材料的去除，在加工参数的选择上必须做出一定的妥协，而不能够选取针对单一材料（铜箔或PI）加工时的最优参数，影响了加工效率。

发明内容

为了克服上述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种基于皮秒激光的多层柔性电路板微小孔加工工艺，以柔性电路板中铜箔和PI层不同的自身特性为基础，先完成对单层材料（铜箔或PI）加工的参数优化，将优化后的参数应用到多层组合材料的加工中，完成对不同材料层的快速去除，具有质量好、效率高的优点。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种基于皮秒激光的多层柔性电路板微小孔加工工艺，该多层柔性电路板由多层铜箔和PI相互交叠组成，包括以下工艺步骤：

1）优化不同厚度的铜箔微小孔加工参数：对于铜箔的皮秒激光加工选用波长为266～355nm之间的紫外光，功率2～15mw，重复频率1～5KHz；

2）优化不同厚度的PI层微小孔加工参数：对PI膜的加工选取的皮秒激光波长在355～446nm之间，功率2～10mw，重复频率10～100KHz；

3）完成多层柔性电路板上微小孔的加工：针对不同的去除材料，即铜箔或PI层，分别使用单层薄膜去除中优化后的加工参数，当去除铜箔时，应选用步骤1）中的参数，当去除PI层时，应选用步骤2）中的参数，并依照待去除材料中铜箔和PI的层数确定各组加工参数的使用次数和顺序，即在加工过程中，当一层材料去除后及时调整加工参数，以最优的参数完成需要被去除的材料的加工；

4）根据待加工多层柔性电路板的铜箔和PI层数确定循环次数。

所述步骤1）、步骤2）和步骤3）中的皮秒激光的脉冲宽度小于12ps。

本发明的优点：针对柔性电路板中铜箔和PI层不同的自身特性优化不同薄膜层的加工参数，针对不同的待去除材料层，使用优化后的加工参数，具有高质量高效率的加工多层柔性电路板微小孔的优点。

附图说明

图1为多层柔性电路板（铜箔和PI）结构示意图。

图2为本发明的加工路线图。

具体实施方式

下面结合图1和图2对本发明作进一步详细说明。

参照图1，多层柔性电路板由多层铜箔和PI相互交叠组成。

参照图2，一种基于皮秒激光的多层柔性电路板微小孔加工工艺，包括以下工艺步骤：

1）优化不同厚度的铜箔微小孔加工参数：首先，铜箔属于金属材料，整体而言其吸收率随波长增加而减小，但是，当波长在266～355nm之间时，铜箔的吸收率变化不大，因此对于铜箔的皮秒激光加工可选用波长较短的266～355nm之间的紫外光；另外，即使是厚度仅几个微米的超薄的铜箔也属于非透明材料，并且由于组成多层柔性电路板中的铜箔的厚度仅为十几或几个微米，因此，在加工中应选择较低的功率2～15mw；此外，由于铜箔的导热系数达到400W/m·k，为避免产生过多的热累积，应选择较小的重复频率1～5KHz；

2）优化不同厚度的PI层微小孔加工参数：PI属于高分子聚合物，对于不同波长的吸收率也呈现出一种随波长增加而降低的趋势，然而当波长在355～446nm之间时，其吸收率变化不大，故对PI膜的加工可选取的皮秒激光波长在355～446nm之间；另外，由于PI膜在紫外波长和低可见光波长范围内的吸收率很高，达95%以上，因此在能量选择上应该采用较低的功率2～10mw；此外，由于PI的导热系数较低，仅有0.385W/m·k，避免了加工中高重复频率时的热累计效应，故选择较高的重复频率10～100KHz，从而提高加工效率；

Claims

1.一种基于皮秒激光的多层柔性电路板微小孔加工工艺，该多层柔性电路板由多层铜箔和PI相互交叠组成，其特征在于：包括以下工艺步骤：

2.根据权利要求1所述的一种基于皮秒激光的多层柔性电路板微小孔加工工艺，其特征在于：所述步骤1）、步骤2）和步骤3）中的皮秒激光的脉冲宽度小于12ps。