CN105479016B - 含有铜层的pcb板的激光切割方法 - Google Patents

Abstract

本发明适用于激光加工领域，提供了一种含有铜层的PCB板的激光切割方法，步骤包括通过对所述PCB板的不同位置分别吸附，将所述PCB板固定于工作台上；采用第一参数的激光沿切割轨迹将所述PCB板切透，所述PCB板切割后的各个部分的位置与切割前的位置保持不变；将第二参数的激光穿过切割缝隙对切割断面清洗。本实施例的PCB板切割前后的位置保持不变，然后利用激光对切割断面进行清洗，由于PCB板并未取走，激光沿切割缝隙边缘对切割断面进行清洗，激光可从PCB板的上端完全穿透到下端表面，使得清洗方便、而且清洗效果好；切割前后的位置保持不变，保证了清洗时能够准确的清洗到合适的位置。

Description

含有铜层的PCB板的激光切割方法

技术领域

本发明属于激光加工领域，尤其涉及一种含有铜层的PCB板的激光切割方法。

背景技术

随着激光加工技术的发展，在很多领域，尤其是在电子及半导体领域，激光切割技术已经在逐渐取代传统的机械切割技术。在PCB板切割行业，传统的切割机方式主要是械式的数控切割方法，但是，机械切割方式具有以下缺陷，1、PCB板直接接触高速旋转刀具，依靠高强度的机械力破坏材料，会在PCB上产生一定的作用力，极易导致板内的电路或者元器件遭到破坏；2、机械切割的刀具只能切割直线，不能够满足曲线或者其他复杂图形的切割；3、机械切割方式由于刀具本身的厚度在0.2mm左右(甚至更宽)，使其切割缝宽大于0.2mm。

而紫外激光切割，其缝宽在0.02mm-0.1mm(根据材料厚度而定)，从而可以有效避免PCB板材料浪费，在相同面积板内，排列更多产品单元，所以，使用无接触式、切割路径灵活、切割缝宽窄的紫外激光切割PCB方式，在PCB切割领域越来越受欢迎。

也有使用CO2激光切割PCB板，但是CO2激光光斑大，波长(10.64微米)，热影响区域大，不但会在切割道附近产生较厚的碳化层，而且产生的热量，容易影响到PCB内部的芯片，对产品造成不可逆的破坏。

另外，对于割断面有铜层的PCB材料，无论是采用何种激光切割后，都会在断面上会有残留铜粉，这些残留的铜粉会可能会导通切割断面的铜层，使产品漏电或短路，严重影响产品的质量。

发明内容

本发明实施例的目的在于提供一种含有铜层的PCB板的激光切割方法，以解决现有切割断面不干净、残留铜粉、导致PCB板漏电或短路的问题。

本发明实施例是这样实现的，一种含有铜层的PCB板的激光切割方法，包括：

通过对所述PCB板的不同位置分别吸附，将所述PCB板固定于工作台上；

采用第一参数的激光沿切割轨迹将所述PCB板切透，所述PCB板切割后的各个部分的位置与切割前的位置保持不变；

将第二参数的激光沿切割缝隙对切割断面清洗。

进一步地，所述切割轨迹为多条具有间距的线条轨迹，所述切割轨迹得到的切割缝隙的宽度大于单线条轨迹切割得到的切割缝隙的宽度。

进一步地，所述切割轨迹中的多条线条轨迹的间距为0.01-0.03mm。

进一步地，所述切割轨迹中的线条轨迹为2-3条。

进一步地，第二参数的激光沿切割缝隙对切割断面清洗的清洗轨迹为多条具有间距的线条轨迹，所述清洗轨迹的宽度小于所述切割轨迹的宽度。

进一步地，所述清洗轨迹中的多条线条轨迹的间距为0.005-0.02mm。

进一步地，所述清洗轨迹中的线条轨迹为1-3条。

进一步地，所述第一、二参数的激光的焦深为±1mm，公差5％。

进一步地，所述第一、二参数的激光为紫外激光。

进一步地，述切割轨迹的两端与所述PCB板边缘之间分别具有未切区。

进一步地，第二参数的激光在清洗断面的时候将未切区切透。

本发明提供了一种含有铜层的PCB板的激光切割方法，将所述PCB板多个不同位置分别吸附固定，使得切割前后的位置保持不变，然后利用激光对切割断面进行清洗，由于PCB板并未取走，激光沿切割缝隙对切割断面进行清洗，并且激光可从PCB板的上端完全穿透到下端表面，清洗方便、而且清洗效果好；由于切割前后的位置保持不变，保证清洗时能够准确的清洗到合适的位置。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例提供的含有铜层的PCB板的激光切割方法的流程图；

图2是未清洗前的断面效果图；

图3是采用本发明实施例提供的方法清洗后的断面效果图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

如图1所示，本发明实施例提供一种含有铜层的PCB板的激光切割方法，所述激光切割方法的步骤包括：

S110，通过对所述PCB板的不同位置分别吸附，将所述PCB板固定于工作台上；

S120，采用第一参数的激光沿切割轨迹将所述PCB板切透，所述PCB板切割后的各个部分的位置与切割前的位置保持不变；

S130，将第二参数的激光沿切割缝隙对切割断面清洗。

本发明实施例提供的激光切割方法将所述PCB板多个不同位置分别吸附固定，使得切割前后的位置保持不变，然后利用激光对切割断面进行清洗，由于PCB板并未取走，激光直接沿切割缝隙对切割断面进行清洗，清洗方便、而且清洗效果好；保证了清洗时能够准确的清洗到合适的位置。

在S110步骤中，由于PCB板丝印有电路，防止传统夹紧式夹具对电路的

损伤，采用真空吸附的方式固定，不仅可以牢靠的固定PCB板，而且还不会对电路损伤，同时还可以抽走切割废渣，防止电路板被污染。

本实施例中，对所述PCB板的不同位置分别吸附，可采用分区负压吸附的方式实现，将PCB分为多个区域，单独或同意控制吸附的开与关。如，根据切割区域划分吸附区域，可以保证在切割后的每小块PCB板都能保持切割前的位置。也可以不同位置同时吸附，更好的保证吸附的位置不发生变化。

或者，在其他实施例中，也可以采用多个支柱式的吸附方式，不仅可以实现对PCB的支撑，而且还能在实现吸附的同时保持切割前后的位置一致。

进一步地，为了保护电路，可以在支柱的吸附口增加软胶或者其他弹性或柔性材料。

当所述PCB被固定后，则开始S120步骤操作，采用激光对其进行切割(切割的路径可根据实际需要设置)，由于PCB板中含有铜层，为了实现整个切割断面的光滑，首先需要对激光的参数(下文中的第一参数)进行调节，所述第一参数包括功率，速度、频率、切割次数、切割轨迹等等。

由于紫外激光具有波长短(355nm)，单光子能量大，在切割PCB板时能够打破树脂材料的化学键，快速气化材料，热效应小，切割后材料断面基本无碳化现象。本实施例中，所述第一参数的激光为紫外激光，具体的，如需要对图2所示的厚度为0.7mm(树脂10厚度为0.5mm，含铜层的PCB层11的厚度为0.2mm)的PCB板进行切割时，激光的功率为11W，切割速度为200mm/s，频率为60KHz，当切割完成后，切割断面上存在残留的铜粉，其切割效果见图2。

切割PCB板时，必须切割透，这样有利于清洗时铜粉更好的被上下表面的气压差带走。当所述PCB板按照需要将其切割成不同部分后，且在保证完全切透后，开始S130步骤操作，对切割断面上的铜粉进行激光清洗，此时激光的加工对象发生了变化，则激光的参数(下文中的第二参数)也需要进行重新调节，将调节好的第二参数的激光穿过切割缝隙对切割断面实现烧蚀清洗，通过第二

参数的激光的高温烧蚀，切割断面的铜粉等残渣物能够被气化或脱落剥离。

进一步地，为了更好的保证清洗效果，防止二次污染，所述切割缝隙处下方设有吸附装置。

进一步地，为了使得第二参数的激光更好的穿过所述切割缝隙并沿所述切割缝隙对切割断面清洗，而不会因为直接接触到切割断面对所述切割断面产生损伤，在S120步骤得到的切割缝隙需要足够的宽度，则S120步骤中的所述切割轨迹由多条具有间距的线条轨迹组成，最终此方式的到的切割轨迹将比单线条轨迹切割形成更大宽度的切割缝隙，利于第二参数的激光穿过切割缝隙，特别是针对厚度较大的PCB板。第二参数的激光穿过切割缝隙后沿切割轨迹方向运动，通过高温辐射加热的方式实现对切割断面的清洗，达到既清洗，又不损伤切割断面的目的。

具体的，所述切割轨迹中的线条轨迹为2-3条。

进一步地，所述切割轨迹中的多条线条轨迹的间距为0.01-0.03mm。

进一步地，所述第一参数的激光的切割次数为20-30次。

在S130步骤中，所述第二参数的激光为紫外激光，功率5-30W，清洗速度300-800mm/s，频率为20-50KHz。

进一步地，第二参数的激光沿切割缝隙对切割断面清洗的清洗轨迹为多条具有间距的线条轨迹，所述清洗轨迹的宽度小于所述切割轨迹的宽度。

具体的，清洗的线条需要距离切割断面的距离一般为几十个微米(0.005-0.02mm)。

进一步地，所述清洗轨迹中的多条线条轨迹的间距为0.005-0.02mm。

进一步地，所述清洗轨迹中的线条轨迹为1-3条。

进一步地，为了达到清洗的效果，而不会因为清洗次数太多，再次导致树脂断面再次溅射上铜粉，清洗次数为20-50次。

实际加工中，清洗参数的设置与材料的特性、厚度及激光器功率有直接关系，如使用15W紫外激光器，清洗0.7mm左右的PCB板材(树脂10厚度0.5mm，

含铜层的PCB层11的厚度为0.2mm)，使用的激光能量12W，清洗速度500mm/s，激光频率30KHz，切割次数30次，清洗线条2条，线间距0.005mm，如图3所示，通过步骤S130的清洗，所述切割断面表面不存在残留的铜粉，同时，所述切割断面的表面光滑干净。

在其他实施例中，为了使得切割缝隙的宽度较大，所述第一参数的激光的焦点位于所述PCB板的下表面，同时为了使得整个PCB厚度上的能量都足够的大，以便快速的切割所述PCB板，所述第一参数的激光的焦深为±1mm，公差5％。

同理，所述第二参数的激光的焦深也可以为±1mm，公差5％。由于所述第二参数的激光具有较大的焦深，在PCB厚度方向的较大范围都具有较高的能量，更容易实现快速清洗。

进一步地，为了使所述第二参数的激光更好的清洗断面残留的铜粉，并且防止所述第二参数的激光在清洗时对切割断面产生损伤，所述清洗轨迹与所述切割断面之间具有一定的距离(0.005mm-0.02mm)，第二参数的激光通过辐射能量的方式剥离切割断面上的铜粉。

进一步的，采用压缩空气吹扫切割表面，一方面吹走切割时产生的灰尘，另一方面降低切割时产品表面的温度。同时，采用负压吸附，使得在表面吹气情况下切割前后的PCB板位置不发生变化。

在其他实施例中，所述切割轨迹的两端与所述PCB板边缘之间分别保留有未切区，以便更好的保证PCB板在切割前后的位置不发生变化，从而在清洗时，第二参数的激光能够准确的定位到清洗位置。所述未切区为0.01-0.03mm，由于所述未切区的水平长度较小，当第二参数的激光在清洗断面的时候可以直接将未切区切透。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下做出若干等同替代或明显变型，

而且性能或用途相同，都应当视为属于本发明由所提交的权利要求书确定的专利保护范围。

Claims (9)

1.一种含有铜层的PCB板的激光切割方法，其特征在于，所述激光切割方法包括：

通过对所述PCB板的不同位置分别吸附，将所述PCB板固定于工作台上；

采用第一参数的激光沿切割轨迹将所述PCB板切透，所述PCB板切割后的各个部分的位置与切割前的位置保持不变，所述切割轨迹为多条具有间距的线条轨迹，所述切割轨迹得到的切割缝隙的宽度大于单线条轨迹切割得到的切割缝隙的宽度；

将第二参数的激光沿切割缝隙对切割断面清洗。

2.如权利要求1所述的激光切割方法，其特征在于，所述切割轨迹中的多条线条轨迹的间距为0.01-0.03mm。

3.如权利要求2所述的激光切割方法，其特征在于，所述切割轨迹中的线条轨迹为2-3条。

4.如权利要求1所述的激光切割方法，其特征在于，第二参数的激光沿切割缝隙对切割断面清洗的清洗轨迹为多条具有间距的线条轨迹，所述清洗轨迹的宽度小于所述切割轨迹的宽度。

5.如权利要求4所述的激光切割方法，其特征在于，所述清洗轨迹中的多条线条轨迹的间距为0.005-0.02mm。

6.如权利要求5所述的激光切割方法，其特征在于，所述清洗轨迹中的线条轨迹为1-3条。

7.如权利要求1所述的激光切割方法，其特征在于，所述第一、二参数的激光的焦深为±1mm，公差5％。

8.如权利要求1所述的激光切割方法，其特征在于，所述切割轨迹的两端与所述PCB板边缘之间分别具有未切区。

9.如权利要求8所述的激光切割方法，其特征在于，第二参数的激光在清洗切割断面的时候将未切区切透。