CN115226317B - 一种激光切割黑色保护膜开窗防止微短路工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种激光切割黑色保护膜开窗防止微短路工艺，它解决了线路板微短路等问题，其包括如下步骤：按照产品尺寸对黑色保护膜进行裁剪；根据开窗要求，设计激光切割程序；设置激光切割工艺参数；黑色保护膜切割完成后撕断废料，完成开窗加工。本发明具有切割效果好、有效避免微短路等优点。

Description

一种激光切割黑色保护膜开窗防止微短路工艺
技术领域
本发明属于线路板加工技术领域，具体涉及一种激光切割黑色保护膜开窗防止微短路工艺。
背景技术
柔性电路板是用柔性的绝缘基材制成的印刷电路板，可以自由弯曲、卷绕、折叠。柔性线路板的绝缘层通常采用聚酰亚胺材料做保护层，一般称之为保护膜。成品中需要保护膜开窗加工方式为模具冲切，这种模冲的加工方式，模具加工、生产时间均较长，随着激光设备的发展，保护膜的开窗可以通过激光设备加工完成，大大缩短了生产时间，降低了模具的成本。但激光切割是通过高温燃烧实现的分切，激光切割好的保护膜在开窗边缘易形成高温碳化的物质，是一种导体或半导体的碳黑结晶物质，这种物质会造成相邻导线的微短路的不良，导致产品报废。解决碳黑的办法，就是花费大量的人工，手工擦除，生产效率低。保护膜一般有黄色、白色和黑色，黑色的保护膜因为吸光的原因，更容易产生大量的碳黑结晶物质。
为了解决现有技术存在的不足，人们进行了长期的探索，提出了各式各样的解决方案。例如，中国专利文献公开了一种单面柔性线路板的制作方法[201010267104.0]，其具体步骤为：先下料，之后在单面覆铜板的铜箔层上制作线路及激光对位十字标靶后，将钻出有覆盖膜对位孔及其它辅助孔的覆盖膜贴于线路面层压固化，之后在单面覆铜板的基材层上需裸露铜处，采用激光切割底层基材开口，接着通过等离子处理去除裸露铜处的残余物；再经过表面处理、表面涂覆、电测、冲切成型工序后便得单面柔性线路板。
上述方案在一定程度上解决了柔性线路板切割成型的问题，但是该方案依然存在着诸多不足，例如激光切割易产生碳黑导致导线微短路等问题。
发明内容
本发明的目的是针对上述问题，提供一种设计合理，杜绝碳黑导致的微短路的激光切割黑色保护膜开窗防止微短路工艺。
为达到上述目的，本发明采用了下列技术方案：一种激光切割黑色保护膜开窗防止微短路工艺，包括如下步骤：
S1：按照产品尺寸对黑色保护膜进行裁剪；
S2：根据开窗要求，设计激光切割程序；
S3：设置激光切割工艺参数；
S4：黑色保护膜切割完成后撕断废料，完成开窗加工。
对柔性线路板表面的黑色保护膜进行激光切割，同时对靠近导线处采用撕裂方式进行分离，从而避免碳黑导致的微短路。
在上述的一种激光切割黑色保护膜开窗防止微短路工艺中，步骤S2中包括如下步骤：
S21：对柔性线路板进行分区，分为普通区域和高危短路区域，高危短路区域的相邻导线间距≤0.04mm；
S22：分别对普通区域和高危短路区域进行建层，标注易产生碳黑的高风险区域。对线路板上相邻导线间距≤0.04mm的区域划分为高危短路区域，用于激光切割的预处理。
在上述的一种激光切割黑色保护膜开窗防止微短路工艺中，步骤S3包括如下步骤：
S31：分别对普通区域和高危短路区域选择激光切割头型号、加工频率、功率因子、振镜速度、重复切割次数、轮流切割次数和切割停顿；
S32：激光切割器启动，依次对普通区域和高危短路区域进行切割。对普通区域和高危短路区域分别设置激光切割工艺参数，对于不同规格的线路板采用不同的切割参数。
在上述的一种激光切割黑色保护膜开窗防止微短路工艺中，高危短路区域的激光轮流切割次数少于普通区域的激光轮流切割次数，高危短路区域的激光切割深度小于普通区域的激光切割深度。激光切割完成后，深度较大的普通区域易发生撕裂，完成废料分离。
在上述的一种激光切割黑色保护膜开窗防止微短路工艺中，普通区域的激光轮流切割次数为14-16次。
在上述的一种激光切割黑色保护膜开窗防止微短路工艺中，普通区域激光切割采用全切透且深度为45-55μm。
在上述的一种激光切割黑色保护膜开窗防止微短路工艺中，高危短路区域的激光轮流切割次数为5-7次。
在上述的一种激光切割黑色保护膜开窗防止微短路工艺中，高危短路区域激光切割采用半切透且深度为18-32μm。
在上述的一种激光切割黑色保护膜开窗防止微短路工艺中，柔性线路板表面通过胶层与PI膜贴合，普通区域将胶层和PI膜切透，高危短路区域将PI膜切透。普通区域表面的黑色保护膜完全切透，剥离废料后将高危短路区域的PI膜及其胶层撕裂，避免线路板表面残留碳黑。
在上述的一种激光切割黑色保护膜开窗防止微短路工艺中，普通区域采用冲切方式成型。采用冲切方式对普通区域切割，相较激光切割降低生产成本。
与现有的技术相比，本发明的优点在于：黑色保护膜采用激光进行半切，然后撕裂避免碳黑导致的导线微短路；根据不同规格的线路板调整切割工艺参数，确保线路板表面黑色保护膜的切割效果；对线路板进行分区，其激光轮流切割次数和切割深度不同确保废料分离效果。
附图说明
图1是本发明的流程示意图；
图2是本发明的线路板的结构示意图；
图3是本发明的普通区域的切割示意图；
图4是本发明的高危短路区域的切割示意图；
图中，普通区域1、高危短路区域2、胶层3、PI膜4。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步详细的说明。
如图1-4所示，一种激光切割黑色保护膜开窗防止微短路工艺，其特征在于，包括如下步骤：
S1：按照产品尺寸对黑色保护膜进行裁剪，通常采用自动卷刀片进行裁剪；
S2：根据开窗要求，设计激光切割程序，采用FastCAM，SIGMA NEST，Lantek等数字化软件设计激光切割，打开电路图图层并识别电路的高、低风险处，对高、低切割层进行标注；
S3：设置激光切割工艺参数，通常选用HGR5055-18P型的激光切割头；
S4：黑色保护膜切割完成后撕断废料，完成开窗加工。加工线路板时先裁剪出合适规格的黑色保护膜，选用聚酰亚胺材料作为柔性线路板的绝缘层，对柔性线路板表面开窗时先采用激光进行预切割，其黑色保护膜半切并保留部分胶层3，切割完成后撕裂PI膜4实现废料分离，切割边缘处的碳黑与导线仍保持隔离，避免承压后造成的导线微短路不良缺陷，切割完成后采用手动拉断分离。
具体地，步骤S2中包括如下步骤：
S21：对柔性线路板进行分区，分为普通区域1和高危短路区域2，高危短路区域2的相邻导线间距≤0.04mm；
S22：分别对普通区域1和高危短路区域2进行建层，标注易产生碳黑的高风险区域。邻导线间距≤0.04mm的区域为易发生微短路的高危短路区域2，对普通区域1和高危短路区域2分别建层，分别设置激光切割参数，切割时规避易产生碳黑的高风险区域，有利于在激光切割过程中进行层数识别。
深入地，步骤S3包括如下步骤：
S31：分别对普通区域1和高危短路区域2选择激光切割头型号、加工频率、功率因子、振镜速度、重复切割次数、轮流切割次数和切割停顿；根据需要调整激光切割参数，避免切面粗糙、切割不断、形成碳黑等不良发生。
S32：激光切割器启动，依次对普通区域1和高危短路区域2进行切割。普通区域1和高危短路区域2分组切割，依次对废料进行分离，同区域分层依次切割。
进一步地，高危短路区域2的激光轮流切割次数少于普通区域1的激光轮流切割次数，高危短路区域2的激光切割深度小于普通区域1的激光切割深度。高危短路区域2和普通区域1的激光轮流切割次数和激光切割深度不同，使其采用不同的分离方式，从而提高柔性电路板的整体加工效率。
更进一步地，普通区域1的激光轮流切割次数为14-16次。普通区域1的激光轮流切割次数一般为15次。
除此之外，普通区域1激光切割采用全切透且深度为45-55μm。普通区域1的激光切割深度为50μm，将胶层3与PI膜4完全切透后，其表面的黑色保护膜仍起到静电保护作用。
同时，高危短路区域2的激光轮流切割次数为5-7次。高危短路区域2的激光轮流切割次数为6次，少于普通区域1，从而减少碳黑的生成，提高其切割加工效率。
可见地，高危短路区域2激光切割采用半切透且深度为18-32μm。高危短路区域2激光切割深度为25μm，切割处采用撕断方式分离后，残留胶层3对柔性线路板表面的导线仍起到保护作用。
很明显，柔性线路板表面通过胶层3与PI膜4贴合，普通区域1将胶层3和PI膜4切透，高危短路区域2将PI膜4切透。柔性线路板通过胶层3与黑色的PI膜4贴合对导线进行静电防护，切除后实现柔性线路板表面开窗，让导线裸露用于上锡。黑色保护膜切透能够快速形成窗口，但易产生碳黑，高危短路区域2仅将PI膜4切透，避免碳黑影响柔性线路板表面。
优选地，普通区域1采用冲切方式成型。为了提高线路板成型效率，将大板通过钢模冲切成出货单元，配合激光切割提高整体加工效率，选用冲切方式保证切割精度。
综上所述，本实施例的原理在于：黑色保护膜裁剪后贴合在相应的线路板上，根据开窗需求将线路板划分为普通区域1以及导线过于邻近的高危短路区域2，其中普通区域1对黑色保护膜全切透并直接分离，高危短路区域2采用激光半切透，再沿切割处进行撕裂，避免其切割处残留激光烧蚀产生的碳黑，从而减少线路板微短路的风险。
本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。
尽管本文较多地使用了普通区域1、高危短路区域2、胶层3、PI膜4等术语，但并不排除使用其它术语的可能性。使用这些术语仅仅是为了更方便地描述和解释本发明的本质；把它们解释成任何一种附加的限制都是与本发明精神相违背的。

Claims (5)

1.一种激光切割黑色保护膜开窗防止微短路工艺，其特征在于，包括如下步骤：
S1：按照产品尺寸对黑色保护膜进行裁剪；
S2：根据开窗要求，设计激光切割程序；
S21：对柔性线路板进行分区，分为普通区域（1）和高危短路区域（2），高危短路区域（2）的相邻导线间距≤0.04mm；
S22：分别对普通区域（1）和高危短路区域（2）进行建层，标注易产生碳黑的高风险区域；
S3：设置激光切割工艺参数；
S31：分别对普通区域（1）和高危短路区域（2）选择激光切割头型号、加工频率、功率因子、振镜速度、重复切割次数、轮流切割次数和切割停顿；
S32：激光切割器启动，依次对普通区域（1）和高危短路区域（2）进行切割；高危短路区域（2）激光切割采用半切透且深度为18-32μm；高危短路区域（2）的激光轮流切割次数少于普通区域（1）的激光轮流切割次数，高危短路区域（2）的激光切割深度小于普通区域（1）的激光切割深度；柔性线路板表面通过胶层（3）与PI膜（4）贴合，普通区域（1）将胶层（3）和PI膜（4）切透，高危短路区域（2）将PI膜（4）切透；
S4：黑色保护膜切割完成后撕断废料，完成开窗加工。
2.根据权利要求1所述的一种激光切割黑色保护膜开窗防止微短路工艺，其特征在于，普通区域（1）的激光轮流切割次数为14-16次。
3.根据权利要求2所述的一种激光切割黑色保护膜开窗防止微短路工艺，其特征在于，普通区域（1）激光切割采用全切透且深度为45-55μm。
4.根据权利要求1所述的一种激光切割黑色保护膜开窗防止微短路工艺，其特征在于，高危短路区域（2）的激光轮流切割次数为5-7次。
5.根据权利要求1所述的一种激光切割黑色保护膜开窗防止微短路工艺，其特征在于，普通区域（1）采用冲切方式成型。
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