激光光束通常为机械印制电路板及盲埋孔线路板加工提供低压替代方法,如铣削或自动电路板切割。但是紫外激光器具有其它激光器所不具备的好处,即能够限制热应力。这是因为大多数紫外激光系统在低功率状态下运行。通过使用有时被称为“冷消融”的工艺,紫外激光器的光束会产生一个缩小的热影响区,可以将冲缘加工、碳化以及其它热应力的影响降至最低,而使用更高功率的激光器通常都会存在这些负面影响。

紫外激光器的波长比可见光波长更短,因此肉眼是不可见的。虽然你无法看到这些激光束,但就是这些短波让紫外激光器能够更精确地聚焦,从而在产生极其精细的电路特性的同时,还能保持优良的定位精度。

除了波长短,工件温度较低外,紫外线中存在的高能光子让紫外激光得以应用于大型PCB电路板组合,从FR4等标准材料到高频陶瓷复合材料以及包括聚酰亚胺在内的柔性PCB材料等各种材料都适用。

图1中的图表显示了三种常见的PCB材料在六种不同激光器作用下的吸收率。这六种激光器中包括准分子激光器(波长为248 nm),红外激光器(波长为1064 nm),和两种CO2激光器(波长分别为9.4μm和10.6μm)。紫外激光器(Nd:YAG,波长为355nm)是一种罕见的在三种材料中吸收率一致的激光器。

紫外激光器应用于树脂和铜时显示了极高的吸收率,在加工玻璃时也有着适当的吸收率。只有价格昂贵的准分子激光器(波长248nm)在加工这些主要材料时才会得到更好的全面吸收率。这一材料的差异性使得紫外激光器成为了很多工业领域中各种PCB材料应用的最佳选择,从生产最基本的电路板,电路布线,到生产袖珍型嵌入式芯片等高级工艺都通用。

紫外激光系统直接从计算机辅助设计数据到加工电路板,意味着在电路板生产过程中不需要任何中间人。再加上紫外线的精确聚焦能力,使得紫外激光系统可以实施极具特性的方案,并重复定位。
 

应用1:表面蚀刻/电路生产

紫外激光器在生产电路时工作迅速,数分钟就能将表面图样蚀刻在电路板上。这使得紫外激光器成为生产PCB盲埋孔线路板样品的最快方法。研发部门注意到,越来越多的样品实验室正在配备内部紫外激光系统。

依赖于光学仪器检定,紫外激光光束的大小可以达到10-20μm, 从而生产柔性电路迹线。图2中的应用表明紫外线在生产电路迹线方面的最大优势,电路迹线极其微小,需要在显微镜下才能看见。这一电路板尺寸为0.75英寸x0.5 英寸,由一块烧结陶瓷基片和钨/镍/铜/表面组成。激光器能够产生2mils的电路迹线,间距为1 mil,从而使得整个间距仅为3 mils。

虽然使用激光光束生产电路是PCB 样品最快的方法,但大规模进行表面蚀刻应用最好留给化学工艺。