激光光束通常為機械印制電路板加工提供低壓替代方法,如銑削或自動電路板切割。但是紫外激光器具有其它激光器所不具備的好處,即能夠限制熱應力。這是因為大多數紫外激光系統在低功率狀態下運行。通過使用有時被稱為“冷消融”的工藝,紫外激光器的光束會產生一個縮小的熱影響區,可以將沖緣加工、碳化以及其它熱應力的影響降至最低,而使用更高功率的激光器通常都會存在這些負面影響。

紫外激光器的波長比可見光波長更短,因此肉眼是不可見的。雖然你無法看到這些激光束,但就是這些短波讓紫外激光器能夠更精確地聚焦,從而在產生極其精細的電路特性的同時,還能保持優良的定位精度。

除了波長短,工件溫度較低外,紫外線中存在的高能光子讓紫外激光得以應用于大型PCB電路板組合,從FR4等標準材料到高頻陶瓷復合材料以及包括聚酰亞胺在內的柔性PCB材料等各種材料都適用。

圖1中的圖表顯示了三種常見的PCB材料在六種不同激光器作用下的吸收率。這六種激光器中包括準分子激光器(波長為248 nm),紅外激光器(波長為1064 nm),和兩種CO2激光器(波長分別為9.4μm和10.6μm)。紫外激光器(Nd:YAG,波長為355nm)是一種罕見的在三種材料中吸收率一致的激光器。

紫外激光器應用于樹脂和銅時顯示了極高的吸收率,在加工玻璃時也有著適當的吸收率。只有價格昂貴的準分子激光器(波長248nm)在加工這些主要材料時才會得到更好的全面吸收率。這一材料的差異性使得紫外激光器成為了很多工業領域中各種PCB材料應用的最佳選擇,從生產最基本的電路板,電路布線,到生產袖珍型嵌入式芯片等高級工藝都通用。

紫外激光系統直接從計算機輔助設計數據到加工電路板,意味著在電路板生產過程中不需要任何中間人。再加上紫外線的精確聚焦能力,使得紫外激光系統可以實施極具特性的方案,并重復定位。

應用1:表面蝕刻/電路生產

紫外激光器在生產電路時工作迅速,數分鐘就能將表面圖樣蝕刻在電路板上。這使得紫外激光器成為生產PCB樣品的最快方法。研發部門注意到,越來越多的樣品實驗室正在配備內部紫外激光系統。

依賴于光學儀器檢定,紫外激光光束的大小可以達到10-20μm, 從而生產柔性電路跡線。圖2中的應用表明紫外線在生產電路跡線方面的最大優勢,電路跡線極其微小,需要在顯微鏡下才能看見。這一電路板尺寸為0.75英寸x0.5 英寸,由一塊燒結陶瓷基片和鎢/鎳/銅/表面組成。激光器能夠產生2mils的電路跡線,間距為1 mil,從而使得整個間距僅為3 mils。