Использование лазерных станков CO2 и оптоволоконных лазеров для изготовления печатных плат

В наше время производство печатных плат на заказ требует высокой точности и эффективности. Печатные платы, является носителями электрических соединений электронных компонентов и основной частью всех электронных изделий, а использование лазерных станков CO2 и оптоволоконных лазеров для изготовления печатных плат, стало ключевым фактором для достижения производительности. В этой статье мы рассмотрим, как современные лазерные технологии преобразовали производство печатных плат и как они способствуют созданию качественных печатных плат на заказ.

К типам печатных плат, которые могут быть вырезаны прецизионным лазерным резаком, относятся печатные платы на металлической основе, печатные платы на бумажной основе, печатные платы на эпоксидном стекловолокне, печатные платы на композитной подложке, печатные платы на специальной подложке и печатные платы с другими материалы подложки.

Данный тип печатных плат изготавливается из волокнистой бумаги в качестве армирующего материала, пропитывается раствором смолы (фенольной, эпоксидной) и высушивается, затем покрывается клеевым слоем электролитической медной фольги и прессуется при высокой температуре и высоком давлении. В соответствии со стандартами ASTM/NEMA основными разновидностями являются FR-1, FR-2, FR-3 (огнестойкие XPC, XXXPC (не огнестойкие). Наиболее часто и в больших объемах производятся печатные платы FR-1 и XPC.

В этом типе печатных плат в качестве клеящей основы используется эпоксидная или модифицированная эпоксидная смола, а в качестве армирующего материала - стеклоткань. В настоящее время это самая большая разновидность печатных плат в мире и наиболее используемый тип печатных плат. Согласно стандарту ASTM/NEMA, существует четыре модели эпоксидной стеклоткани: G10 (не огнестойкая), FR-4 (огнестойкая). G11 (сохраняет теплостойкость, не огнестойкая), FR-5 (сохраняет теплостойкость, огнестойкая). Действительно, количество неплавящихся изделий с каждым годом уменьшается, и подавляющее большинство приходится на FR-4.

Этот тип печатных плат основан на использовании различных армирующих материалов для формирования материала основания и материала сердечника. В качестве подложки для медных ламинированных плат используются в основном материалы серии CEM, среди которых наиболее представительными являются CEM-1 и CEM-3. Основа CEM-1 - стекловолокнистая ткань, сердцевина - бумага, смола - эпоксидная смола, огнестойкая. Основа CEM-3 - ткань из стекловолокна, материал основы - бумага из стекловолокна, смола - эпоксидная смола, огнестойкая. По основным характеристикам печатная плата на композитной основе эквивалентна FR-4, но ее стоимость ниже, а характеристики обработки лучше, чем у FR-4.

На металлических подложках (алюминиевая основа, медная основа, железная основа или основа из инварной стали) в зависимости от их характеристик и назначения могут изготавливаться однослойные, двухслойные, многослойные металлические печатные платы или печатные платы с металлическим сердечником.

Печатные платы используются в бытовой электронике, промышленном оборудовании, медицинских приборах, пожарном оборудовании, оборудовании для обеспечения безопасности и охраны, телекоммуникационном оборудовании, светодиодах, автомобильных компонентах, аэрокосмических компонентах, оборонных и военных системах, а также во многих других областях.

Прежде всего, лазерная резка печатных плат отличается от машинной резки, такой как фрезерование или штамповка. Лазерная резка не оставляет пыли на печатной плате, что не влияет на ее дальнейшее использование, а механические и тепловые нагрузки, оказываемые лазером на компоненты, незначительны, и процесс резки происходит достаточно мягко.

Фактически, просто регулируя параметры, можно использовать один и тот лазерный станок для обработки различных материалов, например, стандартных (таких как FR4 или керамика) и изолированных металлических подложек (ИМС). 

При проектировании печатной платы не существует ограничений по контуру, радиусу, маркировке и другим аспектам. Благодаря полноконтурной резке печатная плата может быть размещена непосредственно на столе, что значительно повышает эффективность использования пространства. Резка печатных плат с помощью лазера позволяет сэкономить более 30% материала по сравнению с механическими методами резки. Это позволяет не только снизить затраты на производство печатных плат специального назначения, но и способствует созданию благоприятной экологической обстановки.

Современные лазерные системы обеспечивают стабильность процесса работы, а автоматические функции упрощают процесс работы. Благодаря более высокой мощности встроенного лазерного источника современные лазерные станки по скорости резки полностью сопоставимы с механическими системами.

Кроме того, эксплуатационные расходы на лазерную систему невелики, так как в ней отсутствуют быстроизнашивающиеся детали, например, фрезерные головки. Таким образом, можно избежать затрат на замену деталей и связанных с этим простоев.

В мире существует три наиболее распространенных типа лазерных резаков для печатных плат. Вы можете сделать правильный выбор в зависимости от потребностей вашего бизнеса по изготовлению печатных плат.

Лазерный станок CO2 используется для резки печатных плат из неметаллических материалов, таких как бумага, стекловолокно и некоторые композитные материалы.

Волоконный лазерный резак используется для резки печатных плат из металлических материалов, таких как алюминий, медь, железо и инварная сталь.

Гибридная система лазерной резки используется для резки печатных плат, изготовленных как из металлов, так и из неметаллов.

Помимо возможности резки подложек, лазеры могут использоваться для создания прототипов печатных плат, маркировки, гравировки, сверления или травления отдельных слоев материала.

Лазерные станки CO2 и оптоволоконные лазеры изменили процесс изготовления печатных плат, обеспечивая целый ряд значительных преимуществ. Их применение в этой отрасли стало стандартом благодаря таким аспектам как:

Лазерные станки CO2 и оптоволоконные лазеры обладают высокой точностью, что позволяет создавать мельчайшие детали на поверхности печатных плат. Это особенно важно при работе с микросхемами.

Лазерная резка мало влияет на материал, что снижает потери и обеспечивает более эффективное использование сырья. В отличие от других методов, лазер не создает физический контакт с поверхностью, что предотвращает износ и повреждение материала.

Современные лазерные системы способны работать на высоких скоростях, обеспечивая быстрое и эффективное производство печатных плат. Это особенно важно для заказчиков, требующих кратчайших сроков выполнения заказа.

Лазерная резка позволяет легко адаптировать дизайн печатной платы в соответствии с требованиями заказчика. Это обеспечивает гибкость в производстве и позволяет создавать уникальные и специализированные печатных плат для различных применений.

Использование лазерных станков CO2 и оптоволоконных лазеров для изготовления печатных плат представляет собой эффективный и точный метод, который помогает улучшить производство. Эти технологии позволяют создавать печатные платы с более высокой плотностью компонентов, более мелкими деталями и более высокой надежностью. Они также способствуют снижению времени производства и издержек, что делает их привлекательными для производителей электроники.

Советуем вам прочитать статьи опубликованные в нашем блоге ранее: «‎Как увеличить прибыль от лазерной резки листового металла?»‎ и «‎Советы по лазерной резке металла для начинающих»‎.

Если вам понравилась статья, то ставьте лайк, делитесь ею со своими друзьями и оставляйте комментарии!