戀夜直播app官方正版下载_戀夜直播高品质美女在线视频互动社区_戀夜直播官方版

閱讀 | 訂閱
閱讀 | 訂閱
紫外激光器

PCB市場為何能給激光企業(yè)帶來增長動能?高功率納秒紫外激光器有何優(yōu)勢?

來源:ofweek激光網(wǎng)2020-07-28 我要評論(0 )   

2019年,激光加工市場規(guī)模增速進一步放緩,部分應用市場的成熟與紅海競爭,也讓相關企業(yè)面臨經(jīng)營壓力增大、業(yè)績下滑的困境,2020年的新冠肺炎疫情更是給激光企業(yè)的發(fā)展...

2019年,激光加工市場規(guī)模增速進一步放緩,部分應用市場的成熟與紅海競爭,也讓相關企業(yè)面臨經(jīng)營壓力增大、業(yè)績下滑的困境,2020年的新冠肺炎疫情更是給激光企業(yè)的發(fā)展蒙上陰影。而在這樣的環(huán)境下,與PCB加工相關的激光市場卻仍保持增長,在部分上市公司披露的數(shù)據(jù)中,PCB業(yè)務的訂單成了支撐業(yè)績增長的主要動力。PCB市場的發(fā)展情況如何?又為何能為激光企業(yè)帶來巨大的增長動能呢?


PCB、FPC產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展 市場增量巨大

PCB是印刷電路板(Printed Circuit Board)的簡稱,是電子工業(yè)的重要部件之一,幾乎用于所有的電子產(chǎn)品,主要作用是實現(xiàn)各個元件之間的電氣互連。PCB由絕緣底板、連接導線和裝配焊接電子元件的焊盤組成,具有導電線路和絕緣底板的雙重作用。其制造品質可直接影響電子產(chǎn)品的可靠性,是當今電子信息產(chǎn)品制造的基礎產(chǎn)業(yè),也是目前全球電子元件細分產(chǎn)業(yè)中產(chǎn)值最大的產(chǎn)業(yè)。


PCB的應用市場十分廣泛,包括消費電子、汽車電子、通信、醫(yī)療、軍工、航天等。目前消費電子和汽車電子發(fā)展快速,成了PCB應用的主要領域。長期以來,全球PCB產(chǎn)值主要集中在北美、歐洲及日本等地區(qū),2000年后PCB產(chǎn)業(yè)重心開始向亞洲地區(qū)轉移,尤以中國市場為最。2009年,中國大陸PCB產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值約占全球的1/3,到2017年已達50.5%,占據(jù)全球PCB產(chǎn)值的半壁江山。

image.png

數(shù)據(jù)來源:Prismark、OFweek產(chǎn)業(yè)研究院


2019年,受貿易摩擦、終端需求下降和匯率貶值等影響,全球PCB產(chǎn)值略有下降,但中國市場受益于5G、大數(shù)據(jù)、云計算、人工智能、物聯(lián)網(wǎng)等行業(yè)快速發(fā)展,成為2019年唯一成長的地區(qū)。Prismark數(shù)據(jù)顯示,2019年中國PCB市場規(guī)模約329億美元,占全球的53.7%。


而在消費電子的PCB應用中,F(xiàn)PC的發(fā)展速度最快,占PCB市場的比重不斷提升。FPC 是柔性印刷線路板(Flexible Printed Circuit)的簡稱,是以聚酰亞胺(Polyimide,PI,工業(yè)界又稱之為PI 覆蓋膜)或聚酯薄膜為基材制成的一種具有高度可靠性,絕佳的可撓性印刷電路板,具有配線密度高、重量輕、厚度薄、彎折性好的特點。在當下移動電子產(chǎn)品智能化,輕薄化的趨勢下,F(xiàn)PC憑借密度高、重量輕、厚度薄、耐彎曲、結構靈活、耐高溫等優(yōu)勢被廣泛運用,并成為目前滿足電子產(chǎn)品小型化和移動要求的惟一解決方法。


快速發(fā)展的PCB市場培育了巨大的衍生市場。隨著激光技術的發(fā)展,激光加工逐漸取代傳統(tǒng)的模切工藝,成了PCB產(chǎn)業(yè)鏈的重要一環(huán)。因此在激光市場整體增速放緩的背景下,與PCB相關的業(yè)務依然能夠保持較高增長。


激光在PCB、FPC加工的優(yōu)勢

激光在PCB上的應用主要包括切割、鉆孔、打標等,尤以切割為主。與傳統(tǒng)的模切工藝相比,激光切割屬于無接觸加工,無需價格昂貴的模具,生產(chǎn)成本大大降低;此外,傳統(tǒng)工藝難以解決邊緣有毛刺、粉塵、應力、無法加工曲線等一系列的問題,而激光在聚焦后光斑僅有十幾微米,能夠滿足高精度切割和鉆孔的加工需求,解決了傳統(tǒng)工藝中遺留的一系列問題。這一優(yōu)勢正迎合電路設計精密化的發(fā)展趨勢,是PCB、FPC、PI 膜切割的理想工具。


實際上,PCB激光切割技術在PCB行業(yè)中的應用起步較早,但早期采用CO2激光切割,熱影響較大,效率較低,一直未能獲得較好的發(fā)展,只在一些特殊領域(如科研、軍工等)有所運用。隨著激光技術發(fā)展,能在PCB行業(yè)應用的光源越來越多,也為實現(xiàn)激光切割PCB的工業(yè)化應用找到了突破口。


當前用在FPC、PI 膜切割的激光器主要為納秒級固體紫外激光器,其波長一般為355nm。相對于1064nm 紅外和532nm 綠光,355nm 紫外有更高的單光子能量,材料吸收率更高,產(chǎn)生的熱影響更小,實現(xiàn)更高的加工精度。


從原理來看,脈沖激光切割材料可分為兩種情況:一種是光化學原理,利用激光單光子能量達到或超過材料化學鍵鍵能,打斷材料某些化學鍵來實現(xiàn)切割;另一種是光物理原理,當激光單光子能量低于材料化學鍵鍵能時,依靠聚焦光斑處非常高的能量密度,超過材料的氣化閾值,從而瞬間氣化材料,實現(xiàn)材料的切割。但實際在用紫外激光切割FPC或PI膜時,光化學和光物理切割原理同時存在。


下面以PI 膜為例講解兩種加工原理。常態(tài)下的C-C 鍵和C-N 鍵的鍵能分別為3.45eV 和3.17eV,而355nm 紫外激光的單光子能量為3.49eV,高于常態(tài)下C-C 鍵和C-N 鍵的鍵能,可直接破壞材料的化學鍵。(參考文獻:張菲, 段軍, 曾曉雁, 等. 355nm 紫外激光加工柔性線路板盲孔的研究[J]. 中國激光, 2009, 36(12):3143-3148.)


在光物理效應中,會有熱量的產(chǎn)生和積累,材料溫度不斷上升。當 PI 材料溫度高于600℃時,相對于C元素,N和O兩種元素的比例會不斷減小,最終材料中主要以C 元素為主,即材料發(fā)生碳化。材料吸收激光能量轉化為熱能的擴散距離公式 L=[4Dt]^1/2,其中D為材料熱擴散率,t為激光脈寬。(參考文獻:張鵬, 遲偉東, 沈曾民. 高溫炭化對聚酰亞胺(PI) 薄膜結構與性能的影響[J].炭素技術, 2008, 27(6):10-12.)


由此可知,當材料一定時,激光脈寬越大,激光產(chǎn)生的熱能在材料上的擴散距離越大,對材料的熱損傷越大。因此脈寬越窄,加工效果越好。


20W/25W納秒紫外激光器:更高功率,更優(yōu)效果


前文提到,我國PCB產(chǎn)業(yè)受益于5G、大數(shù)據(jù)等新興產(chǎn)業(yè)而快速發(fā)展,新產(chǎn)業(yè)、新技術的出現(xiàn)也對FPC、PI膜切割行業(yè)提出更高的要求。為了實現(xiàn)更少碳化和更快效率,激光器企業(yè)也在不斷進行技術革新,不斷探索更高頻率、更窄脈寬、更高功率。


據(jù)了解,英諾激光于2019年在舊款AWAVE系列15W@50KHz納秒紫外激光器的基礎上,推出了新一代高頻短脈寬納秒紫外激光器FORMULA系列15W@50KHz,并于今年初將最高功率提升至25W,最高單脈沖能量超過500uJ。

image.png

image.png

圖片來源:英諾激光

英諾激光的技術人員向OFweek激光網(wǎng)介紹說:“在推出FORMULA系列15W@50KHz之后,加工效果和效率比傳統(tǒng)的AWAVE 15W @50KHZ有了很大改善,但對于很多應用,效率還是不夠?,F(xiàn)在新款激光器將功率提升至20W/25W,最高單脈沖能量也超過500uJ,這大大提高了很多材料的切割效率,使很多種材料的量產(chǎn)變的可能?!?/p>


新款高頻短脈寬納秒紫外激光器能給PCB加工帶來怎樣的改變呢?以下展示部分加工案例(以下圖片由英諾激光提供):

金手指切割

AWAVE 15W @50KHZ切割效果,有效速度:50mm/s(左)

FORMULA 15W @150KHZ切割效果,有效速度100mm/s(右)


在厚度為150um金手指切割對比中可見,與傳統(tǒng)AWAVE系列激光器相比,F(xiàn)ORMULA系列激光器的切割效果明顯改善,切割效率也實現(xiàn)了100%的提升。


銅箔鉆孔

image.png

正面(左) 反面(右)


在厚度為100um的銅箔上鉆孔,20W FORMULA系列激光器的效率比15W提升了60%,達到250 mm/s。


PCB切割

image.png

正面未擦拭(左) 反面未擦拭(右)


厚度為400um的PCB切割,20W FORMULA系列激光器的效率比15W提升了50%,達到60mm/s。


FPC補強板切割

正面(左) 反面(右)

PI厚度為100um的FPC補強板切割,20W FORMULA系列激光器的效率比15W提升了60%,達到250 mm/s。

image.png

正面(左) 反面(右)

厚度為130um的FPC補強板切割,20W FORMULA系列激光器的效率比15W提升了40%,達到140 mm/s。

轉載請注明出處。

PCB紫外激光
免責聲明

① 凡本網(wǎng)未注明其他出處的作品,版權均屬于激光制造網(wǎng),未經(jīng)本網(wǎng)授權不得轉載、摘編或利用其它方式使用。獲本網(wǎng)授權使用作品的,應在授權范圍內使 用,并注明"來源:激光制造網(wǎng)”。違反上述聲明者,本網(wǎng)將追究其相關責任。
② 凡本網(wǎng)注明其他來源的作品及圖片,均轉載自其它媒體,轉載目的在于傳遞更多信息,并不代表本媒贊同其觀點和對其真實性負責,版權歸原作者所有,如有侵權請聯(lián)系我們刪除。
③ 任何單位或個人認為本網(wǎng)內容可能涉嫌侵犯其合法權益,請及時向本網(wǎng)提出書面權利通知,并提供身份證明、權屬證明、具體鏈接(URL)及詳細侵權情況證明。本網(wǎng)在收到上述法律文件后,將會依法盡快移除相關涉嫌侵權的內容。

網(wǎng)友點評
0相關評論
精彩導讀