紫外激光切割FPC工艺讲解
提高激光切割FPC排线板切割速度的方法
武汉元禄光电技术有限公司提高激光切割FPC排线板切割速度的方法工业生产当中，加工速度是企业效益的重要指标，响应速度是企业生存的重要砝码，尤其是在电子领域，更新换代速度快，消费者对电子产品的需求度高，一款火爆产品，需要在短期内能够快速上市，抢占市场，生产的速度极为重要，对电子产品的各项元件生产提出了极高的要求，第一要求就是速度。
因而对于电子元器件中不可或缺的FPC排线板的加工速度提出了更高的要求，需要能快速响应，并在极端的时间内保证质量的前提下完成生产，那么如何去提高生产速度？这就需要从工艺流程上去下功夫。
激光切割FPC排线板我们知道FPC加工的最高效的方法莫过于模具冲压，能够快速成型。
但它也有一定的缺陷性，切割有应力损伤，开模周期长、费用高，特别是对于FPC加工厂家而言，FPC排线板的种类多大数千种以上，每种规格去开一次模，成本和周期就相对不划算了。
因此，FPC排线板加工厂找到激光切割作为新的解决方案，这种激光属于冷光源的紫外激光切割机，能有效平衡加工速度、成本、质量的关系。
武汉元禄光电技术有限公司FPC激光切割机但随着市场需求的不断提升，对FPC排线板加工速度要求越来越高，如何利用激光切割机加工FPC去提升速度，对激光切割设备提出了更高的工艺要求，元禄光电通过技术研发，为提升激光切割FPC排线板的加工速度提供了多种解决方案。
方法一：采用多头紫外激光切割机采用双头紫外激光切割机，一套控制系统同时控制两套激光光学系统，能同时加工两张FPC 排线板，能有效提升加工效率。
但缺点是设备的成本更贵了。
方法二：自动化紫外激光切割机采用治具以及机器手臂放料的方式，能对接生产流水下，解决人工成本问题以及省去人工上下料的时间。
同时，还可以结合双头紫外激光切割机以及自动上下料功能，能够解决加工效率问题，这种方式也是未来FPC激光切割市场上的一种趋势。
方法三：加大FPC激光切割机的功率我们知道，FPC激光切割机的使用功率通常是10/12W，早期因为成本问题也有客户采用7W 的功率加工FPC，但如今激光器的价格下降，越来越多的客户开始采用15W/18W的FPC激光切割机，能够一定程度上提升加工效率。
FPCPCB高精度激光钻孔
FPCPCB高精度激光钻孔
随着市场上对小型化手持式电子设备需求的持续增长，电子器件封装、电路板的集成度越来越稠密、多层，这就要求电路板上通孔尺寸更小、更
精确，典型的孔径要<65μm。
高精度紫外激光钻孔技术的引入为PCB，
FPC以及倒装芯片封装上面盲孔、通孔加工不但带来了极高的精密度与加
工质量，也带来了最低的制造成本与最高的产能。
Spectra-PhyicPuleo系列激光器是PCB、FPC加工导通孔和其他切割
成型的完美工具。
Puleo激光器既有532nm波长也有355nm波长，对于大
多数被加工的材料这两种波长吸收率都是相当高的，尤其是紫外波长。
Puleo激光器的超短脉冲、高峰值功率以及高重复频率等优势可为加工工
艺带来：清洁、碎屑极少；通孔圆度高；生产效率高以及对工件最小的热
效应损伤等诸多益处。
Spectra-Phyic激光加工FPC通孔的细节特征，入口（左），出口（右）。
柔性电路板(8μmCu/24μmPolyimide/8μmCu)上面激光钻孔，孔径小，圆度高，周围材料人损伤小。
高性能高可靠性的Spectra-PhyicPuleo系列激光器
重复频率(nominal)产品型号波长峰值功率平均功率脉冲宽度
Puleo532-34Puleo355-20Puleo355-
10532nm~13kW>34W<30nat120kHz120kHz355nm~10kW>20W<23nat100kHz100k Hz355nm~5kW>10W<23nat90kHz90kHz。
高精度的激光切割FPC直边工艺方法[发明专利]
![高精度的激光切割FPC直边工艺方法[发明专利]](https://img.taocdn.com/s3/m/cba883e54a7302768f993942.png)
专利名称：高精度的激光切割FPC直边工艺方法专利类型：发明专利
发明人：张旦,李春雷,王飞跃
申请号：CN202010974815.5
申请日：20200916
公开号：CN112317969A
公开日：
20210205
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：一种高精度的激光切割FPC直边工艺方法，其包括以下步骤：(1)，切割线获取，将FPC转移到快速测量仪上，所述快速测量仪包括机台、光源装置、扫描仪、CCD成像模组及控制中心，所述光源装置向上打光，穿过FPC的标记孔，所述扫描仪扫描FPC上的二维码，读取FPC上二维码信息，所述CCD成像模组对FPC进行成像，所述控制中心绘制出实时图纸，并结合二维码信息生成新的文件；步骤(2)，废边区域切割，切割装置的扫描装置读取待切割的FPC的二维码，切割装置再从控制中心调取相应的文件信息，切割装置根据文件信息对FPC进行切割；步骤(3)，控制中心将使用完的图纸可自动废弃移走。
本发明有效减少胀缩变形量对实际切割的影响，保证切割精度。
申请人：东莞康源电子有限公司
地址：523000 广东省东莞市虎门镇南栅第四工业区
国籍：CN
代理机构：北京风雅颂专利代理有限公司
代理人：杨育增
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什么是fpc激光切割机？
激光切割机的原理是将从激光器发射出的激光，经光路系统，聚焦成高功率密
度的激光束。
激光束照射到工件表面，使工件达到熔点或沸点，实现切割的目的。
根据激光器的波长不同分为光纤、CO2、紫外、绿光等不同种类的激光切
割机；根据切割材料一般分为了金属激光切割机和非金属激光切割机，实际上
这种分类并不准确，比如FPC激光切割机，属于非金属材料和金属材料的混合板，所以通常在激光行业中单独分为了FPC激光切割机或者是PCB激光切割机。
fpc激光切割机是激光切割机的一种，根据切割的材料和行业特性，专门开发的一款激光切割机，一般采用紫外激光器也有一些较为特殊的采用CO2激光器和
绿光激光器。
这是由fpc的材料决定的。
fpc材料一般采用的是基材铜箔和聚醯亚胺或者聚脂薄膜的线路板，根据材料的特性，综合性价比和技术因素，最佳的激光切割手段为紫外激光切割机，在fpc 行业中泛指紫外fpc外形激光切割机。
fpc激光切割机的特点是切割速度快，切割边缘整齐、圆滑、无毛刺、无溢胶，切割精度高，良品率高，具有很高的灵活性。
这也是在fpc行业，激光切割机
取代传统加工方式的主要特性。
综上所述，fpc激光切割机即采用一种紫外光光源的一种激光切割机，根据行业特性称之为fpc激光切割机。
FPC生产方式及工艺流程
工艺流程
3、黑孔
业界常用的三种镀通孔工艺我司采用黑孔工艺
BLAC用化学或物理方式在孔壁上沉积一层导 电介质碳粉/铜以便进行後续的镀铜.
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工艺流程
3、黑孔
黑孔/镀铜工站加工的对象是双面铜箔基材CCL﹐实质就是在铜箔基材 表面以及钻孔后之孔壁上镀铜;使原本上下不能导电的铜箔基材导通; 对后期工艺线路形成;上下线路导通有重大作用﹐直接关系到此电性的 好与坏﹒而镀铜就是线路板之前处理的重要工站﹐电镀铜的品質质决 定产品的最终品质膜厚﹐膜厚不均对后期线路成形之良率有关键作用.
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工艺流程
14、測試 Testing 以探針測試是否有开／短路之不良現象;以功能測試 檢驗零件貼裝之品質狀況;確保客戶端使用信賴度&
15、冲切 Punching 利用鋼模／刀模或雷射切割將客戶設計之外型成型; 將不需要廢料和電路板分離&
16、檢驗 Inspection 冲切成型後;需量測外型尺寸並將線路內部有缺點但 不影响導通功能及外觀不良的線路筛选出來&
保護膠片之粘结劑熔化;用以填充線路之間縫隙並且 緊密結合銅箔材料和保護膠片&作業方式：傳統壓 合;快速壓合
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工艺流程
12、表面處理 Surface Finish 熱壓合完成之材料;銅箔裸露的位置必需依客戶指
定需求以電鍍或化學鍍方式鍍上錫鉛或鎳金等不同 金屬;以保護裸露部分不再氧化及確保符合性能要求; 我司目前的表面处理方式为OSP& 13、贴补强 Stiffener 在软板上局部区域为了焊接零件或增加补强以便安 装而另外压合上去之硬质材料&补强材料一般均以 感压胶Pressure Sensitive Adhesive 与软板贴合 但PI 补强胶片则均使用热熔胶Thermosetting压合 &
FPC全制程技术讲解
FPC全制程技术讲解单片单面挠性印制板制造工艺单片多层，刚挠印制板制造工艺成立群单片单面挠性印制板制造工艺单片单面挠性印制板工艺流程单片单面挠性印制板工艺（一）材料的切割：挠性印制印制板的材料主要分为二大部份；第一类是：覆铜基板材料，按绝缘材料的类型又可分为聚酰亚胺和聚酯类；按导电铜箔的类型又可分为压延铜箔和电解铜箔；按结构分又可分为三层结构（有胶基材）和二层结构（无胶基材）。
第二类是：保护膜材料，按材料的类型可分为聚酰亚胺和聚酯类。
在材料的切割过程要做到切割尺寸的规整，避免使用正方形的切割尺寸。
对使用压延铜箔基材时要注意铜箔的压延方向与设计时的要求一致。
单片单面挠性印制板工艺（二）使用压板的目的：防止产品表面产生毛边。
钻孔时散发热量。
可引导钻头进入FPC板的轨道作用。
钻头的清洁作用。
压板的种类有酚醛树脂板，铝合金板，纸苯酚板。
酚醛树脂板本身有种轨道作用，铝合金板则散热好，纸苯酚板对钻头的磨损较小。
但是铝合金板的耐热性能不佳，在加工热量很大的时候，会产生铝的熔化在钻头尖部附着成一硬块。
所以一般在FPC钻孔加工中选用0.3mm—0.5mm厚度的酚醛树脂板作为压板。
单片单面挠性印制板工艺（二）使用垫板的目的：抑制毛边的产生。
让FPC板能充分贯通。
垫板以1.6mm—2.0mm厚度的酚醛树脂板为主要材料。
以材质来讲，比较软质的酚醛树脂板较为理想，太硬的板子会使钻头的切刃部位与垫板接触时发生缺口现象。
有效钻头刃长的计算：有效钻头刃长(mm)=钻头刃长(mm)-1.5mm有效钻头刃长的组成：有效钻头刃长=单片材料的厚度X叠层数+压板厚度（0.5mm)+ 过钻量（0.3mm,既钻入下层垫板的深度）在对保护膜材料进行叠层前，要对其粘结剂面的离形纸做“消应力”处理。
单片单面挠性印制板工艺（二）FPC的固定：将叠层后在二端打孔并订入定位销钉，装入钻床台面后在用1.5inch宽的美文纸单面胶带固定四周，使FPC材料与台面牢固紧密地结合在一起不能有上下跳动和左右晃动的现象出现。
紫外激光切割、打标技术在手机FPC软板中的应用
武汉元禄光电技术有限公司手机FPC软板中激光技术的应用手机高集成化、轻薄化的发展，对连接线路的要求越来越高，一种可弯曲、可折叠的FPC柔性线路板成了手机行业中不可或缺的重要线路。
在手机中FPC软板应用主要表现在天线FPC软板、电池FPC软板、USB FPC软板、显示屏FPC软板、摄像头软硬结合板、摄像头补强板等，而激光加工技术在手机FPC软板中的应用有紫外激光切割技术以及激光打标技术。
手机FPC软板紫外激光切割应用手机中的PCB刚性线路板根据手机的形状以及特殊用途，设计的PCB线路板也是形状各异，特别是包含了一些弯曲部分，也就对PCB的切割、分板造成了一定的难度。
PCB的切割、分板手段有锣刀分板、激光分板等。
在早期的手机线路板中采用的是铣刀或走刀的方式加工，缺陷在于只能加工直线，产生的粉尘、应力、毛刺影响产品的性能质量，慢慢被淘汰。
在现阶段采用的锣刀与激光分板机的方式中，激光分板机属于后起之秀，其优势在于切割边缘无应力、加工精度高、无粉尘、无毛刺。
锣刀的相比较于激光分板的优势在于加工效率高，缺点在于加工的位置精度低，无非加工0.1mm以下的位置精度要求，并对线路板造成一定的应力变形。
因而在手机PCB行业中，激光分板机开始慢慢形成优势产品，被导入到市场应用中。
激光分板机采用的是高功率的UV紫外激光切割机，对材料的热影响小，碳化程度低，相比较于传统的CO2线路板激光切割更具优势。
手机PCB线路板激光打标应用手机PCB线路板打标主要作用分为两方面，一是在产品标记处企业的品牌宣传，二是标记出二维码，包含产品相关信息，方便下游环节做追溯应用。
我们都知道线路板中有许多的文字，符号以对应相应的元器件，这种标记手段主要采用的是印刷技术，那么二维码为何要采用PCB激光打标技术，而不采用印刷或喷码技术呢？主要是因为印刷制程中做出的二维码信息会被其他工序所覆盖，并且印刷处在前期阶段，而在SMT产线中，需要用到PCB二维码打标的信息工作站根据需求的不同包含了1-3个工位，因此需要建立独立的工作站对PCB线路板进行二维码标记。
FPC紫外激光加工中Gerber文件的解析转换研究
华中科技大学硕士学位论文FPC紫外激光加工中Gerber文件的解析转换研究姓名：詹萍萍申请学位级别：硕士专业：光学工程指导教师：胡兵20080530摘要紫外激光的冷加工特性，使它在FPC（柔性电路板）加工领域有着无可取代的地位。
随着高功率DPSS紫外激光器的发展，将激光加工技术与现代数控编程技术相结合，开发适用于FPC的紫外激光加工系统具有积极的现实意义。
作为PCB行业的通用文件格式，Gerber文件的图形数据读取是激光加工FPC的关键环节，直接影响加工的精度和效率。
本课题运用编译原理的基础知识，在对Gerber 文件进行词法和语法分析的基础上，采用Boost.Regex 正则表达式类库作为匹配和分析工具，开发出一种匹配速度快、精度高、具有较强通用性和兼容性的Gerber文件解析转换软件。
该软件能够读取Gerber文件，快速提取其中相关的FPC图形信息，绘制加工轨迹，并能够将Gerber文件转换为CAD软件能识别的DXF文件。
本文的主要内容是从以下四个方面来组织的：(1) 介绍FPC紫外加工系统的特点和应用，并从实际应用需求出发，设计出Gerber 文件解析转换软件的结构框架、工作流程、开发环境和开发流程。
(2) 分析了Gerber文件的总体结构以及具体的数据记录格式，在此基础上提出文件的解析算法，并引入了Boost库的正则表达式类库函数对其进行分析处理，保证了解析的快速和准确性。
(3) 将面向对象技术应用到该软件的开发中，研究了Gerber数据的读入方法和解析数据的保存方式，并利用MFC绘制加工图形。
(4) 研究了与常见CAD软件的接口问题，将解析数据转换为DXF文件输出，改善了该软件的可移植性。
关键词：紫外激光加工系统Gerber文件DXF文件正则表达式Boost库AbstractWith the “cold” processing character, UV laser have a indispensable effect on FPC processing field. Along with the development of the high power DPSS UV laser, it’s meritoriously to develop a UV laser processing system which is based on laser and moderm NC programming technology for FPC.The Gerber file is the standard file format of PCB industry. As the key step of the FPC laser processing, the figure data of the Gerber file parsing has a notable influence on the efficiency and precision of the processing.The paper adopts the Boost. Regex formula expressions library researched and developed in Microsoft research lab as strong match and analysis tool, which based on lexical and syntactic analysis. It works out a kind of Gerber file parsing and switching software with rapid match, high precision, better versatility and compatibility. This software can read the Gerber file and pick-up the figure imformation according to the FPC rapidly. It plots processing figure with the imformation and switches it to the DXF format which can recognize by any CAD software.The paper can be divided into four segments:(1) First, the FPC UV laser processing system is studied. And then introduced the framework, main task, the procedure of design and the principle of the Gerber file parsing and swithing software according to the practice.(2) Analysis the holistic configuration and data register format of the Gerber file. And introduce the parse means which adopts the Boost. Regex formula expressions library function as analysis tool based on it, insure the speed and precision.(3) Introducing the object-oriented technology to the software. Study the means of the Gerber data’s reading and saving, then plots the processing figure with MFC.(4) Study the interface problem with general CAD software. Improve the expandability of the software by switching the parse data to DXF.Key words：UV laser processing system Gerber fileDrawing Exchange Format (DXF) Formula expressions Boost独创性声明本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。
FPC制造工艺介绍
抗腐蚀能力——盐雾试验 抗温度变化——高低温循环冲击 抗老化能力——加速老化实验（恒温恒湿双85） 抗弯折能力——弯曲试验（针对油墨） 镀层附着力试验——3M胶带纸 粘着强度试验——背胶拉力测试 可焊性和耐焊性试验
六、FPC的可靠性和常见品质问题
常见FPC品质问题
皱折：油墨皱折和FPC皱折 露铜 对位不良：贴合不良和裁切不良 毛边 开短路
一、什么是FPC
FPC按类型分类：
单层板、双面板、多层板、刚挠结合板
FPC按类别分类：
在安装过程中能经受扰曲，具备固定式可挠性能力，即 我们常说的静态FPC 。例如:背光源、手机天线等。 能经受布设总图规定的连续多次扰曲，具备局部式多次 可挠性能力，通常不适用于2层以上导线层的印刷板。即我 们通常所说的动态FPC。例如：用在打印机上打印头的FPC， 翻盖式笔记本和手机的线路连接。
0.05 0.05
四、FPC常用的制造工艺流程
常见FPC表面处理方式（单位微英寸）
四、FPC常用的制造工艺流程
FPC的包装
FPC比较脆弱，尤其是FPC往往有背胶，受到太大压力 挤压时，背胶的胶层会流到FPC表面，因此在包装防护上 需要格外小心。如果像PCB一样要用橡皮筋一扎，或者叠 一叠抽真空包装，是会有大问题的。 常用的的方法，一般是把10～50片FPC叠到一起，用硬纸 板的夹板固定住，再放入干燥剂，密封。硬质板要比FPC 略大。 在装箱时，要使用好的缓冲材料。千万不要为了多装而硬 塞。 最可靠的方法，就是使用专用托盘。
三、FPC的材料
基材——粘结材料 1.聚酯(POLYESTER)----主要用于聚酯基材的粘结材料 2.丙烯酸(ARCYLIC)----主要用于聚先亚胺基材的粘结材料 3.环氧树脂(EPOXY)----其热膨胀系数较丙烯酸小利于保 证金属化孔(其厚度在0.05MM以下时）性能较丙烯酸好 当然，无论那种黏结材料它们都具有以下两个缺点: 1.热稳定性差，与基材的热稳膨胀系数相差较大。 2.粘结剂的厚度影响了电路的散热，也降低了FPC的挠性 和减少了挠曲寿命。 常见粘结材料厚度：0.5mil、1.0mil
fpc生产工艺流程
fpc生产工艺流程FPC（Flexible Printed Circuit）是一种灵活的印刷电路板，由柔性基材和电路元件组成，可以在弯曲和弯折的情况下工作。
FPC广泛应用于手机、平板电脑、电子书、汽车电子等领域。
下面将介绍FPC的生产工艺流程。
首先是基材的准备。
FPC的基材一般使用聚酯薄膜或聚酰亚胺薄膜，这些薄膜具有良好的耐高温性能和机械强度。
基材需要经过切割、清洗和干燥等工序进行准备。
接下来是薄膜涂覆。
将基材薄膜放入涂布机中，通过涂布头将粘合剂涂布在薄膜表面。
涂布完成后，需要通过干燥机将基材薄膜上的粘合剂干燥，以便后续的铜箔覆盖。
然后是铜箔的覆盖。
将铜箔加热到一定温度，使其保持柔软性。
然后将基材薄膜拉伸到一定程度，将铜箔贴附在基材上。
这个过程需要保持一定的温度和压力，以确保铜箔与基材的牢固连接。
接下来是图案的印刷。
将预先制作好的印刷模版放置在铜箔上，通过印刷机将导电油墨印刷在铜箔上。
导电油墨只在需要形成导电路径的区域印刷，以便之后的电路连接。
然后是表面处理。
通过化学方法将导电油墨印刷的铜箔表面进行镀金或镀锡处理，以提高电路的导电性和耐腐蚀性。
接下来是图案的切割。
根据设计要求，将FPC切割成所需的形状和尺寸。
这需要使用激光切割或冲孔机进行。
然后是表面保护。
在FPC的表面涂覆一层保护膜，以保护电路不受外界环境的影响，同时还可以提高电路的可靠性和耐用性。
最后是成品的检验和包装。
对FPC的电路连通性、尺寸和外观进行检查，确保符合质量要求。
合格的FPC经过包装后，可以出厂销售或供应给下游的电子制造商进行组装。
以上就是FPC的生产工艺流程。
通过这一系列的工序，FPC 可以制成具备弯曲和弯折功能的电路板，为电子产品的开发和制造提供了重要的支持。
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紫外激光切割FPC工艺
1.紫外激光切割FPC配置
紫外激光由于光子能量高，在与材料作用时，可将光能转变为光化学能，直接破坏连接物质的化学键，达到去除材料的目的。
我们用紫外激光切割FPC切割的设备，采用华日激光的紫外激光器，机型是LBA10U 。
激光波长是355纳米，脉冲宽度小于15纳秒，重复频率介于0.05至0.2兆赫兹，脉冲能量大于150微焦耳。
工作物质是Nd:YVO4，平均功率大于12瓦，光束直径不超过2微米。
2.紫外激光切割FPC工艺参数
紫外激光切割FPC工艺参数设置见表1
表1紫外激光切割FPC工艺参数
下面看看切割效果，图1是切割后样品整体图，图2是切割后样品局部图。
可以看出切割面光洁无毛刺无烧痕，经过测量切割误差在±0.08以内。
图1样品整体图图2样品局部图。