
便携式产品需求的增加从线路板单面不断发展到双面、多层、挠性以及刚挠结合板,推动在高精度、高密度和高可靠性的方向上不断发展。
挠性线路板FPC板基材是铜,需要在线路上覆盖涂覆膜,涂覆膜材料一般是聚酰亚胺,热固胶用高温与线路板紧密结合涂覆膜,线路板压接在表面上起到保护作用。另一方面,FPC板制造的后期需要加工外形,外形上排列着用于与其他电子产品连接的插头。线路板连接的可靠性相对于激光切断精度更严格、更高。
目前,批次加工FPC的外形方法是冲孔方法,小批量FPC和FPC样品主要使用激光切割加工。迄今为止,国内外很多制造商UV开发了激光切割机FPC制作了样品,FPC板在插头的外形上经常使用的切断方法:光标点识别法和字符识别法是文献中未报告的插头边缘识别法,该方法使FPC板激光切断的操作更加方便且简单切断精度也高。
在本文中,通过介绍FPC板的制造过程和涨缩原理,为了解决涨缩引起的FPC板切断偏差的问题,使用现有的激光加工装置,应用识别新的插头边缘的方法,补偿CCD变形大的线路板比例,在精度要求内控制外形切断。
一、FPC板生产流程和涨缩原理
FPC线路板主要分为单面和双面多层线路板,双面线路板是从单面板发展出来的产品,单面FPC板的生产流程如下。
FPC板的材料主要是挠性覆铜板、保护膜和聚酰亚胺增强膜。
FPC板制造过程的各工序,影响线路板外形涨缩的是由挠性覆铜板、聚酰亚胺以及聚酰亚胺增强膜等构成线路板层叠过程,需要使材料温度上升到170℃以上,冷却后由于铜和聚酰亚胺的涨缩系数的不同而出现内应力,会损害材料平衡力,基材收缩变形因为基材线路模式发生变形,产生FPC线路板的涨缩不均匀。
FPC板的涨缩不均匀性容易导致外形加工精度达不到要求。本文采用外型激光切割技术,测定线路板的不同涨缩率的切断偏差值,并将激光切断的涨缩的状态63?绘制精度曲线,涨缩?利用精度曲线,针对涨缩率大的FPC板,使用CCD基准点识别技术,对FPC板进行失真修正,谋求FPC板插头加工精度的提高。
二、实验材料和设备
FPC板10张、ASIDA JG13UV激光切割机、影像投影仪(二维)
1、实验方法和数据
首先测量激光装置的切断精度,判断装置是否达到了设计的精度要求。然后,选择断开几个涨缩率线路板,测量切断精度,绘制涨缩率和切断精度的曲线。
2、设备精度测试
在切断加工前测试设备的运转状态和切断精度。
测量方法:测量板到边缘的距离,减去相应的理论值可以得到偏差值。3次线路板分别切断,测定的数据如下。
从数据表来看,切断方式差为5微米,加工精度符合要求,设备处于正常状态。
3、不同涨缩模板的切断精度
线路板在制造工序中,由于贴片、电镀、层叠以及高低温差的原因,产生模板的涨缩变形。激光装置本身适当地补偿FPC板涨缩,但是如果FPC板的涨缩变形过多,则不能在顾客的要求范围内控制切断外形精度。
为了测定不同涨缩率的FPC板切断精度,分别选择了7种涨缩率0.1permil。0.2permil;、0.5permil;、0.8permil;、1.0permil;、2.0permil;3.0 permil;的线路板材料定位后,用激光切断外形,然后以二维测量切断尺寸,与图形理论值比较计算偏差值,统计平均偏差值和色散值。
FPC板涨缩率以及切断精度曲线图在涨缩率小于0.8permil的情况下,切断精度为plusmn。在0.05mm范围内变动。随着涨缩率增大,平均切断偏差值和分散值都增加,涨缩率大于0.8permil的情况。情况下,切断精度达不到plusmn。0.05mm的客户要求。
涨缩率大于0.8permil;切断平均偏差值超过0.020mm,角差大于0.025mm。这表示超过涨缩率0.8permil。之后,FPC板切断精度不能满足外形plusmn。0.05mm的精度要求。
使涨缩率大于0.8permil。FPC板的切断精度由plusmn控制。在0.05mm的范围内,成为激光切割加工的难题。在日本国内的文献中,虽然报告说软件算法理论补偿线路板的变形可以提高切断精度,但是没有报告测量切断加工精度的数据。
4、涨缩率大于0.8permil;的FPC板切断技术
根据文献报告以及线路板制造商的品质要求,FPC板插头的重要尺寸是插头尺寸和从插头到板边的距离。当定位系统以插头边缘为基准点进行畸形修正计算时,能够降低线路板涨缩过大引起的插头检查尺寸和边缘间距的偏差(图2所示),保证切断的精度。
实验使用的激光切割机定位系统的分辨率是plusmn。3mu;m明确判别插头与通常的柔性板材的边界线,为工件的畸形补偿提供正确的基准点。线路板经过生产现场的验证,新的激光切断技术能够控制涨缩率大的FPC板外形尺寸精度,图3符合插头切断偏差plusmn。0.05mm的适用示例。
三、解决FPC板切断偏差问题汇总
在本文中,我们统计了不同的激光切割机切割涨缩率线路板尺寸偏差,分析了测量数据,总结了FPC板的涨缩大于0.8permail。在这种情况下,尺寸公差plusmn不能控制切断精度。0.05mm范围。涨缩为了解决变形量大的线路板切断精度的问题,本论文采用了识别插头的新定位基准点,补偿失真量,控制成品板的外形精度的新CCD系统。