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顶级柔性激光精密加工系统

实验室里的瑞士军刀

29/May/2016
LPKF ProtoLaser 系列引领全球电子研发领域已多年。LPKF ProtoLaser U4通过大量的应用实验,不断扩大其加工范围。
 
LPKF ProtoLaser U4
LPKF ProtoLaser U4应用样例将会在以下内容中进行解释说明,它凭借独特的紫外激光,即使是加工相对特殊的样品,也可轻松应对。系统加工过程无需接触,无需刀具及掩膜,避免了对工件产生机械应力和热应力

紫外激光多用途激光工具
LPKF ProtoLaser U4采用波长为355nm的紫外激光,通过扫描电镜引导激光加工方向进行电子实验的研发,在这个波长范围内,大量材料可通过激光进行加工-无需刀具和掩膜。

通过扫描电镜加工区域的拼接,使得整个加工区域可达229mm x 305mm x 10mm,微小的激光光斑,能够在18μmFR4覆铜板上制作65微米的节距线路(50μm线宽,15微米间距)

ProtoLaser U4较之之前版本的升级主要体现在三个方面:

加工稳定性强
对于加工复杂、敏感的材料需要一个稳定的UV激光。新的紫外激光光源则是针对这部分需求而研发的,并且所涉及的加工能量范围非常稳定。特别是对薄膜电路或者精密材料的应用是非常有针对性的。

加工过程可记忆,可追溯
集成在工作台面的激光功率计取保了激光在聚焦位置的实际功率,不同材料激光加工的实际参数可以以经验参数的形式记录在软件中,便于后续再加工。

全新的CCD定位系统
LPKF ProtoLaser U4采用了全新设计的CCD定位系统,靶标识别速度更快,优化了激光材料的微加工。不仅能识别标准的靶标图形,其他多种几何结构图形均可准确识别。

PLU4-1
界面友好的LPKF CircuitPro PL系统软件可以接受多种数据格式,提供多种材料的加工参数数据库,用户可依靠强大的加工参数数据库满足多种材料的加工需求,无需逐步探索测试。

在电脑以及激光系统上更快的反馈结果

LPKF系统程序设计的非常完美, 新软件LPKF CircuitPro令人印象深刻:一致、直观的操作,自动生成路径加工任务,最优化的算法,某些计算和操作过程中不再需要,同一台计算机上,加工路径的计算时间比之前快了十倍,加工时间也缩短了。

特殊区域加工
研发取得突破在于CircuitPro PL系统对于特殊区域加工的说明。软件能够识别精细节距线路区域,并且在去除细线路之间的铜箔时,将路径计算为平行于细线路的轨迹。这样的加工工艺相比之前的加工方式,大大降低了对精细线路附近基材的损伤,最终形成完美的线路图形。

孤岛跳跃式加工
通过扫描电镜对加工区域的完美拼接,激光系统可加工大面积电路板,且优化的加工路径,避免了对跨越扫描电镜范围区域的二次加工。CircuitPro PL软件新的加工路径是沿着现有结构去分配扫描电镜的运动轨迹。这样减少了处于扫描电镜边界区域的二次加工,提高了整板精度。

应用领域
LPKF ProtoLaser U4 可加工所需材料,加工过程可靠,精度高。

ProtoLaser U4是一款柔性的加工工具,为产品研发提供了多种可能。在新产品开发过程中,该激光机不仅能加工一些常见材料,而且还能加工一些特殊材料;不仅能够用激光直接形成复杂的电路图形,而且在其他设备配合下也能出色完成多层板的制作。

敏感材料上制作精细结构
烧结的陶瓷由于其本身具有的电气性质,硬度,以及不受环境因素的影响,使之其在电子应用领域扮演了非常重要的角色。

ProtoLaser U4能够在陶瓷上制作高精度线路,如右图所示(照片所示25×25mm陶瓷基材上成型的电路图形)加工这个图形仅用了几分钟的时间,细节部分展示了紫外激光加工卓越的加工能力。

PLU4-2
左侧:老软件对精细节距区域的计算方法;右侧:新软件对精细节距区域的加工过程。加工轨迹与细线路保持平行,整个过程对精线路无损伤,并精度了提高。
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加工路径基于软件的优化设计达到无缝对接
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电路图形精细节距部分展示


















加工电路板
激光可以直接在FR4这样的覆铜板基材上沿着线路边缘直接形成绝缘沟道,然后去掉不需要的铜。

由于有良好的加工精度,数字和射频技术的电路LPKF Protolaser U4也能轻松应对。


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LPKF ProtoLaser U4可以制作普通PCB板或者高精度几何图形的射频板
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分板,钻孔
激光束不仅能够精确去除表面金属层,而且还能够切割基材。激光脉冲按照材料的需求进行设置。Circuit PL CAM软件参数库可满足多种材料的加工需求。

紫外激光束能够将单个PCB板从坯板上分离下来,ProtoLaser U4激光束精确聚焦,迅速将材料分解粉碎,无残余,切割边缘整齐干净。即使元器件紧贴切割边缘,也不损坏任何线路将整版进行分离切割。激光可将硬板从软硬结合板中分离或者在多层板进行开窗。激光钻孔实际上是根据给定的参数进行旋转切割,LPKF ProtoLaser U4也可完成这个加工。

双面柔性板制作
ProtoLaser U4也可制作双面柔性板,双面覆铜的Pyralux材料,稳定的激光系统能够对双面覆铜材料进行消融,而不破坏基材。
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在LTCC上的应用,切割,钻孔,制作精细图形
低温共烧陶瓷(LTCC)是薄膜陶瓷片。可用于生瓷,例如多层板或者烧结后作为可放置芯片的基板,整体作为元器件使用。LTCC由于其对机械应力的敏感特性所以不易加工,但激光加工可以轻松解决这一难题。

加工陶瓷
人们对于烧结后的陶瓷基本需求发生了改变。所需材料使得这些加工部分变得更为复杂。紫外激光束可以对这样的基材进行消融,钻孔,以及切割任意轮廓,热效应更小,精度更高。

激光直写无需任何接触,没有任何图形限制。ProtoLaser U4, 一台设备,可靠性高,成本低,精度高 样品电路板或者小批量电路板均可制作完成。

覆盖膜开窗
另外一个广泛应用即为阻焊层开窗。电气连接部分被阻焊层覆盖。激光可精确去除阻焊焊盘上的阻焊层且无残留。
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紫外激光束可加工低温共烧陶瓷,包括成型,钻孔,切割及在导电浆料上制作精细图形
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激光陶瓷划片
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组焊层开窗
















制作超精细导电结构
紫外激光能够成型精细导线。在这个过程中,部分线路会被抗蚀剂覆盖。抗蚀层通过激光活化后仍保留在材料上。被保护的线间距经过刻蚀仍会保留。这样高精度的控制过程使得线间距最小可至20μm。

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在抗蚀层上激光直接制作超精细导线图形,以便通过快速腐蚀形成精细线路。
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可加工TCO


加工TCO/ITO
ProtoLaser U4 加工范围广泛,只要材料对于激光有吸收特性且基底不同即可加工。

加工玻璃中不可见导电层(TCO/ITO 层)制作隐形传感器,天线或者加热器。


 
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