[发明专利]一种紫外激光切割柔性电路板金手指方法

说明书

技术领域

本发明属于激光加工应用技术领域，具体涉及一种紫外激光切割柔性电路板金手指方法。

背景技术

柔性线路板(简称FPC)具有自由弯曲、折叠、卷绕，可在三维空间随意移动及伸缩，可以实现轻量化、小型化、薄型化，从而达到元件装置和导线连接一体化并能装置在其余连接缆线所不能达到的习钻方位等诸多优点被广泛应用喷墨打印机磁头、硬碟机、MP3、MP4播放器、便携式CD播放机、家用VCD、DVD、数码照相机、手机及手机电池、医疗、汽车及航空航天等领域的产品。

FPC之间的互连或FPC与外电路连接都是借着金手指1(即：边接头)来实现，其结构由一种耐高温，高强度的高分子材料-聚酰亚胺(PI)2和裸露的导电铜箔3组成，如图1所示。

目前FPC的成型加工主要有两种方法。一种是传统冲床方式，其缺点是需要制作模具，耗时长、成本高，同时这种机械加工易使刀具刃口磨损变钝，导致金手指在成型加工过程中产生分层、裂纹和毛刺的现象，造成FPC产品报废。为解决以上问题，采用另一种FPC的成型加工方法-紫外脉冲激光切割方式。该方法具有无需要制作模具、加工精度高、灵活性好、效率高以及非接触式FPC成型加工等优点，消除了机械FPC的成型加工的缺陷。其成型加工机理是利用紫外光的高光子能量直接打断PI材料的分子链去除材料，属于光化学作用的“冷加功”；故热影响区极小，具有光滑的边缘，加工质量高，非常适合柔性线路板的精密加工场合。但是，对金属材料而言，由于化学键属于金属键，紫外脉冲激光只能利用热能熔化和蒸发去除材料的“热加工”方式加工。因此，在紫外脉冲激光切割FPC金手指时，由于PI和铜箔与紫外激光相互作用机理不同导致铜箔紫外激光作用阈值远大于PI的紫外脉冲激光作用阈值。为了切断金手指，常规的方法是采用高能量密度低重复率激光紫外脉冲激光直接从金手指具有铜箔材料的表面进行切割加工，从而不可避免的会使PI基材切割边缘产生较大的热损伤，如炭化和碎屑，导致切口质量差，会留下隐患；严重时，会使金手指的薄铜片之间短路而报废。

发明内容

为了解决紫外脉冲激光切割FPC金手指的以上问题，本发明提供了一种紫外激光切割柔性电路板金手指方法，该方法可以确保FPC金手指在紫外激光切割时避免PI基材加工边缘产生热损伤，改善紫外脉冲激光切割FPC金手指质量，提高紫外脉冲激光切割加工FPC成品率。

本发明提供的紫外脉冲激光切割柔性电路板金手指方法，其特征在于：它包括下述步骤：

第1步将金手指的只有聚酰亚胺基材而无铜箔材料的一面向上，紫外脉冲激光聚焦在金手指的只有聚酰亚胺基材的表面上；

第2步利用紫外脉冲激光以100～400mm/s扫描速度对聚酰亚胺基材进行切割加工，直至聚酰亚胺基材被激光切穿为止，期间，紫外脉冲激光的能量密度为16～29J/cm²，重复频率为60～90kHz；

第3步将金手指具有铜箔材料的表面向上，紫外脉冲激光聚焦在金手指的铜箔材料表面上；

第4步利用紫外脉冲激光以50～200mm/s扫描速度仅对铜箔材料进行切割加工，而无铜箔材料时关闭紫外脉冲激光，直至铜箔材料切穿为止，完成金手指切割加工过程，期间，紫外脉冲激光的能量密度为113～226J/cm²，重复频率为20～30kHz。

与常规的紫外脉冲激光切割FPC金手指相比，本发明提供的方法巧妙地将高能量密度和低重复频率紫外激光脉冲仅对铜箔材料切割与低能量密度和高重复频率紫外激光只对PI基材作用相结合方法对FPC金手指进行切割，有效地避免PI切口边缘产生热损伤、炭化和碎屑，提高了金手指切割质量，解决了现有技术存在的问题。

附图说明

图1是金手指结构示意图；

图2是紫外脉冲激光切割金手指只有聚酰亚胺基材的表面方法示意图；

图3是紫外脉冲激光只切割金手指铜箔材料方法示意图；

具体实施方式