[发明专利]一种薄膜材料异形结构及其激光加工方法

说明书

一种薄膜材料异形结构的激光加工方法，具体步骤为：S1：根据薄膜材料所需加工异形结构的形状，设计确定激光束的扫描路径；S2：将薄膜材料固定在加工平台上；S3：根据薄膜材料的特性，先测试其烧蚀阈值，再设置激光加工参数；S4：采用激光束根据所需加工异形结构的形状对薄膜材料进行扫描加工；S5：对薄膜材料异形结构区域进行处理，去除异形结构中间的薄膜。通过本发明的方法，可以实现所加工薄膜材料异形结构底部不发生烧焦、碳化现象，并且实现所加工结构内部薄膜完全去除。

技术领域

本发明涉及激光加工技术领域，特别是涉及一种薄膜材料异形结构及其激光加工方法。

背景技术

随着机器、仪器设备向着小型化发展的趋势，比如在电子、汽车、航天、测量实验设备等行业中，对挠性电路板的制作要求越来越严格，加工要求随之也变的更加复杂，每年的产量也都在增加。随之而来的对生产FPC用的薄膜材料，例如覆盖膜的加工要求也越来越高，复杂程度也在不断的提升，原有的机械成型方式已经很难达到如此高的要求。激光加工属于非接触式加工，加工范围广，由于激光具有高亮度、方向性强、单色性好、相干性好等特点，能够产生极高的能量密度和功率密度，高能量激光束加工不受材料硬度、刚性、强度和脆性等机械性能限制，可作用在硬、脆、软等各类材料上。因此，采用激光加工薄膜材料异形结构将成为行业研究的热点。

目前激光加工薄膜类材料异形结构的常用方法为将激光束以扫描填充的方式照射在覆盖膜表面，使照射部分材料吸收激光的能量后熔化蒸发去除，形成所需要的异形结构。但是由于薄膜类材料的烧蚀阈值低，采用激光束填充扫描的方式易导致激光能量的累积，造成异形结构底部烧焦、碳化现象，即便不发生烧焦、碳化现象，也会形成严重的热影响区，大大降低后期薄膜对其他电子元器件的保护作用，同时也会影响后期表面贴装工序中的阻焊作用。而采用激光只扫描加工异形结构外轮廓，虽然可以避免激光能量的累积造成异形结构边缘烧焦、碳化现象，但是仍然被粘结剂粘贴在基板5上无法去除。专利CN201510671004.7公开了一种PI覆盖膜自动激光切割除碳系统及方法，通过工控机对激光器、振镜系统、定位CCD、输送装置及除碳装置的自动控制，能够实现对PI覆盖膜的大幅面自动激光切割，但是，此种方法并不适合于在小幅面的薄膜材料上加工出异形结构。专利CN201510232501.7公开了另一种PCB板覆盖膜窗口的加工方法，通过在覆盖膜上切割形成条状的切割框，切割框内的条状覆盖膜的两端为尖锐端，以尖锐端为起点，将条状覆盖膜完全撕扯脱离PCB板形成窗口，这种方法虽然可以加工出边缘较好的切框，但是加工局限性较大，只适合加工条状切割框。因此，亟需一种适合在薄膜类材料上加工异形结构的激光加工方法。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于薄膜材料异形结构的激光加工方法，该方法可以实现所加工薄膜异形结构底部不发生烧焦、碳化现象，并且实现所加工结构内部薄膜材料完全去除。

一种薄膜材料异形结构的激光加工方法，包括以下步骤：

S1：根据薄膜材料所需加工异形结构的形状，设计确定激光束的扫描路径；

S2：将薄膜材料固定在加工平台上；

S3：根据薄膜材料的特性，先测试其烧蚀阈值，再设置激光加工参数；

S4：采用激光束根据所需加工异形结构的形状对薄膜材料进行扫描加工；

S5：对薄膜材料异形结构区域进行处理，去除异形结构中间的薄膜。

优选的，所述步骤S1中，激光束的扫描路径为异形结构的外轮廓边缘，根据激光束光斑的大小，对扫描路径进行补偿。

优选的，所述步骤S3中，根据不同薄膜材料的特性先测试其烧蚀阈值，并且通过烧蚀阈值的大小调整激光束的波长为355～1064nm，脉冲宽度为0～200ns，输出功率调整范围为0～30W，重复频率范围为2～150kHz，离焦量为-3～3mm，扫描速度为100～2000mm/s，扫描次数范围为1～20次。