PCB および FPC 製造におけるレーザーの応用

5Gテクノロジーの展開により、スマートフォンの素材と製造プロセスに大きな変化が起きています。 5G の厳しい要件を満たすには、電子部品が急速に進化し、サプライチェーン全体にわたって大きな市場機会を生み出す必要があります。その中でも、プリント基板 (PCB) 業界とフレキシブルプリント回路 (FPC) 業界が主な受益者として浮上しています。電子デバイスの「命の回路」とみなされる FPC は、その高密度、軽量プロファイル、柔軟性、および 3D アセンブリ機能により需要が急増しています。この急速な市場の成長に歩調を合わせるために、FPC 加工技術は継続的に革新を続けています。

高度なレーザー加工はエレクトロニクス製造において不可欠なものとなっています。高効率と微細精度の機能で知られるレーザー技術は、ハイエンド製造において極めて重要な役割を果たしています。-今日では、先進的な技術を活用して、マイクロ-ナノ精密レーザー加工装置レーザーマーキング、溶接、切断、穴あけなどのプロセスでは業界標準となっており、エレクトロニクスメーカーにとって大きな経済的価値が生まれています。

PCB は基本的な電子相互接続として事実上すべての電子システムに組み込まれており、「電子コンポーネントの母」という称号を獲得しています。 PCB は片面-から両面-、多層の柔軟な構成へと進化してきました。-高精度、高密度化、信頼性の向上、コスト削減への継続的な傾向により、PCB は現代のエレクトロニクスにおいて不可欠なものであり続けています。

リジッド PCB とは異なり、FPC は、接着剤を使用してフレキシブルな銅箔をフレキシブルな絶縁ベース層に接着することによって構築されます。このユニークな構造により、FPC にはリジッド ボードにはないいくつかの利点が与えられます。最も注目すべき点は、FPC が電子製品内の空間占有面積を大幅に削減し、高密度、小型化、信頼性の高い設計を目指す業界の動きに完全に対応していることです。- 3C 業界 (コンピュータ、通信、家庭用電化製品) の重要なコンポーネントと相互接続キャリアとして、PCB と FPC はより薄く、より小さく、より高密度にコンポーネントが詰め込まれており、前例のない加工精度が求められています。-この課題を解決できるのはレーザー技術が独自に備えている課題です。

回路基板の設計がより小さく複雑になるにつれて、従来の機械的処理方法では厳しい公差を満たすことができなくなります。レーザー システムは、次世代設計に必要な超微細加工ソリューションを提供します。{{1}

1) 高精度レーザーマーキング-

レーザーマーキングは、業界で最も広く普及しているアプリケーションの 1 つです。高密度のレーザー ビームを利用して基板を局所的に照射し、表面材料を蒸発させるか、変色する化学反応を誘発して永久的な跡を残します。--

SMTラインのためのPCB QRコードレーザーマーキングマシン

• UV の利点:ほとんどの回路材料は紫外線（UV）光の優れた吸収を示すため、UV レーザーは複雑なパターン、英数字、バーコードの超高精度のマーキングを実現できます。{0}
• 冷間加工:ポリイミド (PI) などのポリマーを加工する場合、UV レーザー ビームは「光化学アブレーション」(冷間加工) によって原子および分子の化学結合を破壊します。この方法は、高度に集中したエネルギーと速い処理速度により、熱影響を最小限に抑え、周囲の基板への損傷を防ぎます。
• 産業上の利点:非接触プロセスであるレーザー マーキングは、消耗品を必要とせず、汚染を排除し、高コントラストで簡単に追跡可能なマークを提供します。-従来のスクリーン印刷の限界を効果的に克服し、PCB レーザーマーキングマシンを現代のエレクトロニクスにおける品質管理とトレーサビリティのゴールドスタンダードにしています。

マーキング以外にも、単一の UV ステーションで他のいくつかの PCB タスクを実行できます - の概要PCB 材料における UV レーザーの応用パターニング、パネル解除、マイクロビアの穴あけ、深さ制御された彫刻を 1 か所でカバーします。{0}

2) 高度なレーザー切断

レーザー切断には、高精度、狭い切り口幅、滑らかな断面、高速性、機械的応力ゼロなど、機械的ダイカットに比べて明確な利点があります。-高価な金型の必要性がなくなり、プロトタイピングが大幅にスピードアップし、材料の利用率が最大化されます。

PCBレーザー切断機

• リジッドPCBのパネル剥離:UV レーザーは、FR4 などのガラス-繊維-強化ポリマーで構成されるリジッド ボードの切断やパネル剥離に使用されることが増えています。たとえば、15W レーザーは、厚さ 0.445mm のリジッド PCB から 10mm² の正方形を正確に切断できます。パルス幅と繰り返し周波数を最適化することで、オペレーターは熱の影響を厳密に制御し、炭化/焦げを最小限に抑え、平均切断速度 7.5 mm/s でのスループットとエッジ品質の最適なバランスを達成できます。
• FPCカバーレイ切断:カバーレイは、繊細な銅導体を保護し、層間に環境絶縁および電気絶縁を提供するために適用されます。通常、カバーレイは剥離ライナーに接着された 12.5 ～ 25 ミクロンのポリイミド フィルムで作られており、簡単に剥がすことができるように、裏紙を損傷することなく正確な輪郭を描く必要があります。 12W レーザーは 25 ミクロンの PI フィルムを 400 mm/s の速度で優れたエッジ品質でプロファイリングでき、15W レーザーはこのスループットを 500 mm/s を超えることができます。

これらの精密な製造技術をうまく導入できるかどうかは、高度なハードウェアなどの適切なハードウェアの使用に大きく依存します。 PCB用レーザー彫刻切断機.

従来の機械加工や CO2 レーザーと比較して、グリーンおよび UV PCB レーザー切断機は優れたパフォーマンスを提供します。

• 幅広い材料互換性:波長が短く、パルス幅が狭いため、UV およびグリーン レーザーは熱影響部 (HAZ) を無視できる程度に抑え、焦げや燃焼を防ぎます。これにより、ほぼすべての回路基板材料（一部のアルミニウム基板を除く）を加工できるようになります。
• ストレスのない-非接触処理:{1}}非接触加工により基板に機械的ストレスがかからず、変形、微小な亀裂、層間剥離が防止されます。-工具を摩耗させることなく、複雑な形状や狭い曲線を完璧に処理します。
• 卓越した精度:高度なビジョン アライメント システムと統合されたこれらの機械は、50 ミクロン未満の切断ギャップを実現し、ミクロン レベルの位置決め精度を実現します。-
• 自動化されたコスト効率の高いワークフロー:{0}完全にソフトウェア制御された操作は、自動積み下ろしメカニズムと簡単に統合できるため、人件費が大幅に削減され、生産効率が向上します。{0}