高精度FPCプラグのレーザー切断技術

携帯用製品の需要の増加は、片面から両面、多層、フレキシブルおよびリジッド フレックス複合ボード、さらには高精度、高密度、高信頼性へと、PCB の継続的な開発を促進しています。

フレキシブル基板（FPC基板）の基材は銅であるため、回路を被覆フィルムで覆う必要があります。 被覆フィルムの材料は一般にポリイミドである。 熱硬化性接着剤は、高温下でカバーフィルムと回路基板を密接に結合し、プレスは回路基板の表面を保護する役割を果たします。 FPC基板製造の後期段階では、形状加工が必要です。 他の電化製品と接続するための形状にプラグが並んでいます。 PCB 接続の信頼性は、レーザー切断精度に対してより厳しく、より高くなります。

現在、FPC形状のバッチ処理方法はブランキングであり、小バッチFPCおよびFPCサンプルは主にレーザー切断によって処理されています。 これまで、国内外の多くのメーカーが、FPC サンプルを作成するための UV レーザー切断機を開発してきました。 ただし、FPC 基板のプラグ形状に一般的に使用される切断方法であるカーソル ポイント認識方法と文字認識方法は文献で報告されておらず、この方法により FPC 基板のレーザー切断の操作がより便利で簡単になり、切断精度も高くなります。 より高い。

本稿では、高精度 FPC 基板の製造プロセスを通じて、伸縮による FPC 基板の切断偏差の問題を解決するために、既存のレーザー加工装置を使用し、新しいプラグ エッジの CCD 識別方法を使用します。 大きな伸縮変形を伴う PCB サイズを補正し、精度要件内で輪郭切断を制御するために使用されます。

FPC基板の製造工程と収縮原理

FPC回路基板は、主に片面、両面、多層回路基板に分けられます。 両面基板は単板から開発した製品

FPC基板は、主にフレキシブル銅張積層板、保護フィルム、ポリイミド補強フィルムで構成されています。

FPC基板の製造工程の各工程は、基板形状の伸縮に影響を与えます。 その理由は、フレキシブル銅張板、ポリイミド、ポリイミド補強フィルムで構成された回路基板では、ラミネート工程で材料温度を170℃以上に上げる必要があるためです。 冷却後、銅とポリイミドの膨張・収縮係数の違いにより内部応力が発生し、マテリアルバランス力を崩し、基材を収縮・変形させ、基材の回路図を歪め、不均一な伸縮の原因となります。 FPC回路基板。

FPC基板の不均一な伸縮は、輪郭加工精度の要件を満たさない原因になりやすいです。 この論文では、プロファイルレーザー切断技術を使用して、回路基板のさまざまな伸縮率の切断偏差値を測定し、レーザー切断の伸縮精度曲線を描き、次に伸縮精度曲線を通して、 伸縮率が大きいFPCボードでは、新しいCCD基準点識別技術を使用してFPCボードの歪みを修正し、FPCボードプラグの加工精度を向上させます。

実験材料および装置

FPC基板10枚、ASIDA JG13 UVレーザー切断機、映像プロジェクター（アニメ）

実験方法とデータ

まず、レーザー装置の切断精度を測定して、装置が設計精度要件を満たしているかどうかを判断します。 次に、伸縮率のある数種類の基板を選択して切断し、その切断精度を測定して、伸縮率と切断精度の曲線を描きます。

機器の精度試験

切断する前に、装置の稼働状態と切断精度をテストしてください。

測定方法：プレートからエッジまでの距離を測定し、対応する理論値を差し引いて偏差値を取得します。

異なる伸縮テンプレートのカット精度

PCB 製造の過程で、サンプル プレートの膨張と収縮の変形は、スプライシング、電気メッキ、ラミネート、高低の温度差の理由によって引き起こされます。 レーザー装置自体がFPC基板の伸縮を適切に補正しますが、FPC基板の伸縮変形が大きすぎると、切断形状の精度をお客様の要求範囲内に抑えることができなくなります。

伸縮率の異なるFPC基板の切断精度を測定するため、伸縮率0.1‰、0.2‰、0.5‰、0.8‰、1.0‰、2.0‰、3.0‰の7種類の基板材料を用意しました。 それぞれ選んだ。 位置合わせ後、レーザーで形状をカットし、カットサイズをアニメ方式で計測。 理論値と比較して偏差値を算出し、平均偏差値と分散を算出します。

FPC基板の伸縮率と切断精度の曲線図は、伸縮率が0.8‰未満の場合、切断精度が±0.05mm以内で変動することを示しています。 収縮率の増加に伴い、平均切断偏差と分散が増加します。 収縮率が 0.8 ‰を超える場合、切断精度は顧客の要件である ± 0.05 mm を満たすことができません。

収縮率は 0.8 ‰ を超え、平均切断偏差は 0.020mm を超え、分散は 0.025mm を超えています。 これは、上昇率と下降率が 0.8 ‰を超えると、FPC 基板の切断精度がプロファイルの ± 0.05 mm の精度要件を満たすことができないことを示しています。

収縮率が0.8‰を超えるFPC基板の切断精度を±0.05mm以内に抑えることは、レーザー切断では難しい問題です。 ソフトウェアアルゴリズム理論を用いてPCBの変形を補正し、切断精度を向上させているという国内文献の報告はありますが、切断精度の実測データは報告されていません。

収縮率0.8‰以上のFPC基板の切断技術

文献レポートと回路基板メーカーの品質要件によると、FPC 基板プラグの重要な寸法は、プラグのサイズと、プラグから基板の端までの距離です。 ポジショニングシステムがプラグエッジを変形補正計算の基準点として使用すると、回路基板の過度の伸縮によって引き起こされるプラグ検査サイズとエッジ距離の偏差を減らすことができ、切断精度が確保されます。

実験で使用したレーザー切断機位置決めシステムの分解能は±3μmです。 プラグと通常のフレキシブルプレートの境界線を明確に区別して、ワークピースの変形補正と補正のための正確な基準点を提供できます。 新しいレーザー切断技術は、PCB 生産現場で検証された、伸縮率の大きい FPC 基板の寸法精度を制御できます。

概要

本論文では,異なる膨張率と収縮率を持つレーザー切断機切断回路基板のサイズ偏差を数え,測定データを分析した。 FPC 基板の伸縮が 0.8 ‰を超えると、切断精度を ± 0.05 mm のサイズ公差内に制御できないことが結論付けられました。 大きな伸縮変形を伴う PCB の切断精度の問題を解決するために、新しい CCD システムを使用して、プラグの新しい位置決め基準点を識別し、歪み変数を補正し、完成した基板の形状精度を制御します。