一种覆盖膜开口图案加工方法
阅读说明：本技术 一种覆盖膜开口图案加工方法 (Method for processing opening pattern of covering film ) 是由 王成勇 郑李娟 黄欣 陆慧娟 彭超 周倩楠 于 2020-11-17 设计创作，主要内容包括：本发明公开一种覆盖膜开口图案加工方法,其包括以下步骤：确定覆盖膜的厚度和图案的开口尺寸；根据所述厚度确定脉冲数,根据所述开口尺寸确定光圈直径、脉冲宽度；按照确定的脉冲数、光圈直径、脉冲宽度,采用CO-(2)激光加工。本发明采用高功率的CO-(2)激光应用至覆盖膜的开口图案加工,利用覆盖膜对CO-(2)激光吸收率高、铜层对CO-(2)激光吸收率低的特性,表层覆盖膜能够很快被CO-(2)激光烧蚀去除,而CO-(2)激光照射至下层铜时,大部分的CO-(2)激光会被反射,不会造成铜箔的损伤,解决了传统紫外激光加工柔性板覆盖膜时损伤铜箔层的问题；同时利用CO-(2)激光光斑尺寸大的特点,解决了紫外激光加工大尺寸开口图案时效率低的问题。(The invention discloses a method for processing a pattern of an opening of a covering film, which comprises the following steps: determining the thickness of the covering film and the opening size of the pattern; determining the pulse number according to the thickness, and determining the aperture diameter and the pulse width according to the opening size; according to the determined pulse number, aperture diameter and pulse width, using CO 2 And (5) laser processing. The invention adopts high-power CO 2 Laser application to cover film opening patterning of CO with cover film 2 High laser absorption rate and high CO content in copper layer 2 The surface covering film can be quickly coated with CO due to the low laser absorption rate 2 Laser ablation removal of CO 2 When laser light is irradiated to the lower copper layer, most of CO is generated 2 The laser can be reflected, so that the copper foil is not damaged, and the problem that the copper foil layer is damaged when the flexible plate covering film is processed by the traditional ultraviolet laser is solved; simultaneous utilization of CO 2 The characteristic of large laser spot size solves the problem of large ultraviolet laser processingThe problem of low efficiency in the size of the opening pattern.)
技术领域
本发明涉及柔性电路板技术领域，具体涉及一种覆盖膜开口图案加工方法。
背景技术
在电路板产品中，通常需要在电路板的表面形成覆盖膜，以对电路板内的导电线路进行保护，通过将覆盖膜粘贴在制好线路的柔性电路板表面，从而防止线路被污染或氧化。覆盖膜主要是由与柔性覆铜板内同种树脂表面涂覆粘接剂形成的，最典型的是聚酰亚胺加丙烯酸或环氧树脂粘接剂。
覆盖膜开口加工是柔性板制程的关键工序，即按照设计资料中的焊盘形状，对需要粘贴在柔性板表面的覆盖膜进行加工，露出覆盖膜下层的铜箔，以便后续进行表面处理和贴件等工序，加工的图案可以是多种形状结构，例如线性、圆形、方形等规则形状的图案，也可以是多边形等不规则图案。
目前，常用的覆盖膜开口图案加工方法是采用紫外(UV)激光加工。但是，铜箔和树脂在紫外光波段均有较高的吸收率(如附图1)，因此紫外(UV)激光进行柔性板覆盖膜开口加工时，容易对覆盖膜下层的铜箔造成烧蚀损伤。此外，由于紫外激光光斑尺寸微小，对于开口尺寸较大的图案需要更长的加工时间。随着开口图案形状日趋复杂，出现三角形、多边形等不规则形状，增加了覆盖膜加工难度，对加工效率的要求也进一步提高。
发明内容
因此，需要对覆盖膜开口图案加工技术进行改进，在提高加工效率的同时不伤及底层铜箔，提高加工质量。
本发明的目的在于克服上述现有技术中覆盖膜开口图案加工存在的伤及伤蚀到底层铜箔且加工效率低的缺陷，提供一种覆盖膜开口图案加工方法，该加工方法不仅加工效率高，而且加工时不会伤蚀到覆盖膜底层的铜箔，加工质量好。
为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种覆盖膜开口图案加工方法，其包括以下步骤：
确定覆盖膜的厚度和图案的开口尺寸；
根据所述厚度确定脉冲数，根据所述开口尺寸确定光圈直径、脉冲宽度；
按照确定的脉冲数、光圈直径、脉冲宽度，采用CO2激光加工。
现有技术中，采用UV激光加工由于铜箔和树脂在紫外光波段均有较高的吸收率，导致了UV激光进行柔性板覆盖膜开口加工时容易对覆盖膜下层的铜箔造成烧蚀损伤。虽然，UV激光的功率低，但由于表层及铜层对其吸收率相近反而造成了底层铜箔的烧蚀。而本发明采用CO2激光加工，虽然CO2激光的功率比UV激光加工的功率高，但由于铜箔和树脂对CO2激光(波长位于红外波段)吸收率的差异大(如附图2)，而且CO2激光的光斑尺寸大，因此，采用CO2激光加工可以保证表层的覆盖膜被CO2激光烧蚀去除而不伤及底层铜箔；另一方面，由于CO2，保证加工质量的同时提高加工效率。
进一步的，CO2激光沿填充路径进行叠孔加工。
进一步的，所述叠孔加工的叠孔率为20％-35％。
进一步的，CO2激光加工后，检查开口的边缘质量，如边缘质量未能达到加工要求，则提高所述叠孔率再次进行CO2激光加工。
进一步的，所述填充路径包括但不限于同心环路径或者螺旋路径或者弓形路径。填充路径可以根据图案的开口形状进行相适应的设置。
进一步的，根据所述厚度确定脉冲数的，所述脉冲数的大小与所述厚度呈正相关。
进一步的，根据所述开口尺寸确定所述光圈直径，所述光圈直径的大小与所述开口尺寸的大小呈正相关。
进一步的，所述光圈直径大于所述开口尺寸。
进一步的，根据所述开口尺寸确定所述脉冲宽度，所述脉冲宽度的大小与所述开口尺寸的大小呈正相关。
进一步的，所述脉冲数为1-10，所述脉冲宽度为1ms-15ms，所述光圈直径为0.3mm-5mm。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1、本发明采用高功率的CO2激光应用至覆盖膜的开口图案加工，利用覆盖膜对CO2激光吸收率高、铜层对CO2激光吸收率低的特性，表层覆盖膜能够很快被CO2激光烧蚀去除，而CO2激光照射至下层铜时，大部分的CO2激光会被反射，不会造成铜箔的损伤，解决了传统紫外激光加工柔性板覆盖膜时损伤铜箔层的问题；同时利用CO2激光光斑尺寸大的特点，解决了紫外激光加工大尺寸开口图案时效率低的问题。
2、本发明通过叠孔的方式加工出各种复杂形状，通过控制叠孔率来调控孔口质量，该方法不会受图形形状的限制、适用性广，即便是形状复杂的多边形、不规则形状等也能通过叠孔方式加工出来。
附图说明
图1为电路板的树脂和铜箔分别对紫外波激光的吸收率曲线图；
图2为电路板的树脂和铜箔分别对红外波激光的吸收率曲线图；
图3为本发明的CO2激光加工沿螺旋路径进行填充的方式；
图4为本发明的CO2激光沿弓形路径进行填充的方式；
图5为本发明的CO2激光沿同心环路径进行填充的方式；
图6为本发明实施例1中采用30％的叠孔率进行CO2激光加工圆形开口的扫描图；
图7为本发明实施例1中采用90％的叠孔率进行CO2激光加工圆形开口的扫描图；
图8为本发明实施例2中采用CO2激光加工方形开口的扫描图；
图9为对比例中采用UV激光加工圆形开口的扫描图；
图10为对比例中采用UV激光加工方形开口的扫描图。
主要元件符号说明
螺旋路径
10
弓形路径
20
同心环路径
30
如下
具体实施方式
将结合上述附图进一步说明本申请。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。本领域普通人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，均属于本发明的保护范围。
一种覆盖膜开口图案加工方法，其包括以下步骤：
确定覆盖膜的厚度和图案的开口尺寸；
根据所述厚度确定脉冲数，根据所述开口尺寸确定光圈直径、脉冲宽度；
按照确定的脉冲数、光圈直径、脉冲宽度，采用CO2激光加工。
具体地，根据所述厚度确定脉冲数，根据所述开口尺寸确定光圈直径、脉冲宽度的方法如下：
根据所述厚度确定脉冲数的，所述脉冲数的大小与所述厚度呈正相关。脉冲数影响加工宽度和深度，覆盖膜厚度越大应增加脉冲数。
根据所述开口尺寸确定所述光圈直径，所述光圈直径的大小与所述开口尺寸的大小呈正相关。光圈直径决定激光光斑大小和能量密度，开口尺寸越小应选择越小的光圈，光圈直径范围0.3mm-5mm。
根据所述开口尺寸确定所述脉冲宽度，所述脉冲宽度的大小与所述开口尺寸的大小呈正相关。激光脉冲宽度可为微秒或纳秒级，开口尺寸越小，应减小激光脉冲宽度来缩短激光与材料的作用时间，降低表面热影响区。
总体来说，脉冲数、脉冲宽度、光圈直径一般设置在以下范围：所述脉冲数为1-10，所述脉冲宽度为1ms-15ms，所述光圈直径为0.3mm-5mm。
作为本发明的优选实施方式，CO2激光沿填充路径进行叠孔加工。示例性地，所述叠孔加工的叠孔率为20％-35％。
作为本发明的优选实施方式，CO2激光加工后，检查开口的边缘质量，如边缘质量未能达到加工要求，则提高所述叠孔率再次进行CO2激光加工。再次进行CO2激光加工时，根据检测的开口边缘质量问题，调整光圈直径、脉冲数、脉冲宽度。当开口存在边缘为锯齿状的质量问题时，提高叠孔率或者减小光圈直径；当开口存在边缘有残胶的质量问题时，提高脉冲数；当开口存在尺寸偏小的质量问题时，提高脉冲宽度。
作为本发明的优选实施方式，CO2激光沿填充路径进行叠孔加工时，所述填充路径可以是同心环路径30，或者是螺旋路径10，或者是弓形路径20。同心环填充或者交叉填充。
请参照图3，图3显示了本发明的CO2激光加工沿螺旋路径10进行填充的方式。CO2激光由螺旋路径10的最外沿端部沿着路径向中部中心点进行叠孔加工。
请参照图4，图4显示了本发明的CO2激光沿弓形路径20进行填充的方式。CO2激光由弓形路径20的最上方端部开始沿径进行叠孔加工。
请参照图5，图5显示了本发明的CO2激光沿同心环路径30进行填充的方式。CO2激光由同心环路径30的最外环开始进行叠孔加工。
实施例1
下面，以在柔性电路板上加工直径为670μm的大尺寸圆形开口为例，介绍采用本发明的覆盖膜开口图案加工方法进行加工的具体方法。
首先，根据覆盖膜开口的设计图纸编写钻带文件，获得圆形开口图形标记位置的坐标，形成钻带坐标文件。将钻带坐标文件导入CO2激光钻孔机中自动转换成机床识别的代码文件。
根据开口图案在软件界面设置圆形填充，填充方式为螺旋填充，加工的开口尺寸设置为670μm，叠孔率设置为30％。随后，依次设置采用光圈直径为1.4mm的3号光圈、能量1mJ、脉冲宽度1ms；由于覆盖膜厚度仅37μm，因此选择脉冲数1。设置完成后开始加工，聚焦镜移动到钻带坐标文件标记的位置，以该标记位置为中心进行脉冲激光打孔，CO2激光照射区域的覆盖膜被烧蚀去除，同时通过聚焦镜和平台相对运动控制CO2激光沿填充路径进行叠孔加工，最终形成目标形状和尺寸的开口图形。
加工出的孔形如图6所示，孔直径为672μm满足要求图案尺寸精度要求，但孔口边缘呈现锯齿状，孔口质量不满足加工要求。因此，重新调整叠孔率为90％，脉宽3ms，能量2mJ，脉冲数1，光圈直径1.4mm，形成加工质量的闭环调控，孔口形貌如图7所示，孔直径保持不变，孔口边缘光滑，底部层铜箔无烧蚀损伤，满足加工要求。
实施例2
下面，以在柔性电路板上加工边长为670μm的大尺寸方形开口为例，介绍采用本发明的覆盖膜开口图案加工方法进行加工的具体方法。
首先，根据覆盖膜开口的设计图纸编写钻带文件，获得圆形开口图形标记位置的坐标，形成钻带坐标文件。将钻带坐标文件导入CO2激光钻孔机中自动转换成机床识别的代码文件。
根据开口图案在软件界面设置方形填充，填充方式为螺旋填充，加工的开口尺寸设置为670μm，叠孔率设置为60％。随后，依次设置采用光圈直径为3.0mm的1号光圈、能量10mJ、脉冲宽度6ms；由于覆盖膜厚度仅37μm，因此选择脉冲数1。设置完成后开始加工，聚焦镜移动到钻带坐标文件标记的位置，以该标记位置为中心进行脉冲激光打孔，CO2激光照射区域的覆盖膜被烧蚀去除，同时通过聚焦镜和平台相对运动控制CO2激光沿填充路径进行叠孔加工，最终形成目标形状和尺寸的开口图形，孔口形貌如图8所示。
对比例
现有技术中，采用UV激光加工圆孔开口和方形开口图案的覆盖膜的具体方法如下：
分别在软件绘图界面绘制圆形和方形，设置尺寸均为670μm，选择螺旋填充方式，螺旋线起始角度为90°，设置功率为1.5W、重复频率90kHz、扫描速度200mm/s、加工次数10次，然后开始加工。
最终，UV激光加工获得的孔形如图9和图10所示，由图9和图10可以看出，UV激光加工圆形开口和方形开口的图案，均会烧蚀到底层铜箔。
以上所述为本发明的较佳实施例而已，但本发明不应局限于该实施例和附图所公开的内容，所以凡是不脱离本发明所公开的精神下完成的等效或修改，都落入本发明保护的范围。
以上实施方式仅用以说明本申请的技术方案而非限制，尽管参照以上较佳实施方式对本申请进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本申请的技术方案进行修改或等同替换都不应脱离本申请技术方案的精神和范围。
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