質量與時間
正如前面提到的,激光束向工件提供一些熱量。為了盡量減少熱量的影響,激光束要對整個切割路徑進行多次掃描,以分散和減少熱量的積聚。正是這個原因,激光束控制系統允許調整激光束移動的速度和光束的功率,但也可以在兩個切割路徑之間插入休息期。當切割路徑短而且光束比較快地回到相同的位置時,這些休息時間就更重要。
當電路板布局和元件貼裝遠離個別電路板的側面時,比較少關注側壁的清潔度,可以選擇激光參數中的最大切割速度,這意味著激光束的功率更大,光束的移動速度更快,以及切割路徑之間的休息時間更短。
另一方面,當側壁的清潔度很重要時,在選擇機器的設置時就要更加謹慎。圖13是這兩種策略之間的視覺區別。
圖13:高質量/低速度與高速度/差質量的切割策略的視覺區別
表面分析
為了確定留在切割表面上的化學成分的光譜,進行能量色散X射線(EDX)分析。作為參考,挖刻好的側壁經過拋光和清洗以顯示電路板的正常成分。對于拋光的側壁(圖14)和激光切割的側壁(圖15),來自四種化學成分的光譜線以錯誤顏色顯示。變化太小而無法預測重大的問題。
引腳尖的EDX分析
使用不同厚度和不同的激光系統設置在電路板的切割側壁上進行額外的EDX探測。從其中選出用于800微米(33密爾)厚的電路板切割,使用如表1的設置條件,把它們當成用挖刻器分板的類似的電路板。
表1:比較用不同激光設置條件切割的電路板側壁與用挖刻機分板的電路板側壁。
使用精確聚焦的光束能夠測量環氧樹脂上的化學成分,也可以測量玻璃纖維上的化學成分。在這些測試中,在兩個路徑之間,探針3和探針4的冷卻(或休息)時間不同,這樣做可以使表面保持比較低的溫度。
圖16:檢查環氧樹脂區域。
從圖17上可以看到,在比較短的冷卻時間里,碳和氧的數量稍高一些。
圖17:環氧樹脂區域的EDX分析。
圖18:檢查玻璃纖維表面。
圖19:在玻璃區域的EDX分析。
對于探針5和探針6,切割的速度有非常明顯的變化,這意味著在較慢的速度下,用較少的重復切割次數就可以達到完全切割。在較快的切割速度下,在側壁上留下的碳比較多,氧比較少。
所有的測試都被當作挖刻的側壁,在不同情況下,碳出現的比較多,而氧的數量沒有顯著的變化。
碳成為最受關注的化學元素,然而在所有這些激光切割的例子中,這種元素出現的比較少,即使是最類似的挖刻電路板。
結論
因為可以把更多的電路板放在同一塊拼板上,所以使用激光進行分板具有顯著的經濟優勢。不僅如此,因為在切斷電路板與拼板的最后連結點時,電路板的邊緣沒有受到彎曲的張力,所以預計電路板具有更好的長期可靠性。
此外,在把電路板切割下來時,電路板的邊緣未受到高度壓縮。在組裝過程中,拼板保留它們的初始硬度,這使它在沒有托盤的情況下工作成為可能。
在進行激光切割的過程中,電路板邊緣附近的處理溫度低于在焊接過程中承受的溫度,因而沒有發現激光切割的負面影響。當在系統操作人員良好的控制下進行切割時,沒有出現碳化,否則可能會降低切割邊緣的表面電阻。
最后,電路板外形的高精度定位保證切割不會蠶食電路板運行的區域,甚至是安裝元件的區域,從而也保證精心設計的緊湊外形正確切割。
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