PCB Bolg - 镭射切割在鋁基PCB板的切割應用

鋁基PCB板是目前使用量最大的金屬基PCB板，常見於LED照明產品。目前市面上的鋁基PCB板一般情況下都是單面的鋁基板。單面鋁基PCB板通常由三層結構組成，分別為電路層（銅箔）、絕緣層和金屬基層。電路層通常經過蝕刻形成印刷電路，使組件的各個部件相互連接。一般情況下，電路層要求具有很大的載流能力，因此要求使用較厚的銅箔，厚度一般為30μm~280μm。導熱絕緣層是PCB鋁基板核心技術所在，一般是由特種陶瓷填充的聚合物構成，熱阻小，黏彈性優良，具有抗熱抗老化的能力，能承受機械力及熱應力。單面鋁基PCB板有正反兩面，白色的一面用以焊接LED腳，另一面呈現鋁材本色，一般會塗抹導熱凝漿後與導熱部分接觸。

一、傳統切割

傳統的PCB廠生產金屬基板時，一般採用數控鑼板機或工具機沖壓方式進行加工，由於是接觸式加工，採用鑼板機加工時過程中刀具磨損造成的損耗比較大，且容易出現由於磨損造成的加工品質不良。接觸式加工也存在精度低、割口縫隙大、造成基板變形等劣勢。沖壓式加工首先需要製造模具，但開模費用高、週期長，且加工過程中容易出現板邊塌陷。此外，這兩種加工方式較適合大量生產，對於小批量加工就存在成本高、交期長等不足之處。

PCB板切割

二、鐳射切割的特點

1、切割速度快

由於鋁基PCB板的厚度一般是1~2 mm為主，鐳射切割時通常會採用氮氣輔助的熔融切割製程。在鐳射熔化切割薄板金屬的過程中，金屬材料吸收鐳射能量後轉化成熱能，從而熔化金屬材料。採用高光束質量鐳射切割薄板時，切縫寬度可以做到很窄，吸收相同的鐳射能量卻可以達到更有效率的切割。鐳射切割峰值功率高，更容易去除鋁板表面的氧化層，促使鋁板對鐳射的吸收比率提高；且輸出光束為準基模，光纖芯徑小，因此切縫窄，切割速度更快。

2、絕緣層燒蝕區小

絕緣層的主體材料是有機樹脂，熔點較低，對熱量較敏感。鐳射切割時採用脈衝輸出，能夠控制鐳射作用在材料上的時間，切割的熱影小，因此絕緣層的燒蝕區也小。

3、板材的熱變形小

在自動化表面貼裝線上，電路板若不平整，會造成定位不準，元件無法插裝或貼裝到板子的孔和表面貼裝焊盤上，甚至會撞壞自動插裝機。裝上元件的電路板焊接後發生彎曲，元件腳很難剪平整齊。 IPC標準中特別指出帶有表面貼裝元件的PCB板允許的最大變形量為0.75%，沒有表面貼裝的PCB板允許的最大變形量為1.5%。實際上，為滿足高精度和高速度貼裝的需求，部分電子裝聯廠商對變形量的要求更加嚴格，甚至有個別客戶要求0.3%。準連續鐳射切割的熱影響小，因此切割後板材的熱變形小，更能滿足鋁基PCB板廠商的嚴格要求。

4、切縫斷面品質較好

與相同平均功率的連續鐳射相比，準連續鐳射的峰值功率更高，切割鋁基PCB板時斷面更平整細膩，微毛邊更小。

未來隨著科技的不斷發展，鐳射切割在鋁基PCB板領域將發揮越來越重要的作用。與傳統切割方式相比，鐳射切割的品質好、效率高、精度高、成本低、靈活性高，已成為金屬基PCB板切割的發展趨勢。同時，智慧化、自動化將進一步推動鐳射切割技術在PCB板工業的廣泛應用，為精準、高效的生產模式打下堅實基礎，協助相關產業持續繁榮。