便攜式產(chǎn)品需求的增長(zhǎng)，推動(dòng)了PCB從單面向雙面、多層、軟硬結(jié)合復(fù)合板不斷發(fā)展，也向高精度、高密度、高可靠性方向發(fā)展。

柔性線路板（FPC板）的基材是銅，所以需要在線路上覆蓋一層覆蓋膜。 覆蓋膜材料一般為聚酰亞胺。 熱固性膠在高溫下將覆蓋膜與電路板緊密結(jié)合，壓合對(duì)電路板表面起到保護(hù)作用。 FPC板生產(chǎn)后期，需要進(jìn)行外形加工。 形狀上有一排插頭，用于連接其他電子產(chǎn)品。 PCB連接的可靠性對(duì)激光切割精度要求更高。

目前批量加工FPC外形的方法是沖裁，小批量FPC和FPC樣品主要采用激光切割加工。 到目前為止，國(guó)內(nèi)外已有多家廠商開(kāi)發(fā)了紫外激光切割機(jī)來(lái)制作FPC樣品。 但FPC板插頭形狀常用的切割方法：光標(biāo)點(diǎn)識(shí)別法和字符識(shí)別法尚未見(jiàn)文獻(xiàn)報(bào)道，而該方法使得FPC板激光切割的操作更加方便簡(jiǎn)單，切割精度也 更高。

本文通過(guò)高精度FPC板的生產(chǎn)工藝，為解決FPC板因脹縮引起的切割偏差問(wèn)題，利用現(xiàn)有的激光加工設(shè)備，采用CCD識(shí)別新塞邊的方法 用于補(bǔ)償膨脹收縮變形較大的PCB尺寸，將輪廓切割控制在精度要求之內(nèi)。

FPC板生產(chǎn)工藝及縮水原理

FPC電路板主要分為單面、雙面和多層電路板。 雙面線路板是單面板發(fā)展而來(lái)的產(chǎn)品

FPC板主要由柔性覆銅板、保護(hù)膜和聚酰亞胺補(bǔ)強(qiáng)膜制成。

FPC板生產(chǎn)過(guò)程中的每一道工序都會(huì)影響電路板形狀的膨脹和收縮。 原因是對(duì)于柔性覆銅板、聚酰亞胺和聚酰亞胺增強(qiáng)膜組成的電路板，在層壓過(guò)程中需要將材料溫度提高到170℃以上。 冷卻后，由于銅和聚酰亞胺的熱脹冷縮系數(shù)不同，產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力，破壞材料平衡力，使基材收縮變形，使基材電路圖扭曲，造成熱脹冷縮不均勻 FPC電路板。

FPC板脹縮不均容易導(dǎo)致外形加工精度達(dá)不到要求。 本文采用輪廓激光切割技術(shù)，測(cè)量電路板不同脹縮率的切割偏差值，繪制激光切割的脹縮精度曲線，再通過(guò)脹縮精度曲線，為 針對(duì)漲縮率較大的FPC板，采用全新的CCD參考點(diǎn)識(shí)別技術(shù)，對(duì)FPC板的畸變進(jìn)行校正，從而提高FPC板插件的加工精度。

實(shí)驗(yàn)材料與設(shè)備

FPC板10塊，ASIDA JG13 紫外激光切割機(jī)，影像投影儀（動(dòng)漫）

實(shí)驗(yàn)方法和數(shù)據(jù)

首先測(cè)量激光設(shè)備的切割精度，判斷設(shè)備是否滿足設(shè)計(jì)精度要求。 然后選擇并切割幾種具有膨脹收縮率的PCB，測(cè)量其切割精度，繪制膨脹收縮率與切割精度的曲線。

設(shè)備精度測(cè)試

切割前測(cè)試設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)和切割精度。

測(cè)量方法：測(cè)量板材到邊緣的距離，然后減去相應(yīng)的理論值，得到偏差值。

不同脹縮模板的切割精度

PCB生產(chǎn)過(guò)程中，由于拼接、電鍍、層壓、高低溫差等原因造成樣板膨脹收縮變形。 激光設(shè)備本身對(duì)FPC板的脹縮進(jìn)行了適當(dāng)?shù)难a(bǔ)償，但當(dāng)FPC板的脹縮變形過(guò)大時(shí)，無(wú)法將切割輪廓精度控制在客戶要求的范圍內(nèi)。

為了測(cè)量不同漲縮率的FPC板的切割精度，選取漲縮率為0.1‰、0.2‰、0.5‰、0.8‰、1.0‰、2.0‰、3.0‰的七種線路板材料 分別選擇。 定位后，用激光切割形狀，然后用動(dòng)漫法測(cè)量切割尺寸。 與理論數(shù)值相比較，計(jì)算偏差值，然后計(jì)算平均偏差值和方差。

FPC板漲縮率與切割精度曲線圖顯示，當(dāng)漲縮率小于0.8‰時(shí)，切割精度在±0.05mm范圍內(nèi)波動(dòng)。 隨著收縮率的增加，平均切割偏差和方差增加。 當(dāng)收縮率大于0.8‰時(shí)，切割精度達(dá)不到客戶±0.05mm的要求。

收縮率大于0.8‰，平均切割偏差大于0.020mm，方差大于0.025mm。 這說(shuō)明FPC板的切割精度在升降率超過(guò)0.8‰后，不能滿足型材±0.05mm的精度要求。

將收縮率大于0.8‰的FPC板的切割精度控制在±0.05mm以內(nèi)，是激光切割的難題。 國(guó)內(nèi)文獻(xiàn)報(bào)道了利用軟件算法理論補(bǔ)償PCB變形以提高切割精度，但沒(méi)有實(shí)測(cè)切割精度數(shù)據(jù)的報(bào)道。

收縮率大于0.8‰的FPC板切割技術(shù)

根據(jù)文獻(xiàn)報(bào)道和電路板廠商的質(zhì)量要求，F(xiàn)PC板插頭的關(guān)鍵尺寸是插頭尺寸和插頭到板邊的距離。 當(dāng)定位系統(tǒng)以插頭邊緣作為畸形校正計(jì)算的參考點(diǎn)時(shí)，可以減少電路板過(guò)度膨脹和收縮引起的插頭檢查尺寸和邊緣距離的偏差，從而保證切割精度。

實(shí)驗(yàn)中使用的激光切割機(jī)定位系統(tǒng)的分辨率為±3μm。 塞頭與普通柔性板的分界線可清晰區(qū)分，為工件變形校正補(bǔ)償提供準(zhǔn)確的參考點(diǎn)。 激光切割新技術(shù)可控制大漲縮率FPC板的尺寸精度，PCB生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)驗(yàn)證

概括

本文統(tǒng)計(jì)了激光切割機(jī)切割不同漲縮率電路板的尺寸偏差，并對(duì)測(cè)量數(shù)據(jù)進(jìn)行了分析。 得出結(jié)論，當(dāng)FPC板的伸縮量大于0.8‰時(shí)，切割精度無(wú)法控制在±0.05mm的尺寸公差范圍內(nèi)。 為解決膨脹收縮變形大的PCB切割精度問(wèn)題，采用新型CCD系統(tǒng)識(shí)別插塞新定位參考點(diǎn)，補(bǔ)償變形變量，控制成品板形狀精度。