UVレーザーでプリント基板のパターンエッチング(箔厚18µ)

お客様から、レーザーで銅箔を除去してプリント基板のパターン形成が出来ませんか?というお問い合わせでをいただいたので、UVレーザーマーカー(5W)を使って試作してみました。パターンは実際のパターンではなくそれっぽい画像を使っています。


これが最終的に出来上がったものです。


この基板サイズは、横幅35mmです。DIP(ディップ)部品のリード間(2.54mm)から換算すると、この2倍のサイズが本来のサイズなのですが、どこまで再現できるかを試すために、データを縮小して加工しました。(本当は、加工に時間がかかるので、少しでも時間短縮しようかと) このサイズで所要時間は30分程度を要しました。


ただし、このサイズのパターンを精細に仕上げるのは、予想以上に困難でした。周波数やパルス幅、スキャン密度、パスの回数など、いろいろ変えて条件を出すのに丸1日を要しました。


苦労した甲斐があってか、最終的にはなんとか形になりました。加工後、テスターを使って、削った箇所と銅箔部分の導通(短絡)がないかどうかを確認しました。


パターン幅は、概ね0.2~0.25mmというところでしょうか。下の目盛りは定規の1mm間隔です。狭い所はDRCエラーが出そうです・・・


このような幾何学的なデザインパターンは個人的に好きです。


実はQFP(Quad Flat Package)パターンの縦方向のリード間(約0.15mm程度だと思います)の除去が十分ではありませんでした。当社のレーザー製品は安価がウリですので、おそらくスキャンヘッドの性能の限界だと思います。スキャン速度を落とせば出来ると思いますが、高速スキャンでこれをクリアするためには高価なスキャンヘッドが必要です。オプションでドイツ製のヘッドを付けることは可能ですが、値段が跳ね上がります。

(ヘッドだけで巷に出回っている安価なCO2レーザーカッターが買えてお釣りがくる価格です)


使用したデザインでは、このQFPのリード間はパターン間よりも狭くなっていました。このQFPのリードのせいで条件出しに時間を要しました。ただ、実際にはこの2倍のサイズなので本来のサイズなら問題ありません。


これはレーザー加工直後です。


粉塵や汚れを洗浄すると、こうなります。


加工時の動画です。