PCB信息追溯成为电子行业的发展中不可或缺的一环。PCB板上的可追溯性标识加工,主要有丝网印刷和激光打标两种方式。其中丝质印刷存在着易脱落、易去除、标记粗糙、污染环境等问题。加之便携式电子产品日益向微型化、高集成化、轻便化的方向发展,焊盘和间距越来越小,使得印刷对位也变得更困难。
激光打标
而激光打标以其精准性和灵活性,能克服传统加工方式易脱落、加工精度不高等技术缺陷,将在PCB板行业发挥着举足轻重的作用。
PCB激光标记衍生工艺
应用在哪些地方
1
PCB板bad mark:
客户有报废产品时,把对应的mark点涂掉,然后设备视觉识别bad mark,在对应的PCS上用激光标记出来。
2
PCB板X-OUT标记:
整条产品上,某些小板测试NG,操作人员会在小板上进行人工标记,通过视觉检测或读取产品信息后,用激光在小板上打出指定图形(如X或方块),并将与其对应的金点(圆形/方形)打黑,便于后续设备检测。激光加工特点:一致性高、均匀性好。
3
PCB板去胶:
在生产过程中,PCB上的钢片会粘有树脂、胶类物质,在组装焊接前用激光将钢片上的杂质清洗掉,保证焊接效果。
激光清洗特点:效率快,精度高。
4
软板追溯(RTR):
FPC铜箔在指定的位置打通孔/盲孔DM码,用于生产过程中的信息追溯。激光打码特点:识别率高,加工效率高。
5
FPC打钢片二维码:
激光标记,便于防伪,不易损坏,用于产品追溯。
激光打码机广泛应用于PCB、FPCB、SMT等行业;在PCB/FPCB表面自动标刻二维码,可在白油、绿油、黑油等各种油墨及铜、不锈钢、铝合金等表面自动标刻二维码、一维码、字符。可以将原料采购、生产过程和工艺、产品批次、生产厂家、生产日期、产品去向等信息自动生成二维码,通过激光自动标刻在PCB/FPCB表面,实现对产品的追溯和管理。
PCB激光打码设备的优劣势
PCB二维码激光打码型号主要分为六类:
A:10600nm的CO2激光打标机,主要针对绿油、红油、白油、黑油等漆面打标,这类型激光光斑较粗,也就意味着无法做小的二维码,特别是1*1mm的二维码,对比度差,二维码读取率相对较低,二维码的评级B,大批量生产过程中许多是在B-,甚至会出现F的情况。因此常常用在要求不高,并且是3*3mm以上的二维码打标。
B:935nm的CO2激光打标机,与10600nm的激光标记类型相同,与之相比935nm的激光光斑更小,通常采用多片聚焦镜,焦深相对较长,标记出来的二维码质量要好于10600nm激光,二维码的评级可以做到A,大批量生产在B+以及A-。此类型激光可加工1*1mm以下二维码,是PCB二维码激光打码领域中常见的一种应用类型。
C:1064nm脉冲光纤激光打标机,此类激光刻也可针对红油、绿油、白油、黑油漆面打标,不过做出来的二维码颜色偏黄,对比度相对较差,效果不如CO2激光做出来的偏白色或者黑色(白油)效果。CO2激光打标机常常是去掉漆面的一层而不完全去掉漆层,光纤激光打标机常常被采用在完全去掉漆层露出基材的加工中,特别是在NG品打标上用的较多。
1064nm脉冲光纤激光打标机主要是针对不锈钢补强钢片二维码打标以及铜基底、铝基底、陶瓷基底PCB二维码打码,在这类型材料上具有明显的优势,效果好,效率高,最重要的是光纤激光打标机产品稳定性高、寿命长、价格更低廉,柔性程度高,更易于自动化的集成。
D:1064nm可调脉宽MOPA光纤激光打标机,可以说这类型光纤激光打标机是脉冲是光纤激光打标机的升级版(针对PCB打标行业),对铜基PCB二维码标记的效果更好,光斑也更细,但缺点是单脉冲能量不如脉冲式光纤激光打标机,效率相对较低一点。因此,常用于对二维码标记效果要求较高的产品当中,如1*1mm以下二维码标记。
E:532nm/515nm绿光激光打标机,这类型激光属于冷光范畴了,标记效果要比CO2激光标记非金属PCB效果要好,但成本相对较高,相比较于紫外激光效果有比它差,因此此类激光常用于一些要求相对较高,但也能满足要求的需求当中,如要求标记二维码评级良品率必须90%以上在A类应用当中。并非市场上的主流PCB二维码激光打码设备。
F:355nm UV紫外激光打标机,这类型激光也是冷加工范畴,主要针对白油PCB二维码激光打标机,常常用于FPC二维码激光标记,标记线宽窄,二维码精细,二维码的评级能达到A+,大批量生产都在A或者A-,标记二维码的可靠性和质量较高,目前常用于要求较高的PCB二维码激光打码设备中。
除了PCB二维码激光打码设备标记二维码质量评级的选型,客人最重要的关注点是效率问题,需要能够对接到自动化流水线,并能够实时读取、评级,如果无法跟上流水线的速度,会降低整个流水线的生产效率,增加了成本,这对使用工厂设备来说是不可行的。因此,不管是那种类型激光打码机,生产线速度是硬标准。
那么如何去提升生产速度呢?在保证二维码标记评级的条件下,提升激光功率和光路硬件配置,如一大片300*300mm拼版PCB,里面有30个小pcs,采用UV紫外激光打标机标记二维码,需要做30个3*3mm的10位数二维码,整个节拍时间要求控制在20秒内,常规的3W或5W紫外激光打标机,想要在上下料时间、自动定位时间、打码时间内控制20秒是很困难的,需要才用到更高功率的UV激光打标机去对接客人的生产要求,当然还要考虑到客人的成本控制等问题,去平衡整体的生产规划。
PCB 二维码贴标
PCB二维码激光打码
那么在选定型号、确定线速度后确定了PCB二维码激光打码机的整体规划后,需要考虑到另外一个问题,二维码的读取。
通常情况下,激光打码机会集成读码系统在设备上,保证良品率,但后续为了大规模读取,并保证读取准确率的问题,需要采用相机+光源的识别读取,相比较于传统的贴标方式二维码读取采用的条码枪,成本更高,并且前期激光打码机的设备成本要远高于贴标方式。激光打码机标记的二维码评级要低于贴标方式,对读取会造成一定的困扰,因此相机识别是标配,无形之中也就增加了硬件成本。这是激光打码机的缺点,即标记效果不如贴标、读取依靠相机,成本较高。
尽管如此,目前市面上的PCB二维码标记设备,以及开始大规模替换,主要得益于激光打码机优势,这里不过多讨论,主要特点在于无耗材、效率高、不易掉、能够过高温回炉焊等,已成为市场主流的工艺制程。
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