本文利用UV355激光器作为激光源和自行设计的光路系统，研制出UV355 PCB柔性加工机床，通过对激光加工工艺和PCB制作工艺的研究，开发出具有钻孔、切割、成型、刻板等多种功能于一体的数控系统。UV355 PCB柔性加工机床为目前PCB发展中的几个关键性工艺难题提出了解决方案。

    随着印制线路技术的发展，多层板、挠性印制电路板FPC、刚挠结合板、HDI/BUM基板的市场份额越来越大，传统的机械加工方法越来越显得无能为力，而RF二氧化碳激光打孔也存在着工艺复杂、精度和质量有限等问题，所以市场需要一种精度更高、加工质量更高和工艺简单的一种新设备来满足需求。UV355 PCB柔性加工机床采用美国理波公司生产的J80-H1O-355QW型半导体泵浦固体激光器，输出波长355nm，光束质量优秀，可以在柔性线路板的聚酰亚胺和金属层式电路上直接钻孔、切割复杂形状等，并町以完成高密度柔性线路板的成型，可以切割SMT金属模板等。是今后PCB行业朝向高密度和高精密方向快速发展的关键性技术。

1 机床加工机理和控制原理

    该机床在采用UV355固体激光器作为激光源，UV355固体激光器与红外和可见波段的激光器相比，其波长更短，聚焦光斑更小，光子的能量更高。UV355激光器产生高能鼋的光子直接打断聚合物的分子链，为冷加工，这一过程称为“光蚀”效应，这种“冷”加工出来的部件具有光滑的边缘和最低限度的炭化影响。用于柔性线路板的高精密加工，不仅可以得到较高精密度，而且可以减少线路板的制作工序。
    该机床的控制系统主要有工控机、激光运动控制卡、CCD线阵的工件安装形位误差纠偏系统、伺服系统和相应的控制软件组成等几部分组成。它是一个有机的整体，保证了直线电机工作台、振镜系统、CCD定位系统协调一致加工出高质量的工件。其控制原理如图1所示。

图1 控制系统原理图

    将加工工件任意摆放在工作台上之后，由线阵CCD进行检测马克点(或是自定义的特殊点)，根据文件数据和检测到的数据进行比较，计算出工件的位置及偏摆角度，根据这工件的位置和偏摆角度对文件数据进行处理(这一步骤主要在成型线路板时使用)。加工数据及控制指令通过控制软件传输到激光控制卡，控制卡将数据分为三路：第一路控制振镜系统，根据指令经过16位D/A转换控制振镜运动；第二路控制伺服系统，伺服系统控制着工作台的运动位置、运动轨迹和运动速度；第三路控制激光器的开关及激光的能量大小。从而实现机床的所有功能。

2 光路系统的组成和选择

    光路系统是一台激光工业设备必备的一部分，在该机器的光路系统中，包括反射镜、扩束镜、扫描振镜、场镜几部分。光路原理如图2所示。

图2 光路系统图原理图

    (1)反射镜
    激光反射镜主要起引导激光束的作用，使用适当材料制作反射镜，可以将原来直线传播的激光束转到需要的任意方向上。
    (2)扩束镜
    扩束镜是能够改变激光光束直径栅发散角的透镜组件，主要有以下两个用途：其一是增大光束的直径，降低振镜上激光功率密度，减小激光对振镜造成的损伤；其二是压缩光束的发散角，发散角的压缩倍率和光束扩束倍率相同。所以采用扩束镜可以减小聚焦光斑直径，提高激光功率密度，达到精密加工的目的。
    (3)扫描振镜
    扫描振镜是由高精度伺服电机和反射镜组成，反射镜是由电机控制做高速摆动，引导激光束。振镜一般是成对使用，正交安装，分别负责x、Y方向的扫描。
    (4)平场透镜(F-Theta透镜)
    在振镜系统中，光束经振镜扫描，若用普通透镜聚焦后，扫描的焦平面将在一个球面上，难以满足使用要求，因此必须用特殊的透镜——平面场镜加以校正，这种透镜能够保证平面聚焦，可以满足在整个扫描范围内，聚焦光斑均匀，直径不变。
    光路系统的选择主要依据激光波长、加工扫描速度和需要的聚焦光斑直径，合理的选择光路系统对机床最终的加工质量有着非常重要的影响。

3 控制系统的软件开发

    该机床的控制系统是采用PC+控制卡的开放式系统。该软件系统建立在界面友好的VB开发平台上，以对目前出现的不同CAD文件全面解剖为基础，开发出钻孔、切覆盖膜、成型、刻板、文字图案五大功能模块。
    (1)钻孔
    在该模块<