PCB板廠有哪幾種激光鉆孔

激光是當(dāng)“射線”遭到外來的刺激而添加能量下所激起的一種強(qiáng)力光束，其中紅外光和可見光具有熱能，紫外光另具有光學(xué)能。此種類型的光射到工件的表面時(shí)會(huì)產(chǎn)生三種現(xiàn)象即反射、吸收和穿透。

激光鉆孔的首要作用便是可以很快地除掉所要加工的基板資料，它首要靠光熱燒蝕和光化學(xué)燒蝕或稱之謂切除。

（1）光熱燒蝕：指被加工的資料吸收高能量的激光，在極短的時(shí)刻加熱到熔化并被蒸發(fā)掉的成孔原理。此種工藝辦法在基板資料遭到高能量的作用下，在所構(gòu)成的孔壁上有燒黑的炭化殘?jiān)谆坝斜匾M(jìn)行清理。

（2）光化學(xué)燒蝕：是指紫外線區(qū)所具有的高光子能量（超越2eV電子伏特）、激光波長(zhǎng)超越400納米的高能量光子起作用的結(jié)果。而這種高能量的光子能損壞有機(jī)資料的長(zhǎng)分子鏈，成為更小的微粒，而其能量大于原分子，竭力從中逸出，在外力的掐吸情況之下，使基板資料被快速除掉而構(gòu)成微孔。因而種類型的工藝辦法，不含有熱燒，也就不會(huì)產(chǎn)生炭化現(xiàn)象。所以，孔化前清理就十分簡(jiǎn)略。

以上便是激光成孔的基本原理。目前最常用的有兩種激光鉆孔方式：印制電路板鉆孔用的激光器首要有RF激起的CO2氣體激光器和UV固態(tài)Nd：YAG激光器。

（3）關(guān)于基板吸光度：激光成功率的高低與基板資料的吸光率有著直接的聯(lián)系。印制電路板是由銅箔與玻璃布和樹脂組合而成，此三種資料的吸光度也因波長(zhǎng)不同有所不同但其中銅箔與玻璃布在紫外光0.3mμ以下區(qū)域的吸收率較高，但進(jìn)入可見光與IR后卻大幅度滑落。有機(jī)樹脂資料則在三段光譜中，都能維持適當(dāng)高的吸收率。這便是樹脂資料所具有的特性，是激光鉆孔工藝盛行的基礎(chǔ)。

商業(yè)PCB生產(chǎn)中，有兩種激光技能可用于激光鉆孔。CO2激光波長(zhǎng)在遠(yuǎn)紅外線波段內(nèi)，紫外線激光波長(zhǎng)在紫外線波段內(nèi)。CO2激光廣泛應(yīng)用在印制電路板的工業(yè)微通孔制造中，要求微通孔直徑大于100μm（Raman ，2001）。關(guān)于這些大孔徑孔的制造，CO2激光具有很高的生產(chǎn)力，這是因?yàn)?/span>CO2激光制造大孔所需的沖孔時(shí)刻十分短。紫外線激光技能廣泛應(yīng)用在直徑小于100μm的微孔制造中，隨著微縮線路圖的運(yùn)用，孔徑甚至可小于50μm 。紫外線激光技能在制造直徑小于80μm的孔時(shí)產(chǎn)量十分高。因而，為了滿足日益添加的微孔生產(chǎn)力的需求，許多PCB制造商現(xiàn)已開始引入雙頭激光鉆孔體系。

以下便是當(dāng)今商場(chǎng)用雙頭激光鉆孔體系的三種首要類型：

1）雙頭紫外線鉆孔體系;

2）雙頭CO2激光鉆孔體系;

3）棍合激光鉆孔體系（CO2和紫外線）。

一切這些類型的鉆孔體系都有其自身的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)。激光鉆孔體系可以簡(jiǎn)略地分成兩種類型，雙鉆頭單一波長(zhǎng)體系和雙鉆頭雙波長(zhǎng)體系。

不論是哪種類型，都有兩個(gè)首要部分影響鉆孔的才能：

1）激光能量/脈沖能量;

2）光束定位體系。

激光脈沖的能量和光束的傳遞功率決議了鉆孔時(shí)刻，鉆孔時(shí)刻是指激光鉆孔機(jī)鉆一個(gè)微通孔的時(shí)刻，光束定位體系決議了在兩個(gè)孔之間移動(dòng)的速度。這些要素一起決議了激光鉆孔機(jī)制造給定要求的微通孔的速度。雙頭紫外線激光體系最適于用在集成電路中小于90μm的鉆孔，一起其縱橫比也很高。

雙頭CO2激光體系運(yùn)用的是調(diào)Q射頻鼓勵(lì)CO2激光器。這種體系的首要優(yōu)點(diǎn)是可重復(fù)率高（到達(dá)了100kHz） 、鉆孔時(shí)刻短、操作面寬，只需要射很少幾下就可以鉆一個(gè)盲孔，可是其鉆孔質(zhì)量會(huì)比較低。

運(yùn)用最遍及的雙頭激光鉆孔體系是混合激光鉆孔體系，它由一個(gè)紫外線激光頭和一個(gè)CO2激光頭組成。這種歸納運(yùn)用的混合激光鉆孔辦法可以便銅和電介質(zhì)的鉆孔一起進(jìn)行。即用紫外線鉆銅，生成所需要孔的尺寸和形狀，緊接著用CO2激光鉆無遮蓋的電介質(zhì)。鉆孔過程是經(jīng)過鉆2inX2in 的塊完結(jié)的，此塊叫做域。

CO2激光有效地除掉電介質(zhì)，甚至是非均勻玻璃增強(qiáng)電介質(zhì)。但是，單一的CO2 激光不能制造小孔（小于75μm）和除掉銅，也有少數(shù)例外，那便是它可以除掉經(jīng)過預(yù)先處理的5μm以下的薄銅箔（lustino，2002）。紫外線激光可以制造十分小的孔，且可以除掉一切普通的銅街（3-36μm，1oz，甚至電鍍銅箔。紫外線激光也可以單獨(dú)除掉電介質(zhì)資料，只是速度較慢。并且，關(guān)于非均勻資料，例如增強(qiáng)玻璃FR-4，作用一般不好。這是因?yàn)橹挥心芰棵芏忍岣叩奖囟ǔ潭龋趴梢猿舨ＡВ@樣也會(huì)損壞內(nèi)層的焊盤。因?yàn)楣骱霞す怏w系包括紫外線激光和CO2 激光，因而其在兩個(gè)領(lǐng)域內(nèi)都能到達(dá)最佳，用紫外線激光可以完結(jié)一切的銅箔和小孔，用CO2 激光可以快速地對(duì)電介質(zhì)進(jìn)行鉆孔。圖給出了可編程鉆距的雙頭激光鉆孔體系的結(jié)構(gòu)圖，兩個(gè)鉆頭之間的距離可根據(jù)元器件的布局自行調(diào)整，這確保了最大的激光鉆孔才能。

現(xiàn)在，大多數(shù)雙頭激光鉆孔體系中兩個(gè)鉆頭之間的距離都是固定的，一起具有步進(jìn)-重復(fù)光束定位技能。步進(jìn)，重復(fù)激光長(zhǎng)途調(diào)節(jié)器自身的優(yōu)點(diǎn)是域的調(diào)節(jié)范圍大（到達(dá)了（50X50）μm）。缺點(diǎn)是激光長(zhǎng)途調(diào)節(jié)器有必要在固定的域內(nèi)步進(jìn)移動(dòng)，并且兩個(gè)鉆頭之間的距離是固定的。典型的雙頭激光長(zhǎng)途調(diào)節(jié)器兩個(gè)鉆頭之間的距離是固定的（大約為150μm）。關(guān)于不同的面板尺寸，固定距離的鉆頭不能像可編程距離的鉆頭那樣以最佳裝備完結(jié)操作。

現(xiàn)在，雙頭激光鉆孔體系有著各種不同規(guī)格的功能，既可以適用于小型印制電路板制造廠商，一起也適用于大批量生產(chǎn)的印制電路板制造廠商。

因?yàn)樘沾裳趸X有很高的介質(zhì)常數(shù)，因而用于制造印制電路板。但是，因?yàn)槠湟姿椤⒉季€和裝配時(shí)所需的鉆孔過程用標(biāo)準(zhǔn)工具就很難完結(jié)，因?yàn)榇藭r(shí)機(jī)械壓力有必要減小到最小，這對(duì)激光鉆孔卻是一件功德。Rangel 等人（1997）證明關(guān)于氧化鋁基板以及覆有金和錨的氧化鋁基板，可運(yùn)用調(diào)QNd：YAG 激光器進(jìn)行鉆孔。運(yùn)用短脈沖、低能量、高峰值功率的激光器有助于防止機(jī)械壓力對(duì)樣本的損壞，可以制造出孔徑小于100μm 的優(yōu)質(zhì)通孔。這種技能成功地應(yīng)用在低噪聲微波放大器中，其頻率范圍為8-18GHz。

Nd：YAG激光技能在很多種資料上進(jìn)行徽盲孔與通孔的加工。其中在聚酰亞胺覆銅箔層壓板上鉆導(dǎo)通孔，最小孔徑是25微米。從制造成本分析，最經(jīng)濟(jì)的所選用的直徑是25—125微米。鉆孔速度為10000孔/分。可選用直接激光沖孔工藝辦法，孔徑最大50微米。其成型的孔內(nèi)表潔凈無碳化，很容易進(jìn)行電鍍。相同也可在聚四氟乙烯覆銅箔層壓板鉆導(dǎo)通孔，最小孔徑為25微米，最經(jīng)濟(jì)的所選用的直徑為25—125微米。鉆孔速度為4500孔/分。不需預(yù)蝕刻出窗口。所成孔很潔凈，不需要附加特別的處理工藝要求。