PCB板厂有哪几种激光钻孔

激光是当“射线”遭到外来的刺激而添加能量下所激起的一种强力光束，其中红外光和可见光具有热能，紫外光另具有光学能。此种类型的光射到工件的表面时会产生三种现象即反射、吸收和穿透。

激光钻孔的首要作用便是可以很快地除掉所要加工的基板资料，它首要靠光热烧蚀和光化学烧蚀或称之谓切除。

（1）光热烧蚀：指被加工的资料吸收高能量的激光，在极短的时刻加热到熔化并被蒸发掉的成孔原理。此种工艺办法在基板资料遭到高能量的作用下，在所构成的孔壁上有烧黑的炭化残渣，孔化前有必要进行清理。

（2）光化学烧蚀：是指紫外线区所具有的高光子能量（超越2eV电子伏特）、激光波长超越400纳米的高能量光子起作用的结果。而这种高能量的光子能损坏有机资料的长分子链，成为更小的微粒，而其能量大于原分子，竭力从中逸出，在外力的掐吸情况之下，使基板资料被快速除掉而构成微孔。因而种类型的工艺办法，不含有热烧，也就不会产生炭化现象。所以，孔化前清理就十分简略。

以上便是激光成孔的基本原理。目前最常用的有两种激光钻孔方式：印制电路板钻孔用的激光器首要有RF激起的CO2气体激光器和UV固态Nd：YAG激光器。

（3）关于基板吸光度：激光成功率的高低与基板资料的吸光率有着直接的联系。印制电路板是由铜箔与玻璃布和树脂组合而成，此三种资料的吸光度也因波长不同有所不同但其中铜箔与玻璃布在紫外光0.3mμ以下区域的吸收率较高，但进入可见光与IR后却大幅度滑落。有机树脂资料则在三段光谱中，都能维持适当高的吸收率。这便是树脂资料所具有的特性，是激光钻孔工艺盛行的基础。

商业PCB生产中，有两种激光技能可用于激光钻孔。CO2激光波长在远红外线波段内，紫外线激光波长在紫外线波段内。CO2激光广泛应用在印制电路板的工业微通孔制造中，要求微通孔直径大于100μm（Raman ，2001）。关于这些大孔径孔的制造，CO2激光具有很高的生产力，这是因为CO2激光制造大孔所需的冲孔时刻十分短。紫外线激光技能广泛应用在直径小于100μm的微孔制造中，随着微缩线路图的运用，孔径甚至可小于50μm 。紫外线激光技能在制造直径小于80μm的孔时产量十分高。因而，为了满足日益添加的微孔生产力的需求，许多PCB制造商现已开始引入双头激光钻孔体系。

以下便是当今商场用双头激光钻孔体系的三种首要类型：

1）双头紫外线钻孔体系;

2）双头CO2激光钻孔体系;

3）棍合激光钻孔体系（CO2和紫外线）。

一切这些类型的钻孔体系都有其自身的优点和缺点。激光钻孔体系可以简略地分成两种类型，双钻头单一波长体系和双钻头双波长体系。

不论是哪种类型，都有两个首要部分影响钻孔的才能：

1）激光能量/脉冲能量;

2）光束定位体系。

激光脉冲的能量和光束的传递功率决议了钻孔时刻，钻孔时刻是指激光钻孔机钻一个微通孔的时刻，光束定位体系决议了在两个孔之间移动的速度。这些要素一起决议了激光钻孔机制造给定要求的微通孔的速度。双头紫外线激光体系最适于用在集成电路中小于90μm的钻孔，一起其纵横比也很高。

双头CO2激光体系运用的是调Q射频鼓励CO2激光器。这种体系的首要优点是可重复率高（到达了100kHz） 、钻孔时刻短、操作面宽，只需要射很少几下就可以钻一个盲孔，可是其钻孔质量会比较低。

运用最遍及的双头激光钻孔体系是混合激光钻孔体系，它由一个紫外线激光头和一个CO2激光头组成。这种归纳运用的混合激光钻孔办法可以便铜和电介质的钻孔一起进行。即用紫外线钻铜，生成所需要孔的尺寸和形状，紧接着用CO2激光钻无遮盖的电介质。钻孔过程是经过钻2inX2in 的块完结的，此块叫做域。

CO2激光有效地除掉电介质，甚至是非均匀玻璃增强电介质。但是，单一的CO2 激光不能制造小孔（小于75μm）和除掉铜，也有少数例外，那便是它可以除掉经过预先处理的5μm以下的薄铜箔（lustino，2002）。紫外线激光可以制造十分小的孔，且可以除掉一切普通的铜街（3-36μm，1oz，甚至电镀铜箔。紫外线激光也可以单独除掉电介质资料，只是速度较慢。并且，关于非均匀资料，例如增强玻璃FR-4，作用一般不好。这是因为只有能量密度提高到必定程度，才可以除掉玻璃，而这样也会损坏内层的焊盘。因为棍合激光体系包括紫外线激光和CO2 激光，因而其在两个领域内都能到达最佳，用紫外线激光可以完结一切的铜箔和小孔，用CO2 激光可以快速地对电介质进行钻孔。图给出了可编程钻距的双头激光钻孔体系的结构图，两个钻头之间的距离可根据元器件的布局自行调整，这确保了最大的激光钻孔才能。

现在，大多数双头激光钻孔体系中两个钻头之间的距离都是固定的，一起具有步进-重复光束定位技能。步进，重复激光长途调节器自身的优点是域的调节范围大（到达了（50X50）μm）。缺点是激光长途调节器有必要在固定的域内步进移动，并且两个钻头之间的距离是固定的。典型的双头激光长途调节器两个钻头之间的距离是固定的（大约为150μm）。关于不同的面板尺寸，固定距离的钻头不能像可编程距离的钻头那样以最佳装备完结操作。

现在，双头激光钻孔体系有着各种不同规格的功能，既可以适用于小型印制电路板制造厂商，一起也适用于大批量生产的印制电路板制造厂商。

因为陶瓷氧化铝有很高的介质常数，因而用于制造印制电路板。但是，因为其易碎、布线和装配时所需的钻孔过程用标准工具就很难完结，因为此时机械压力有必要减小到最小，这对激光钻孔却是一件功德。Rangel 等人（1997）证明关于氧化铝基板以及覆有金和锚的氧化铝基板，可运用调QNd：YAG 激光器进行钻孔。运用短脉冲、低能量、高峰值功率的激光器有助于防止机械压力对样本的损坏，可以制造出孔径小于100μm 的优质通孔。这种技能成功地应用在低噪声微波放大器中，其频率范围为8-18GHz。

Nd：YAG激光技能在很多种资料上进行徽盲孔与通孔的加工。其中在聚酰亚胺覆铜箔层压板上钻导通孔，最小孔径是25微米。从制造成本分析，最经济的所选用的直径是25—125微米。钻孔速度为10000孔/分。可选用直接激光冲孔工艺办法，孔径最大50微米。其成型的孔内表洁净无碳化，很容易进行电镀。相同也可在聚四氟乙烯覆铜箔层压板钻导通孔，最小孔径为25微米，最经济的所选用的直径为25—125微米。钻孔速度为4500孔/分。不需预蚀刻出窗口。所成孔很洁净，不需要附加特别的处理工艺要求。