浅谈激光钻孔在电路板行业中的应用

在生产HDI PCB板的生产过程的电路板制造商的钻孔过程中，有两种激光技能可用于对电路板进行激光钻孔。 CO 2激光波长在远红外范围内，而紫外激光波长在紫外范围内。 CO2激光被广泛用于生产印刷电路板的微孔。微型过孔必须大于100μm（Raman，2001）。关于这些大孔的制造，由于在CO2激光器中打出大孔所需的打孔时间非常短，因此CO2激光器的生产率很高。紫外线激光技术被广泛用于生产直径小于100μm的微孔。使用微型电路图，孔径可以小于50μm。紫外线激光技术可在直径小于80微米的孔中产生很高的产量。因此，为了满足对微孔生产率日益增长的需求，许多电路板制造商已经开始引入双头激光钻孔系统。以下是当今市场上可用的三种主要的双头激光钻孔系统：1）双头UV钻孔系统； 2）双头CO2激光钻孔系统； 3）棒式激光钻孔系统（CO2和UV） ）。 HDI PCB板生产过程中的所有此类钻孔系统都有其自身的优缺点。激光钻孔系统可以分为两种类型，单钻孔单波长系统和双钻孔双波长系统。无论哪种类型，都有两种影响钻孔的主要能力：1）激光能量/脉冲能量； 2）光束定位系统。激光脉冲的能量和光束的发射功率决定了钻孔力矩。钻孔力矩是指激光钻孔机钻出微通孔的时刻。光束定位系统确定两个孔之间的移动速度。这些要素共同决定了激光钻孔机产生所需微孔的速度。双头紫外激光系统最适合用于钻孔小于90微米且纵横比也很高的集成电路。双头CO2激光系统使用Q开关RF激励CO2激光。该系统的主要优点是可重复性高（高达100 kHz），钻孔时间短，控制面宽，仅需几次打孔即可钻出盲孔，但钻孔质量相对较高低。在电路板制造商的HDI工艺中，最常见的双头激光钻孔系统是由紫外激光头和CO2激光头组成的混合激光钻孔系统。这种混合激光钻孔方法可用于一起钻孔铜和电介质。也就是说，使用紫外线金刚石在自然条件下需要钻铜，孔的标准和形状，然后在不隐藏电介质的情况下进行CO2激光钻。钻探过程是通过钻探2inX2in块（称为域）来完成的。 CO2激光可以有效地去除电介质，甚至可以去除平均水平的玻璃增强电介质。但是，一台CO2激光器不能打出小孔（小于75μm，m）并去除铜，但也有一些例外，这相当于去除穿过预烧结体的薄铜箔（Prestino，2002）。处理5亩，米。紫外线激光可以打出很小的孔，并去除所有常见的铜道（3-36μm，m，1oz甚至电镀铜箔）。紫外线激光器还可以自行删除介电数据，但速度较慢。此外，对于非平均数据，例如强化玻璃FR-4，效果通常不好。这是因为只要将能量密度提高到一定程度，就可以去除玻璃，这也将损坏内层的衬垫。由于棒状激光器系统包括紫外线激光器和CO2激光器，因此可以在两个领域中实现。紫外线激光可以完成所有的铜箔和小孔，而二氧化碳激光可以快速钻出电介质。如今，在大多数双头激光钻孔系统中，两个钻头之间的距离是固定的，并且具有步进和重复光束定位技术。逐步重复激光远程调节器本身的优点是该域的调节计划较大（达到（50X50）亩，米）。缺点是，激光远距离调节器需要在固定域中逐步移动，并且两个钻头之间的距离是固定的。典型的双头激光远距离调节器在两个钻头之间具有固定的距离（约150μm）。对于不同的面板标准，定点钻机不能配置为具有可编程距离的钻机。如今，双头激光钻孔系统具有多种不同的规格，可用于小型电路板制造商以及电路板制造商，以进行批量生产。陶瓷氧化铝由于其高介电常数而被用于制造印刷电路板。然而，由于其易碎性，接线和安装所需的钻孔过程难以按规格完成，因此此时必须使机械压力最小化，这对于激光钻孔是一个优点。 Rangel等。 （1997年）证明，对于氧化铝基底和涂有金和锚的氧化铝基底，可以使用Q开关QNd：YAG激光器进行钻孔。使用短脉冲，低能量，高峰值功率激光器有助于防止对样品的机械损坏，并可以产生孔径小于100μm的高质量通孔。如今，一些大型电路板工厂推出了激光钻机。对于小于0.1MM的机械孔径，只能使用激光钻机进行精加工。 2014年，沧州神连电路公司引进了两台新的日本三菱激光钻机，相当于总共四台激光钻机，以满足HDI，FPC和其他精细电路板的需求。