PCB激光鉆孔加工：

[ 一 ]CO2激光鉆孔的加工方法主要有:直接加工法（Direct）和敷形掩膜加工法（Conformal mask）兩種。

1 直接加工法:

把激光光束直徑調(diào)制到與被加工孔的直徑相同，在沒有銅箔的絕緣介質(zhì)（如樹脂層）上直接進(jìn)行孔加工。

2 敷形掩膜工藝:

在制板表面涂覆一層專用的掩膜，用傳統(tǒng)的曝光/顯影/蝕刻工藝去掉孔表面的銅形成敷形窗口。

然后用大于孔徑的激光束照射這些孔，切除曝露的介質(zhì)層樹脂。

要求這種專用的掩膜材料或者能夠反射激光，或者其燒蝕臨界值（ablation threshold）遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于樹脂燒蝕的值。

這樣，掩膜材料不會被激光燒損，而樹脂卻被燒蝕切除。

如果掩膜中只有一個(gè)孔被激光照射，一次只形成一個(gè)孔。

如果采用大的激光束，在在制板面掃描，一次可產(chǎn)生許多孔。

[ 二 ]YAG/UV激光鉆孔系統(tǒng)的鉆孔技術(shù)。

(1)導(dǎo)通孔。

導(dǎo)通孔可以用PCB激光鉆孔加工和激光圓周旋轉(zhuǎn)挖孔進(jìn)行制作。

究竟采用那種方法取決于所要求孔的尺寸。

小孔，當(dāng)直徑小于2mils（50μm）時(shí)用激光直接沖孔產(chǎn)生。

而大孔用激光圓周旋轉(zhuǎn)挖孔產(chǎn)生。

1：PCB激光鉆孔加工：

激光束定位在需要鉆孔的位置，重復(fù)發(fā)射高頻率脈沖將板材沖透?？壮叽绲娜Q于聚焦激光束的尺寸。

此工藝不會在材料中產(chǎn)生應(yīng)力。因而孔距可以非常小。

覆銅箔材料和多層板全可以加工。其鉆孔速度是300~10000孔/分。

影響其沖孔速度的主要因素是材料的厚度與材料的結(jié)構(gòu)。

2：激光圓周旋轉(zhuǎn)挖孔：

激光束從孔中心開始切挖，然后繞孔作一定數(shù)量的圓周開挖運(yùn)動，再回到孔中心，因而確切的說是切或挖孔而不是鉆孔。

這一方法通常用于一定直徑的通孔加工。

利用5100,S型高速光束定位器，光束切割走的軌跡是單一通路。

其軌跡是可編程的?？椎某叽缗c形狀也是可編程的。

材料的厚度是其切割深度的極限。挖孔速度的峰值是6000孔/分。

對增強(qiáng)材料挖孔速度是120~1800孔/分。挖孔速度由材料厚度、結(jié)構(gòu)和孔尺寸決定。

(2)盲孔加工：

孔內(nèi)所有的必須清除干凈而又不損傷下面的銅箔，激光的能量密度要剛好調(diào)整到這樣一個(gè)水平———即達(dá)到一個(gè)燒蝕臨界值。

激光束移動到要求的位置并以一個(gè)脈沖快速形成盲孔。孔徑可達(dá)150μm。沖孔速度4000孔/分。典型的速度為2500孔/分。

(3)激光螺旋狀旋轉(zhuǎn)掏孔：

當(dāng)在FR4/玻璃布上加工孔時(shí)。其能量密度能燒蝕金屬銅與玻璃布.

YAG淺的穿透深度剛好保證精確的孔深?？椎某叽缬煽删幊痰穆菪隣罴す馐刂?。

從孔中心開始的激光束向周圍作螺旋運(yùn)動，所走過的螺旋軌跡能按一定的深度清除孔內(nèi)的所有材料。

孔干凈且無碳化或焦化，很容易電鍍。

銅箔表面不要預(yù)蝕刻出窗孔。此法多用于微盲孔的加工。

[ 三 ]YAG紫外激光的應(yīng)用：

1 用UV固態(tài):YAG激光鉆孔機(jī)在聚酰亞胺覆銅箔層壓板上鉆導(dǎo)通孔，最小孔徑是1mils（25μm）。

最經(jīng)濟(jì)的直徑是1-6mils（25~152μm）。鉆孔速度10000孔/分。

可采用直接激光沖孔，孔徑最大約2mails（50μm）。

也可采用激光圓周旋轉(zhuǎn)挖孔?？讖礁蓛舨⑶覠o碳化，很容易電鍍，其表面銅箔也不需要預(yù)蝕刻出窗孔。

2 在聚四氟乙烯（PTFE）覆銅箔層壓板鉆導(dǎo)通孔，最小孔徑為1mils（25μm），經(jīng)濟(jì)的孔徑是1-6mils（25-152μm）。

鉆孔速度4500孔/分。能切割頂部和底部的銅箔———不需要預(yù)蝕刻出窗孔，能穿透內(nèi)層銅箔，可加工多層板。

可以加工非常大的板厚與孔徑比的孔。

孔很干凈，不需要附加別的處理工藝步驟的要求。

當(dāng)用激光直接沖孔時(shí)最大直徑約35μm。

3 在FR4鉆導(dǎo)通孔，孔徑最小為2mils（50μm）。

經(jīng)濟(jì)的直徑是2-6mils（25-152μm）。鉆孔速度1800孔/分。

能切透頂部與底部的銅箔及內(nèi)層銅箔，不要求預(yù)蝕刻出窗孔，可加工多層板，能加工大的板厚孔徑比的孔。

玻璃纖維能被干凈的切斷而無損傷。不需要附加別的處理工藝步驟的要求，就能可靠的電鍍。

當(dāng)然也可以鉆盲孔，鉆孔速度1000孔/分。

[ 四 ]兩種PCB激光鉆孔加工的優(yōu)缺點(diǎn)比較：

  根據(jù)目前激光鉆孔的性能及生產(chǎn)實(shí)踐結(jié)果、兩種激光鉆孔的優(yōu)缺點(diǎn)如下：

（1）可鉆孔徑:CO2激光加工最小孔徑為50μm;YAG/UV固體激光可以加工25μm直徑的小孔。

（2）鉆孔速度:YAG/UV固體激光鉆孔速度比高能量CO2激光鉆孔速度慢。

YAG/UV固態(tài)激光為10000孔/分以內(nèi)；而CO2激光可達(dá)30000孔/分，所以CO2激光鉆孔生產(chǎn)效率高。

（3）介質(zhì)材料的適應(yīng)性:YAG/UV固態(tài)激光適用于各種PCB材料（包括銅箔和玻璃布）的鉆孔加工；而CO2激光僅宜用于樹脂介質(zhì)層。

（4）鉆孔工藝:YAG/UV固態(tài)激光為短脈沖紫外激光，波長為266nm，激光功率密度高，可以直接在銅箔上穿（沖）孔，可以進(jìn)行微貫通孔和盲孔加工；

而CO2激光波長為9400nm的紅外光束，由于銅對紅外線波長吸收率很低，因而CO2紅外激光不能燒蝕金屬銅，需要采用敷形掩膜工藝形成窗孔，才能在附樹脂銅箔介質(zhì)層上鉆孔，只宜加工盲孔。

（5）鉆孔質(zhì)量:YAG/UV 固態(tài)激光鉆孔后孔內(nèi)干凈、無殘?jiān)?，不需進(jìn)行去膩污等后續(xù)工藝處理就可以進(jìn)行化學(xué)鍍銅；

而CO2激光鉆孔后在內(nèi)層銅箔表面會出現(xiàn)介質(zhì)材料殘膜或炭化殘留物，必須加強(qiáng)后續(xù)工序的除膠、除殘?jiān)幚恚?/p>

如:采用準(zhǔn)分子（Excimers）激光清除碳化殘留物。

同時(shí)，由于CO2激光鉆孔原理為激光燒蝕介質(zhì)材料，故孔壁質(zhì)量較差，甚至出現(xiàn)盲孔底銅下面與內(nèi)部介質(zhì)層分離的缺陷。