01 激光精細打孔VS PCB線路板

隨著我國制造業(yè)不斷從制造向智造轉型升級，高附加值、高技術壁壘等更高端的精細加工成為了重要的發(fā)展方向。在高精細加工需求不斷增加的同時，相關的精細加工技術也隨之快速發(fā)展，其中，激光精細加工技術在市場上便獲得了越來越多的認可和關注。

作為激光精細加工的重要分支之一，激光精細打孔在PCB行業(yè)應用較為廣泛，與傳統(tǒng)的PCB打孔工藝相比，激光在PCB行業(yè)上不僅加工速度快，還可實現(xiàn)傳統(tǒng)設備無法實現(xiàn)的2μm以下的小孔、微孔及隱形孔的鉆孔，這更加迎合了PCB市場上的需求！

PCB稱為印刷線路板，是電子行業(yè)中重要的器件，作為連接元器件的重要載體，支撐著電子行業(yè)的發(fā)展。大部分電子產品都離不開PCB線路板的應用。因此，激光精細打孔在PCB行業(yè)上成為了市場加工的主流應用。通過CO2激光或紫外激光對PCB電路板打孔，可以高速鉆盲孔、通孔，這種方式的加工效率高、效果好。

PCB行業(yè)的發(fā)展逐漸帶動了激光精細技術的發(fā)展，給激光加工行業(yè)，尤其是激光鉆孔行業(yè)帶來了更多的發(fā)展機會！ 

02 激光精細打孔在PCB線路板上的主要應用

近幾十年來，隨著制造行業(yè)的不斷發(fā)展，電子產品的小型化，高速化，對電路板提出了越來越高的要求，而提高電路板小型化的重點在于越來越窄的線寬和分歧層面線路之間越來越小的微型過孔。印制電路板慢慢從單層發(fā)展到雙面板、多面板、多層板和撓性板，也不斷縮小體積，提高性能，想著高密度、高精度、微孔化、小間距和高可靠性方向發(fā)展，其中各種各樣作用的孔尺寸也傾向小孔徑發(fā)展。

目前，PCB行業(yè)逐漸朝著輕薄化、高集成化、高精度化方向發(fā)展，傳統(tǒng)的工藝存在邊緣有毛刺、有粉塵、有應力、有震動、無法加工曲線等不同的問題。在PCB領域中，激光技術的應用優(yōu)勢逐漸凸顯出來。其優(yōu)勢在于非接觸式加工無應力，不會使板子變形；不會產生粉塵；可加工帶有元器件PCB板；可對任意圖形進行加工。

在PCB生產制造過程中，鉆孔是其中一道很重要的工序，而PCB板對于孔的要求也非常高，隨著科技發(fā)展，激光技術應用的不斷發(fā)展，激光鉆孔已經是目前PCB生產工藝必不可少的一環(huán)。

激光鉆孔的特點：

線路板上的微孔制作問題以及線路板成型問題作為激光加工的熱點不僅在中國，更是在國外產生了轟動，激光加工憑借其優(yōu)越性帶來了巨大的利益。激光鉆孔技術也因激光具有高相干性、高方向性、高亮度、高單色性等特性，顯現(xiàn)除了機械鉆孔無法比擬的優(yōu)勢。激光束能量密度高，操作速度快，而且對于沒有接受輻射的部位不會產生太大影響。熱影響的區(qū)域小，使工件受熱產生出來的變形最??；激光束作為一種非常方便靈活的加工方法，可以用來變換、導向、聚焦方向，可用于配合數(shù)控系統(tǒng)，加工各種各樣的工件，提高了加工質量和生產效率。

在PCB板制作流程的鉆孔工序中，有兩種激光技術可用于電路板激光精細鉆孔：

1、CO2激光波長在遠紅外線波段內

2、紫外線激光波長在紫外線波段內。

CO2激光加工是目前PCB鉆孔中應用較為廣泛的一種激光加工方式。其操作原理是：CO2氣體在功率提高和保證放電時間不變的情況下，能夠生成實用脈沖式紅外激光，它具有穿透性，能夠穿透絕大多數(shù)的有機物材料。CO2激光應用在印制線路板的產業(yè)微通孔制作中，需要微通孔直徑大于100μm(Raman,2001)。關于這些大孔徑孔的制作，CO2激光具有很高的生產力，這是由于CO2激光制作大孔所需的沖孔時刻十分短。紫外線激光技能廣泛應用在直徑小于100μm的微孔制作中，隨著微縮線路圖的運用，孔徑乃至可小于50μm。

紫外激光技術一般是通過激光器進行技術加工，通過使用有時被稱為“冷消融”的工藝，紫外激光器的光束會產生一個縮小的熱影響區(qū)，可以將沖緣加工、碳化以及其它熱應力的影響降至最低。

采用紫外激光器小型光束尺寸和低應力屬性的應用是鉆孔，包括貫穿孔、微孔和盲埋孔。紫外激光器系統(tǒng)通過聚焦垂直波束徑直切割穿透基板來鉆孔。依據所使用的材料，可以鉆出小至10μm的孔。

紫外激光器在進行多層鉆孔時尤為有用，多層PCB使用復合材料經熱壓鑄入在一起。這些所謂的“半固化”會發(fā)生分離，特別是在使用溫度更高的激光器加工后。

紫外線激光技能在制作直徑小于80μm的孔時產量十分高。因而，為了知足日益添加的微孔生產力的需要，很多線路板廠家現(xiàn)已開始引入雙頭激光鉆孔體系。以下等于當今市場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HDI PCB板制作流程中的此類鉆孔體系都有其自身的優(yōu)點和缺陷。激光鉆孔體系可以簡略地分紅兩種類型，雙鉆頭單一波長體系和雙鉆頭雙波長體系。不論是哪種類型，都有兩個首要有些影響鉆孔的才能:

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刻，鉆孔時刻是指激光鉆孔機鉆一個微通孔的時刻，光束定位體系決議了在兩個孔之間移動的速度。這些要素一起決議了激光鉆孔機制作給定需要的微通孔的速度。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激光體系運用的是調Q射頻鼓勵CO2激光器。這種體系的首要優(yōu)點是可重復率高(到達了100kHz)、鉆孔時刻短、操縱面寬，只需要射很少幾下就可以鉆一個盲孔，然而其鉆孔質量會比較低。

03 應用案例

1、大族激光

激光鉆孔設備

采用高精度的檢測設備激光干涉儀，對裝配制程中的重要和關鍵幾何運動精度進行精密檢測、嚴格把關；對整機的高速運動精度進行細微準確的動態(tài)補償，利用激光干涉儀的超高精密度和對非理想環(huán)境進行空氣溫度、材料溫度、濕度、氣壓補償，保持1.1ppm的系統(tǒng)精度能力，為整機最終獲得高的鉆孔精度提供了可靠的保證。

根據PCB鉆孔機涉及多個學科的特點，構建PCB鉆孔機數(shù)字化樣機開發(fā)系統(tǒng)，在設計的階段采用多學科聯(lián)合設計與仿真，對產品的功能與性能作校核與檢驗，使產品的性能達到設計指標，解決各個學科之間的沖突與干涉，使其達到最佳耦合，這將大幅度縮短產品開發(fā)周期，明顯提高產品質量和系統(tǒng)性能。

2、  超越激光

UV紫外激光打孔機

設備特點：

1、適用于柔性板（FPC）覆蓋膜（CVL）軟硬結合板（RF）打通孔、盲孔；

2、軟件權限分三級管理，日記功能，飛行鉆孔技術。

3、可定制RTR自動上下料系統(tǒng)。

3、德龍激光

激光精細加工設備

設備型號：AS-5680，本設備是利用激光對各種材料進行異形切割，鉆孔，刻蝕等多種形式的加工處理平臺。

4、先導激光

激光快速打孔

設備優(yōu)勢：

采用多款激光器配合多軸超快振鏡加工，超大幅面聯(lián)動控制

采用最新激光加工技術，產能效率提升一倍，最大加工效率20000孔/秒

最小孔徑10μm，光束整形大小可變，小孔邊緣整齊光滑，無熱效應、毛刺等現(xiàn)象

CCD視覺預掃描，mark點、輪廓定位，XY平臺拼接精度≤±3μm

全自動上下料系統(tǒng)，無人操作

應用領域：

HDI、PCB、FPC行業(yè)鉆孔、盲孔

陶瓷、玻璃等硬脆材料鉆孔

半導體微電子行業(yè)TSV工藝微細鉆孔

聚合物薄膜、特種金屬鉆