等離子激光加工高密度PCB制造中

傳統(tǒng)機(jī)械鉆削難以滿足高密度PCB微細(xì)孔的加工要求。試驗(yàn)表明，通過對(duì)激光波長模式、光斑直徑和脈沖寬度等參數(shù)的精確控制，及利用激光束對(duì)材料相互作用的效應(yīng)加工高密度PCB微孔，不僅能達(dá)到的較好加工質(zhì)量，同時(shí)還體現(xiàn)出激光打孔快速、精準(zhǔn)的優(yōu)勢。
便攜多功能電子產(chǎn)品對(duì)印刷電路板（PCB）的要求很高。為了能將眾多元器件緊密互聯(lián)在有限面積內(nèi)，并保持線路工作穩(wěn)定。其電路板密度越來越高，如：孔徑和線寬進(jìn)一步縮小，相互之間距離與精度不斷提高，徑深比不斷加大。電路層數(shù)可達(dá)十層以上。在同一層板上的微孔數(shù)達(dá)50000多個(gè)而間距卻小到0.05mm，孔徑要求小于150μm。這樣的印刷電路板若采用機(jī)械鉆削，存在鉆頭材質(zhì)、冷卻、排屑、加工定位等難以克服的困難，而應(yīng)用激光加工則可較好地滿足質(zhì)量要求。

1 激光束的應(yīng)用

高密度PCB板是多層結(jié)構(gòu)，它由絕緣樹脂摻以玻璃纖維材料相隔，其問插入銅箔導(dǎo)電層。再經(jīng)層壓黏合而成。圖1所示為4層板切面。激光加工的原理是利用激光柬聚焦在PCB表面，使材料瞬間燒熔、汽化形成小孔。由于銅和樹脂是兩種不同的材料，銅箔的熔化溫度達(dá)1084℃，而絕緣樹脂的熔化溫度只有200～300℃。因此應(yīng)用激光打孔時(shí)需對(duì)光束波長、模式、直徑和脈沖等參數(shù)進(jìn)行合理選取和精確控制。

等離子激光加工高密度PCB制造中

1.1 光束波長與模式對(duì)加工的影響

激光束的橫模模式對(duì)激光發(fā)散角、能量輸出都有很大的影響，為獲得足夠的光束能量首先要有一個(gè)好的光束輸出模式。理想的狀態(tài)是形成如圖2所示的低階高斯模態(tài)輸出。這樣可獲得很高的能量密度，為光束在透鏡上良好地聚焦提供前提條件。