激光钻孔技术介绍与讨论 雷射成孔的商用机器，市场上大体可分为：紫外线的 Nd：YAG 雷射机（主要供应者为美商 ESI 公司）；红外线的 CO2 雷射 机（最先为 Lumonics，现有日立、三菱、住友等）；以及兼 具 UV/IR 之变头机种（如 Eecellon 之 2002 型）等三类。前 者对 3mil 以下的微孔很有利，但成孔速度却较慢。次者对 4~8mil 的微盲孔制作最方便，量产速度约为 YAG 机的十倍， 后者是先用 YAG 头烧掉全数孔位的铜皮，再用 CO2 头烧掉 基材而成孔。若就行动电话的机手机板而言，CO2 雷射对欲 烧制 4~6mil 的微盲孔最为适合，症均量产每分钟单面可烧 出 6000 孔左右。至於速度较的 YAG 雷射机，因 UV 光束之 能量强且又集中故可直接打穿铜箔，在无需“开铜窗”（ Conformal Mask）之下，能同时烧掉铜箔与基材而成孔，一 般常用在各式“对装载板”（Package Substrste）4mil 以下的 微孔，若用於手机板的 4~6mil 微孔似乎就不太经济了。以 下即就雷射成孔做进一进步的介绍与讨论。 1． 雷射成孔的原理 雷射光是当：“射线”受到外来的刺激，而增大能量下所激发 的一种强力光束，其中红外光或可见光者拥有热能，紫外光 则另具有化学能。射到工作物表面时会发生反射（Refliction） 吸收（Absorption）及穿透（Transmission）等三种现象， 其中只有被吸收者才会发生作用。而其对板材所产生的作用 又分为热与光化两种不同的反应，现分述於下： 1．1 光热烧蚀 Photothermal Ablation 是指某雷射光束在其红外光与可见光中所夹帮的热能，被板 材吸收后出现熔融、气化与气浆等分解物，而将之去除成孔 的原理，称为“光热烧蚀”。此烧蚀的副作用是在孔壁上的有 被烧黑的炭化残渣渣（甚至孔缘铜箔上也会出现一圈高熟造 成的黑氧化铜屑），需经后制程 Desmear 清除，才可完成牢 固的盲孔铜壁。 1．2 光化裂蚀 Photochemical Ablation 是指紫外领域所具有的高光子能量（Photon Energy），可将 长键状高分子有机物的化学键（Chemical Bond）予以打断， 於是在众多碎粒造成体积增大与外力抽吸之下，使板材被快 速移除而成孔。本反应是不含熟烧的“冷作”（Cold Process），
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PCB 与基板的 UV 激光加工新工艺 目前，UV 激光钻孔设备只占全球市场的 15%， 但该类设备市场需求的增长要比新型的 CO2 激光钻 孔设备的需求高 3 倍。孔的直径甚至小于 50μｍ，1~2 的多层导通孔和较小的通孔也是当前竞争的焦点，UV 激光为当前的竞争提出了解决方案；除此之外，它还 是一种用于精确地剥离阻焊膜以及生成精密的电路图 形的工具。本文概述了目前 UV 激光钻孔和绘图系统 的特性和柔性。还给出了各种材料的不同类型导通孔 的质量和产量结果以及在各种蚀刻阻膜上的绘图结 果。本文通过展望今后的发展，讨论了 UV 激光的局 限性。 本文还对 UV 激光工具和 CO2 激光工具进行了比 较，阐明了二者在哪些方面是可以竞争的，在哪些方 面是不可竞争的，以及在哪些方面二者可以综合应用 作为互补的工具。 UV 与 CO2 的对比 UV 激光工具不仅与 CO2 的波长不同，而且各自 在加工材料，如象 PCB 和基板，也是两种不同的工具。 光点尺寸小于 10 倍，较短的脉冲宽度和极高频使得在 一般的钻孔应用中不得不使用不同的操作方法，并且 为不同的应用开辟了其它的窗口。 UV 在极小的脉冲宽度内具有高频和极大的峰值 功率。工作面上光点尺寸决定了能量密度。CO2 能量 密度达到 50~70J/cm2，而 UV 激光由于光点尺寸小得 多，所以能量密度可达 50~200J/cm2。 由于 UV 光点尺寸比目标孔直径还要小，激光光 束以一种所谓的套孔方式聚焦于孔的目标直径内。 对于UV激光，钻一个完整的孔所需的脉冲数在30 到 120 之间，而 CO2 激光则只需 2 到 10 个脉冲。UV 激光的频率要比 CO2 的高 5 到 15 倍。在去除了顶部 铜层后，可使用第二步，通过扩大的光点清理孔中的 灰色区域。 当然还可使用 UV 激光进行冲压，不过光点的大 小决定了能量密度，且不同材料的烧蚀极限值决定了 所需的最小能量密度。这样根据不同材料的烧蚀极限 就可导出 UV 冲压方式使用和最大光点尺寸。 由于 UV 激光所具有的能量，目前仅将冲压方式 用于孔直径小于 75im、烧蚀极限极低的软材料如 TCD，或用于小焊盘开口的阻焊膜烧蚀。 通过套孔方式将必要的能量带进孔内的时间在很 大程度上取决于孔自身尺寸，孔直径越小，UV 激光
分类：安全管理制度 行业：建筑加工行业 文件类型：Word 文件大小：29 KB 时间：2026-03-02 价格：¥2.00