一種紫外雷射加工盲孔的方法
2023-06-02 03:52:01
專利名稱：一種紫外雷射加工盲孔的方法
技術領域：
本發明涉及一種利用紫外雷射加工的方法，特別是指一種利用紫外雷射加工盲孔 的方法。
背景技術：
目前在加工電路板PCB的過程中，進行30μπι IOOym盲孔加工時，普遍採用的 是螺旋線掃描法，即加工時雷射束從圓心出發，以阿基米德螺旋線向外掃描，掃描間距d可 設，如圖1所示。與傳統的同心圓掃描法相比較，螺旋法加工微孔的軌跡是一條完整的曲 線，只有一組起止點，避免了雷射開關和光斑重合度造成的加工深度不一致。然而，該方法 也有一個不可避免的缺點，為了保證真圓度，近外圓掃描間距逐漸減小，這樣光斑耦合程度 的差異會造成加工深度的偏差。所以在自主開發的加工軟體中以設置雷射延時值的方式， 來解決同心圓掃描帶來的起止點問題，故同心圓掃描加工方式仍得到廣泛應用。而現行的 同心圓掃描方法是先由外及裡地掃描外圓的方式，該方法所得盲孔內高分子殘留物高、盲 孔內表面存在錯層臺階並由此導致光滑度低，影響後續的沉銅工藝；且同心圓法和螺旋法 還都存在有中心鑽孔較深的缺陷，原因是靠近圓心的位置雷射作用範圍小，單位面積累積 的能量大，刻蝕深度比周圍大，很容易將第二層銅刻穿到達下一銅層，而且累積的聚合物殘 渣較多，導致整塊線路板失效。
發明內容
本發明的目的是針對現有的紫外雷射加工盲孔設備提供一種兩步式加工盲孔方 法，以克服現有技術易造成銅燒蝕及熔融物、殘留物較多導致虛假電連接的難點。根據上述目的設計了一種紫外雷射加工盲孔的方法，步驟為第一，在設定好的位 置用定點脈衝加工中心定位盲孔；第二，對中心定位盲孔的擴孔採用同心圓掃描方法；第 三，用低能量的光波橫向或者縱向清除殘渣。更具體化為，所述用定點脈衝加工中心定位盲 孔的步驟為第一，選擇光斑直徑；第二，選擇脈衝量，即選擇鑽孔延時時間。定點鑽孔加工 中，所用的光斑直徑為0. 01 0. 05毫米；所用的脈衝量是通過鑽孔延時方式來確定，鑽孔 延續時間為1000 10000微秒。在完成中心定位盲孔的加工後，所述用於擴孔的同心圓掃描方法是指用定間距的 紫外雷射束以同心圓掃描方法加工中心定位盲孔外剩餘的待擴孔加工區域，用低能量參數 光斑分別橫向和縱向清除殘渣。本發明與現有技術相比，盲孔內的高分子殘留物少，盲孔內表面光滑。覆銅表面聚 合物去除度高，熔融物汽化揮發率高。經顯微比較可知，僅採用同心圓掃描方法加工的盲孔 中心加工深度難以控制，往往超標——超深，從側面圖可以看到已經對覆銅層嚴重燒蝕，而 採用本發明中以定位鑽孔方法加工後，微孔中心區域無發黑區、孔底光亮平整。
附圖1是現有技術螺旋線掃描法的掃描軌跡示意圖；附圖2是現有技術同心圓掃 描法的掃描軌跡示意圖；附圖3是本發明的基本流程框圖。
具體實施例方式圖1中，中心的斑點是雷射斑，螺線是該雷射斑的軌跡；圖2中，虛線是雷射斑的軌跡，實線是同心圓的圓心連線，d是圓心連線間的距離即掃描間距。本發明的主旨是藉助改變同心圓掃描法或螺旋線掃描法的使用工序而革新和改 進現有的PCB板鑽孔方法，以期利用紫外雷射加工獲得更高加工質量的盲孔。下面結合實 施例對本發明作進一步詳述。參照圖3。本發明設計了一種紫外雷射(俗稱UV雷射)加工盲孔的方法，步驟為 先在設定好的位置用定點脈衝加工中心定位盲孔，再對中心定位盲孔的擴孔採用同心圓掃 描方法。其中為，用定點脈衝加工中心定位盲孔的步驟為先選擇光斑直徑，再選擇脈衝量即 選擇鑽孔延時時間。在定點鑽孔加工中，所用的光斑直徑為0. 01 0. 05毫米；所用的脈衝 量是通過鑽孔延時方式來確定，鑽孔延續時間為1000 10000微秒。在完成中心定位盲孔 的加工後，用於擴孔的同心圓掃描方法是指用定間距的紫外雷射束以同心圓掃描方法加工 中心定位盲孔外剩餘的待擴孔加工區域。這裡所述的同心圓掃描方法是一個或者多個相切 或者相交的同心圓同時進行掃描；而所述的清除殘渣採用的低能量光波或/和光斑，功率 範圍在0. 5W 2W，頻率範圍在60KHZ 100KHZ ；瞬間能量範圍在104J/NS 106J/NS。本發明的創新點在於將對盲孔中心的加工與盲孔四周的擴孔加工分開來，採用了 定點脈衝鑽孔定位和同心圓掃描擴孔相結合的工藝方法。其中，「光斑直徑」為中心部分採 用定點脈衝鑽孔加工的直徑，脈衝量可以通過「鑽孔延時」來單獨設置。「掃描間距d」為中 心定位盲孔鑽完後，外圍擴孔加工時同心圓的掃描間隔。開始加工時，軟體根據待加工盲孔的半徑Rl值來設置具體參數，包括中心定位盲 孔的半徑、鑽孔延時時間、同心圓掃描間距等。操作時，首先採用衝擊鑽孔的方法加工出一 個微孔後，再採取同心圓掃描的方法，加工外徑為R2的剩餘區域。這樣加工完成後，就完成 了整個微孔的加工。本發明方法與現有技術比較，成孔內的高分子殘留物少，孔內表面光 滑，覆銅表面聚合物去除度高，熔融物汽化揮發充分。
權利要求
一種紫外雷射加工盲孔的方法，步驟為第一，在設定好的位置用定點脈衝加工中心定位盲孔；第二，對中心定位盲孔的擴孔採用同心圓掃描方法；第三，用低能量參數分別橫向和縱向清除聚合物殘渣。
2.根據權利要求1所述的紫外雷射加工盲孔的方法，其特徵是所述用定點脈衝加工 中心定位盲孔的步驟為第一，選擇光斑直徑；第二，選擇脈衝量，即選擇鑽孔延時時間。
3.根據權利要求2所述的紫外雷射加工盲孔的方法，其特徵是所述的光斑直徑為 0. 01 0. 05毫米。
4.根據權利要求2所述的紫外雷射加工盲孔的方法，其特徵是所述的脈衝量是通過 鑽孔延時方式來確定，鑽孔延續時間為1000 10000微秒。
5.根據權利要求2所述的紫外雷射加工盲孔的方法，其特徵是所述用於擴孔的同心 圓掃描方法，用定間距的同心圓掃描加工中心定位盲孔外剩餘的待擴孔加工區域，用低能 量參數光斑分別橫向和縱向清除殘渣。
6.根據權利要求5所述的紫外雷射加工盲孔的方法，其特徵是所述的同心圓掃描方 法是一個或者多個相切或者相交的同心圓同時進行掃描。
7.根據權利要求5或6所述的紫外雷射加工盲孔的方法，其特徵是所述的清除殘渣 採用的低能量光波，功率範圍在0. 5W 2W，頻率範圍在60KHZ 100KHZ ；瞬間能量範圍在 104J/NS 106J/NS。
全文摘要
一種紫外雷射加工盲孔的方法，先在設定好的位置用定點脈衝加工中心定位盲孔；再對中心定位盲孔的擴孔採用同心圓掃描方法。具體為，用定點脈衝加工中心定位盲孔的步驟是先選擇光斑直徑，再選擇脈衝量，即選擇鑽孔延時時間。定點鑽孔加工中，所用的光斑直徑為0.01～0.05毫米；所用的脈衝量是通過鑽孔延時方式來確定，鑽孔延續時間為1000～10000微秒。在完成中心定位盲孔的加工後，再用定間距的紫外雷射束以同心圓掃描方法加工中心定位盲孔外剩餘的待擴孔加工區域；最後用較低能量光波橫向或者縱向清除殘渣。本發明與現有技術相比，盲孔內的高分子殘留物少，盲孔內表面光滑。覆銅表面聚合物去除度高，熔融物汽化揮發率高。
文檔編號B23K26/38GK101820731SQ200910214609
公開日2010年9月1日 申請日期2009年12月31日 優先權日2009年12月31日
發明者徐地華, 梅領亮, 王天輝, 覃賢德 申請人:崑山市正業電子有限公司