PCB的激光钻孔技术

关于PCB钻孔的综述

先进加工技术作业学院：机电工程学院姓名：王琳芳学号：2111101052

关于PCB钻孔的综述 1 PCB的发展历程摘要近年来，由于电子产品的高密度、多功能、小型化的要求，促进了PCB工业向高密度布线和多层板薄形化技术的发展[1]，故印刷电路板（PCB）在人们的生活中运用的越来越广泛，成为了电子组件制造业的最大支柱产业之一，它用于组装电子元器件之前的基板、形成电子线路以及连接电子元器件，发挥整体功能。PCB钻孔的过程中需要研究钻削力和钻削热对刀具寿命和孔质量的影响。关键词PCB 材料性能钻孔质量刀具使用寿命 1.1 PCB基板材料 PCB板基板材料业已累积了近百年的历史。基板材料业的每一阶段的发展，都受到电子整机产品、半导体制造技术、电子安装技术、电子电路制造技术的革新所驱动。20世纪初至20世纪40年代末，是PCB基板材料业发展的萌芽阶段。它的发展特点主要表现在：此时期基板材料用的树脂、增强材料以及绝缘基板大量涌现，技术上得到初步的探索。这些都为印制电路板用最典型的基板材料——覆铜板的问世与发展，创造了必要的条件。另一方面，以金属箔蚀刻法(减成法)制造电路为主流的PCB制造技术，得到了最初的确立和发展。它为覆铜板在结构组成、特性条件的确定上，起到了决定性的作用。覆铜板在PCB生产中真正被规模地采用，最早于1947年出现在美国PCB业。PCB基板材料业为此也进入了它的初期发展的阶段。在此阶段内，基板材料制造所用的原材料——有机树脂、增强材料、铜箔等的制造技术进步，对基板材料业的进展予以强大的推动力。正因如此，基板材料制造技术开始一步步走向成熟。集成电路的发明与应用，电子产品的小型化、高性能化，将PCB基板材料技术推上了高性能化发展的轨道。PCB产品在世界市场上需求的迅速扩大，使 PCB 基板材料产品的产量、品种、技术，都得到了高速的发展。此阶段基板材料应用，出现了一个广阔的新领域——多层印制电路板[2]。同时，此阶段基板材料在结构组成方面，更加发展了它的多样化。 1.2 印刷电路板的分类按印刷电路板的层数，我们可以将其分为三类：单层（面）印刷电路板、双层（面）印刷电路板以及多层印刷电路板。单层电路板是指导线分布在绝缘基板的一面上，几乎都采用纸质酚醛基材。双层电路板即双面都印有线路图形，即绝缘基板两面都有电路，再通过孔的金属化进行双面互连形成的印刷电路板。

激光打孔技术在印制电路板上的应用

一激光成孔的原理激光是当“射线”受到外来的刺激而增加能量下所激发的一种强力光束，其中红外光和可见光具有热能，紫外光另具有光学能。此种类型的光射到工件的表面时会发生三种现象即反射、吸收和穿透。图示：透过光学另件击打在基材上激光光点，其组成有多种模式，与被照点会产生三种反应。激光钻孔的主要作用就是能够很快地除去所要加工的基板材料，它主要靠光热烧蚀和光化学烧蚀或称之谓切除。 (1)光热烧蚀：指被加工的材料吸收高能量的激光，在极短的时间加热到熔化并被蒸发掉的成孔原理。此种工艺方法在基板材料受到高能量的作用下，在所形成的孔壁上有烧黑的炭化残渣，孔化前必须进行清理。 (2)光化学烧蚀：是指紫外线区所具有的高光子能量(超过2eV电子伏特)、激光波长超过400纳米的高能量光子起作用的结果。而这种高能量的光子能破坏有机材料的长分子链，成为更小的微粒，而其能量大于原分子，极力从中逸出，在外力的掐吸情况之下，使基板材料被快速除去而形成微孔。因此种类型的工艺方法，不含有热烧，也就不会产生炭化现象。所以，孔化前清理就非常简单。以上就是激光成孔的基本原理。目前最常用的有两种激光钻孔方式：印制电路板钻孔用的激光器主要有RF激发的CO2气体激光器和UV固态Nd：YAG激光器。 (3)关于基板吸光度：激光成功率的高低与基板材料的吸光率有着直接的关系。印制电路板是由铜箔与玻璃布和树脂组合而成，此三种材料的吸光度也因波长不同有所不同但其中铜箔与玻璃布在紫外光0．3mμ以下区域的吸收率较高，但进入可见光与IR后却大幅度滑落。有机树脂材料则在三段光谱中，都能维持相当高的吸收率。这就是树脂材料所具有的特性，是激光钻孔工艺流行的基础。二CO2激光成孔的不同的工艺方法 CO2激光成孔的钻孔方法主要有直接成孔法和敷形掩膜成孔法两种。所谓直接成孔工艺方法就是把激光光束经设备主控系统将光束的直径调制到与被加工印制电路板上的孔直径相同，在没有铜箔的绝缘介质表面上直接进行成孔加工。敷形掩膜工艺方法就是在印制板的表面涂覆一层专用的掩膜，采用常规的工艺方法经曝光/显影/蚀刻工艺去掉孔表面的铜箔面形成的敷形窗口。然后采用大于孔径的激光束照射这些孔，切除暴露的介质层树脂。现分别介绍如下：

激光钻孔的设备原理【深度解析】

激光钻孔的设备原理【深度剖析】内容来源网络，由“深圳机械展（11万㎡，1100多家展商，超10万观众）”收集整理！更多cnc加工中心、车铣磨钻床、线切割、数控刀具工具、自动化、数字无人工厂、精密测量、3D 打印、激光切割、钣金冲压折弯、精密零件加工等展示，就在深圳机械展. 激光打孔技术具有精度高、通用性强、效率高、成本低和综合技术经济效益显著等优点，已成为现代制造领域的关键技术之一。在激光出现之前，只能用硬度较大的物质在硬度较小的物质上打孔。这样要在硬度大的金刚石上打孔，就成了极其困难的事。激光出现后，这一类的操作既快又安全。但是，激光钻出的孔是圆锥形的，而不是机械钻孔的圆柱形，这在有些地方是很不方便的。可透过振镜进行程式化编程控制图形输出。激光打孔指激光经聚焦后作为高强度热源对材料进行加热，使激光作用区内材料融化或气化继而蒸发，而形成孔洞的激光加工过程。激光束在空间和时间上高度集中，利用透镜聚焦，可以将光斑直径缩小10的5次方~10的15次方W/cm2的激光功率密度。如此高的功率密度几乎可对任何材料进行激光打孔。例如，在高熔点的钼板上加工微米量级的孔，在硬质合金（碳化钨）上加工几十微米量级的小孔，在红蓝宝石商人加工几百微米量级的深孔，金刚石拉丝模，化学纤维喷丝头等。激光打孔是早早达到实用化的激光加工技术，也是激光加工的重要应用领域之一。激光打孔主要用于金属材料钢、铂、钼、钽、镁、锗、硅，轻金属材料铜、锌、铝、不锈钢、耐热合金、镍基质合金、钛金、白金，普通硬质合金磁性材料以及非金属材料中的陶瓷基片、人工宝石、金刚石膜、陶瓷、橡胶、塑料、玻璃等。如此高的功率密度几乎可以在任何材料实行激光打孔，而且与其它方法如机械钻孔、电火花加工等常规打孔手段相比,具有以下显著的优点: (1)激光打孔速度快,效率高,经济效益好。|

HDI镭射成孔技术与讨论

雷射成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），故孔壁上不至产生炭化残渣。 1．3 板材吸光度由上可知雷射成孔效率的高低，与板材的吸光率有直接关系。电路板板材中铜皮、玻织布与树脂三者的吸收度，民因波长而有所不同。前二者在UV 0.3mu以下区域的吸收率颇高，但进入可见光与IR后即大幅滑落。至於有机树脂则在三段光谱中，都能维持於相当不错的高吸收率。 1．4 脉冲能量实用的雷射成孔技术，是利用断续式（Q-switch）光束而进行的加工，让每一段光敕（以微秒us计量）以其式（Pulse）能量打击板材，此等每个Pulse（可俗称为一枪）所拥有的能量，又有多种模式（Mode），如单光束所成光点的GEMOO单束光点的能量较易聚焦集中故多用於钻孔。多束光点不但还需均匀化且又不易集中成为小光点，一般常用於雷射直接成像技术（LDI）或密贴光罩（Contact Mask）等制程。 1．5 精确定位系统 1.5.1 小管区式定位以“日立微孔机械”公司（Hitachi via Machine，最近由“日立精工”而改名）之RF/CO2钻孔机为例，其定位法是采“电流计式反射镜”（Galvanometer and Mirro）本身的X.Y.定位，加上机种台之XY台面（XY Table）定位等两种系统合作而成。后者是将大板面划分成许多小“管区”（最大为50mm见方，一般为精确起见多采用30mm见方），工作中可XY移动台面以交换管区。前者是在单一管区内，以两具Galvanometer的XY微动，将光点打到板面上所欲对准的靶位而成孔。当管区内的微孔全部钻妥后，即快速移往下一个管区再继续钻孔。

PCB钻孔工艺详解

PCB板钻孔制程简介目的：了解钻孔制程及品质要求内容点： ①PCB钻孔的作用 ②PCB钻孔板的品质缺陷及解决对策 ③钻孔品质及其鱼骨图分析 ④钻咀及相关辅料阐述 ⑤钻、锣带制作知识的介绍一、PCB钻孔的作用 1、PCB板制作流程以双面板喷锡板工艺流程为例: 开料→钻孔→沉铜→板电(加厚铜)→ 图形转移→电铜电锡→蚀刻退锡→ 检验→印阻焊→印字符→喷锡→成形 →测试→成品检查→包装一、PCB钻孔的作用 2、钻孔的作用钻孔就是在覆铜板上钻出所需的过孔。 PCB过孔按金属化与否，分为 a、电镀孔( PTH ),也叫金属化孔 b、非电镀孔(NPTH),也叫非金属化孔按工艺制程分为 a、盲孔（多层板） b、埋孔（多层板） c、通孔过孔主要提供电气连接与用作器件的固定或定位的作用。二、PCB钻孔板的品质缺陷及解决对策二、PCB钻孔板的品质缺陷及解决对策二、PCB钻孔板的品质缺陷及解决对策二、PCB钻孔板的品质缺陷及解决对策二、PCB钻孔板的品质缺陷及解决对策偏孔：二、PCB钻孔板的品质缺陷及解决对策

二、PCB钻孔板的品质缺陷及解决对策三、钻孔品质及其鱼骨图分析 1、钻孔的品质要求孔径：+0/-1mil 孔位：≤2mil 孔壁粗糙度：≤1mil 钉头：≤1.5 三、钻孔品质及其鱼骨图分析 2、钻孔品质鱼骨分析图四、钻咀及相关辅料阐述 1、钻咀 ST型钻咀(用于普通FR-4、CEM-3板及环保板加工) 四、钻咀及相关辅料阐述 UC型钻咀(具有耐磨性能好、排尘能力强、孔壁质量好、孔位精度高。适用于一般板材加工，尤其适合高Tg、环保板等硬度较高板材的加工) 四、钻咀及相关辅料阐述 2、盖板 PCB钻孔用盖板的要求是：有一定表面硬度防止钻孔上表面毛刺，但又不能太硬而磨损钻头。常用的有： a.铝箔 b.酚醛纸胶盖板 c.环氧玻璃布盖板 3、垫板要求垫板本身树脂成分不能过高，否则钻孔时将会形成熔融的脂球黏附在孔壁。常用的有： a.普通纸质垫板 b.高密度纸质垫板 c.酚醛垫板五、钻锣带制作知识的介绍 1、钻孔档（Drill File）介绍 a.常见格式： Exel系 S&m系 b.坐标格式 LEADING ZERO 省前0补后0 例：12.3→12300 TRAILING ZERO 补前0省后0 例：12.3→0123

UV激光基板钻孔新工艺讲解

UV激光基板钻孔新工艺目前，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，如像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。表1给出了目前激光系统中通常采用的两种激光装置的最主要技术特性的比较。表１:CO2激光与ＵＶ激光钻孔技术特性比较 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。图1给出了套孔方式。图1 套孔方式示意图对于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激光工具就钻的越快。CO2与UV激光之间的切换点为75到50im 的孔直径之间。 CO2激光的三种局限性：第一：由于10im光波在孔边缘的绕射，需要考虑最小的孔尺寸。第二：在铜上该波长的反射。第三：厚度达波长1/2的底层铜上的残留物。波长短得多的且在铜上有较高吸收率的UV激光就不存在上述三种局限性，因此，UV激光就成为一种理想的工具，它可用来在涂覆了任意一种铜材料的高档PCB 和基板即高密度互连技术（HDI）上钻小孔。 HDI一瞥

PCB钻孔流程1

PCB钻孔流程（一）一、目的： 1.1提高员工对制程的了解及品质意识，使其能迅速上岗，达成产能及品质目标。二、适用范围： 2.1 仅适用于PCB钻孔的工程师与领班。三、相关权责： 3.1 PCB钻孔。四、名词定义： 4.1无五、相关文件： 5.1无六、培训内容： 6.1钻孔的作用及细步流程介绍 6.2各流程的作用及注意事项 6.3制程控制的工艺参数 6.4品质检测与处理 6.5技术员工作职掌 6.6不良板重工流程 6.7 保养规范 6.8不良原因及改善对策 6.9点检项目记录表单

PCB钻孔流程（二） 6.1钻孔的作用及细步流程介绍： 6.1.1钻孔作用：用来对PCB进行切削孔位，便于插件及导通之作业。 6.1.2钻孔的细步流程介绍：进料→准备PCB钻咀→钻孔→检验→出货 6.1.3钻孔的环境要求：温度：20±2℃ 相对湿度：50±5% 6.1.4钻孔的主物料介绍： 6.1.4.1垫板（2.5mm）： 6.1.4.1.1作用：a.防止钻机台面受损； b.减少出口性毛头； c.减少钻咀扭断； d.降低钻咀温度； e.清洁钻咀沟槽中之胶渣。 6.1.4.1.2板材种类： a.复合材料——其制造法与纸质基板类似，但木屑为基础，再混合含酸或盐类的粘著剂，高温高压下压合硬化成为一体而硬度很高的板子。 b.酚醛树脂板——价格比上述的合板要贵一些，也就是一般单面板的基材。 c.铝箔压合板——同盖板一样。 d.Vbu垫板——是指Vented Back up垫板，上、下两面铝箔，中层为折曲同质的纯铝箔，空气可以自由流通其间，如石棉浪一样。垫板的选择一样依各厂条件来评估，其重点在：不含有机油脂，屑

激光钻孔原理讲解

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C02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。、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、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。 2、光化裂蚀Photochemical Ablation

激光钻孔原理

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。一、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、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。 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

钻孔时PCB工艺中一道重要的工序

钻孔时PCB工艺中一道重要的工序，看起来很简单，但实际上却是一道非常关键的工序。在此，笔者凭着个人钻孔工作的经验和方法，同大家分析一下钻孔工艺的一些品质故障产生的原因及其解决方法。在制造业中，不良品的产生离不开人、机、物、法、环五大因素。同样，钻孔工艺中也是如此，下面把用鱼骨图分列出影响钻孔的因素，如下图所示：图一、在众多影响钻孔加工阶段，对各项不同的项目施行检验为了确保加工板子从投入前至产出，全部过程的品质都在合格范围内。以下列举PCB 板钻孔加工常见的检验类别及项目。 (1)、钻孔前基板检验，项目有：品名、编号、规格、尺寸、铜铂厚；不刮伤；不弯曲、不变形；不氧化或受油污染；数量；无凹凸、分层剥落及折皱。 (2)、钻孔中操作员自主检验，项目为：孔径；批锋；深度是否贯穿；是否有爆孔；核对偏孔、孔变形；多孔少孔；毛刺；是否有堵孔；断刀漏孔；整板移位。二、钻孔生产过程中经常出现故障详细分解 1、断钻咀产生原因有：主轴偏转过度；数控钻机钻孔时操作不当；钻咀选用不合适；钻头的转速不足，进刀速率太大；叠板层数太多；板与板间或盖板下有杂物；钻孔时主轴的深度太深造成钻咀排屑不良发生绞死；钻咀的研磨次数过多或超寿命使用；盖板划伤折皱、垫板弯曲不平；固定基板时胶带贴的太宽或是盖板铝片、板材太小；进刀速度太快造成挤压；补孔时操作不当；盖板铝片下严重堵灰；焊接钻咀尖的中心度与钻咀柄中心有偏差。解决方法： (1) 通知机修对主轴进行检修，或者更换好的主轴。 (2) A、检查压力脚气管道是否有堵塞； B、根据钻咀状态调整压力脚的压力，检查压力脚压紧时的压力数据，正常为7.5公斤； C、检查主轴转速变异情况及夹嘴内是否有铜丝影响转速的均匀性； D、钻孔操作进行时检测主轴转速变化情况及主轴的稳定性；(可以作主轴与主轴之间对比) E、认真调整压力脚与钻头之间的状态，钻咀尖不可露出压脚，只允许钻尖在压脚内 3.0mm处； F、检测钻孔台面的平行度和稳定度。 (3) 检测钻咀的几何外形，磨损情况和选用退屑槽长度适宜的钻咀。 (4) 选择合适的进刀量，减低进刀速率。 (5) 减少至适宜的叠层数。 (6) 上板时清洁板面和盖板下的杂物，保持板面清洁。 (7) 通知机修调整主轴的钻孔深度，保持良好的钻孔深度。(正常钻孔的深度要控制在0.6mm为准。) (8) 控制研磨次数(按作业指导书执行)或严格按参数表中的参数设置。 (9) 选择表面硬度适宜、平整的盖、垫板。 (10) 认真的检查胶纸固定的状态及宽度，更换盖板铝片、检查板材尺寸。 (11 )适当降低进刀速率。 (12) 操作时要注意正确的补孔位置。 (13) A、检查压脚高度和压脚的排气槽是否正常； B、吸力过大，可以适当的调小吸力。 (14) 更换同一中心的钻咀。

激光打孔(论文)

激光打孔技术班级：XX 作者：周欣指导老师：XX 摘要: 激光打孔是最早达到实用化的激光加工技术，也是激光加工的主要应用领域之一。随着近代工业和科学技术的迅速发展，使用硬度大、熔点高的材料越来越多，而传统的加工方法已不能满足某些工艺需求, 而用激光打孔则不难实现。激光束在空间和时间上的高度集中，可以将光斑直径缩小到微米级从而获得很高的功率密度，几乎可以对任何材料进行激光打孔。关键词: 激光打孔一.激光打孔的原理激光束打孔机一般由固体激光器、电气系统、光学系统和三坐标移动工作台等四大部分组成。１）固体激光器工作原理当激光工作物质钇铝石榴石受到光泵(激励脉冲氙灯)的激发后，吸收具有特定波长的光，在一定条件下可导致工作物质中的亚稳态粒子数大于低能级粒子数，这种现象称为粒子数反转。一旦有少量激发粒子产生受激辐射跃迁，就会造成光放大，再通过谐振腔内的全反射镜和部分反射镜的反馈作用产生振荡，最后由谐振腔的一端输出激光。激光通过透镜聚焦形成高能光束照射在工件表面上，即可进行加工。２）电气系统包括对激光器供给能量的电源和控制激光输出方式(脉冲式或连续式等)的控制系统。在后者中有时还包括根据加工要求驱动工作台的自动控制装置。３）光学系统的功能是将激光束精确地聚焦到工件的加工部位上。为此，它至少含有激光聚焦装置和观察瞄准装置两个部分。４）投影系统用来显示工件背面情况，在比较完善的激光束打孔机中配备。

５）工作台由人工控制或采用数控装置控制，在三坐标方向移动，方便又准确地调整工件位置。工作台上加工区的台面用玻璃制成，因为不透光的金属台面会给检测带来不便，而且台面会在工件被打穿后遭受破坏。工作台上方的聚焦物镜下设有吸、吹气装置，以保持工作表面和聚焦物镜的清洁。二、激光打孔的特点激光打孔是最早达到实用化的激光加工技术，也是激光加工的主要应用领域之一。随着近代工业和科学技术的迅速发展，使用硬度大、熔点高的材料越来越多，而传统的加工方法已不能满足某些工艺需求。例如，在高熔点金属钼板上加工微米量级孔径，在硬质碳化钨上加工几十微米的小孔；在红、蓝宝石上加工几十微米的深孔以及金刚石拉丝模具、化学纤维的喷丝头等。这一类的加工任务用常规的机械加工方法很难，有时甚至是不可能的，而用激光打孔则不难实现。激光束在空间和时间上的高度集中，可以将光斑直径缩小到微米级从而获得很高的功率密度，几乎可以对任何材料进行激光打孔。激光打孔技术与机械钻孔、电火花加工等常孔打孔手段相比，具有显著的优点：（1）激光打孔速度快,效率高,经济效益好由于激光打孔是利用功率密度为l07-109W/cm2的高能激光束对材料进行瞬时作用,作用时间只有0.001-0.00001s,因此激光打孔速度非常快。将高效能激光器与高精度的机床及控制系统配合,通过微处理机进行程序控制,可以实现高效率打孔。在不同的工件上激光打孔与电火花打孔及机械钻孔相比,效率提高l0-1000倍。（2）激光打孔可获得大的深径比小孔加工中,深径比是衡量小孔加工难度的-个重要指标。对于用激光束打孔来说,激光束参数较其它打孔方法草便于优化,所以可获得比电火花打孔及机械钻孔大得多的深径比。一般情况下,机械钻孔和电火花打孔所获得的深径比值不超过10。（3）激光打孔可在硬、脆、软等各类材料上进行高能量激光束打孔不受材料的硬度、刚性、强度和脆性等机械性能限制，它既适于金属材料，也适于一般难以加工的非金属材料，如红宝石、蓝宝石、陶瓷、人造金刚石和天然金刚石等。由于难加工材料大都具有高强度、高硬度、低热导率、加工易硬化、化学亲和力强等性质，因此在切削加工中阻力大、温度高、工具寿命短，表面粗糙度差、倾斜面上打孔等因素使打孔的难度更大。而用激-光在这些难加工材料上打孔，以上问题将得到解决。我国钟表行业所用的宝石轴承几乎全部是激光打孔。人造金刚石和天然金刚石的激光打孔应用也非常普遍。用YAG激光在厚度为5.5mm的硬质合金上打孔，深径比高达l4:1，而在1l.5mm 厚的65Mn上可打出深径比为l9:1的小孔。在l0mm厚的坚硬的氮化硅陶瓷上可容易地打出直径为0.6mm的小孔，这都是常规打孔手段无法办到的。特别是在弹性材料上，由于弹性材料易变形，很难用一般方法打孔。

pcb钻孔工艺常见问题及处理

pcb钻孔工艺常见问题及处理 1、断钻咀产生原因有：主轴偏转过度；数控钻机钻孔时操作不当；钻咀选用不合适；钻头的转速不足，进刀速率太大；叠板层数太多；板与板间或盖板下有杂物；钻孔时主轴的深度太深造成钻咀排屑不良发生绞死；钻咀的研磨次数过多或超寿命使用；盖板划伤折皱、垫板弯曲不平；固定基板时胶带贴的太宽或是盖板铝片、板材太小；进刀速度太快造成挤压；补孔时操作不当；盖板铝片下严重堵灰；焊接钻咀尖的中心度与钻咀柄中心有偏差。解决方法： (1)通知机修对主轴进行检修，或者更换好的主轴。 (2)A、检查压力脚气管道是否有堵塞； B、根据钻咀状态调整压力脚的压力，检查压力脚压紧时的压力数据，正常为7.5公斤； C、检查主轴转速变异情况及夹嘴内是否有铜丝影响转速的均匀性； D、钻孔操作进行时检测主轴转速变化情况及主轴的稳定性；(可以作主轴与主轴之间对比) E、认真调整压力脚与钻头之间的状态，钻咀尖不可露出压脚，只允许钻尖在压脚内3.0mm处； F、检测钻孔台面的平行度和稳定度。

(3)检测钻咀的几何外形，磨损情况和选用退屑槽长度适宜的钻咀。 (4)选择合适的进刀量，减低进刀速率。 (5)减少至适宜的叠层数。 (6)上板时清洁板面和盖板下的杂物，保持板面清洁。 (7)通知机修调整主轴的钻孔深度，保持良好的钻孔深度。(正常钻孔的深度要控制在0.6mm为准。) (8)控制研磨次数(按作业指导书执行)或严格按参数表中的参数设置。 (9)选择表面硬度适宜、平整的盖、垫板。 (10)认真的检查胶纸固定的状态及宽度，更换盖板铝片、检查板材尺寸。 (11)适当降低进刀速率。 (12)操作时要注意正确的补孔位置。 (13)A、检查压脚高度和压脚的排气槽是否正常； B、吸力过大，可以适当的调小吸力。 (14)更换同一中心的钻咀。 2、孔损产生原因为：断钻咀后取钻咀；钻孔时没有铝片或夹反底版；参数错误；钻咀拉长；钻咀的有效长度不能满足钻孔叠板厚度需要；手钻孔；板材特殊，批锋造成。解决方法： (1)根据前面问题1，进行排查断刀原因，作出正确的处理。 (2)铝片和底版都起到保护孔环作用，生产时一定要用，可用与不可

常用激光器简介

几种常用激光器的概述一、CO2激光器 1、背景气体激光技术自61年问世以来，发展极为迅速，受到许多国家的极大重视。特别是近两年，以二氧化碳为主体工作物质的分子气体激光器的进展更为神速，已成为气体激光器中最有发展前途的器件。二氧化碳分子气体激光器不仅工作波长(10.6微米)在大气“窗口”，而且它正向连续波大功率和高效率器件迈进。1961年，Pola-nyi指出了分子的受激振动能级之间获得粒子反转的可能性。在1964年1月美国贝尔电话实验室的C.K.N.Pate 研制出第一支二氧化碳分子气体激光器，输出功率仅为1毫瓦，其效率为0.01%。不到两年，现在该类器件的连续波输出功率高达1200瓦，其效率为17 %，电源激励脉冲输出功率为825瓦，采用Q开关技术已获得50千瓦的脉冲功率输出。最近，有人认为，进一步提高现有的工艺水平，近期可以达到几千瓦的连续波功率输出和30~40% 的效率。 2、工作原理 CO2激光器中，主要的工作物质由CO?，氮气，氦气三种气体组成。其中CO?是产生激光辐射的气体、氮气及氦气为辅助性气体。加入其中的氦，可以加速010能级热弛预过程，因此有利于激光能级100及020的抽空。氮气加入主要在CO?激光器中起能量传递作用，为CO?激光上能级粒子数的积累与大功率高效率的激光输出起到强有力的作用。CO?分子激光跃迁能级图CO?激光器的激发条件：放电管中，通常输入几十mA或几百mA的直流电流。放电时，放电管中的混合气体内的氮分子由于受到电子的撞击而被激发起来。这时受到激发的氮分子便和CO?分子发生碰撞，N2分子把自己的能量传递给CO2分子，CO?分子从低能级跃迁到高能级上形成粒子数反转发出激光。 3、特点二氧化碳分子气体激光器不但具有一般气体激光器的高度相干性和频率稳定性的特点,而且还具有另外三个独有的特点：（1）工作波长处于大气“窗口”，可用于多路远距离通讯和红外雷达。（2）大功率和高效率( 目前，氩离子激光器最高连续波输出功率为100瓦，其效率为0.17 %，原子激光器的连续波输出功率一般为毫瓦极,其效率约为0.1%，而二氧化碳分子激光器连续波输出功率高达1200瓦,其效率为17%）。（3）结构简单，使用一般工业气体，操作简单，价格低廉。由此可见,随着研究工作的进展、新技术的使用，输出功率和效率会不断提高,寿命也会不断增长,将会出现一系列新颖的应用。例如大气和宇宙通讯、相干探测和导航、超外

激光钻孔工艺介绍

随着微电子技术的飞速发展，大规模和超大规模集成电路的广泛应用，微组装技术的进步，使印制电路板的制造向着积层化、多功能化方向发展，使印制电路图形导线细、微孔化窄间距化，加工中所采用的机械方式钻孔工艺技术已不能满足要求而迅速发展起来的一种新型的微孔加工方式即激光钻孔技术。一激光成孔的原理激光是当“射线”受到外来的刺激而增加能量下所激发的一种强力光束，其中红外光和可见光具有热能，紫外光另具有光学能。此种类型的光射到工件的表面时会发生三种现象即反射、吸收和穿透。透过光学另件击打在基材上激光光点，其组成有多种模式，与被照点会产生三种反应。激光钻孔的主要作用就是能够很快地除去所要加工的基板材料，它主要靠光热烧蚀和光化学烧蚀或称之谓切除。 (1)光热烧蚀：指被加工的材料吸收高能量的激光，在极短的时间加热到熔化并被蒸发掉的成孔原理。此种工艺方法在基板材料受到高能量的作用下，在所形成的孔壁上有烧黑的炭化残渣，孔化前必须进行清理。 (2)光化学烧蚀：是指紫外线区所具有的高光子能量(超过2eV电子伏特)、激光波长超过400纳米的高能量光子起作用的结果。而这种高能量的光子能破坏有机材料的长分子链，成为更小的微粒，而其能量大于原分子，极力从中逸出，在外力的掐吸情况之下，使基板材料被快速除去而形成微孔。因此种类型的工艺方法，不含有热烧，也就不会产生炭化现象。所以，孔化前清理就非常简单。以上就是激光成孔的基本原理。目前最常用的有两种激光钻孔方式：印制电路板钻孔用的激光器主要有RF激发的CO2气体激光器和UV固态Nd：YAG激光器。 (3)关于基板吸光度：激光成功率的高低与基板材料的吸光率有着直接的关系。印制电路板是由铜箔与玻璃布和树脂组合而成，此三种材料的吸光度也因波长不同有所不同但其中铜箔与玻璃布在紫外光0．3mμ以下区域的吸收率较高，但进入可见光与IR后却大幅度滑落。有机树脂材料则在三段光谱中，都能维持相当高的吸收率。这就是树脂材料所具有的特性，是激光钻孔工艺流行的基础。二 CO2激光成孔的不同的工艺方法 CO2激光成孔的钻孔方法主要有直接成孔法和敷形掩膜成孔法两种。所谓直接成孔工艺方法就是把激光光束经设备主控系统将光束的直径调制到与被加工印制电路板上的孔直径相同，在没有铜箔的绝缘介质表面上直接进行成孔加工。敷形掩膜工艺方法就是在印制板的表面涂覆一层专用的掩膜，采用常规的工艺方法经曝光/显影/蚀刻工艺去掉孔表面的铜箔面形成的敷形窗口。然后采用大于孔径的激光束照射这些孔，切除暴露的介质层树脂。现分别介绍如下： (1)开铜窗法：首先在内层板上复压一层RCC(涂树脂铜箔)通过光化学方法制成窗口，然后进行蚀刻露出树脂，再采用激光烧除窗口内基板材料即形成微盲孔：

PCB钻孔工艺详解解析

PCB板钻孔制程简介 2011年

目的：了解钻孔制程及品质要求内容点： ①PCB钻孔的作用 ②PCB钻孔板的品质缺陷及解决对策 ③钻孔品质及其鱼骨图分析 ④钻咀及相关辅料阐述 ⑤钻、锣带制作知识的介绍

一、PCB钻孔的作用 1、PCB板制作流程以双面板喷锡板工艺流程为例: 开料→钻孔→沉铜→板电(加厚铜)→ 图形转移→电铜电锡→蚀刻退锡→ 检验→印阻焊→印字符→喷锡→成形 →测试→成品检查→包装

一、PCB钻孔的作用 2、钻孔的作用钻孔就是在覆铜板上钻出所需的过孔。 PCB过孔按金属化与否，分为 a、电镀孔( PTH ),也叫金属化孔 b、非电镀孔(NPTH),也叫非金属化孔按工艺制程分为 a、盲孔（多层板） b、埋孔（多层板） c、通孔过孔主要提供电气连接与用作器件的固定或定位的作用。

二、PCB钻孔板的品质缺陷及解决对策品质缺陷原因分析解决对策断钻(孔损)下钻速或回刀速过快更改加工参数压脚问题检查或更换压脚机床不稳定检查固定座钻咀有缺陷或超孔限更换钻咀类型或检查钻咀叠板过厚或叠板过松减少叠板数或叠紧盖板材料不对更换盖板加工深度过深更改合理的深度胶纸未贴好将胶纸贴好贴牢固

二、PCB钻孔板的品质缺陷及解决对策品质缺陷原因分析解决对策断钻(孔损)板间有杂物保持板面及板间清洁孔壁粗糙，毛刺，钉头钻头钝或钻头有缺口更换钻头压脚压力过小检查压脚及气压设置加工参数过快或过慢调整参数设置叠板太松或太厚贴紧板或更改叠板厚度板间有杂物保持板面及板间清洁多层板层压固化不良需层压或板材协助解决盖板不平、太薄等更换盖板材料烤板时间或温度不够按要求重新烤板

激光蚀刻钻孔工艺

激光蚀刻钻孔工艺（一）【来源:SMT专家网】【编辑:】【时间: 2009-12-8 9:10:22】【点击: 8】在孔径大于0.008寸(200μm)的场合基本上都使用机械式钻孔，而较小孔径则主要应用激光钻孔。激光钻孔的孔径最小为0.001寸(25μm)，一般标准孔径为0.004寸(100μm) 至0.006寸(150μm)。直到1999年年底，激光钻孔还仅在少数几个产品中使用，那时全世界只有400台设备，其中300台在日本，均用于第一代激光钻孔工艺：未覆铜材料的CO2钻孔。预计到2002年激光钻孔的数量将会有很大的增加，因为那时移动电话需求量估计会达到3.5亿部。为生产出足够的印刷线路板，将需要2000台激光钻孔设备，这个数字还没包括小型因特网接入设备、个人电脑和其他设备的需求。激光蚀刻钻孔工艺包括直接电介体钻孔、共形掩膜钻孔和完孔成形三种。直接电介体钻孔是用CO2激光束照射材料表面，每发出一次激光脉冲就有一部分材料被蚀刻掉，然后在下一步工序中对材料整个表面进行电镀。该工艺的特点是钻孔速度快，但由于CO2激光的分辨率太低，其孔径不能低于0.004寸(100μm)；另外未覆铜材料还存在共面和精确度等问题。共形掩膜钻孔是用CO2激光在覆铜层已经经过腐蚀的电介材料上钻孔。在光刻工艺中，覆铜层通过化学方法先作完腐蚀，这时它就如同一个掩膜，使CO2激光只作用于电介材料上。目前使用的是无需装备外部激光气的最新式射频激励密封CO2激光，这种激光束具有质量好(TEM00)、重复率高(20kHz以上)及持久耐用等特点。将这些特点和快速扫描仪(每秒超过1000点)及快速操纵系统如带线性马达(最高2500ipm)的工作台等结合起来，可以使钻孔速度达到每分钟60000孔(1mm间隔)。由于覆铜层已预先腐蚀掉，所以孔的直径与激光波长无关，在25μm至250μm之间。完孔成形使用两种激光，即UV激光与CO2激光，目前最新的技术是固态UV激光，它利用二极管吸收方式激励激光棒。一个典型的完孔成形系统可产生两种激光：吸收二极管产生的355μm UV激光(脉冲重复率高达100kHz)以及CO2激光。UV激光用来除去铜层，CO2激光用来去除电介质，该工艺已在很多不同的工业中分别得到开发应用，其中主要是在美国和欧洲的一些国家。 UV激光以一种称为环钻的方式移动，激光束开始照在孔的中心，然后环绕中心作同心圆移动，同心圆直径依次增大直至将整个区域的覆铜层都蚀刻掉。铜层去掉以后再用CO2激光去除电介质，这时剩余的覆铜层就作为CO2激光的掩膜。这种工艺的优点是孔径可以小至0.002寸(50μm)而且很精确，同时每分钟钻孔数量可达5000个以上。该工艺也可用于多层线路板的钻孔。传统弧灯只有400～500小时寿命，而二极管的使用寿命一般都超过10000小时，所以二极管吸收式激光有助于提高产量和延长使用寿命。由于激光二极管的寿命可以预测

激光打孔机

机型简介: 激光打孔机是利用激光技术和数控技术设计而成的一种打孔专用设备。具有激光功率稳定、光束模式好、峰值功率高、高效率、低成本、安全、稳定、操作简便等特点。咨询：一三四三零七二零九七零 QQ：一一八五九四零八一七根据小孔的尺寸范围划分为六档：小孔:1.00～3.00(mm); 次小孔:0.40～1.00(mm); 超小孔:0.1～0.40(mm); 微孔:0.01～0.10(mm); 次微孔:0.001～0.01(mm); 超微孔:<0.001(mm)。

适用材料和行业应用: 激光打孔主要进行金属非接触打孔; 最小孔径可达到0.01mm，适合普通金属及合金（铁、铜、铝、镁、锌等所有金属），稀有金属及合金（金、银、钛）等材料的打孔。

广泛应用于：汽车喷油嘴，细孔穿孔，吸嘴，雾化器，精密模具，航天电子，微晶电路板，滤网滤芯，激光冲孔筛网，微孔滤膜，微孔曝气管，金属微孔管，微孔膜过滤器，内燃机燃油喷嘴，手表夹板，飞机透平叶片，探测器，传感器，喷油孔，冲孔铝板，微孔增氧机，微孔振荡器，微孔网，雾化喷嘴，发动机喷油嘴，喷油嘴，喷气嘴，微孔板，穿孔板，吸音板，微孔过滤器，微孔过滤网，微孔筛，不锈钢过滤网，滤清器，激光打孔网，喷枪喷嘴，化纤喷丝板，电子计算机打印头，细胞过滤器，电视机障板，天象仪星孔板，激光细孔网，精密细孔，SMT吸嘴，CPU 端子模，小孔吸嘴，燃烧器，过滤孔， --------------------------------- 激光打孔机技术指标：型号：XH-B200; 技术参数：激光功率：200W; 激光波长：1064NM；

PCB钻孔工艺详解

PCB板钻孔制程简介 2008年