PCB激光钻孔
PCB的激光钻孔技术
２ １ 常规基层板 ．
便 携 电话 的母 板 等 使 用 的 常规 基 层 板 中 ，以 适 应 高密 度 化 和 低 成 本 为 目的 的 工程 方式 正 在 发 生 变 化 。传 统 的量 产 化 正 在 从 表 面铜 箔 上利 用 蚀 刻 形 成 窗口 （ ｎｏ Ｗｉ ｄ ｗ） 并 照射 比窗 口大 的激 光 束 进 行 加
ｂ ａ ｄ ｏｒ．
Ｔｈ ｓｐａ ｅ ｅ ｃ ｉｅ ｕ ｒ ｎ ｔｔ ｆｌｓ ｒｄ ｉｌ ｇ ｔｃ ｎ ｌ ｇ ｏ ｅ ｔｇ ｎ ｒｔｏ ｒｎ ｅ ｉｃ ｔ ｉ ｐ ｒｄ ｓ ｒｂ ｓｃ ｒｅ ｔｓａｕｓｏ ｅ ｒｌ ｎ ｅ ｈ ｏ ｏ ｙ ｆ ｒｎ ｘ ｅ ｅ ａｉ ｎ ｐ ｉ ｔｄ ｃｒ ｕｉ ａ ｉ
电子 设 备 的 轻 量 化 和 高 性 能 化 ，Ｐ ＣＢ发 展 到 小 径化
图 １ ＣＢ １ 中 钻 孔 机 的 任 务 Ｐ ￥１ 造
．
１． ５
综 述 与 评 论 Ｓ ｍ ｒ ａｉｎ＆ Ｃ ｍｍ ｎ ｕ ｍａｉ ｔ ｚ ｏ ｏ ｅｔ
印 制 电 路 信 息 ２ １ ｏ３ ０ ２Ｎ ．
表１Ｐ 的现状和小径化 加工动向预 测 ＣＢ
Ｋ ｙｗｏ ｄ Ｐ ｉ ｅ ｒｕｔ ｏ ｒ Ｐ ） Ｌ ｓ ｒ ｒｌ ｇ Ｃ ｉ ｃ ｒ ｉ ； ｕｆｃ ｅ ｔ ｎ ｒ ｅ ｒｓ ｒ ｔｄＣｉ ｉＢ ａｄ（ ＣＢ ； ａ ｅ ｉｎ ； ｕ ｄ ｅ ｔ ｉｎ Ｓ ｒ ｅｔ ａｍｅ ｔ ｏ ｎ ｃ ｄｌ ｉ ｒ ｄｌ ｇ ｌ ａ ｒ ｆ Ｃｕ
孔 的铜直 接 钻孔加 工加 以介 绍 。
２ 激 光￣ ｚ ｆ 现状 ￣ ， 径 化的 动 向 ｊ ｌ ｎ ＇ ， ｊ ｌＪ ｌ 孔 导 通 孔 Ｃ ￣ Ｔ
分 别 采 用 钻 头钻 孔 机 和 激 光 钻 孔 机 进 行 加 工 。 随着
pcb激光钻孔标准
pcb激光钻孔标准PCB激光钻孔标准。
PCB（Printed Circuit Board）激光钻孔是电子行业中常见的一种加工工艺，它对于电路板的精密加工起着至关重要的作用。
在进行PCB激光钻孔加工时，需要遵循一定的标准，以确保加工质量和生产效率。
本文将就PCB激光钻孔的标准进行详细介绍，希望能为相关从业人员提供一些参考和帮助。
首先，PCB激光钻孔的标准主要包括以下几个方面，孔径精度、孔壁质量、孔径偏移和孔径形状。
在进行PCB激光钻孔加工时，需要根据具体的要求和标准来进行操作，以确保加工出的电路板符合设计要求。
孔径精度是指激光钻孔加工后孔径的精确度，通常用孔径公差来表示。
在实际加工中，需要根据电路板的设计要求来确定孔径公差的范围，以确保加工出的孔径符合设计要求。
此外，还需要注意激光钻孔设备的精度和稳定性，以确保加工出的孔径精度达到要求。
孔壁质量是指激光钻孔加工后孔壁的平整度和光洁度。
在进行PCB激光钻孔加工时，需要注意选择合适的激光参数和加工工艺，以确保加工出的孔壁质量良好。
此外，还需要定期对激光钻孔设备进行维护和保养，以确保加工出的孔壁质量稳定。
孔径偏移是指激光钻孔加工后孔径位置与设计要求的偏移量。
在进行PCB激光钻孔加工时，需要严格控制激光钻孔设备的定位精度，以确保加工出的孔径位置准确。
此外，还需要注意电路板的定位和固定，以确保加工出的孔径位置与设计要求一致。
孔径形状是指激光钻孔加工后孔径的形状，通常包括圆孔、椭圆孔等。
在进行PCB激光钻孔加工时，需要根据设计要求选择合适的激光参数和加工工艺，以确保加工出的孔径形状符合设计要求。
此外，还需要注意激光钻孔设备的稳定性和一致性，以确保加工出的孔径形状稳定。
总之，PCB激光钻孔标准对于电路板的加工质量和生产效率起着至关重要的作用。
在进行PCB激光钻孔加工时，需要严格遵循相关标准和要求，以确保加工出的电路板符合设计要求。
希望本文能为相关从业人员提供一些参考和帮助，让他们能够更好地掌握PCB激光钻孔的标准和技术要点。
PCB激光钻孔爆孔问题解决方法
PCB激光钻孔爆孔问题解决方法作者：孟祥胜来源：《中国高新技术企业》2013年第08期摘要：PCB激光钻孔“爆孔”危害大，严重影响到企业与客户利益。
文章经过大量的数据收集整理与分析，结合激光钻孔加工原理，终于找到问题产生的内在规律，并采取有效措施改善，有效地保证了产品的质量，真正实现了PCB激光钻孔的高速率、高品质、高可靠性的稳定加工。
关键词：激光钻孔；激光钻削参数；激光爆孔；PCB中图分类号：TN41 文献标识码：A 文章编号：1009-2374（2013）12-0044-041 激光钻孔原理利用CO2激光发生器发出额定输出功率200W、脉冲频率100～6000Hz、脉冲宽度为1～30us的激光，使其在BEAM的作用下经过整形、滤波并最终形成Gauss mode和Top hat mode 2种光束模式，再在Aperture的作用下形成33种光束直径，用以满足客户不同类别产品孔径要求。
Galvano为X/Y扫描振镜，通过该部件及透镜可以在工件上形成30mm×30mm/50mm×50mm/70mm×70mm的激光加工区域，用户可根据实际情况设定加工区域，一般设定区域为50mm×50mm，如图1所示：在实际加工生产板时，可根据板材类别/厂家（FR-4、高TG、普通TG）、介质层厚度（1080或1060或2116）、激光孔径大小（Φ75～Φ250um）及激光孔的结构类别（1阶或2阶或LargeWindow孔）而选择不同的激光模式与加工参数，从而获得预期的激光孔效果。
然后在每个加工区域内，激光能量除了受脉冲宽度、频率、周期、波形外，还受孔密度的影响，如图2所示。
下面具体分析说明：待加工孔径为Φ250um，选择循环激光钻孔模式加工，模式设定为11，具体加工参数为：AP，17；加工模式，11；PUSLE周期1，500um；PUSLE宽度1，14us；SHOT数1，1；PUSLE周期3，500us；PUSLE宽度3，16us；SHOT数3，20。
pcb钻孔和外形
第17页
入职工艺知识培训讲义
2.3激光钻孔控制参数
RD-CM-WI01S1A
Outline是以外框圆烧蚀孔，用其能 量将铜皮揭起； Spiral是以螺旋方式由里向外或由 外向内烧蚀，将铜直接升华； Filled以同心圆环方式由里向外或 由外向内烧蚀。 一般设置成3到4个Task，Task1都是 用于烧蚀铜皮，后面的Task是用于 清理树脂。能量的大小主要影响参 数Frequency、Pulse width、Mark speed。
D、盖板 △防止钻孔上表面毛刺 △保护层压板 △提高孔位精度 △ 冷却钻针，降低钻孔温度
第5页
入职工艺知识培训讲义
G、钻刀
RD-CM-WI01S1A
钻刀是机械钻孔过程中用到的切削刀具。一般采用钨钴类合金经高温、高压烧结而 成，具有高硬度和高耐磨性。 钻刀材质与性能
钻刀结构
第6页
入职工艺知识培训讲义
槽孔不良
孔大/小
漏孔
偏孔
第13页
入职工艺知识培训讲义
1.6设备维护保养及环境控制 温度：18-24℃； 序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 湿度：47-63％RH； 维护内容 每班清洁机器台面及机器外表 每班清洁夹头、检查主轴声音 每班清洁钻针座粉屑、冷却机外壳 每班清洁冷却部分防尘网 每班检查油位、压力脚轴衬的磨损情况，清洁压力脚 每班检查铜POD是否松动、钻机负压值 每月检查主轴静态≤15um、动态≤20um 每月检查钻针握力、冷却机运行声音 每月检查流量是否正常，有无泄漏，温度是否可控，油冷 报警信号是否正常； 每月排掉空气过滤器内的冷凝水 每季对机械装置进行润滑 每半年更换冷却机冷却油
RD-CM-WI01S1A
外形加工制程介绍 3.1流程： A. 铣板：将半成品线路板切割成客户所需要的尺寸的外形成品线路板。 B. V-CUT：在线路板上加工客户所需“V形坑”，便于客户安装使用线路板。 C. 倒角：将线路板之金指加工成容易插接的斜面。
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，屑够软不伤孔壁，表面够硬，板厚均匀、平整等。
操作CNC控制现有CAD/CAM工作站都可直接转换钻孔机接受之语言只要设定一些参数如各孔代号代表之孔径即可。
6.1.4.2铝片（0.2mm），也称盖板：6.1.4.2.1作用：a.防止压力脚直接压伤铜面；b.使钻尖容易中心定位；c.减少进口性毛头；d.利于散热；e.钻咀进、退时的清洁。
PCB板钻孔制程介绍
五、钻锣带制作知识的介绍
c.单位制
公制(METRIC) mm 英制(ENGLISH) inch or mil
d.单位换算
1 inch=1000 mil=2.54 cm=25.4 mm 1 mm=0.03937inch=39.37 mil
五、钻锣带制作知识的介绍
2、钻(锣)带文件头介绍（以常用的EXEL格式为例）
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
原因分析
解决对策
钻咀磨损过度
更换钻咀
板材问题
更换板材
切割速度过快
降低转速或下钻速
钻头断或钻咀长度不够 更换钻咀重新补孔
台面不平
调整台面平整度
下钻深度设置错误
更改合理设置
操作失误Biblioteka 补孔或报废钻带出错或格式用错 用正确格式的钻带生产
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
原因分析
解决对策
内层焊盘不硬
检查内层
板材厚板不均匀
更换更好的板材
压力脚不平或压力不足 更换压脚或调整气压
烤板时间或温度不够 重新烤板
钻床不稳定
检查钻床固定座
主轴偏摆过大
清洗夹嘴或维修主轴
钻咀类型不附或有缺口 更换钻咀
盖板不好
更换盖板
PCB激光钻孔工序标准操作手势
正确操作：
员工需双手戴手套拿板，两手平拿板边，不能
接触到板内图形。
错误操作：
员工不戴手套拿板。
正确操作：
员工需双手推车前行。
错误操作：
员工单手拉车前行。
正确操作：
板要堆放整齐、两边与自动上板车成90度靠齐，两边定位销与板边相切，一次上板搬动不能
错误操作：
板子没有堆放整齐，两定位销没有与板边相切，容易擦花板面和造成对位不准。
正确操作：
移开两边的定位销，搬下板子，一次搬动不能
错误操作：
没有移开两边的定位销，且一次搬动整lot板，容易擦花板面和摔板、掉板。
正确操作：
自动上、下板车与车门对齐后，双手水平推进，待绿色显示灯闪动后即可按START键开始生
错误操作：
自动上、下板车没有与车门对齐，且单手推
正确操作： 直立在机器前操作。
错误操作：
爬在机器上操作。
正确操作： 在机器前在写字板上填写生产记录。
错误操作：
在机器上填写生产记录。
正确操作：
员工抽检时必须佩带手套，一手轻压板边，一手
错误操作：
员工抽检时没有佩带手套，且赤手摸板。
正确操作：
每LOT板隔一张胶片，最外面加胶片保护，每LOT 流程卡整齐夹放于中间位置，放板数量不得超过 错误操作：
板表面没有加胶片保护，没有流程卡，放板数量。
PCB工艺流程之镭射钻孔工序工艺培训
(2)运动控制系统 Z轴上下移动机构
作用:改变作用及光强度和光斑直径
X/Y向移动和机构
作用:实现整个板面上孔的加工
(3)CO2激光钻孔光学系统
传递光路
反射镜 透镜
光阑（光圈） 半反半透镜X/YFra bibliotek向扫描用光学摆镜
远心物镜
(A)传递光路
☺多孔光阑
入射光线
多孔光阑
出射光线
(B)X/Y方向扫描用光学摆镜
2.各参数设定意义
（1）APERTURE(光径)/MASK(光圈)
定义： 光在进入扫描镜摆镜前经过一光阑盘，该盘上沿旋转中心等 距离但不同转动角度位置处分布有不同直径的光阑孔,通过转动光阑不 同直径的孔对准入射光束,达到输出不同直径大小光斑的目的.
（2） PULSEWIDTH（脉冲宽度） 定义:激光脉冲宽度表明激光波峰时间持续长短
525mm*95mm*3mm
HITACHI MITSUBISHI
四、镭射钻孔工艺操作及控制条件
1.镭射钻孔主要参数
（1）HITACHI
APERTURE(光径) PULSEWIDTH（脉冲宽度） SHOT（枪数） MODE（模式）
（2）MITSUBISHI
MASK(光圈) PULSEWIDTH（脉冲宽度） SHOT（枪数） B/C（模式）
材料逸出
3.UV成孔
利用紫外光线激光的化学能去破坏有机分子的分子键、 金属晶体的金属键和无机物的离子键，形成悬浮颗粒或原
子团、分子团或原子分子，在局部发生蓬松，配合真空吸 气作用，使小微粒极力从孔中逃逸，或被强制吸走形成孔。
激
激
激
光
光
光
激光照射
化学键撕裂
材料逸出
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GALVANO SCANNER
・FREQUENCY ・ HOLE POSITION ACCURACY
APERTURE OPTICAL PASS
BEAM SHAPING UNIT
LASER HEAD
・ENERGY DENSITY ・HOLE DIA.
・BEAM SHAPING
Fθ LENS
Power requirement
CO2 Laser Drilling Machine
Application
Computer PCMCIA Card Cellular Phone Others
P.C. Board Structure
TH TH (Through Hole) BH (Blind Hole) } Build-up
高可靠性ＲＦ激勵型雷射
mirror slab mirror Beam shaper
高穩定輸出 •高度連續，短脈衝輸出 •不會發生無效激發 •高質量光束模式
不需要日常維修
Laser output
•長壽命 •氣體封閉式 •不需要定期更換氣體 高頻率RF型雷射
輸出功率［Ｗ］ 功率峰值
時間 [ s ec ]
Cross Section Material : MR500 (Mitsui)
φ75m (3 mil)
CONFIDENTIAL
φ100m (4 mil)
φ125m (5 mil)
L0E0356B （加工）
Cross Section Mitsui
75μm dia. (3 mil)
CONFIDENTIAL
Cu : MITSUI 100μm dia. 125μm dia. (4 mil) (5 mil)
ＴＭ
M
L0E0367B （加工）
Cross Section Hitachi Chemical
75μm dia. (3 mil)
CONFIDENTIAL
Cu : MITSUI 100μm dia. 125μm dia. (4 mil) (5 mil)
Black Oxide Etch Bond
Prep.
L0E0505A
Cross Section Material : MCF-6000E (Hitachi Chemical)
φ75m (3 mil) φ100m (4 mil)
CONFIDENTIAL
φ125m (5 mil)
L0E0357B （加工）
ＴＭ
M
L0E0369B （加工）
Cu Direct Drilling
CONFIDENTIAL
Cu 5μm
Cross Section
Birds-eye View
Top Surface
L0E0585A
Cu Direct Drilling
CONFIDENTIAL
Cu 9μm
Cross Section
Birds-eye View
1.Solution for Miss Registration 2.No window is necessary
• High Energy Density • Thinner Copper
Half Etching New thin 5μm Copper
• Copper Surface Treatment
CONFIDENTIAL
90 80 70 60 50 40 30 20 10 0
Dielectric
Absorption (%)
Glass
UV
Laser
Copper
CO2
Laser 9400 10600
L0E0103D （原理２）
355 1064 Wavelength in Nanometers
CO2 Laser Optical System
Resin
Cu
Smaller Via(<φ0.1mm) Subject ： The yield of conformal window grow worse
Cu Direct
UV+CO2 ＵＶ
ＣＯ２
L1E0136A
Laser Drilling Method （3）
CONFIDENTIAL
Cu Direct Drilling
LCO series
535*690mm +/-0.005mm
LC-1C series
535*690mm +/-0.002mm
LC-2C series
535*690mm +/-0.002mm
Super Pulse CO2 laser,wave length 9.4 μ m 10 to 100μ sec 50*50mm 3-phase 220V 50/60Hz 18KVA 1to30 μ sec 50*50mm 3-phase220 50/60Hz 18KVA 1to30 μ sec 50*50mm 3-phase220 50/60Hz 18KVA
ＣＳＰ (Chip Size Package)
Build up PCB Structure
Build up part Core part Build up part
Laser Wavelength
CONFIDENTIAL
[nm] EXCIMER(ArF) 193 EXCIMER(KrF) 248 EXCIMER(XeCl) 308 Ar Ion 364 400 Ar Ion 488 700
商品介紹
型號： LCO series (97年推出) 特性： 高速Super CO2 system 自動基板交換裝置 極佳的操作性；交談式的程式語言 自動基板對焦 藉由step pulse可實行高速burst加工
型號： New LC-1C series(99年推出) 特性： 高速、高信賴性Super CO2 藉由step pulse可實行高速burst加工 微小pulse width安定化控制系統 極緻實現量產時的實用性 自動基板交換裝置(ABC-1C)
Requirements vs. Miss Registration
CONFIDENTIAL
Causes 1. Innerlayer Shrink / Expansion 2. Registration Error between Innerlayer pads and Outerlayer window ( Etching mask ) Innerlayer Fiducial Hole Registration of Outerlayer Scaling
實驗、樣品用雷射
型號： New LC-1C series(2001年推出) 特性：配合客戶需求推出實驗用及多樣的樣品用 的設備 孔徑範圍大及採用最新TOP HAT 技術 達到品質及速度雙贏 自動基板交換裝置(ABC-1C)
實現量產化的旗艦
型號： New LC-2C series ( 2001推出) 特性：日立原創單雷射頭雙雷射鑽孔機。 藉雙雷射實現高產能 雷射能量可控制且穩定 step pulse可實行高速burst加工 自動基板交換裝置(ABC-1C)
L1E0132A
Laser Drilling Method
CONFIDENTIAL
Cu Direct
UV
UV+CO2
ＵＶ
ＣＯ２
L1E0133A
Laser Drilling Method （１）
Conformal mask
1.Select beam size optimum for window diameter 2.Excessive Energy
Top Surface
L0E0583A
Cu Direct Drilling
CONFIDENTIAL
Cu 12μm
Cross Section
Birds-eye View
Top Surface
L0E0584A
雷射加工孔品質的評估要因 Laser Via Quality 玻璃纖維 (FR-4, BT) 孔口塌陷 表面銅箔 絕緣層 內層銅箔 剝離 芯 裂縫 材 樹脂殘留，孔底炭化 孔壁粗糙度 (RCC) 孔壁斜度
・BEAM POSITIONING FOCUSING
・POWER ・FREQUENCY ・PULSE WIDTH ・PULSE MODE
TABLE POSITIONING
・SPEED / ACCURACY
X Y
L0E0509A
SCANNING AREA
電路板加工用 co2雷射激發源
SuperPul se
Ofuna Enterprise Co.,Ltd.
Technical Presentation
Laser Drilling Technology
Confidential & Proprietary JUN. , 2002
大船企業股份有限公司
桃園縣龜山鄉華亞科技園區復興三路558號 公司電話 ：(03)318-1111 公司傳真 ：(03)318-0999
1.Beam size decides hole diameter 2.Solution of Miss Registration Problem 3.Faster Drilling Speed than Conformal Mask 4.Hole Roundness directly effected by Beam Shape
L0E0180B （ミスﾚｼﾞ１）
Miss Registration (by Conformal)
Registration
CONFIDENTIAL
＜ Positioning between Innerlayer & Outerlayer ＞