镭射钻孔培训教材
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三菱镭射钻机培训教材
BM-R (右分光镜) Aperture-R RT-R (反射镜) SM1-R (反射镜) SM2-R(反射镜) Processing lens Window BM-L (左分光镜) Aperture-L RT-L (反射镜) SM1-L (反射镜) SM2-L(反射镜) Processing lens Window
检查方法 :
• 用２０-５０倍放大镜检查，用ＣＣＤ显微镜测量孔径
检测工具：
安全控制和环境要求
1. 安全控制 : a ) 机器安全及防护 : x、y、z 限位开关，水导电率控制。
发振器、光路为全密封设计。 ups停电保护、紧急按钮、故障指示灯。 b ) 人身安全：警示标志，防护装置，门感应开关。 c ) 生产控制：温度显示，吸尘范围控制，真空度控制。
发振器介绍 :
基本结构 :三菱雷射钻孔工机发振器主要由镜片（TR、PR）、 电极、热交换器、气体循环装置、散热装置等组成。
三菱CO2雷射发振器之特长: ・高峰値、短脉冲→高质量加工 ・长・短脉冲可变→广范围加工 ・高输出・高重复性→高生产性
主机介绍 :
• 主要利用光学原理将激光通过反射、折射、变焦、聚焦、分光到工作台 上,然后通过工作室内的能量表来检测、控制加工激光能 ，在PC控制相关 软件和条件下对加工板进行加工。
计算机 屏幕
触摸屏
光路位于机顶
自动吸板装置 ( 收板 )
自动收板 车
雷射钻孔室 ( 双台面 )
自动放板 车
自动吸板装置 ( 放板 )
雷射成孔的原理 :
雷射光是 : 当“射线”受到高压电的激发，而增大能量下 所产生的一种强力光束，其中红外光或可见光拥有热能， 紫外光则另具有化学能。当光束射到工作物表面时会发生 反射（Reflection）吸收（Absorption）及穿透 （Transmission） 三种现象，其中只有被吸收者才会发 生作用。
检查方法 :
• 用２０-５０倍放大镜检查，用ＣＣＤ显微镜测量孔径
检测工具：
安全控制和环境要求
1. 安全控制 : a ) 机器安全及防护 : x、y、z 限位开关，水导电率控制。
发振器、光路为全密封设计。 ups停电保护、紧急按钮、故障指示灯。 b ) 人身安全：警示标志，防护装置，门感应开关。 c ) 生产控制：温度显示，吸尘范围控制，真空度控制。
发振器介绍 :
基本结构 :三菱雷射钻孔工机发振器主要由镜片（TR、PR）、 电极、热交换器、气体循环装置、散热装置等组成。
三菱CO2雷射发振器之特长: ・高峰値、短脉冲→高质量加工 ・长・短脉冲可变→广范围加工 ・高输出・高重复性→高生产性
主机介绍 :
• 主要利用光学原理将激光通过反射、折射、变焦、聚焦、分光到工作台 上,然后通过工作室内的能量表来检测、控制加工激光能 ，在PC控制相关 软件和条件下对加工板进行加工。
计算机 屏幕
触摸屏
光路位于机顶
自动吸板装置 ( 收板 )
自动收板 车
雷射钻孔室 ( 双台面 )
自动放板 车
自动吸板装置 ( 放板 )
雷射成孔的原理 :
雷射光是 : 当“射线”受到高压电的激发，而增大能量下 所产生的一种强力光束，其中红外光或可见光拥有热能， 紫外光则另具有化学能。当光束射到工作物表面时会发生 反射（Reflection）吸收（Absorption）及穿透 （Transmission） 三种现象，其中只有被吸收者才会发 生作用。
镭射钻孔培训教材(ppt 40页)
(4)Remained Glass Fiber
31
Laser Microvia缺陷分析
PROBLEMS Remained Resin
(5)Remained Resin
Cause and Effect
a.Very thin smeared resin on the bottom of
hole not reach sublimation point
吸收率
各种材料都吸收
UV
1 0.9 0.8 0.7 0.6 0.5 0.4 0.3 0.2 0.1
0
VISIBLE
IR 树脂吸收红外光强
Resin Matte Cu Glass
铜反射
0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1 1.1 1.2
波长 (um)
玻璃反射
由于不同材料对各类激光的吸收均不相同，导致LASER加工混合材料时的困难。
Blind Vias
Aspect Ratio
12
Laser 钻机介绍
我司现有 Laser 钻机
➢HITACHI
LC-1C21E/1C LC-2F21SE/1C LC-2F212SE/2C LC-2G212E/2C LC-2G212BE/2C
➢SUMITOMO
LAVIA 1000TW
➢ESI
5320 5330
1000 nm 1064 nm
ULTRAVIOLET
400 nm
VISIBLE
750 nm
Wavelength
光谱图
5
10,000 nm 1321 nm
INFRARED
Laser 钻孔简介
2、常见的LASER激发方式
钻孔课学习教材
鑽孔作業中會使用的物料有鑽針(Drill Bit),墊板 (Back-up board),蓋板(Entry board)等.以下逐一介紹: 2-1.鑽針是機械鑽孔里最重要的原物料,它與鑽孔 的產品品質有著最直接的聯系,以下將就其材料，外型 構、及管理簡述之。 2-1-1.鑽針材料采用硬质合金制造,硬质合金組成材 料主要有三: a. 硬度高耐磨性強的碳化鎢 (Tungsten Carbide ,WC) b.耐衝擊及硬度不錯的鈷 (Cobalt) c.有機黏著劑.
2-1-3-2.螺旋角(Helix or Flute Angle) :
螺旋角:盤旋退屑槽 (Flute) 側斷面上與水平所成的旋角稱 為螺旋角(Helix or Flute Angle),此螺旋角度 小時, 螺紋較稀 少,路程近退屑快, 但因廢屑退出以及鑽針之進入所受阻力較 大 ,容易升溫造成尖部積屑積熱,形成樹脂之軟化而在孔壁上形成 膠渣 (smear)。此螺旋角大時鑽 針的進入及退屑所受之磨擦阻力 較小而不易發熱, 但退料太慢。
三.HOLE CHECK原理
HOLE CHECK的目的:對機械鑽孔機的精度進行監控, 及時發現機台異常,減少異常造成的報廢. HOLE CHECK原理:它是利用光學原理光反射去獲取鏡 象,再根據三點成一個平面的原理取三個孔位為基點使所 有的孔位處在這個平面上,這個平面和CAM程式轉換成的圖 像進行比較來判斷孔偏. HOLE CHECK量測精度是孔偏6mil以內的孔,超出6mil 則在圖像上顯示為x的符號.目前廠內對于鑽孔的精度要求 在3mil以內.並根據孔偏超出3mil點和總體孔數進行分析, 來算CPK.CPK小于1.33,則要再測同機台同軸別的下一趟板 ,若CPK仍小于1.33,要檢測機台有無異常.
2-3.墊板 Back－up board :
2-1-3-2.螺旋角(Helix or Flute Angle) :
螺旋角:盤旋退屑槽 (Flute) 側斷面上與水平所成的旋角稱 為螺旋角(Helix or Flute Angle),此螺旋角度 小時, 螺紋較稀 少,路程近退屑快, 但因廢屑退出以及鑽針之進入所受阻力較 大 ,容易升溫造成尖部積屑積熱,形成樹脂之軟化而在孔壁上形成 膠渣 (smear)。此螺旋角大時鑽 針的進入及退屑所受之磨擦阻力 較小而不易發熱, 但退料太慢。
三.HOLE CHECK原理
HOLE CHECK的目的:對機械鑽孔機的精度進行監控, 及時發現機台異常,減少異常造成的報廢. HOLE CHECK原理:它是利用光學原理光反射去獲取鏡 象,再根據三點成一個平面的原理取三個孔位為基點使所 有的孔位處在這個平面上,這個平面和CAM程式轉換成的圖 像進行比較來判斷孔偏. HOLE CHECK量測精度是孔偏6mil以內的孔,超出6mil 則在圖像上顯示為x的符號.目前廠內對于鑽孔的精度要求 在3mil以內.並根據孔偏超出3mil點和總體孔數進行分析, 來算CPK.CPK小于1.33,則要再測同機台同軸別的下一趟板 ,若CPK仍小于1.33,要檢測機台有無異常.
2-3.墊板 Back－up board :
镭射培训教材
加工孔径小
Min 1mil
孔径改变容易
工艺相对简单
依利安达（广州）电子科技有限公司
2001年9月13日
5
2020年5月31日
镭射钻孔的工艺原理
PCB成孔用激光的种类：
RF/CO2激光 TEA/CO2激光 Nd：YAG/UV激光 其他
依利安达（广州）电子科技有限公司
2001年9月13日
6
2020年5月31日
Laser钻孔培训教材 2004
雷 鸣 主讲 2020年5月31日
2020年5月31日
课程大纲
一、镭射钻孔的原理和流程 1、镭射钻孔的目的。 2、镭射钻孔的工艺原理。 3、镭射钻孔的工艺流程。 二、镭射钻孔工艺控制和主要品质缺陷 1、镭射钻孔的工艺。 2、镭射钻孔品质检查及控制。 3、镭射钻孔品质缺陷及原因分析。
依利安达（广州）电子科技有限公司
2001年9月13日
355nm Output
11
2020年5月31日
镭射钻孔的工艺原理
Co2激光器激发激光原理图：
Co2 Laser：Medium（介质）：Co2 Pumping（激发源）：Electrode（电极） Wave Length（波长）：9.3 - 10.6µm
Pumping
Laser Beam
Mirror
Medium
Mirror
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2001年9月13日
12
2020年5月31日
镭射钻孔的工艺原理
Nd:YAG/UV激光器：
ESI公司5200UV激光钻孔机激光器
依利安达（广州）电子科技有限公司
2001年9月13日
13
2020年5月31日
三菱镭射钻机培训教材---方正Ver4
(聚焦透鏡) CM3 (聚焦透鏡) Mask (光束孔徑) BM8 (銅反射鏡) BM9
(銅反射鏡) TFP (分光鏡)
BM-R (右分光鏡) Aperture-R RT-R (反射鏡) SM1-R (反射鏡) SM2-R(反射鏡) Processing lens Window
觸摸屏 電腦屏 幕
光路位於機頂
自動吸板裝置 ( 收板 ) 雷射鑽孔室 ( 雙臺面 ) 自動收板 車 自動放板 車 自動吸板裝置 ( 放板 )
雷射成孔的原理 :
雷射光是 : 當“射線”受到高壓電的激發，而增大能量下
所產生的一種強力光束，其中紅外光或可見光擁有熱能，
紫外光則另具有化學能。當光束射到工作物表面時會發生 反射（Reflection）吸收（Absorption）及穿透 （Transmission） 三種現象，其中只有被吸收者才會發 生作用。
程式圖形預覽
靶標對位 對位可用手動,也可通過CCD自動對位，靶標可爲十字 、 圓 、蝴蝶靶標 ,靶標可爲白色，底色爲黑色。機內設定十字 靶標線寬0.03mm,長0.4mm,圓形靶標直徑0.5mm,蝴蝶靶標1mm,可通 過更改機內設定更改靶標的識別大小，但由於受Camera觀看範圍限 制（最大範圍4mm）, 圓形靶標應小於2mm爲佳。每次改板時，需 手動按順序對好四個靶標，然後機器就可記憶下四個靶標的座標， 第二塊板開始就能按順序自動讀取靶標。由於從Loader上拿板時是 以板邊定位的，所以每塊板板邊到靶標的距離不能相差太大，機內 設定靶標移動範圍爲2*2mm，超出此範圍則不能讀取靶標。根據讀 取的靶標座標同程式四個靶標座標比較，得到板的漲縮數，機內設 定如漲縮超過0.8mm,則機器會報警不加工，如在範圍內則機器按此 漲縮數自動補償，也可手動設定板的漲縮數。
PCB钻孔、锣板、镭射钻孔加工时间及成本培训
机械钻孔一般适合钻通孔工艺，目前 主要小孔直径为0.25~0.40mm
镭射钻孔一般适合次外层的一阶、二阶盲孔， 目前主要钻孔直径为0.10~0.20mm，一般为0.15mm
深度难控制
机械通孔 多次压板机械埋孔 机械盲埋
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一、线路板生产流程概貌
1) 经典的外层流程
钻镭三图图褪湿白表外 F 包出
孔射合形形膜绿字面形 Q 装货
钻一转电蚀油 处加 C
孔
移镀刻
理工
褪
铅
锡
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位置。但只能制作较浅的孔(因为
电镀存在困难)
其钻孔后处理都需经过相似的孔内金属化过程
不同的是，具有盲孔制板不能过“三合一”磨板清洗，只能过化学清洗； 对红外线镭射加工而言，需要一些辅助工序
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四一、、成一线本 ）路的机初械板步加生了工产解流程概貌
1) 机械加工的经典成本计算 2) 机械加工的S.L 流程 3) 不同物料、层数、参数的成本 4) 坑槽孔的成本 二）镭射加工
1) 镭射加工的成本组成(含CML流程) 2) 镭射加工的S.L & multi-level流程 三）锣铣加工
1) 锣铣加工的经典成本组成计算 直径刀、叠板数
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目录
一一、、线 经线路 典板 的路生 外板产 层生流 流产程 程流概貌程概貌
三菱镭射钻机培训教材-方正Ver
使用高级功能中的钻孔路径规划功能，根据实际需求选择最佳的钻孔路径。
多区域同时钻孔
通过控制面板上的多区域设置，可实现多个区域同时钻孔，提高工作效率。
高级操作
03
CHAPTER
维护与保养
每天工作结束后，使用干燥的抹布轻轻擦拭设备表面，保持清洁。
每日清洁
在开机前，检查设备各部件是否正常，如发现异常应及时处理。
高精度
设备采用高能激光器，加工速度快，可大幅提高生产效率。
高效加工
适用于各种材料，如金属、非金属、复合材料等。
材料适应性强
激光加工无噪音、无污染，且设备能耗低，符合环保要求。
环保节能
主要特点
02
CHAPTER
操作指南
按下开机按钮，等待机器自检完毕，即可开始使用。
开机
按下关机按钮，机器将自动关闭并切断电源。
关机
开机与关机
根据需要，使用控制面板上的调整按钮，调整钻头的位置。
调整钻头位置
设置钻孔深度
开始钻孔
在控制面板上输入需要钻孔的深度，确保钻孔深度符合要求。
按下开始按钮，机器将自动进行钻孔操作。
03
0201ຫໍສະໝຸດ 基础操作自动识别材料
通过机器的自动识别功能，识别不同材料的性质和厚度，以优化钻孔参数。
钻孔路径规划
检查设备状态
按照设备润滑要求，定期对需要润滑的部位进行润滑。
润滑
日常保养
每月进行一次全面检查，包括设备内部清洁、紧固件检查、润滑等。
月度检查
每半年进行一次深度维护，包括更换磨损件、清洗内部组件等。
半年度维护
每年进行一次全面保养，对设备进行全面检查和维修。
年度保养
定期维护
多区域同时钻孔
通过控制面板上的多区域设置，可实现多个区域同时钻孔，提高工作效率。
高级操作
03
CHAPTER
维护与保养
每天工作结束后，使用干燥的抹布轻轻擦拭设备表面，保持清洁。
每日清洁
在开机前，检查设备各部件是否正常，如发现异常应及时处理。
高精度
设备采用高能激光器，加工速度快，可大幅提高生产效率。
高效加工
适用于各种材料，如金属、非金属、复合材料等。
材料适应性强
激光加工无噪音、无污染，且设备能耗低，符合环保要求。
环保节能
主要特点
02
CHAPTER
操作指南
按下开机按钮，等待机器自检完毕，即可开始使用。
开机
按下关机按钮，机器将自动关闭并切断电源。
关机
开机与关机
根据需要，使用控制面板上的调整按钮，调整钻头的位置。
调整钻头位置
设置钻孔深度
开始钻孔
在控制面板上输入需要钻孔的深度，确保钻孔深度符合要求。
按下开始按钮，机器将自动进行钻孔操作。
03
0201ຫໍສະໝຸດ 基础操作自动识别材料
通过机器的自动识别功能，识别不同材料的性质和厚度，以优化钻孔参数。
钻孔路径规划
检查设备状态
按照设备润滑要求，定期对需要润滑的部位进行润滑。
润滑
日常保养
每月进行一次全面检查，包括设备内部清洁、紧固件检查、润滑等。
月度检查
每半年进行一次深度维护，包括更换磨损件、清洗内部组件等。
半年度维护
每年进行一次全面保养，对设备进行全面检查和维修。
年度保养
定期维护
镭射钻孔培训
镭射钻孔培训一、镭射钻孔的基本原理镭射钻孔是利用激光光束对材料表面进行高能量、高密度的照射，使其瞬间融化并蒸发，从而形成钻孔。
在实际操作中，通常使用的是CO2激光器或者纤维激光器。
通过调节激光的功率、频率和聚焦等参数，可以对不同材料进行精确的钻孔加工。
镭射钻孔技术在微加工领域尤为突出，它可以实现微小孔径、高效率和高精度的加工，因此在电子、航天、医疗等领域都有着广泛的应用。
二、镭射钻孔培训内容1. 理论知识培训镭射钻孔培训的第一步就是对其基本原理和工艺进行详细讲解。
学员需要了解不同类型的激光器、钻孔参数的选择、材料的特性等相关知识。
此外，还需要学习镭射钻孔的适用范围、优缺点和发展趋势等内容。
这些理论知识对于后续的实际操作至关重要。
2. 设备操作培训镭射钻孔设备的操作对于培训课程来说也是至关重要的一环。
学员需要学习各种激光器的操作技巧，以及设备的维护和保养方法。
在实验室或工厂中，学员应该能够熟练地操作镭射钻孔设备，并且能够灵活应对各种情况。
3. 安全培训镭射钻孔是一项高能量的工艺，操作时必须要注意安全。
因此，在培训课程中，应该包含一些相关的安全知识，如激光辐射的危害、防护措施等。
学员需要了解镭射钻孔设备的安全操作规程，以及在紧急情况下的应急处理方法。
三、实践操作在掌握了相关的理论知识和实际操作技能后，学员需要进行一定的实践操作。
这可以在实验室或者工厂生产线上进行。
通过实际的操作，学员可以更加深入地了解镭射钻孔技术的应用和特点，丰富自己的经验，提高工作效率和准确性。
通过上述的镭射钻孔培训，学员可以全面掌握镭射钻孔的理论知识和实际操作技能，为日后的工作和研究打下良好的基础。
随着镭射技术的不断发展和应用，镭射钻孔技术也将逐渐成为各行业的主流加工方法。
因此，学员应该不断提升自己的技能，跟上时代的步伐，为企业的发展贡献自己的力量。
四、应用领域镭射钻孔技术在现代工业生产中有着广泛的应用领域，包括但不限于以下几个方面：1. 电子领域在电子元器件的制造过程中，通常需要进行微细加工，如 PCB 板的孔径加工、印刷电路板的加工等。
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2) LASER 类型—— IR（RF-Radio Frequency） 激发介质——密封CO2气体 激发能量——高频电压 代表机型：HITACHI LC-1C21E/1C
3) LASER 类型—— IR（TEA-Transverse excited atmospheric横波激励） 激发介质——外供CO2气体 激发能量——高压电极 代表机型：SUMITOMO LAVIA 1000TW
ESI UV Laser对位系统1——内层靶标对位
UV Laser刮内层靶标图形
定位补偿方法
4 points allow correction of x - y offset, rotation, scale, and keystone
13
Laser 钻机介绍
ESI UV Laser对位系统2——通孔对位
焦距
25mm
• Focused spot • Small spot size • High energy density
17
50 - 100mm
• De-focused spot • Larger spot size • Lower energy density • Stop on inner copper layer
Absorption and Heating
Light
Melting
Vaporization
Plasma Production
Thermal Conduction
Liquid Interface
6
Laser 钻孔简介
3.2、UV的成孔原理
固态Nd：YAG紫外激光器发射的是高能量的紫外光光束，利用其光学能(高能量 光子)，破坏了有机物的分子键(如共价键)，金属晶体(如金属键)等，形成悬浮颗粒 或原子团、分子团或原子、分子而逸散离出，最后形成盲孔。
5
Laser 钻孔简介
3.1、CO2的成孔原理
利用红外线的热能，当温度升高或能量增加到一定程度后，如有机物的熔点、燃点或沸 点时，则有机物分子的相互作用力或束缚力将大为减小到使有机物分子相互脱离成自由态或 游离态，由于激光的不断提供能量，而使有机分子逸出或者与空气中的氧气燃烧而成为二氧 化碳或水气体而散离去，由于激光是以一定直径的红外光束来加工的，因而形成微小孔。
长链大分子
小粒子逃逸
吸收
破坏分子(原子)键
成孔
7
Laser 钻孔简介
4、常见LASER的加工材料
Epoxy FR4 ARAMID COPPER BT
❖现已加工的介质材料包括： RCC、1X1080、2X1080、2116、2X106、ARAMID
8
Laser 钻孔简介
4.1、不同材料对波长的吸收情况（2000版本）
40 mil Pad
8 mil Pad
15.7 mil Through Hole 14
3 mil Hole
Laser 钻机介绍 HITACHI &SUMITOMO Laser对位系统——
Conformal Mask靶标对位
1.对位标靶---圆形 2.对位补偿类似ESI
15
光学系统
Laser 钻机介绍 Laser Beam
Blind Vias
Aspect Ratio
11
Laser 钻机介绍我司现有 Lase 钻机➢HITACHI
LC-1C21E/1C LC-2F21SE/1C LC-2F212SE/2C LC-2G212E/2C LC-2G212BE/2C
➢SUMITOMO
LAVIA 1000TW
➢ESI
5320 5330
镭射钻孔培训教材
路漫漫其悠远
少壮不努力，老大徒悲伤
目录
➢前言 ➢LASER钻孔简介 ➢LASER钻机介绍 ➢Microvia制作工艺 ➢Microvia 常见缺陷分析
2
前言
随着PCB向微型和高密度互连的方向发展， 越来越多制板采用微导孔的连接方式实现高密 度互连，而目前制作微导孔的主要方法是laser drill。如何利用现有镭射钻机制作出各种高质 量的microvia，是现在PCB制造的迫切任务。
Hitachi ❖ RF Excited 密封气体激发 ❖ 无须定期换气 ❖ 每四小时需做精度校正 SUMITOMO ❖ 外部供气 ❖ 须定期换气
❖ 加工时有能量检测和补打功能
ESI 5320 ❖高频率低功率脉冲 ❖ 固态激光激发装置，无须外部供气 ❖ “冷光”，产生热量少
12
Laser 钻机介绍
UV Laser CO2 Laser
Galvo
16
Laser 钻机介绍
ESI UV Laser的钻孔参数:
Step One: Drill Copper
Step Two: Remove Dielectric
Copper surface is cleaned and ‘textured’
调整
Laser
1000 nm 1064 nm
ULTRAVIOLET
400 nm
VISIBLE
750 nm
Wavelength
光谱图
4
10,000 nm 1321 nm
INFRARED
Laser 钻孔简介
2、常见的LASER激发方式
1) LASER 类型——UV 2) 激发介质——YAG 3) 激发能量——发光二极管 4) 代表机型：ESI 5320
吸收率
各种材料都吸收
UV
1 0.9 0.8 0.7 0.6 0.5 0.4 0.3 0.2 0.1
0
VISIBLE
IR 树脂吸收红外光强
Resin Matte Cu Glass
铜反射
0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1 1.1 1.2
波长 (um)
玻璃反射
由于不同材料对各类激光的吸收均不相同，导致LASER加工混合材料时的困难。
3
Laser 钻孔简介
1、LASER分类
激光类型主要包括红外光和紫外光两种；
5th H, 4th H, 3rd H, Nd:YAG Nd:YAG Nd:YAG
Ar-Ion 2nd H, Nd:YAG
Nd:YAG Nd:YLF
100 nm
212 nm
355 nm 488 nm 532 nm 266 nm
9
Laser 钻孔简介
4.2、不同材料对波长的吸收情况（2001版本）
10
Laser 钻孔简介
5、各种方法加工孔直径的范围
10:1
Mechanical
Drill
UV YAG
1:1
CO2
Photo-via
.1:1
500 450 400 350 300 250 200 150 100 50
mm
Thru Vias
3) LASER 类型—— IR（TEA-Transverse excited atmospheric横波激励） 激发介质——外供CO2气体 激发能量——高压电极 代表机型：SUMITOMO LAVIA 1000TW
ESI UV Laser对位系统1——内层靶标对位
UV Laser刮内层靶标图形
定位补偿方法
4 points allow correction of x - y offset, rotation, scale, and keystone
13
Laser 钻机介绍
ESI UV Laser对位系统2——通孔对位
焦距
25mm
• Focused spot • Small spot size • High energy density
17
50 - 100mm
• De-focused spot • Larger spot size • Lower energy density • Stop on inner copper layer
Absorption and Heating
Light
Melting
Vaporization
Plasma Production
Thermal Conduction
Liquid Interface
6
Laser 钻孔简介
3.2、UV的成孔原理
固态Nd：YAG紫外激光器发射的是高能量的紫外光光束，利用其光学能(高能量 光子)，破坏了有机物的分子键(如共价键)，金属晶体(如金属键)等，形成悬浮颗粒 或原子团、分子团或原子、分子而逸散离出，最后形成盲孔。
5
Laser 钻孔简介
3.1、CO2的成孔原理
利用红外线的热能，当温度升高或能量增加到一定程度后，如有机物的熔点、燃点或沸 点时，则有机物分子的相互作用力或束缚力将大为减小到使有机物分子相互脱离成自由态或 游离态，由于激光的不断提供能量，而使有机分子逸出或者与空气中的氧气燃烧而成为二氧 化碳或水气体而散离去，由于激光是以一定直径的红外光束来加工的，因而形成微小孔。
长链大分子
小粒子逃逸
吸收
破坏分子(原子)键
成孔
7
Laser 钻孔简介
4、常见LASER的加工材料
Epoxy FR4 ARAMID COPPER BT
❖现已加工的介质材料包括： RCC、1X1080、2X1080、2116、2X106、ARAMID
8
Laser 钻孔简介
4.1、不同材料对波长的吸收情况（2000版本）
40 mil Pad
8 mil Pad
15.7 mil Through Hole 14
3 mil Hole
Laser 钻机介绍 HITACHI &SUMITOMO Laser对位系统——
Conformal Mask靶标对位
1.对位标靶---圆形 2.对位补偿类似ESI
15
光学系统
Laser 钻机介绍 Laser Beam
Blind Vias
Aspect Ratio
11
Laser 钻机介绍我司现有 Lase 钻机➢HITACHI
LC-1C21E/1C LC-2F21SE/1C LC-2F212SE/2C LC-2G212E/2C LC-2G212BE/2C
➢SUMITOMO
LAVIA 1000TW
➢ESI
5320 5330
镭射钻孔培训教材
路漫漫其悠远
少壮不努力，老大徒悲伤
目录
➢前言 ➢LASER钻孔简介 ➢LASER钻机介绍 ➢Microvia制作工艺 ➢Microvia 常见缺陷分析
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前言
随着PCB向微型和高密度互连的方向发展， 越来越多制板采用微导孔的连接方式实现高密 度互连，而目前制作微导孔的主要方法是laser drill。如何利用现有镭射钻机制作出各种高质 量的microvia，是现在PCB制造的迫切任务。
Hitachi ❖ RF Excited 密封气体激发 ❖ 无须定期换气 ❖ 每四小时需做精度校正 SUMITOMO ❖ 外部供气 ❖ 须定期换气
❖ 加工时有能量检测和补打功能
ESI 5320 ❖高频率低功率脉冲 ❖ 固态激光激发装置，无须外部供气 ❖ “冷光”，产生热量少
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Laser 钻机介绍
UV Laser CO2 Laser
Galvo
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Laser 钻机介绍
ESI UV Laser的钻孔参数:
Step One: Drill Copper
Step Two: Remove Dielectric
Copper surface is cleaned and ‘textured’
调整
Laser
1000 nm 1064 nm
ULTRAVIOLET
400 nm
VISIBLE
750 nm
Wavelength
光谱图
4
10,000 nm 1321 nm
INFRARED
Laser 钻孔简介
2、常见的LASER激发方式
1) LASER 类型——UV 2) 激发介质——YAG 3) 激发能量——发光二极管 4) 代表机型：ESI 5320
吸收率
各种材料都吸收
UV
1 0.9 0.8 0.7 0.6 0.5 0.4 0.3 0.2 0.1
0
VISIBLE
IR 树脂吸收红外光强
Resin Matte Cu Glass
铜反射
0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1 1.1 1.2
波长 (um)
玻璃反射
由于不同材料对各类激光的吸收均不相同，导致LASER加工混合材料时的困难。
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Laser 钻孔简介
1、LASER分类
激光类型主要包括红外光和紫外光两种；
5th H, 4th H, 3rd H, Nd:YAG Nd:YAG Nd:YAG
Ar-Ion 2nd H, Nd:YAG
Nd:YAG Nd:YLF
100 nm
212 nm
355 nm 488 nm 532 nm 266 nm
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Laser 钻孔简介
4.2、不同材料对波长的吸收情况（2001版本）
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Laser 钻孔简介
5、各种方法加工孔直径的范围
10:1
Mechanical
Drill
UV YAG
1:1
CO2
Photo-via
.1:1
500 450 400 350 300 250 200 150 100 50
mm
Thru Vias