紫外激光盲孔加工技术研究

摘要

近年来，随着半导体电子产品朝着便携式和小型化的方向发展，传统的钻孔加工方式已不能满足微孔，尤其是微盲孔的加工要求。而激光钻孔具有效率高和可加工盲孔等优点，得到了电子工业等领域的广泛重视和研究。本文在实验室自主设计开发的紫外微加工工艺实验平台上，对柔性线路板的紫外激光盲孔加工技术进行了系统研究，主要研究内容和成果如下：
　　 本文阐述了紫外钻孔用光学系统的作用、设计思路以及紫外光学器件的选取原则。紫外钻孔用光学系统由紫外扩束镜、光阑、紫外反射镜、扫描振镜及紫外远心聚焦透镜五个部分组成。
　　 分析了紫外激光与柔性线路板相互作用的机理。采用波长为355nm的脉冲紫外激光器和紫外钻孔用光学系统等部件组成的实验平台对聚酰亚胺和铜箔进行了定点脉冲钻孔的实验。系统的研究了激光功率、激光频率和加工次数等工艺参数对盲孔入口质量、入口孔径以及孔深尺寸的影响规律，并提出了一种定点-同心圆复合钻孔的新工艺方法，用以改善盲孔的加工质量。
　　 模拟和分析了单脉冲紫外激光分别作用于铜箔和聚酰亚胺时的刻蚀深度。在此基础上，采用定点-同心圆复合钻孔的创新工艺方式，结合定点脉冲钻孔实验时总结的部分工艺参数，在四层柔性线路板上进行了一阶盲孔的加工实验，并系统研究了激光功率、激光频率、扫描间距、光斑直径、光斑离焦量、钻孔延时、开关光延时和扫描速度等参数对盲孔加工质量的影响规律。通过对工艺参数的优化，获得了入口与孔底形貌良好、锥度小和粗糙度低的一阶和多阶盲孔。
　　 最后，采用优化后的工艺参数对整块柔性线路板进行了一阶盲孔的加工，检测结果表明盲孔的合格率达到90%以上，从而证明本实验所采用创新工艺方法的可行性与优越性。