42、PCB激光钻孔与多层板技术解析

PCB激光钻孔与多层板技术解析

1. UV激光在PCB钻孔中的应用

在PCB制造中，目前有四种类型的激光用于制作微通孔，分别是CO₂、YAG、准分子和铜蒸汽激光。
- 各类激光特点
- CO₂激光 ：通常能打出约75mm的孔，但光束会从铜表面反射，因此仅适用于去除电介质。它非常稳定、成本低且无需维护。
- 准分子激光 ：最适合制造高质量的小特征，典型直径小于10mm，常用于在聚酰亚胺中钻出密集排列的阵列，用于微型球栅阵列（microBGA）设备。
- 铜蒸汽激光 ：仍处于起步阶段，但在需要高生产率时具有一定优势。它可以去除电介质和铜，但存在严重缺点，限制了其在生产环境中的应用。
- UV激光优势 ：最流行的激光系统是波长为355nm的Q开关Nd:YAG激光，处于紫外线（UV）范围。在这个波长下，大多数用于印刷电路应用的金属（如铜、镍、金、银）的吸收率超过50%，有机材料也能被精确烧蚀。UV激光的高光子能量（3.5 - 7eV）会破坏化学键，烧蚀过程部分是光化学的，部分是光热的，这使得UV激光系统成为印刷电路板行业应用的首选。
- UV激光钻孔过程 ：基于单激光源的系统，在钻微通孔时，打开铜表面需要超过4J/cm²的能量密度，而去除有机材料（如环氧树脂和聚酰亚胺）仅需要约100mJ/cm²的能量密度。因此，微通孔的钻孔需要两步过程：第一步用高能量密度打开铜层，第二步用低能量密度去除电介质。激光在355nm波长下的光斑尺寸约为20mm，激光