机械钻孔与激光钻孔

为了在印刷电路板 (PCB) 上的顶层和底层之间或中间层之间建立连续性,需要在层压板上钻孔或部分钻孔。 这些孔连接不同层的走线和焊盘。 在 PCB 制造中,钻孔是成本高昂且耗时的过程之一,因为即使一个小错误也会造成相当大的损失。 机械钻孔和激光钻孔是在 PCB 制造过程中用于钻孔的两种技术。

机械钻孔

机械钻孔使用旋转钻头钻穿不同类型的层压材料. 钻头通常由微粒硬质合金制成,允许钻头重复使用。 它也可以重新打磨以重复使用,但通常最多 3 次。 使用机械钻孔的第一个优点是,无论钻孔多少,钻头仍然可以制造出高质量和一致的孔。 此外,孔的末端没有锥度。 因此,所有孔都完全钻穿基材,保持墙的膝盖清洁,没有斜面。 与其他方法相比, 机械钻孔的钻孔速度要快得多. 然而,通过机械钻孔钻出的每个孔都需要去毛刺,以去除钻孔过程中留下的升高的铜端。 有时,去毛刺过程可能需要比计划更长的时间。 此外,机械钻孔不适用于微孔。 由于机械钻孔无法钻出直径小于 6 mil 的孔,因此无法精确控制微孔所需的钻孔深度。

激光钻孔

激光钻孔利用高密度激光束在 PCB 上创建微孔. 紫外线和二氧化碳2 是激光钻孔中常用的两种激光器。 通过光束整形技术,将激光束投射到材料表面,吸收光束能量以破坏化学键。 释放的蒸汽会产生反冲压力,对剩余的熔融材料施加向下的力,并迫使熔融材料流出孔洞。 与机械钻孔相比,激光钻孔能够使用机械钻孔无法获得的不同直径烧蚀各种基板材料。 作为一种非接触式技术,激光钻孔比机械钻孔需要更少的加工和工具选择。 但是,激光钻孔也有以下缺点。 如果没有金属停止层,则难以获得准确的深度控制,并且会因大纵横比而导致逐渐变细。 激光钻孔会使切割边缘碳化,导致外观变黑或烧焦。

纵横比 (AR) 是孔中有效镀铜的指标。 内壁镀铜是一项费力的工作,因为孔的直径减小,孔的深度增加。 我司可实现镀通孔(PTH)16:1的纵横比和微通孔0.9:1的纵横比。 长宽比公式为:

AR=孔深/钻孔直径

 

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文献参考:

https://www.protoexpress.com/blog/no-chilling-when-it-comes-to-pcb-drilling/

https://blog.epectec.com/pcb-mechanical-drilling-vs-laser-aspect-ratios-and-drill-sizing

https://www.protoexpress.com/blog/how-does-laser-drilling-work-pcbs/