随着手机等高性能手持设备的发展,高密度互连印刷电路板(HDI PCB)在电子行业中发挥着至关重要的作用。 与传统 PCB 不同,HDI PCB 不仅使用镀通孔 (PTH),还使用微孔 通过激光钻孔形成,以实现顶层和底层或中间层之间的连续性. 微孔使用激光钻孔的原因是只有激光钻孔才能在小尺寸和盲孔结构中实现精确控制的深度钻孔。 在薄的平板玻璃增强材料上, 激光钻孔可以钻出 2.5 到 3 密耳的微孔,并且在未增强的电介质(无玻璃)上,可以钻 1 mil 微孔。

激光钻孔的工作原理是什么?

激光钻孔使用波长范围从深红外到紫外的激光束用于微孔. 虽然激光钻孔的速度低于机械钻孔,但随着时间的推移,机械钻孔的成本超过了激光钻孔的好处。 还, 激光钻孔可以有效地在多层板上的电路中钻出密集的过孔. 然而,激光钻孔的一个主要问题是聚焦激光束的钻孔深度有限,特别是对于可靠和可重复的钻孔。 例如,当使用单个透镜聚焦光束时,由于聚焦深度有限,激光可以钻孔的深度受到限制。 由于通孔尺寸小,激光束会经历菲涅耳衍射,这会影响极深通孔中的光束强度。

激光玻璃钻孔技术

通过光束整形技术,激光束投射到材料表面,材料表面吸收光束能量以破坏化学键。 释放的蒸汽将产生反冲压力,对剩余的熔融材料施加向下的力,并迫使熔融材料从孔中流出。
激光钻孔主要有4种方法:单脉冲、冲击、环钻和螺旋钻孔. 下面的图 1 显示了不同的钻孔方法。

 

 

 

什么是激光钻孔

图 1:四种激光钻孔方法

单脉冲

在单脉冲方法中,激光束的单脉冲照射在材料上以形成所需的孔。 在这种方法中,激光源和工作材料都保持静止。

打击乐器

与单脉冲方法不同的是, 敲击法利用一系列激光脉冲对工件材料进行反复射击. 与单脉冲方法相比,冲击方法可以用更小的直径创建更深、更精确的孔。 这是因为在激光束和被加工材料之间没有相对运动。

开孔

钻孔是指将激光束引导到预定轨迹周围的方法。 轨迹是要钻孔的中心。 值得注意的是,要切割的微孔的直径大于激光束的直径。 所以, 激光钻孔微孔的精度取决于光束的移动.

螺旋钻

在螺旋钻孔方法中,激光束沿螺旋路径移动。 同时,激光束会围绕其与工件材料相关的轴旋转。 “鸽子棱镜控制激光束的运动”(Sagar,2021 年)。

 

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文献参考:

https://resources.altium.com/p/mechanical-drilling-laser-drilling-microvias

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

https://pcbknow.com/how-does-laser-drilling-work-on-pcb/