研究生入學(xué)考試X-RAY

Laser鉆孔培訓(xùn)教材

2003崔賽華 主講Friday,

October

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20192001年9月13日1依利安達(dá)（廣州）電子科技有限公司uFriday,

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2019依利安達(dá)（廣州）電子科技有限公司2001年9月13日2課

程

大

綱一、鐳射鉆孔的原理和流程1、鐳射鉆孔的目的。2、鐳射鉆孔的工藝原理。3、鐳射鉆孔的工藝流程。二、鐳射鉆孔工藝控制和主要品質(zhì)缺陷1、鐳射鉆孔的工藝。2、鐳射鉆孔品質(zhì)檢查及控制。3、鐳射鉆孔品質(zhì)缺陷及原因分析。uFriday,

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2019依利安達(dá)（廣州）電子科技有限公司2001年9月13日3鐳射鉆孔的原理和流程/

鐳射鉆孔的目的：u在板料上鉆出客戶要求的孔，孔的位置及大小均需滿足客戶的要求。u實現(xiàn)層與層間的導(dǎo)通。u實現(xiàn)HDIuFriday,

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2019鐳射鉆孔的工藝原理/

微孔加工的主要方法u機(jī)械成孔u感光成孔u激光成孔uALIVH（“無芯材”全層導(dǎo)通孔

(AnyLayerInnerViaHol法）e)u其他依利安達(dá)（廣州）電子科技有限公司2001年9月13日4uFriday,

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2019鐳射鉆孔的工藝原理/

激光成孔法特點u速度快 幾百~幾萬/分鐘u對位精度高±0.8u加工孔徑小Min

1milmilu孔徑改變?nèi)菀譽工藝相對簡單依利安達(dá)（廣州）電子科技有限公司2001年9月13日5uFriday,

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2019鐳射鉆孔的工藝原理/

PCB成孔用激光的種類：uRF/CO2激光uTEA/CO2激光uNd：YAG/UV激光u其他依利安達(dá)（廣州）電子科技有限公司2001年9月13日6uFriday,

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2019鐳射鉆孔的工藝原理VISIBLE可見光INFRARED紅外線光ULTRAVIOLET紫外線光400

nm750

nm100

nmCO

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th

H,Nd:

YAG4

th

H,

3

rd

H,Nd:

YAG

Nd:

YAGAr-

Ion

2

nd

H,Nd:

YAGNd:

YAGNd:

YLF212

nm

266

nm

355

nm

488

nm

532

nm1064

nm1000

nm10

,000

nm1321

nm依利安達(dá)（廣州）電子科技有限公司2001年9月13日7/

PCB成孔用激光光譜：uLaser

Typeu激光類型uWavelengthu波長uFriday,

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2019鐳射鉆孔的工藝原理/

激光成孔的關(guān)鍵u加工材料對激光波長的吸收率(反射(吸收(透射依利安達(dá)（廣州）電子科技有限公司2001年9月13日8uFriday,

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2019鐳射鉆孔的工藝原理Wavelength

(microns)al

AbsorptionIRFR4Matte

CuGlassCopper

is

reflectiveGlass

is

transparentResins

vary

in

the

IR

basedon

additives.

Can

bealmost

transparent/

PCB材料對光波的吸收：Strong

absorptionin

all

materialsUV

VisibleCopper

DelaminationpossibleuStrong

absorptionin

Resin&Glass依利安達(dá)（廣州）電子科技有限公司2001年9月13日9uFriday,

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2019鐳射鉆孔的工藝原理/

激光成孔的方式u(光熱燒蝕

（加熱蒸發(fā)過程）吸收高能量

熔化蒸發(fā)殘余炭焦化物Desmearu光化學(xué)燒蝕(吸收能量超過2ev,波長低于400nm光子破壞長分子鏈

高能量微粒逃逸依利安達(dá)（廣州）電子科技有限公司2001年9月13日10uFriday,

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2019鐳射鉆孔的工藝原理THGX-tal355nmOutputNd:YAGQ-SwSHGX-tal1064nm532nmLaser

DiodeBarHRMirror依利安達(dá)（廣州）電子科技有限公司2001年9月13日11/

固體Nd：YAG/UV激光器激發(fā)激光原理圖：Output

Beam

Beam

Coupler

SplitteDrumpu釹、釔鋁柘榴石355num(三次諧波)u355nm

Diode

Pumped

UV

YAG

LaseruFriday,

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2019鐳射鉆孔的工藝原理MirrorMediumMirrorLaser

Beam依利安達(dá)（廣州）電子科技有限公司2001年9月13日12/

Co2激光器激發(fā)激光原理圖：Co2

Laser：Medium（介質(zhì)）：Co2Pumping（激發(fā)源）：Electrode（電極）Wave

Length（波長）：9.3-10.6μmPumpinguFriday,

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2019鐳射鉆孔的工藝原理ESI公司5200UV激光鉆孔機(jī)激光器uNd:YAG/UV激光器：依利安達(dá)（廣州）電子科技有限公司2001年9月13日13uFriday,

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2019鐳射鉆孔的工藝原理/

Nd:YAG/UV激光特性：30ns依利安達(dá)（廣州）電子科技有限公司2001年9月13日14uFriday,

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2019鐳射鉆孔的工藝原理/

UV激光器輸出能量圖：u波長越短，光點越小，能量越強(qiáng)依利安達(dá)（廣州）電子科技有限公司2001年9月13日15uFriday,

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2019依利安達(dá)（廣州）電子科技有限公司2001年9月13日16鐳射鉆孔的工藝原理（HITACHI公司CO2激光鉆孔機(jī)應(yīng)用）/

Co2激光特性：u激發(fā)介質(zhì)：CO2激發(fā)源：Electrode（電極）波

長：9.3

-10.6μmuuuuuuPulse

width：指Laser光脈沖一次的時間通常為1 s-100 s。Pulse

period：Laser光的周期通常RF

Co2為0.25ms-10ms。Hit

count：Laser光脈沖次數(shù)。Pulse

energy：Laser光脈沖一次的能量。Peak

power：指瞬間（單位時間）Laser光能量其值為pe/pw。Drilling

mode：Cycle

mode，Burstmode，Stepmode。uFriday,

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2019鐳射鉆孔的工藝原理（HITACHI公司CO2激光鉆孔機(jī)應(yīng)用）pwPE依利安達(dá)（廣州）電子科技有限公司2001年9月13日17Wave

LengthPeak

Power

=

PE

(Pulse

Energy)

/

Pulse

widthPA

(Average

Power)

=

PE

x

f(5~200kw)(45~200w)/

Co2激光特性：Co2

Laser

wave介紹Pulse

PerioduFriday,

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2019鐳射鉆孔的工藝流程/

鉆孔位置校準(zhǔn)和補償：u原理u1.

單個坐標(biāo)確定XY方向偏移。u2.

兩個坐標(biāo)確定XY方向偏移十旋轉(zhuǎn)量。u3.

3個坐標(biāo)確定XY方向偏移十旋轉(zhuǎn)量十漲縮量。u4.

4個坐標(biāo)確定XY方向偏移十旋轉(zhuǎn)量十漲縮量十梯形校正。依利安達(dá)（廣州）電子科技有限公司2001年9月13日18uFriday,

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2019鐳射鉆孔的工藝流程/

鉆孔位置校準(zhǔn)和補償：u方法(以內(nèi)層Target對位(φ0.5mm對位孔u激光刮出內(nèi)層T

argetuX-Ray鉆出內(nèi)層Target用比例鉆帶直接鉆出激光對位Target依利安達(dá)（廣州）電子科技有限公司2001年9月13日19uFriday,

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2019/

激光鉆孔過程示意圖：鐳射鉆孔的工藝流程依利安達(dá)（廣州）電子科技有限公司2001年9月13日20uFriday,

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2019鐳射鉆孔的工藝流程/

激光鉆孔光束定位系統(tǒng)：u偏轉(zhuǎn)式檢流計光束定位(Basic

Galvanometer

Layout)Y

direction

galvanometerX

direction

galvanometerUncorrectedgalvanometer

field

onwork

surface依利安達(dá)（廣州）電子科技有限公司2001年9月13日21uFriday,

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2019鐳射鉆孔的工藝流程/

激光鉆孔光束定位系統(tǒng)：u遠(yuǎn)心透鏡(Telecentric

Lens

&

Beam)Galvo

(single

axis)

Laser

Beam

u作用：u1.使激光還原為垂直光

u2.板面調(diào)焦u3.形成一個大的工作區(qū)域依利安達(dá)（廣州）電子科技有限公司2001年9月13日22`uFriday,

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2019/

UV激光鉆孔成孔方式：u螺旋狀旋轉(zhuǎn)掏孔（Spiral）鐳射鉆孔的工藝流程（ESI公司5200激光鉆孔機(jī)應(yīng)用）uInner

Dia依利安達(dá)（廣州）電子科技有限公司2001年9月13日23uFriday,

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2019鐳射鉆孔的工藝流程（ESI公司5200激光鉆孔機(jī)應(yīng)用）/

UV激光鉆孔成孔方式：uTo

next

viaProgrammable

number

ofrevolution圓周旋轉(zhuǎn)挖孔（Trepan）Laser

beam

trajectoryFrom

last

via依利安達(dá)（廣州）電子科技有限公司2001年9月13日24Laser

beamturns

on

&

off

uFriday,

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2019鐳射鉆孔的工藝流程（ESI公司5200激光鉆孔機(jī)應(yīng)用）/

UV激光鉆孔成孔方式：u直接沖孔（Punch）依利安達(dá)（廣州）電子科技有限公司2001年9月13日25uFriday,

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2019/

Co2激光鉆孔成孔方式：u(Co2

Laser成孔原理:使用數(shù)個Pulse射入盲孔，通過Laser能量將介電材料高溫氣鐳射鉆孔的工藝流程（HITACHI公司CO2激光鉆孔機(jī)應(yīng)用）化使之逸出,從而形成盲孔。Laser光束內(nèi)層Pad依利安達(dá)（廣州）電子科技有限公司2001年9月13日26uFriday,

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2019依利安達(dá)（廣州）電子科技有限公司2001年9月13日27鐳射鉆孔的工藝流程（HITACHI公司CO2激光鉆孔機(jī)應(yīng)用）/

Co2激光鉆孔成孔方式：u(1、Burst模式對一個孔進(jìn)行所有的脈沖加工后，才對下個孔進(jìn)行加工。(((特點：生產(chǎn)效率較高孔內(nèi)散熱較差uFriday,

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2019依利安達(dá)（廣州）電子科技有限公司2001年9月13日28鐳射鉆孔的工藝流程（HITACHI公司CO2激光鉆孔機(jī)應(yīng)用）/

Co2激光鉆孔成孔方式：u2、Cycle模式(使用第一脈沖加工區(qū)域內(nèi)所有的孔，完成后使用第二脈沖進(jìn)行加工，接下來是第三、第四…(((特點：生產(chǎn)效率較略低(較Burst)孔內(nèi)散熱較好uFriday,

October

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2019鐳射鉆孔的工藝流程u壓

u機(jī)械鉆孔

u鐳射鉆孔板u電鍍依利安達(dá)（廣州）電子科技有限公司2001年9月13日29uFriday,

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2019依利安達(dá)（廣州）電子科技有限公司2001年9月13日30鐳射鉆孔工藝控制和主要品質(zhì)缺陷/

主要的鐳射工藝:uConformal

Mask+CO2uUV+CO2uUV

Direct

DrilluCo2

Direct

DrilluFriday,

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2019依利安達(dá)（廣州）電子科技有限公司2001年9月13日31/

Conformal

Mask+CO2的工藝流程:uuuuu壓板來板Conformal

Mask（菲林開窗）CO2

Laser機(jī)械鉆通孔電鍍鐳射鉆孔工藝控制和主要品質(zhì)缺陷/

Conformal

Mask+CO2的工藝特點:uuu適用于Mass

Production適用于加工6~8mil

microvia增加菲林開窗工序uFriday,

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2019依利安達(dá)（廣州）電子科技有限公司2001年9月13日32鐳射鉆孔工藝控制和主要品質(zhì)缺陷/

UV+CO2的工藝流程:uuuuu壓板來板機(jī)械鉆通孔UV

Laser開窗CO2

Laser電鍍/

UV+CO2的工藝特點:uuu生產(chǎn)效率較Conformal

Mask+CO2低適用于加工4~8mil

microvia無須菲林開窗工序，控制簡單uFriday,

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2019依利安達(dá)（廣州）電子科技有限公司2001年9月13日33/

UV

Direct

Drill的工藝流程:uuuu壓板來板機(jī)械鉆通孔

UV

Laser

電鍍/

UV

Direct

Drill的工藝特點:uu孔越小速度越快適用于加工≥2mil

microvia鐳射鉆孔工藝控制和主要品質(zhì)缺陷uFriday,

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2019依利安達(dá)（廣州）電子科技有限公司2001年9月13日34鐳射鉆孔工藝控制和主要品質(zhì)缺陷/

鐳射鉆孔品質(zhì)檢查及控制:u整體質(zhì)量：(u對位良好，孔底樹脂清潔徹底，無破壞底銅孔壁質(zhì)量：(孔壁要求平滑，無焦渣，無Under

Cut和玻璃絲突出u盲孔形狀：(保證良好的斜度，無鼓形孔（

BarrelShaped

）