CN117300394B - 一种激光盲孔钻孔方法、设备、装置及系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种激光盲孔钻孔方法、设备、装置及系统，其方法包括：第一步第一激光束从电路板的上导电层开始进行环槽刻槽加工，使环槽穿透上导电层并形成孤岛；第二步在孤岛所在的区域施加气流场，第二激光束对孤岛上的上导电层进行定向定位冲击，以使孤岛上中间绝缘层中的材料受热爆炸产生高压物质团，且在产生高压物质团时控制第二激光束停止出光，进而使孤岛上的上导电层在气流场与高压物质团产生的爆炸冲击波的合力下脱离孤岛并离开环槽；第三步利用第二激光束对环槽内孤岛上剩余的中间绝缘层中的材料进行定向定位激光冲击形成盲孔。本发明可以高效解决超薄绝缘材料或超厚面铜材料或熔点相对低的导热材料的电路板盲孔钻孔行业难题。

Description

一种激光盲孔钻孔方法、设备、装置及系统

技术领域

本发明涉及电路板盲孔加工领域，具体涉及一种激光盲孔钻孔方法、设备、装置及系统。

背景技术

在电路板盲孔加工领域，有几种电路板盲孔是比较难加工的。第一种，绝缘介质很薄的材料盲孔，例如12微米铜层-12微米PI层-12微米铜层叠构，这种软板材料是高端手机常用的材料，一般的加工方法是激光小聚焦光斑螺旋运动破坏表铜开窗，然后再用大光斑激光清扫中间绝缘层，这里最困难的是，小光斑激光要清除掉表铜，又不能伤底铜，中间绝缘层聚酰亚胺PI材料只有12微米厚度，这是很难稳定加工的一种盲孔。第二种，面铜超级厚的材料盲孔，例如50微米铜层-25微米PI层-50微米铜层叠构，盲孔中间的铜皮太厚，小光斑激光螺旋清除面铜，效率极低且盲孔钻孔极其不稳定，如果采用刻槽加热分层的方案（请见CN201811301064X），盲孔中间铜皮太重，铜盖无法剥离出来，只是在盲孔里面平移一个位置，无法实现稳定盲孔钻孔。第三种，面铜如钛铜材料，采用纳秒激光刻槽，面铜受热就出现毛刺、铜球、火山口等问题，采用皮秒激光，要么出现和纳秒激光加工一样的现象，要么由于冷加工，盲孔中间铜盖无法掀开，目前的盲孔钻孔方法全部失效，这是目前行业的痛点。

以上三种难以加工的盲孔，难点都在盲孔面铜的加工上面，因此有必要找到一种共性的方法，解决这些盲孔的稳定加工问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种激光盲孔钻孔方法、设备、装置及系统，可以高效解决超薄绝缘材料或超厚面铜材料或熔点相对低的导电材料的电路板盲孔钻孔行业难题。

第一方面，本发明提供一种激光盲孔钻孔方法，利用第一激光束和第二激光束对电路板进行盲孔钻孔；其中，所述电路板至少由上导电层、中间绝缘层和下导电层依次叠加构成，激光盲孔钻孔方法包括如下步骤，

第一步，利用所述第一激光束从所述电路板的上导电层开始进行环槽刻槽加工，使环槽穿透所述上导电层，并在所述环槽包围的区域内形成孤岛；

第二步，在所述孤岛所在的区域施加不垂直于所述电路板的气流场，同时利用所述第二激光束对所述孤岛上的上导电层进行定向定位激光冲击，以使所述孤岛上中间绝缘层中的材料受热爆炸并产生高压物质团，且在产生所述高压物质团时控制所述第二激光束停止出光，进而使所述孤岛上的上导电层在所述气流场与所述高压物质团产生的爆炸冲击波的合力下脱离所述孤岛并离开所述环槽；

第三步，利用所述第二激光束对所述环槽内孤岛上中间绝缘层中剩余的材料进行定向定位激光冲击，形成以所述下导电层为盲孔孔底的盲孔；或者，调低第一激光束和/或第二激光束的激光功率对所述环槽内孤岛上中间绝缘层中剩余的材料进行运动扫描，形成以所述下导电层为盲孔孔底的盲孔。

第二方面，本发明还提供了一种激光盲孔钻孔设备，用于对电路板进行盲孔钻孔；其中，所述电路板至少由上导电层、中间绝缘层和下导电层依次叠加构成；激光盲孔钻孔设备包括：

激光器，其用于产生第一激光束和第二激光束；

激光合束器，其与所述激光器连接，用于将所述第一激光束和所述第二激光束进行合束，形成组合激光束；

振镜扫描与平场聚焦装置，其与所述激光合束器连接，用于输出所述组合激光束，并使所述组合激光束中的第一激光束从所述电路板的上导电层开始进行环槽刻槽加工，使环槽穿透所述上导电层，并在所述环槽包围的区域内形成孤岛；

气流产生装置，其用于产生不垂直于所述电路板的气流场，并使所述气流场施加于所述孤岛所在的区域；

所述振镜扫描与平场聚焦装置，还用于在所述气流场施加于所述孤岛所在的区域的同时，使所述组合激光束中的第二激光束对所述孤岛上的上导电层进行定向定位激光冲击，以使所述孤岛上中间绝缘层中的材料受热爆炸并产生高压物质团，且在产生所述高压物质团时控制所述第二激光束停止出光，进而使所述孤岛上的上导电层在所述气流场与所述高压物质团产生的爆炸冲击波的合力下脱离所述孤岛并离开所述环槽；以及利用所述第二激光束对所述环槽内孤岛上中间绝缘层中剩余的材料进行定向定位激光冲击，形成以所述下导电层为盲孔孔底的盲孔；或者，调低第一激光束和/或第二激光束的激光功率对所述环槽内孤岛上中间绝缘层中剩余的材料进行运动扫描，形成以所述下导电层为盲孔孔底的盲孔。

第三方面，本发明还提供了一种激光盲孔钻孔装置，包括处理器、存储器和存储在所述存储器中且可运行在所述处理器上的计算机程序，所述计算机程序运行时实现如上述所述的一种激光盲孔钻孔方法。

第四方面，本发明还提供了一种激光盲孔钻孔系统，包括机台，还包括如上述所述的激光盲孔钻孔设备以及激光盲孔钻孔装置，所述激光盲孔钻孔装置与所述激光盲孔钻孔设备电连接；

所述机台，其用于放置待加工的电路板；

所述激光盲孔钻孔设备，其用于输出组合激光束；

所述激光盲孔钻孔装置，其用于控制所述激光盲孔钻孔设备输出的组合激光束执行如上述所述的激光盲孔钻孔方法，以对所述机台上放置的电路板进行盲孔钻孔。

本发明的有益效果是：在本发明一种激光盲孔钻孔方法、设备、装置及系统中，首先利用第一激光束在电路板上加工穿透上导电层的环槽以形成孤岛，然后在气流场的环境下利用第二激光束对孤岛上的上导电层进行定向定位激光冲击，孤岛上的上导电层受热并将热量传导到下面的中间绝缘层，中间绝缘层中的材料受热膨胀产生爆炸冲击波，使得孤岛上的上导电层获得垂直于电路板表面的运动矢量；同时，气流场的气流作用于孤岛上的上导电层，使得孤岛上的上导电层获得不垂直于电路板表面的运动矢量，进而使得孤岛上的上导电层以不垂直于电路板表面的合成运动矢量飞离环槽，形成孔底有残留部分中间绝缘层材料的初级盲孔；在孤岛上的上导电层推出环槽的过程中，第二激光束停止出光，避免第二激光束对孤岛的上导电层的激光推进副作用，同时避免了第二激光束对待加工盲孔其他区域的热量累积；最后利用第二激光束对初级盲孔进行激光冲击，获得极为高效的绝缘材料的清除效率和盲孔孔底质量，因此可以高效解决超薄绝缘材料或超厚面铜材料或熔点相对低的导热材料的电路板盲孔钻孔行业难题。

附图说明

图1为本发明一种激光盲孔钻孔方法的流程图；

图2为电路板的结构示意图；

图3（a）为环槽刻槽加工后在电路板上形成孤岛的一种截面主视图；

图3（b）为图3（a）的俯视图；

图4为环槽刻槽加工后在电路板上形成孤岛的另一种截面主视图；

图5为孤岛上导电层运动示意图；

图6为孤岛上盲孔孔盖受力示意图；

图7为电路板上盲孔示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。

第一方面：

如图1所示，一种激光盲孔钻孔方法，利用第一激光束和第二激光束对电路板进行盲孔钻孔；其中，所述电路板至少由上导电层、中间绝缘层和下导电层依次叠加构成，激光盲孔钻孔方法包括如下步骤，

第一步，利用所述第一激光束从所述电路板的上导电层开始进行环槽刻槽加工，使环槽穿透所述上导电层，并在所述环槽包围的区域内形成孤岛；

第二步，在所述孤岛所在的区域施加不垂直于所述电路板的气流场，同时利用所述第二激光束对所述孤岛上的上导电层进行定向定位激光冲击，以使所述孤岛上中间绝缘层中的材料受热爆炸并产生高压物质团，且在产生所述高压物质团时控制所述第二激光束停止出光，进而使所述孤岛上的上导电层在所述气流场与所述高压物质团产生的爆炸冲击波的合力下脱离所述孤岛并离开所述环槽；

第三步，利用所述第二激光束对所述环槽内孤岛上中间绝缘层中剩余的材料进行定向定位激光冲击，形成以所述下导电层为盲孔孔底的盲孔；或者，调低第一激光束和/或第二激光束的激光功率对所述环槽内孤岛上中间绝缘层中剩余的材料进行运动扫描，形成以所述下导电层为盲孔孔底的盲孔。

本发明方法实施的具体过程如下：

图2为电路板的结构示意图，具体为最起码的三层叠构，由上导电层1、中间绝缘层2和下导电层3依次叠加构成，上导电层1和下导电层3中的材料均为导电材料，中间绝缘层2中的材料为绝缘材料。

如图3（a）和图3（b）、图4所示，利用所述第一激光束（图中未标示）从所述电路板的上导电层1开始进行环槽刻槽加工形成环槽4，使环槽4穿透所述上导电层1，并在所述环槽4包围的区域内形成盲孔内部的孤岛5；图4与图3（a）的区别在于，环槽4可以不刻到下导电层3表面，也可以蚀刻到下导电层3表面（不伤及下导电层3），也可以蚀刻下导电层3小于5微米或者小于下导电层3的三分之一厚度的深度（少伤及下导电层3）；也就是说，环槽4的槽底可以位于中间绝缘层2的表面，也可以位于中间绝缘层2的内部，还可以位于下导电层3的表面，亦可以位于下导电层3的内部，但当位于下导电层3的内部时，第一激光束在所述下导电层3上的蚀刻深度小于5微米或者小于所述下导电层3厚度的三分之一。另外，环槽4的槽底可以是平整的，也可以是凹凸不平的，但通常情况下是平整的。

如图5和图6所示，采用高功率大光斑的第二激光束6对孤岛5上的上导电层1进行定向定位激光冲击，特别是定点激光冲击（所谓定点激光冲击，指激光出光的时候光束相对于待加工对象不相对运动），在所述第二激光束对所述孤岛上的上导电层进行定向定位激光冲击的过程中，所述第二激光束不伤及或少伤及所述上导电层；其中，所述第二激光束少伤及所述上导电层是指所述第二激光束在所述上导电层上的蚀刻深度小于5微米。孤岛5上的上导电层1受第二激光束的定向定位冲击会产生热量并把热量传递给孤岛5上的中间绝缘层2，使得孤岛5上的中间绝缘层2中的部分材料（部分材料为中间绝缘层2中贴合并靠近上导电层1的材料）受热爆炸并产生高压物质团7，所述高压物质团7产生垂直于盲孔孔底的爆炸冲击波，使孤岛5上的上导电层1脱离孤岛5形成盲孔孔盖8并被推出电路板表面。本发明方法中的中间绝缘层中的材料受热爆炸产生高压物质团推出盲孔孔盖有别于传统技术中的加热使导电层与绝缘层材料分层的技术方案。

一方面，盲孔孔盖8受到高压物质团7垂直于盲孔孔底的爆炸冲击力9，爆炸冲击力9使得盲孔孔盖8获得垂直于盲孔孔底方向的运动矢量10，这个爆炸冲击力9是瞬间作用力，一旦孤岛5上的中间绝缘层2中的部分材料受热爆炸完毕，爆炸冲击力9就会消失。另一个方面，盲孔孔盖8也受到气流场的横向流体推动力11，这个横向流体推动力11是随着气流场的存在而持续存在的，它使得盲孔孔盖8获得横向运动矢量12。由于盲孔孔盖8同时获得垂直于盲孔孔底方向的运动矢量10和横向运动矢量12，而运动矢量10和横向运动矢量12会叠加形成合成运动矢量13，最终盲孔孔盖8沿着合成运动矢量13飞离电路板上的环槽4，最终离开待加工盲孔位置，形成孔底有残留绝缘材料14的初级盲孔。

值得注意的是，若第二激光束6对盲孔孔盖8进行定向定位激光冲击，会存在一个负面因素，即：第二激光束6对盲孔孔盖8进行定点激光冲击加工的时候，盲孔孔盖8也会产生激光等离子体15，盲孔孔盖8面上的激光等离子体15对盲孔孔盖8产生反作用力16，将盲孔孔盖8推向电路板内，只要第二激光束6持续进行激光冲击，反作用力16就一直存在，反作用力16的矢量方向与爆炸冲击力9的矢量方向是相反的，因而反作用力16会将盲孔孔盖8推回环槽4里面，这是绝对要避免的事故，因此这个阶段第二激光束6停止出光是极其关键的。因此一旦孤岛5上的中间绝缘层2中的部分材料受热爆炸并产生高压物质团7进而产生爆炸冲击波后，第二激光束6立即停止出光，消除对盲孔孔盖8的激光反向推进副作用，同时避免了第二激光束12对待加工盲孔其他区域的热量的大量累积（造成电路板过热）。

最后，在控制第二激光束6停止出光一段时间后，再次控制第二激光束6出光，使第二激光束12对初级盲孔孔底的残留绝缘材料14进行定向定位激光冲击，特别是定点激光冲击，获得极为高效的绝缘材料的清除效率（所需激光冲击时间非常短，提升钻孔效率）和盲孔孔底质量（高功率激光汽化绝缘材料干净利落）；最终在电路板上形成如图7所示的盲孔17。

优选的，控制所述第二激光束停止出光至控制所述第二激光束出光之间的时间间隔小于500微秒。

一般停止出光时间在100微秒时间即可，这段时间盲孔孔盖已经运动离开了环槽位置了。

优选的，所述第二激光束的光斑直径大于所述环槽直径的80%；

或，

所述第二激光束的光斑直径大于所述环槽直径。

前面第二激光束在第一层材料表面的光斑直径大于环槽直径的80%，是依据行业盲孔孔底面积大于孔口80%面积的行业规定以及本发明方法需要实现绝缘材料爆炸两个方面要求做出的限定。如果第二激光束在第一层材料表面的光斑直径大于环槽的直径，那么利用了环槽的热隔离作用，环槽外部的第二激光束的热量被环槽外部的上导电层导走，环槽内部的上导电层热量无法导走，直接将热量传导至环槽内部的中间绝缘层，使得环槽内部的中间绝缘层中的部分材料剧烈受热产生爆炸冲击波。

优选的，所述第二激光束的激光平均功率大于30瓦。

激光平均功率大于30瓦的第二激光束属于高功率激光束。一方面，高功率定点冲击才可以让中间绝缘材料急剧受热爆炸形成高压物质团，对第一层导电层形成爆炸冲击波；另一个方面，高功率定点冲击孔底可以获得及其高效的盲孔孔底清除工作，进而保证将孤岛上的中间绝缘层中的材料高效率清除干净而不伤及或少伤及下导电层，一般时间在50微秒到300微秒；如果时间太长，由于激光功率过高，线路板就会过热。而现有技术中一般采用小功率激光进行螺旋清除孔底残胶，所需要的时间一般为毫秒量级。

优选的，所述第一激光束的光斑截面为高斯分布，且所述第一激光束的光斑直径小于第二激光束的光斑直径；

或，

所述第一激光束的光斑截面为圆环分布。

第一激光束加工光斑截面为高斯分布，一般就采用平场聚焦镜进行聚焦，扫描振镜或者声光偏转或电光偏转方式对激光束进行扫描，旋切出环槽。第一激光束加工光斑为圆环，则可以直接激光定点冲击方式可以获得环槽。

优选的，所述第二激光束的光斑截面为高斯分布或者平顶分布。

第二激光束的光斑一般选择圆形光斑，即圆形平顶或者圆形高斯分布。

优选的，所述气流场的气流方向与所述电路板的上导电层表面之间的夹角小于30度。

只要气流场气流方向不垂直于电路板，那么就可以直接或间接产生平行于电路板表面的气流分量。所谓间接产生，是气流被挡住反弹产生气流。

优选的，所述气流场由正压喷嘴喷气产生，或由负压吸嘴抽气产生，或由正压喷嘴和负压吸嘴共同产生。

压缩空气或者其他气体通过管道连接正压喷嘴，即可产生冲击气流；集成器可以产生负压，负压吸嘴连接集成器，即可产生吸引气流；现实中一般两者是配合使用，面对面放置，送气和吸气共同形成气流场。

优选的，所述第二激光束激光为亚纳秒激光或皮秒激光或飞秒激光。

优选的，在利用所述第一激光束和所述第二激光束对所述电路板进行盲孔钻孔的过程中，所述第一激光束与所述第二激光束为重叠在一起的组合激光束，通过控制所述组合激光束中的第一激光束和第二激光束的出光时序对所述电路板进行盲孔钻孔。

优选的，所述第一激光束和所述第二激光束由同一激光光源通过光开关切换到不同光路获得。

这里的光开关，包括机械光开关、电光光开关、声光光开关等。光束通过不同的光路，获得不同的聚焦特性，特别是加工光斑的形状，大小、能量分布等。

优选的，利用所述第一激光束从所述电路板的上导电层开始进行环槽刻槽加工的过程中，使所述第二激光束参与所述第一激光束从所述电路板的上导电层开始进行环槽刻槽加工的过程。

第二激光束参与所述第一激光束从所述电路板的上导电层开始进行环槽刻槽加工的过程，增加激光加工能量，进而可以加快环槽刻槽加工的进程。

优选的，上导电层和下导电层中的材料均为导电材料，所述导电材料包含铜；中间绝缘层中的材料为绝缘材料，所述绝缘材料包括聚酰亚胺和/或有机胶和/或玻璃纤维和/或碳纤维和/或陶瓷粉末和/或玻璃粉末和/或特氟龙。

下面以两个实例来说明本发明的方法。

实例1：

电路板材料，上导电层为12微米厚度电解铜，中间绝缘层为12微米厚度聚酰亚胺PI材料，下导电层为12微米厚度电解铜，加工100微米盲孔。第一激光束和第二激光束波长均为532纳米。

第一激光束，台面激光参数7瓦@60千赫兹，激光脉冲宽度20纳秒，聚焦光斑25微米，扫描速度500毫米每秒，振镜采用scanlab振镜，场镜采用SILL场镜，焦距100毫米，振镜扫描2圈完成环槽的加工。

第二激光束，台面激光参数30瓦@400千赫兹，激光脉冲宽度15皮秒，圆形平顶光斑直径150微米，定点激光冲击50微秒；气流场流体方向平行于电路板表面。

第二激光束停止出光100微秒，盲孔孔盖飞离盲孔孔口，被气体吸嘴抽走，形成初级盲孔。

第二激光束出光，在初级盲孔上方定点激光冲击100微秒，完成盲孔孔底清理。

实例1完美高效可靠解决超薄绝缘材料的盲孔激光钻孔。

实例2 ：

电路板材料，上导电层为30微米厚度钛铜（含钛和锌等元素的铜箔），中间绝缘层为15微米厚度环氧胶材料，下导电层为12微米厚度电解铜，加工100微米盲孔。第一激光束和第二激光束波长均为532纳米。

第一激光束，台面激光参数5瓦@200千赫兹，激光脉冲宽度10皮秒，聚焦光斑25微米，扫描速度500毫米每秒，振镜采用scanlab振镜，场镜采用SILL场镜，焦距100毫米，振镜扫描5圈完成环槽的加工。

第二激光束，台面激光参数30瓦@400千赫兹，激光脉冲宽度15皮秒，圆形平顶光斑直径150微米，定点激光冲击50微秒；气流场流体方向平行于电路板表面。

第二激光束停止出光100微秒，盲孔孔盖飞离盲孔孔口，被气体吸嘴抽走，形成初级盲孔。

第二激光束出光，在初级盲孔上方定点激光冲击100微秒，完成盲孔孔底清理。

实例2完美可靠解决了熔点较低的盲孔导电材料，例如面铜为钛铜的电路板盲孔激光钻孔。

以上两个实例中的第一激光束和第二激光束可以合束使用，也可以分开使用。

第二方面，本发明还提供了一种激光盲孔钻孔设备，用于对电路板进行盲孔钻孔；其中，所述电路板至少由上导电层、中间绝缘层和下导电层依次叠加构成；激光盲孔钻孔设备包括：

激光器，其用于产生第一激光束和第二激光束；

激光合束器，其与所述激光器连接，用于将所述第一激光束和所述第二激光束进行合束，形成组合激光束；

振镜扫描与平场聚焦装置，其与所述激光合束器连接，用于输出所述组合激光束，并使所述组合激光束中的第一激光束从所述电路板的上导电层开始进行环槽刻槽加工，使环槽穿透所述上导电层，并在所述环槽包围的区域内形成孤岛；

气流产生装置，其用于产生不垂直于所述电路板的气流场，并使所述气流场施加于所述孤岛所在的区域；

所述振镜扫描与平场聚焦装置，还用于在所述气流场施加于所述孤岛所在的区域的同时，使所述组合激光束中的第二激光束对所述孤岛上的上导电层进行定向定位激光冲击，以使所述孤岛上中间绝缘层中的材料受热爆炸并产生高压物质团，且在产生所述高压物质团时控制所述第二激光束停止出光，进而使所述孤岛上的上导电层在所述气流场与所述高压物质团产生的爆炸冲击波的合力下脱离所述孤岛并离开所述环槽；以及利用所述第二激光束对所述环槽内孤岛上中间绝缘层中剩余的材料进行定向定位激光冲击，形成以所述下导电层为盲孔孔底的盲孔；或者，调低第一激光束和/或第二激光束的激光功率对所述环槽内孤岛上中间绝缘层中剩余的材料进行运动扫描，形成以所述下导电层为盲孔孔底的盲孔。

第三方面，本发明还提供了一种激光盲孔钻孔装置，包括处理器、存储器和存储在所述存储器中且可运行在所述处理器上的计算机程序，所述计算机程序运行时实现如上述所述的一种激光盲孔钻孔方法。

第四方面，本发明还提供了一种激光盲孔钻孔系统，包括机台，还包括如上述所述的激光盲孔钻孔设备以及激光盲孔钻孔装置，所述激光盲孔钻孔装置与所述激光盲孔钻孔设备电连接；

所述机台，其用于放置待加工的电路板；

所述激光盲孔钻孔设备，其用于输出组合激光束；

所述激光盲孔钻孔装置，其用于控制所述激光盲孔钻孔设备输出的组合激光束执行如上述所述的激光盲孔钻孔方法，以对所述机台上放置的电路板进行盲孔钻孔。

在本发明一种高功率激光盲孔钻孔方法、设备、装置及系统中，突破传统的激光钻孔思维，具备以下优势：

1、制作并形成孤岛且在孤岛内产生绝缘材料爆炸冲击，将盲孔孔盖冲出待加工盲孔位置；这种加工方式巧妙而高效，盲孔开盖可靠性极好，且激光冲击所需时间极短，盲孔加工效率极高；利用绝缘材料爆炸冲击将盲孔孔盖冲出待加工盲孔位置是本发明的发明点关键之一；

2、巧妙的利用环槽的热隔离作用，环槽外部的第二激光束的热量被导电材料导走，环槽内部的导热材料热量无法导走，直接将热量传导到下层绝缘材料，使得绝缘材料剧烈加热产生爆炸冲击波。巧妙的利用环槽的热隔离作用，是本发明的关键点之二；

3、盲孔孔盖运动中，第二激光束停止出光，避免对孤岛上导电层的激光反推进副作用，防止盲孔孔盖又被反推到环槽里面，导致盲孔加工失败，造成废品，损失巨大；在盲孔孔盖向外运动中，第二激光束不出光，是本发明的发明点关键之三；

4、盲孔孔盖运动中，第二激光束停止出光，避免了第二激光束对待加工盲孔其他区域的大量热量累积；

5、气流场的流体推动，产生横向的运动矢量，使盲孔孔盖最终离开待加工盲孔位置，形成孔底有残留绝缘材料的初级盲孔。气流场的设置，使得盲孔孔盖产生横向运动，避免盲孔孔盖落回环槽里面，是本发明的发明点关键之四；

6、第二激光束对初级盲孔进行激光冲击，获得极为高效的绝缘材料的清除效率和盲孔孔底质量。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (16)

1.一种激光盲孔钻孔方法，其特征在于：利用第一激光束和第二激光束对电路板进行盲孔钻孔；其中，所述电路板至少由上导电层、中间绝缘层和下导电层依次叠加构成，激光盲孔钻孔方法包括如下步骤，

第一步，利用所述第一激光束从所述电路板的上导电层开始进行环槽刻槽加工，使环槽穿透所述上导电层，并在所述环槽包围的区域内形成孤岛；

第二步，在所述孤岛所在的区域施加不垂直于所述电路板的气流场，同时利用所述第二激光束对所述孤岛上的上导电层进行定向定位激光冲击，以使所述孤岛上中间绝缘层中的材料受热爆炸并产生高压物质团，且在产生所述高压物质团时控制所述第二激光束停止出光，进而使所述孤岛上的导电层在所述气流场与所述高压物质团产生的爆炸冲击波的合力下脱离所述孤岛并离开所述环槽；

第三步，利用所述第二激光束对所述环槽内孤岛上中间绝缘层中剩余的材料进行定向定位激光冲击，形成以所述下导电层为盲孔孔底的盲孔；或者，调低第一激光束和/或第二激光束的激光功率对所述环槽内孤岛上中间绝缘层中剩余的材料进行运动扫描，形成以所述下导电层为盲孔孔底的盲孔。

2.根据权利要求1所述的激光盲孔钻孔方法，其特征在于：利用所述第一激光束从所述电路板的上导电层开始进行环槽刻槽加工的过程中，所述第一激光束不伤及或少伤及所述下导电层；其中，所述第一激光束少伤及所述下导电层是指，所述第一激光束在所述下导电层上的蚀刻深度小于5微米或者小于所述下导电层厚度的三分之一；

或/和，

利用所述第二激光束对所述孤岛上的上导电层进行定向定位激光冲击的过程中，所述第二激光束不伤及或少伤及所述上导电层；其中，所述第二激光束少伤及所述上导电层是指，所述第二激光束在所述上导电层上的蚀刻深度小于5微米。

3.根据权利要求1所述的一种激光盲孔钻孔方法，其特征在于：控制所述第二激光束停止出光至控制所述第二激光束出光之间的时间间隔小于500微秒。

4.根据权利要求1所述的激光盲孔钻孔方法，其特征在于：所述第二激光束的光斑直径大于所述环槽直径的80%。

5.根据权利要求1所述的一种激光盲孔钻孔方法，其特征在于：所述第二激光束的激光平均功率大于30瓦。

6.根据权利要求1所述的激光盲孔钻孔方法，其特征在于：所述第一激光束的光斑截面为高斯分布，且所述第一激光束的光斑直径小于第二激光束的光斑直径；

或，

所述第一激光束的光斑截面为圆环分布。

7.根据权利要求1所述的一种激光盲孔钻孔方法，其特征在于：所述第二激光束的光斑截面为高斯分布或者平顶分布。

8.根据权利要求1所述的一种激光盲孔钻孔方法，其特征在于：所述气流场的气流方向与所述电路板的上导电层表面之间的夹角小于30度。

9.根据权利要求1所述的一种激光盲孔钻孔方法，其特征在于：所述气流场由正压喷嘴喷气产生，或由负压吸嘴抽气产生，或由正压喷嘴和负压吸嘴共同产生。

10.根据权利要求1所述的一种激光盲孔钻孔方法，其特征在于：所述第二激光束激光为亚纳秒激光或皮秒激光或飞秒激光。

11.根据权利要求1所述的一种激光盲孔钻孔方法，其特征在于：在利用所述第一激光束和所述第二激光束对所述电路板进行盲孔钻孔的过程中，所述第一激光束与所述第二激光束为重叠在一起的组合激光束，通过控制所述组合激光束中的第一激光束和第二激光束的出光时序对所述电路板进行盲孔钻孔。

12.根据权利要求1所述的一种激光盲孔钻孔方法，其特征在于：所述第一激光束和所述第二激光束由同一激光光源通过光开关切换到不同光路获得。

13.根据权利要求1所述的一种激光盲孔钻孔方法，其特征在于：利用所述第一激光束从所述电路板的上导电层开始进行环槽刻槽加工的过程中，使所述第二激光束参与所述第一激光束从所述电路板的上导电层开始进行环槽刻槽加工的过程。

14.一种激光盲孔钻孔设备，其特征在于，用于对电路板进行盲孔钻孔；其中，所述电路板至少由上导电层、中间绝缘层和下导电层依次叠加构成；激光盲孔钻孔设备包括：

激光器，其用于产生第一激光束和第二激光束；

激光合束器，其与所述激光器连接，用于将所述第一激光束和所述第二激光束进行合束，形成组合激光束；

振镜扫描与平场聚焦装置，其与所述激光合束器连接，用于输出所述组合激光束，并使所述组合激光束中的第一激光束从所述电路板的上导电层开始进行环槽刻槽加工，使环槽穿透所述上导电层，并在所述环槽包围的区域内形成孤岛；

气流产生装置，其用于产生不垂直于所述电路板的气流场，并使所述气流场施加于所述孤岛所在的区域；

所述振镜扫描与平场聚焦装置，还用于在所述气流场施加于所述孤岛所在的区域的同时，使所述组合激光束中的第二激光束对所述孤岛上的上导电层进行定向定位激光冲击，以使所述孤岛上中间绝缘层中的材料受热爆炸并产生高压物质团，且在产生所述高压物质团时控制所述第二激光束停止出光，进而使所述孤岛上的上导电层在所述气流场与所述高压物质团产生的爆炸冲击波的合力下脱离所述孤岛并离开所述环槽；以及利用所述第二激光束对所述环槽内孤岛上中间绝缘层中剩余的材料进行定向定位激光冲击，形成以所述下导电层为盲孔孔底的盲孔；或者，调低第一激光束和/或第二激光束的激光功率对所述环槽内孤岛上中间绝缘层中剩余的材料进行运动扫描，形成以所述下导电层为盲孔孔底的盲孔。

15.一种激光盲孔钻孔装置，其特征在于：包括处理器、存储器和存储在所述存储器中且可运行在所述处理器上的计算机程序，所述计算机程序运行时实现如权利要求1至13任一项所述的一种激光盲孔钻孔方法。

16.一种激光盲孔钻孔系统，其特征在于：包括机台，还包括如权利要求14所述的激光盲孔钻孔设备以及如权利要求15所述的激光盲孔钻孔装置，所述激光盲孔钻孔装置与所述激光盲孔钻孔设备电连接；

所述机台，其用于放置待加工的电路板；

所述激光盲孔钻孔设备，其用于输出组合激光束；

所述激光盲孔钻孔装置，其用于控制所述激光盲孔钻孔设备输出的组合激光束执行如权利要求1至13任一项所述的激光盲孔钻孔方法，以对所述机台上放置的电路板进行盲孔钻孔。