CN208971865U - 一种激光微孔新工艺pcb板系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型所涉及一种激光微孔新工艺PCB板系统，其包括激光器，光学系统以及控制系统；所述的光学系统包括扩束模块，光束整形器，成像装置，聚焦透镜。因所述激光器是采用激励原理不同的有射频激励CO2激光器，横向激励气体CO2激光器，两种激光器输出的激光波长为10.6um或9.4um，属于红外波段，加工时，通过激光热烧蚀方式成型微孔，即被加工的材料吸收高能量的激光，在极短的时间内加热到熔化并被蒸发，有利于减轻碳化问题，提高被加工的激光微孔的成孔质量，因此，达到提高被加工的激光微孔的成孔质量，无明显碳化现象。
Description
【技术领域】
本实用新型涉及一种用于PCB板领域中的一种激光微孔新工艺PCB板系统。
【背景技术】
随着电子产品技术不断飞速发展，伴随着大规模及超大规模的集成电路被广泛的应用于各类电子产品。与此同时，随着印制电路板的制造逐渐向集成化、微型化的方向发展。使得印制板上图形细微导线，微孔以及孔线间距不断缩小。随着电子产品封装的多样化，线路板的小型化，孔径以及线宽距离提出更高的要求，使得高密度互连板越来越成为业界的主流和新的利润增长点，而激光微孔技术是实现PCB板的高密度互连的关键技术之一。使用于激光微孔技术方面的PCB激光微孔系统包括激光器，光线系统以及控制系统。所述激光打孔是利用脉冲和高峰值功率的激光，经过一定光学系统，在PCB板上面聚焦烧蚀而形成微孔。此种微孔方法虽然具有高速，精确以及成本低，但是，被加工的激光微孔的成孔形质量比较差，孔壁周围残留于明显碳化现象。
【实用新型内容】
有鉴于此，本实用新型所要解决的技术问题是提供一种能够提高被加工的激光微孔的成孔质量，无明显碳化现象的激光微孔新工艺PCB板系统。
为此解决上述技术问题，本实用新型中的技术方案所采用一种激光微孔新工艺PCB板系统，其包括激光器，光学系统以及控制系统；所述的光学系统包括扩束模块，光束整形器，成像装置，聚焦透镜；所述激光器包括激光腔主体，设置于激光腔主体内部的放电杆，设置于放电杆外围的贮气套管，设置于贮气套管下面的进水口，设置于贮气套管上面一端的出水口，设置于激光腔主体一端的阴极，设置于激光腔主体另一端的阳极，设置于阳极外围的回气管，设置于激光腔主体一端外围的小旋转盖，设置于激光腔主体另一端外围的大旋转盖。
进一步限定，所述激光器是采用激励原理不同的有射频激励CO2激光器，横向激励气体CO2激光器。
进一步限定，所述光学系统包括正透镜和负透镜，先使用负透镜将光束发散，再使用正透镜将光束准值。
进一步限定，所述光学系统包括安装在一端外光阑镜，安装在外光阑镜另一端的聚焦镜，安装在外光阑镜与聚焦镜之间的扩束镜。
进一步限定，所述控制系统是由二维机械控制的用于储存工件的平台构成。
进一步限定，所述激光器包括YVYAG激光器，RFCO2激光器，TEA脉冲CO2激光器。
本实用新型的有益技术效果：因所述激光器包括激光腔主体，设置于激光腔主体内部的放电杆，设置于放电杆外围的贮气套管，设置于贮气套管下面的进水口，设置于贮气套管上面一端的出水口，设置于激光腔主体一端的阴极，设置于激光腔主体另一端的阳极，设置于阳极外围的回气管，设置于激光腔主体一端外围的小旋转盖，设置于激光腔主体另一端外围的大旋转盖。由于所述激光器是采用激励原理不同的有射频激励CO2激光器，横向激励气体CO2激光器，两种激光器输出的激光波长为10.6um或9.4um，属于红外波段，加工时，通过激光热烧蚀方式成型微孔，即被加工的材料吸收高能量的激光，在极短的时间内加热到熔化并被蒸发，有利于减轻碳化问题，提高被加工的激光微孔的成孔质量，因此，达到提高被加工的激光微孔的成孔质量，无明显碳化现象。
下面结合附图和实施例，对本实用新型的技术方案做进一步的详细描述。
【附图说明】
图1为本实用新型中一种激光微孔新工艺PCB板系统的方框示意图；
图2为本实用新型中光学系统的示意图；
图3为本实用新型中激光器的示意图。
【具体实施方式】
为了使本实用新型所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚、明白，以下结合附图和实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
请参考图1至图3所示，下面结合实施例说明一种激光微孔新工艺PCB板系统，其包括激光器，光学系统以及控制系统。
所述的光学系统包括扩束模块，光束整形器，成像装置，聚焦透镜；所述激光器包括激光腔主体，设置于激光腔主体内部的放电杆1，设置于放电杆1外围的贮气套管2，设置于贮气套管2下面的进水口3，设置于贮气套管2上面一端的出水口4，设置于激光腔主体一端的阴极5，设置于激光腔主体另一端的阳极6，设置于阳极6外围的回气管7，设置于激光腔主体一端外围的小旋转盖8，设置于激光腔主体另一端外围的大旋转盖9。所述激光器是采用激励原理不同的有射频激励CO2激光器横向激励气体CO2激光器。所述激光器包括YVYAG激光器，RFCO2激光器，TEA脉冲CO2激光器。
所述光学系统包括正透镜和负透镜，先使用负透镜将光束发散，再使用正透镜将光束准值。所述光学系统包括安装在一端外光阑镜，安装在外光阑镜另一端的聚焦镜，安装在外光阑镜与聚焦镜之间的扩束镜。所述控制系统是由二维机械控制的用于储存工件的平台构成。
所述激光器与光学系统连接在一起，而所述光学系统与控制系统连接在一起。所述激光器是为激光打孔提供能量和光源，而光学系统是用于导光并改善光束的质量，控制系统是使PCB板和激光按照一定的工艺要求移动和打孔。所述激光打微孔是利用短脉冲和高峰值功率的激光，经过一定的光学系统，在PCB板上面聚焦烧蚀而形成微孔。
所述激光器输出短脉冲和高峰值功率的激光，是激光打微孔的能量来源，输出激光的参数特性，如波长，频率，脉冲宽度，峰值功率等在很大程度上决定激光打微孔的机理和质量。一般情况，PCB板是由树脂和纤维表面加铜箔构成，PCB板的组成成分对不同波长的不同吸收率很大程度上决定微孔工艺所需要的激光器。所述光学系统是激光微孔的重要组成部分，其主要作用是，将激光束从激光器输出窗口引导至加工工件表面，并在加工的部位获得所需要的光斑形状，尺寸，以及功率密度。
所述的光学系统包括扩束模块，光束整形器，成像装置，聚焦透镜。所述扩束模块是对激光输出的光束扩束并准直，目的是使光斑能被聚得更小。所述光束整形器是是将原来的尖顶光束转变成平顶光束，尖顶光束能量分布不均，中心部高，两边低，经过光束整形器处理后，得到平顶光束，使得被加工的激光微孔内部表面比较均匀和光滑。成像装置是去除掉光束高阶模数，在光学系统中，外光阑能对光束成型，光斑的两边被拦掉，使得光斑更加均匀。所述聚焦透镜在光学系统中的末端，将整形完的光束聚焦在PCBA板上，所需要的光斑和能量密度。所述聚焦透镜将整形完的光束聚焦形成某个焦点，该PCB板上面放置在透镜的焦点上面。
所述激光器是激光微孔加工过程中所使用的，所述激光器是采用激励原理不同的有射频激励CO2激光器，横向激励气体CO2激光器，两种激光器输出的激光波长为10.6um或9.4um，属于红外波段，所述激光器释放一个脉冲则可以加工十几个微米，使得加工效率比较高，加工激光微孔的深度比较深。当PCB板上面被加工某处的材料吸收高能量的激光，在极短的时间内加热到熔化被蒸发掉，通过激光热烧蚀方式成型微孔。另外，由于所述激光器的射频的重复频率高，最大重复率达到20KHZ，使得激光器所释放的光束模式比较好，导致被加工的激光微孔的孔壁质量较高。所述激光器的输出的激光波长为10.6um或9.4um，脉冲持续时间短至1US，有效减轻碳化温度。所述脉冲峰值比较高，重复率为1-4KHZ，波形近方形输出，有利于需要金属孔孔径光阑选择光束的中心部分，使得具有相当高的脉冲能量和功率，有利于树脂材料的穿透能力强。
综上所述，因所述激光器包括激光腔主体，设置于激光腔主体内部的放电杆1，设置于放电杆1外围的贮气套管2，设置于贮气套管2下面的进水口3，设置于贮气套管2上面一端的出水口4，设置于激光腔主体一端的阴极5，设置于激光腔主体另一端的阳极6，设置于阳极6外围的回气管7，设置于激光腔主体一端外围的小旋转盖8，设置于激光腔主体另一端外围的大旋转盖9。由于所述激光器是采用激励原理不同的有射频激励CO2激光器，横向激励气体CO2激光器，两种激光器输出的激光波长为10.6um或9.4um，属于红外波段，加工时，通过激光热烧蚀方式成型微孔，即被加工的材料吸收高能量的激光，在极短的时间内加热到熔化并被蒸发，有利于减轻碳化问题，提高被加工的激光微孔的成孔质量因此，达到提高被加工的激光微孔的成孔质量，无明显碳化现象。
以上参照附图说明了本实用新型的优选实施例，并非因此局限本实用新型的权利范围。本领域技术人员不脱离本实用新型的范围和实质内所作的任何修改、等同替换和改进，均应在本实用新型的权利范围之内。
Claims (6)
1.一种激光微孔新工艺PCB板系统，其包括激光器，光学系统以及控制系统；所述的光学系统包括扩束模块，光束整形器，成像装置，聚焦透镜；其特征在于：所述激光器包括激光腔主体，设置于激光腔主体内部的放电杆，设置于放电杆外围的贮气套管，设置于贮气套管下面的进水口，设置于贮气套管上面一端的出水口，设置于激光腔主体一端的阴极，设置于激光腔主体另一端的阳极，设置于阳极外围的回气管，设置于激光腔主体一端外围的小旋转盖，设置于激光腔主体另一端外围的大旋转盖。
2.根据权利要求1所述一种激光微孔新工艺PCB板系统，其特征在于：所述激光器是采用激励原理不同的有射频激励CO2激光器，横向激励气体CO2激光器。
3.根据权利要求1所述一种激光微孔新工艺PCB板系统，其特征在于：所述光学系统包括正透镜和负透镜，先使用负透镜将光束发散，再使用正透镜将光束准值。
4.根据权利要求1所述一种激光微孔新工艺PCB板系统，其特征在于：所述光学系统包括安装在一端外光阑镜，安装在外光阑镜另一端的聚焦镜，安装在外光阑镜与聚焦镜之间的扩束镜。
5.根据权利要求1所述一种激光微孔新工艺PCB板系统，其特征在于：所述控制系统是由二维机械控制的用于储存工件的平台构成。
6.根据权利要求1所述一种激光微孔新工艺PCB板系统，其特征在于：所述激光器包括YVYAG激光器，RFCO2激光器，TEA脉冲CO2激光器。
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