鐳射培訓(xùn)教材課件

1、Laser鉆孔培訓(xùn)教材2004雷 鳴 主講2022年7月30日2001年9月13日1依利安達(dá)（廣州）電子科技有限公司課 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。2001年9月13日2依利安達(dá)（廣州）電子科技有限公司鐳射鉆孔的原理和流程鐳射鉆孔的目的：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。實(shí)現(xiàn)層與層間的導(dǎo)通。實(shí)現(xiàn)HDI2001年9月13日3依利安達(dá)（廣州）電子科技有限公司鐳射鉆孔的工藝原理微孔加工的主

2、要方法機(jī)械成孔感光成孔激光成孔ALIVH（“無(wú)芯材”全層導(dǎo)通孔法） (Any Layer Inner Via Hole)其他2001年9月13日4依利安達(dá)（廣州）電子科技有限公司鐳射鉆孔的工藝原理激光成孔法特點(diǎn)速度快 幾百幾萬(wàn)/分鐘對(duì)位精度高 0.8mil加工孔徑小 Min 1mil孔徑改變?nèi)菀坠に囅鄬?duì)簡(jiǎn)單2001年9月13日5依利安達(dá)（廣州）電子科技有限公司鐳射鉆孔的工藝原理PCB成孔用激光的種類(lèi)：RF/CO2激光TEA/CO2激光Nd：YAG/UV激光其他2001年9月13日6依利安達(dá)（廣州）電子科技有限公司鐳射鉆孔的工藝原理PCB成孔用激光光譜：VISIBLE可見(jiàn)光INFRARED紅外線

3、光ULTRAVIOLET紫外線光400 nm750 nm100 nm 5th H, 4th H, 3rd H, Ar-Ion 2nd H, Nd:YAG CO2 Nd:YAG Nd:YAG Nd:YAG Nd:YAG Nd:YLF212 nm266 nm355 nm488 nm532 nm1064 nm1000 nm10,000 nm1321 nmLaser Type激光類(lèi)型Wavelength波長(zhǎng)2001年9月13日7依利安達(dá)（廣州）電子科技有限公司鐳射鉆孔的工藝原理激光成孔的關(guān)鍵加工材料對(duì)激光波長(zhǎng)的吸收率反射吸收透射2001年9月13日8依利安達(dá)（廣州）電子科技有限公司鐳射鉆孔的工藝原理P

4、CB材料對(duì)光波的吸收：Wavelength (microns)Total AbsorptionUVIRVisibleFR4Matte CuGlassCopper is reflectiveGlass is transparentResins vary in the IR based on additives. Can be almost transparentStrong absorption in all materialsCopper DelaminationpossibleStrong absorption in Resin&Glass2001年9月13日9依利安達(dá)（廣州）電子科技有限公

5、司鐳射鉆孔的工藝原理激光成孔的方式光熱燒蝕 （加熱蒸發(fā)過(guò)程）吸收高能量 熔化 蒸發(fā) 殘余炭焦化物 Desmear光化學(xué)燒蝕吸收能量超過(guò)2ev,波長(zhǎng)低于400nm光子 破壞長(zhǎng)分子鏈 高能量微粒逃逸2001年9月13日10依利安達(dá)（廣州）電子科技有限公司鐳射鉆孔的工藝原理固體Nd：YAG/UV激光器激發(fā)激光原理圖：THGX-tal355nmOutputNd:YAGQ-SwSHGX-tal1064nm532nm355nmLaser Diode BarHRMirrorOutputCouplerBeamSplitterBeamDump355nm Diode Pumped UV YAG Laser釹、釔鋁

6、柘榴石(三次諧波)2001年9月13日11依利安達(dá)（廣州）電子科技有限公司鐳射鉆孔的工藝原理Co2激光器激發(fā)激光原理圖：MirrorMediumMirrorPumpingLaser BeamCo2 Laser：Medium（介質(zhì)）：Co2Pumping（激發(fā)源）：Electrode（電極）Wave Length（波長(zhǎng)）：9.3 - 10.6m2001年9月13日12依利安達(dá)（廣州）電子科技有限公司鐳射鉆孔的工藝原理 ESI公司5200UV激光鉆孔機(jī)激光器Nd:YAG/UV激光器：2001年9月13日13依利安達(dá)（廣州）電子科技有限公司鐳射鉆孔的工藝原理Nd:YAG/UV激光特性：30ns200

7、1年9月13日14依利安達(dá)（廣州）電子科技有限公司鐳射鉆孔的工藝原理UV激光器輸出能量圖：波長(zhǎng)越短，光點(diǎn)越小，能量越強(qiáng)2001年9月13日15依利安達(dá)（廣州）電子科技有限公司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：激發(fā)介質(zhì)：CO2 激發(fā)源：Electrode（電極） 波 長(zhǎng)：9.3 - 10.6mPulse width：指Laser光脈沖一次的時(shí)間通常為1s-100s。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

8、power：指瞬間（單位時(shí)間）Laser光能量其值為 pe/pw。Drilling mode：Cycle mode，Burst mode，Step mode。2001年9月13日16依利安達(dá)（廣州）電子科技有限公司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：pwPulse PeriodPEWave LengthPeak Power = PE (Pulse Energy) / Pulse width (5200kw)PA (Average Power) = PE x f (45200w) Co2 Laser wave介紹2001年9月13日17依利安達(dá)（廣州）電子

9、科技有限公司鐳射鉆孔的工藝流程鉆孔位置校準(zhǔn)和補(bǔ)償：原理1. 單個(gè)坐標(biāo)確定XY方向偏移。2. 兩個(gè)坐標(biāo)確定XY方向偏移十旋轉(zhuǎn)量。3. 3個(gè)坐標(biāo)確定XY方向偏移十旋轉(zhuǎn)量十漲縮量。4. 4個(gè)坐標(biāo)確定XY方向偏移十旋轉(zhuǎn)量十漲縮量十梯形校正。2001年9月13日18依利安達(dá)（廣州）電子科技有限公司鐳射鉆孔的工藝流程鉆孔位置校準(zhǔn)和補(bǔ)償：方法以?xún)?nèi)層Target對(duì)位用比例鉆帶直接鉆出激光對(duì)位Target 0.5mm對(duì)位孔激光刮出內(nèi)層T argetX-Ray鉆出內(nèi)層T arget2001年9月13日19依利安達(dá)（廣州）電子科技有限公司激光鉆孔過(guò)程示意圖：鐳射鉆孔的工藝流程2001年9月13日20依利安達(dá)（廣州）

10、電子科技有限公司鐳射鉆孔的工藝流程激光鉆孔光束定位系統(tǒng)：偏轉(zhuǎn)式檢流計(jì)光束定位 (Basic Galvanometer Layout)Y direction galvanometerX direction galvanometerUncorrected galvanometer field on work surface2001年9月13日21依利安達(dá)（廣州）電子科技有限公司鐳射鉆孔的工藝流程激光鉆孔光束定位系統(tǒng)：遠(yuǎn)心透鏡 (Telecentric Lens & Beam)Laser BeamGalvo (single axis)作用：1.使激光還原為垂直光2.板面調(diào)焦3.形成一個(gè)大的工作區(qū)域2

11、001年9月13日22依利安達(dá)（廣州）電子科技有限公司UV激光鉆孔成孔方式：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）Inner Dia2001年9月13日23依利安達(dá)（廣州）電子科技有限公司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：圓周旋轉(zhuǎn)挖孔（Trepan）To next viaProgrammable number of revolutionLaser beam trajectoryFrom last viaLaser beam turns on & off2001年9月13日24依利安達(dá)（廣州）電子科技有限公司

12、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：直接沖孔（Punch）2001年9月13日25依利安達(dá)（廣州）電子科技有限公司Co2激光鉆孔成孔方式：Co2 Laser 成孔原理:使用數(shù)個(gè)Pulse射入盲孔，通過(guò)Laser能量將介電材料高溫氣化使之逸出,從而形成盲孔。鐳射鉆孔的工藝流程（HITACHI公司CO2激光鉆孔機(jī)應(yīng)用）Laser 光束內(nèi)層Pad2001年9月13日26依利安達(dá)（廣州）電子科技有限公司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： 1、Burst 模式 對(duì)一個(gè)孔進(jìn)行所有的脈沖加工后，才對(duì)下個(gè)孔進(jìn)行加工。特點(diǎn)

13、：生產(chǎn)效率較高孔內(nèi)散熱較差2001年9月13日27依利安達(dá)（廣州）電子科技有限公司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： 2、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(lái)是第三、第四特點(diǎn)：生產(chǎn)效率較略低(較Burst)孔內(nèi)散熱較好2001年9月13日28依利安達(dá)（廣州）電子科技有限公司鐳射鉆孔的工藝流程壓 板機(jī)械鉆孔鐳射鉆孔電 鍍2001年9月13日29依利安達(dá)（廣州）電子科技有限公司鐳射鉆孔工藝控制和主要品質(zhì)缺陷 主要的鐳射工藝:Conformal Mask+CO2 UV+CO2 UV Direct Dril

14、lCo2 Direct Drill2001年9月13日30依利安達(dá)（廣州）電子科技有限公司Conformal Mask+CO2 的工藝流程:壓板來(lái)板 Conformal Mask（菲林開(kāi)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(diǎn):適用于Mass Production 適用于加工68mil microvia 增加菲林開(kāi)窗工序2001年9月13日31依利安達(dá)（廣州）電子科技有限公司鐳射鉆孔工藝控制和主要品質(zhì)缺陷UV+CO2 的工藝流程:壓板來(lái)板 機(jī)械鉆通孔 UV Laser開(kāi)窗 CO2 Laser 電鍍UV+CO2 的工

15、藝特點(diǎn):生產(chǎn)效率較Conformal Mask+CO2 低適用于加工48mil microvia無(wú)須菲林開(kāi)窗工序，控制簡(jiǎn)單2001年9月13日32依利安達(dá)（廣州）電子科技有限公司UV Direct Drill 的工藝流程:壓板來(lái)板 機(jī)械鉆通孔 UV Laser 電鍍UV Direct Drill的工藝特點(diǎn):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2001年9月13日33依利安達(dá)（廣州）電子科技有限公司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:整體質(zhì)量：對(duì)位良好，孔底樹(shù)脂清潔徹底，無(wú)破壞底銅孔壁質(zhì)量：孔壁要求平滑，無(wú)焦渣，無(wú)Under Cut和玻璃絲突出盲孔形狀：保證良好的斜度，無(wú)鼓形孔（ Barrel Shaped ）2001年9月13日34依利安達(dá)（廣州）電子科技有限公司鐳射鉆孔工藝控制和主要品質(zhì)缺陷鐳射鉆孔品質(zhì)缺陷及原因分析盲孔品質(zhì)缺陷:Under CutRemained Glass FiberRemained ResinVoidDamageMicro CrackBarrel Shaped Inner HoleDelaminate2001年9月13日35依利安達(dá)（廣州）電子科技有限公司鐳射鉆孔工藝控制和主要品質(zhì)缺陷盲孔缺陷示例:盲孔質(zhì)量良好破壞底銅對(duì)位不良?xì)堄鄻?shù)脂20