跟着微电子技能的飞速翻开，大规模和超大规模集成电路的广泛应用，微组装技能的跋涉，使印制电路板的制造向着积层化、多功能化方向翻开，使印制电路图形导线细、微孔化窄间隔化，加工中所选用的机械办法钻孔工艺技能已不能满足要求而灵敏翻开起来的一种新式的微孔加工办法即激光钻孔技能。  

    一 激光成孔的原理  

    激光是当“射线”遭到外来的影响而增加能量下所激起的一种强力光束，其间红外光和可见光具有热能，紫外光另具有光学能。此种类型的光射到工件的外表时会发生三种现象即反射、吸收和穿透。   

    透过光学另件击打在基材上激光光点，其组成有多种形式，与被照点会发生三种反响。   

  　激光钻孔的首要效果便是能够很快地除掉所要加工的基板资料，它首要靠光热烧蚀和光化学烧蚀或称之谓切除。   

 　　(1)光热烧蚀：指被加工的资料吸收高能量的激光，在极短的时刻加热到熔化并被蒸发掉的成孔原理。此种工艺办法在基板资料遭到高能量的效果下，在所构成的孔壁上有烧黑的炭化残渣，孔化前有必要进行拾掇。  

 　　(2)光化学烧蚀：是指紫外线区所具有的高光子能量(跨过2eV电子伏特)、激光波长跨过400纳米的高能量光子起效果的效果。而这种高能量的光子能损坏有机资料的长分子链，成为更小的微粒，而其能量大于原分子，竭力从中逸出，在外力的掐吸情况之下，使基板资料被快速除掉而构成微孔。因而种类型的工艺办法，不含有热烧，也就不会发生炭化现象。所以，孔化前拾掇就十分简略。  

    以上便是激光成孔的根柢原理。现在最常用的有两种激光钻孔办法：印制电路板钻孔用的激光器首要有RF激起的CO2气体激光器和UV固态Nd：YAG激光器。  

  　(3)关于基板吸光度：激光成功率的凹凸与基板资料的吸光率有着直接的联系。印制电路板是由铜箔与玻璃布和树脂组合而成，此三种资料的吸光度也因波长不同有所不同但其间铜箔与玻璃布在紫外光0．3mμ以下区域的吸收率较高，但进入可见光与IR后却大幅度滑落。有机树脂资料则在三段光谱中，都能坚持恰当高的吸收率。这便是树脂资料所具有的特性，是激光钻孔工艺盛行的基础。  

    二 CO2激光成孔的不同的工艺办法  

　　 CO2激光成孔的钻孔办法首要有直接成孔法和敷形掩膜成孔法两种。所谓直接成孔工艺办法便是把激光光束经设备主控体系将光束的直径调制到与被加工印制电路板上的孔直径相同，在没有铜箔的绝缘介质外表上直接进行成孔加工。敷形掩膜工艺办法便是在印制板的外表涂覆一层专用的掩膜，选用惯例的工艺办法经曝光/显影/蚀刻工艺去掉孔外表的铜箔面构成的敷形窗口。然后选用大于孔径的激光束照射这些孔，切除暴露的介质层树脂。现分别介绍如下：  

　　 (1)开铜窗法：   

    首要在内层板上复压一层RCC(涂树脂铜箔)经过光化学办法制成窗口，然后进行蚀刻暴露树脂，再选用激光烧除窗口内基板资料即构成微盲孔：  

　　 当光束经增强后经过光圈抵达两组电流计式的微动反射扫描镜，并经一次笔直对正(Fθ  透镜)而抵达可进行激动的台面的管区，然后再逐一烧成微盲孔。 

　 在一英寸见方的小管区内经电子快束这定位后，对0.15mm的盲孔可连打三枪成孔。其间榜首枪的脉冲宽度约为15μs，此时供应能量抵达到孔的意图。后再枪则利用来拾掇孔壁孔底的残渣和修改孔。  

    激光能量控制超卓的0.15mm微盲孔的SEM横断面及45度的全图，此种开窗口的成孔工艺办法，当底垫(靶标盘)不大时又需大排版或二阶盲孔时，其对准度就比较困难。  

  　(2)开大窗口工艺办法：  

    前一种工艺办法成孔的直径与所开的铜窗口相同，假定操作稍有不小心就会使所开窗口的方位发生过错，导致成孔的盲孔方位走位致使与底垫中心失准的问题发生。该铜窗口的过错发生的原因有或许是基板资料涨缩和图像搬运所选用的底片变形有关。所以选用开大铜窗口的工艺办法，便是将铜窗口直径扩大到比底垫还大经 0.05mm左右(一般依照孔径的巨细来招认，当孔径为0.15mm时，底垫直径应在0．25mm左右，其大窗口直径为0．30mm)然后再进行激光钻孔，即可烧出方位准确对准底垫的微盲孔。其首要特点是选择自由度大，进行激光钻孔时可选择另按内层底垫的程式去成孔。这就有用的避免由于铜窗口直径与成孔直径相一起构成的偏位而使激光点无法对正窗口，使批量大的大拚板面上会呈现许多不完整的半孔或残孔的现象。  

　  (3)树脂外表直接成孔工艺办法    

 　 选用激光成孔有几种类型的工艺办法进行激光钻孔：  

    A．基板是选用在内层板上层压涂树脂铜箔，然后将铜箔悉数蚀刻去掉，就可选用CO2激光在暴露的树脂外表直接成孔，再持续依照镀覆孔工艺办法进行孔化处理。  

    B．基板是选用FR-4半固化片和铜箔以代替涂树脂铜箔的相类似制造工艺办法。  

    C．涂布感光树脂后续层压铜箔的工艺办法制造。  

    D．选用干膜作介质层与铜箔的压贴工艺办法制造。  

    E.涂布其它类型的温膜与铜箔覆压的工艺办法来制造。  

    4)选用超薄铜箔的直接烧蚀的工艺办法  

    内层芯板双面压贴涂树脂铜箔后，可选用“半蚀办法”将铜箔厚度17m经蚀刻后减薄到5微米，然后进行黑氧化处理，就可选用CO2激光成孔。   

  　其根柢原理便是经氧化处理成黑的外表会剧烈吸光，就会在跋涉CO2激光的光束能量的前提下，就能够直接在超薄铜箔与树脂外表成孔。但最困难的便是怎样保证 “半蚀办法”能否取得厚度均匀共同的铜层，所以制造起来要特别凝视。当然可选用背铜式可撕性资料(UTC)，铜箔恰当簿约5微米。   

    依据这种类型的板加工，现在在工艺上首要选用以下几个方面：  

    这首要对资料供货商提出严峻的质量和技能方针，要保证介质层的厚度的差异在510μm之间。由于只需保证涂树脂铜箔基材的介质厚度的均匀性，在相同的激光能量的效果下，才调保证孔型的准确性和孔底部的洁净。一起还需要在后续工序中，选用最佳的除钻污工艺条件，保证激光成孔后盲孔底部的洁净无残留物。对盲孔化学镀和电镀层的质量会发生超卓的效果。   

三　Nd：YAG激光钻孔工艺办法  

  　Nd： YAG是钕和钇铝柘榴石。两种固态晶体一起激起出的UV激光。最近多选用的二极管脉冲煽动的激光束，它能够制成有用的激光密封体系，不需要水冷。这种激光三次谐波波长为355纳米(nm)、四次谐波波长为266纳米(nm)，波长是由光学晶体调制的。  

    这种类型的激光钻孔的最大特点是归于紫外光(UV)谱区，而覆铜箔层压板所组成的铜箔与玻璃纤维在紫外光区域内吸光度很强，加上此类激光的光点小能量大，故能强力的穿透铜箔与玻璃布而直接成孔。由于上种类型的激光热量较小，不会象CO2激光钻孔后生成炭渣，对孔壁后续工序供应了很好的处理外表。  

 　 Nd：YAG激光技能在很多种资料上进行徽盲孔与通孔的加工。其间在聚酰亚胺覆铜箔层压板上钻导通孔，最小孔径是25微米。从制构本钱分析，最经济的所选用的直径是25125微米。钻孔速度为10000孔/分。可选用直接激光冲孔工艺办法，孔径最大50微米。其成型的孔内表洁净无碳化，很简略进行电镀。相同也可在聚四氟乙烯覆铜箔层压板钻导通孔，最小孔径为25微米，最经济的所选用的直径为25125微米。钻孔速度为4500孔／分。不需预蚀刻出窗口。所成孔很洁净，不需要附加特别的处理工艺要求。还有其它资料成型孔加工等。具体加工中可选用以下几种工艺办法： 

　 (1)依据两类激光钻孔的速度选用两种并用的工艺办法   

  　根柢作业办法便是先用YAG把孔位上外表的铜箔烧蚀，然后再选用速度比YAG钻孔快的CO2激光直接烧蚀树脂后成孔。  

    四 实践出产中发生的质量问题  

    激光钻孔进程中，发生的质量问题比较多，不准备全面叙说，只将最易呈现的质量问题提出供同行参看。   

    (1)开铜窗法的CO2激光钻孔方位与底靶标方位之间失准  

    在激光钻孔中，光束定位体系关于孔径成型的准确性极关重要。尽管选用光束定位体系的精招认位，但由于其它要素的影响往往会发生孔形变形的缺焰。出产进程中发生的质量问题，其原因分析如下：  

    1．制造内层芯板焊盘与导线图形的底片，与涂树脂铜箔(RCC)增层后开窗口用的底片，由于两者都会由于湿度与温度的影响标准增大与缩小的潜在要素。   

    2．芯板制造导线焊盘图形时基材自身的标准的涨缩，以及高温压贴涂树脂铜箔(RCC)增层后，内外层基板资料又呈现标准的涨缩要素存在所至。   

    3．蚀刻所开铜窗口标准巨细与方位也都会发生过错。   

    4．激光机自身的光点与台面位移之间的所构成的过错。   

    5．二阶盲孔对准度难度就更大，更易引起方位过错。   

    依据上述原因分析，依据出产所把握的有关技能资料与实践运作进程的阅历，首要选用的工艺对策有以下几个方面：   

  1．选用缩小排版标准，大都厂家制造多层板排版选用450×600或525×600(mm)。但关于加工导线宽度为0．10mm与盲孔孔径为0．15mm的手机板，最好选用排版标准为350×450(mm)上限。  

    2.加大激光直径：意图便是增加对铜窗口被罩住的范围。其具体的做法选用“光束直径＝孔直径+90~100μm。能量密度缺少时可多打一两枪加以处理。  

    3．选用开大铜窗口工艺办法：这时只是铜窗口标准变大而孔径却未改动，因而激光成孔的直径已不再完全由窗口方位来选择，使得孔位可直接依据芯板的上的底垫靶标方位去烧孔。  

    4．由光化学成像与蚀刻开窗口改成YAG激光开窗法：便是选用YAG激光光点按芯板的基准孔首要开窗口，然后再用CO2激光就其窗位去烧出孔来，处理成像所构成的过错。  

    5．积层两次再制造二阶微盲孔法：当芯板双面各积层一层涂树脂铜箔(RCC)后，若还需再积层一次RCC与制造出二阶盲孔(即积二)者，其“积二”的盲孔的对位，就有必要依照瞄准“积一”去成孔。而无法再利用芯板的原始靶标。也便是当“积一”成孔与成垫时，其板边也会制造出靶标。所以，“积二”的RCC压贴上后，即可经过X射线机对“积一”上的靶标而另钻出“积二”的四个机械基准孔，然后再成孔成线，选用此法可使“积二”尽量对准“积一”。  

    2．孔型不正确  

    依据多次出产阅历堆集，首要由于所选用的基材成型所存在的质量问题，其首要质量问题是涂树脂铜箔经压贴后介质层的厚度难免有差异，在相同钻孔的能量下，对介质层较薄的部分的底垫不但要接受较多的能量，也会反射较多的能量，因而将孔壁打成向外扩张的壶形。这将对积层多层板层间的电气互连质量发生较大的影响。  

    由于孔型不正确，对积层多层印制电路板的高密度互连结构的可靠性会带来一系列的技能问题。  

所以，有必要选用工艺办法加以控制和处理。首要选用以下几种工艺办法：  

    (1)严峻控制涂树脂铜箔压贴时介质层厚度差异在510μm之间。  

    (2)改动激光的能量密度与脉冲数(枪数)，可经过试验办法找出批量出产的工艺条件。  

    (3)孔底胶渣与孔壁的破渣的铲除不良。  

    这类质量问题最简略发生，这是由于稍为控制不妥就会发生此种关型的问题。特别是关于处理大拚版上多孔类型的积层板，不或许百分之百保证无质量问题。这是由于所加工的大排板上的微盲孔数量太多(平均约6~9万个孔)，介质层厚度不同，选用同一能量的激光钻孔时，底垫上所残留下的胶渣的厚薄也就不相同。经除钻污处理就不或许保证悉数残留物完全洁净，再加上检查办法比较差，一旦有缺点时，常会构成后续镀铜层与底垫与孔壁的结合力。