專利名稱：軟性印刷電路板的激光鉆孔系統(tǒng)及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是關(guān)于一種激光鉆孔系統(tǒng)與及方法，尤其是關(guān)于一種軟性印刷電路板的激光鉆孔方法。
背景技術(shù)：
軟性印刷電路板(Flexible Printed Circuit，F(xiàn)PC)又稱柔性電路板、軟性電路板或撓性電路板，是以聚脂薄膜或聚酰亞胺為基材制成的一種具有高度可靠性，絕佳曲撓性的印刷電路。此種電路可隨意彎曲、折迭，重量輕，體積小，散熱性好，安裝方便，沖破了傳統(tǒng)的互連技術(shù)概念。撓性電路作為一種具有薄、輕、可撓曲等可滿足三維組需求特點(diǎn)的新產(chǎn)品，在電子及通訊行業(yè)得到日趨重視和廣泛應(yīng)用。
軟性印刷電路板的制程主要包括以下步驟選擇材料，通常為聚酯或聚酰亞胺，內(nèi)層成像，表面處理，層壓，鉆孔，成像，圖形電鍍，去膜，蝕刻，外形加工?？梢?，鉆孔的快慢直接影響軟性印刷電路板制作的快慢，鉆孔質(zhì)量的好壞直接影響軟性印刷電路板質(zhì)量的好壞。
現(xiàn)有軟性印刷電路板的鉆孔方法一般有傳統(tǒng)的機(jī)械鉆孔方法及激光鉆孔方法。機(jī)械鉆孔方法是利用細(xì)小鉆頭加工通孔或盲孔的方法，該方法耗時(shí)且所加工出的通孔或盲孔質(zhì)量低，有時(shí)會有碎片殘留其上，造成電銅鍍或通孔電鍍后電路板短路(short circuit)或斷路(open circuit)，使該軟性印刷電路板不能使用。激光鉆孔的加工方法的優(yōu)點(diǎn)在于更能夠快速加工及使孔徑微細(xì)化。
現(xiàn)有激光鉆孔加工裝置的鉆孔方法如下。由激光震蕩器發(fā)出的激光束由包含有反射鏡(mirror)的光學(xué)通路，導(dǎo)向設(shè)置有被稱為X-Y掃描儀(scanner)或電流掃描儀(galvano-scanner一種利用化學(xué)作用產(chǎn)生電流的掃描儀)、二維電流鏡(galvano-mirror)的掃描(scan)光學(xué)系統(tǒng)。通過該掃描光學(xué)系統(tǒng)使激光束震蕩，并通過加工透鏡照射到印刷電路板上(例如，可參照特開平-10-058178號公報(bào))。
另一現(xiàn)有激光鉆孔加工裝置的鉆孔方法如下。請參閱圖1，由二氧化碳(CO2)激光器11發(fā)出的激光束12經(jīng)由光學(xué)影像轉(zhuǎn)換系統(tǒng)13的準(zhǔn)直透鏡131及屏框132至導(dǎo)向裝置二維的電流鏡14(galvano-mirror)掃描(scan)光學(xué)系統(tǒng)，在藉由fθ透鏡15照射工作臺16之印刷電路板161上。
以上所述的利用激光鉆孔加工裝置的鉆孔方法雖能實(shí)現(xiàn)電路板通孔的快速加工及孔徑微細(xì)化，但是，此種激光鉆孔的激光束光源通常是采用CO2激光器產(chǎn)生，CO2激光器產(chǎn)生的激光束是脈沖激光束，脈沖不穩(wěn)定性大于2導(dǎo)致加工過程不穩(wěn)定，使加工鉆孔不均一；且其波長太長功率太大導(dǎo)致加工精度低；另外，CO2激光鉆孔后在內(nèi)層銅箔表面會出現(xiàn)介質(zhì)材料殘膜或炭化殘留物，必須加強(qiáng)后續(xù)工序的除膠、除殘?jiān)幚?。此外，CO2激光器鉆孔的熱影響區(qū)范圍較大。
鑒于以上缺點(diǎn)，有必要一種快速加工，加工穩(wěn)定及加工精度高且減小熱影響區(qū)之軟性印刷電路板的激光鉆孔系統(tǒng)與方法。

發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的在于提供一快速加工，加工穩(wěn)定及加工精度高且減小熱影響區(qū)的軟性印刷電路板的激光鉆孔系統(tǒng)。
本發(fā)明的另一目的在于提供一利用所述激光鉆孔系統(tǒng)的軟性印刷電路板的激光鉆孔方法。
本發(fā)明軟性印刷電路板的激光鉆孔系統(tǒng)，包括一第一凹鏡；一第二凹鏡，其與第一凹鏡間隔設(shè)置形成一共鳴腔；一激光二極管，用以產(chǎn)生一激光束，設(shè)置于所述共鳴空間；一三次倍頻器，設(shè)置于所述共鳴腔內(nèi)；一二次倍頻器，設(shè)置于所述共鳴腔內(nèi)；所述激光二極管產(chǎn)生的激光束被導(dǎo)引至所述二次倍頻器以產(chǎn)生一二次諧波光束，所述激光束及二次諧波光束被導(dǎo)引至所述三次倍頻器以產(chǎn)生一三次諧波光束，所述三次諧波光束被分離且作為輸出光束從所述共鳴腔輸出；其中所述三次諧波光束具有如下參數(shù)波長為355納米(nm)；功率為約5瓦；工作方式是TEM00基模或單模輸出；其脈沖寬度在10千赫脈沖頻率時(shí)為50納秒(ns)。
本發(fā)明軟性印刷電路板的激光鉆孔方法利用一個(gè)波長為355納米和一種軟性印刷電路板的激光鉆孔方法，其包括以下步驟產(chǎn)生一脈沖激光束；導(dǎo)引該脈沖激光束至印刷電路基板使基板的部份板材汽化。該脈沖激光束是由具有如下的激光參數(shù)波長為355納米，功率約5瓦，脈沖寬度在10千赫脈沖頻率時(shí)為50納秒，光束質(zhì)量因子M2小于1.1。
本發(fā)明相較現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明軟性印刷電路板的激光鉆孔系統(tǒng)與方法選用波長為355納米，功率約5瓦，在小于50納秒之小脈沖寬度時(shí)，脈沖頻率10千赫，高脈沖頻率實(shí)現(xiàn)軟性印刷電路板鉆孔之快速而有效的加工，低脈沖寬度則保證了很低的熱負(fù)荷，即使得熱影響區(qū)減小。聚焦后的光斑尺寸小0.9mm，光束質(zhì)量好，脈沖不穩(wěn)定性低于1，使得加工的鉆孔均一、加工穩(wěn)定，孔深與孔徑比大于10∶1。本發(fā)明的軟性印刷電路板的激光鉆孔系統(tǒng)與方法加工穩(wěn)定、加工質(zhì)量好及加工精度高。

圖1是現(xiàn)有CO2激光器的激光鉆孔的示意圖；圖2是本發(fā)明軟性印刷電路板的激光鉆孔系統(tǒng)的激光的三次諧波產(chǎn)生的示意圖。
具體實(shí)施方式請參閱圖2，本發(fā)明軟性印刷電路板的激光鉆孔系統(tǒng)包括一第一凹鏡21、Q-光纖震蕩器22、激光二極管23、透鏡24，內(nèi)腔倍頻系統(tǒng)25、截止反射鏡26、反射鏡27、失真棱鏡28、透鏡29，該內(nèi)腔倍頻系統(tǒng)25包括棱鏡251、三次諧波發(fā)生器或三次倍頻器(THGthe Third Harmonic Generator)252、二次諧波發(fā)生器或二次倍頻器(SHGthe Second Harmonic Generator)253，第二凹鏡254及一置放軟性印刷電路板(圖未示)的工作臺(圖未示)，所述第一凹鏡21與第二凹鏡254間隔設(shè)置形成一共鳴腔(圖未示)。Q-光纖震蕩器22設(shè)置于所述共鳴腔內(nèi)的第一凹鏡21與激光二極管23之間。激光二極管23、透鏡24、內(nèi)腔倍頻系統(tǒng)25、截止反射鏡26皆設(shè)置于所述共鳴腔內(nèi)。所述激光束被導(dǎo)引至所述二次倍頻器253以產(chǎn)生一二次諧波光束，所述基本波長的激光束及二次諧波光束被導(dǎo)引至所述三次倍頻器252以產(chǎn)生一三次諧波光束，所述三次諧波光束被分離且作為輸出激光束從所述共鳴腔輸出。反射鏡27、失真棱鏡28、透鏡29設(shè)置于共鳴腔外三次諧波光束出射方向上。所述三次諧波光束具有如下參數(shù)波長為355納米(nm)；功率為約5瓦；工作方式是TEM00基?；騿文］敵觯黄涿}沖寬度在10千赫脈沖頻率時(shí)為50納秒(ns)。
該激光鉆孔系統(tǒng)可產(chǎn)生波長為355納米，在10千赫脈沖頻率時(shí)為50納秒之脈沖寬度，10千赫頻率時(shí)起脈沖能量為0.5微焦耳，工作方式為TEM00基模或單模輸出，光束質(zhì)量因子M2小于1.1及準(zhǔn)直后的光束直徑為0.9mm的激光束。
由激光二極管23產(chǎn)生的激光束的波長是1064納米，然后經(jīng)由倍頻系統(tǒng)25的透鏡254聚焦至二次諧波發(fā)生器253及三次諧波發(fā)生器252，通過二次諧波發(fā)生器253將部份波長1064納米的激光束轉(zhuǎn)化為波長530納米的激光束，在經(jīng)由三次諧波發(fā)生器252將部份波長530納米的激光束轉(zhuǎn)化為355納米波長的激光束，最后經(jīng)由棱鏡251出來的激光束僅為波長為355納米的紫外(UV)光束(圖未示)，該激光束再通過截止反射鏡26反射至反射鏡27，由反射鏡27將該激光束反射至失真棱鏡28，經(jīng)由透鏡29出射至工作臺的軟性印刷電路板上而達(dá)到鉆孔的目的。
本發(fā)明之軟性印刷電路板的激光鉆孔方法是利用上述激光鉆孔系統(tǒng)，其包括是采用具有以下參數(shù)的倍頻釹-釩酸鹽激光器波長為355納米(nm)；功率為約5瓦；工作方式是TEM00基?；騿文］敵?；其脈沖寬度在10千赫脈中頻率時(shí)為50納秒(ns)。
本發(fā)明的軟性印刷電路板的激光鉆孔方法包括如下步驟由所述倍頻釹-釩酸鹽產(chǎn)生一脈沖激光束；導(dǎo)引該脈沖激光束至印刷電路基板使基板的部份板材汽化；其中該脈沖激光束具有如下的激光參數(shù)波長為355納米，功率約5瓦，脈沖寬度在10千赫脈沖頻率時(shí)為50納秒，光束質(zhì)量因子M2小于1.1。
權(quán)利要求
1.一種軟性印刷電路板的激光鉆孔系統(tǒng)，包括一激光二極管，用于產(chǎn)生一激光束，其特征在于該激光鉆孔系統(tǒng)還包括一第一凹鏡、一第二凹鏡、一三次倍頻器、一二次倍頻器，第一凹鏡與第二凹鏡間隔設(shè)置形成一共鳴腔，所述激光二極管、三次倍頻器及二次倍頻器均設(shè)置于所述共鳴腔內(nèi)，所述激光二極管產(chǎn)生的激光束被導(dǎo)引至所述二次倍頻器以產(chǎn)生一二次諧波光束，所述激光束及二次諧波光束被導(dǎo)引至所述三次倍頻器以產(chǎn)生一三次諧波光束，所述三次諧波光束被分離且作為輸出光束從所述共鳴腔輸出，所述三次諧波光束具有如下參數(shù)波長為355納米；功率為約5瓦；工作方式是TEM00基模或單模輸出；其脈沖寬度在10千赫脈沖頻率時(shí)為50納秒。
2.如權(quán)利要求1所述的激光鉆孔系統(tǒng)，其特征在于該激光鉆孔系統(tǒng)進(jìn)一步包括Q-光纖震蕩器，設(shè)置于所述共鳴腔內(nèi)的第一凹鏡與激光二極管之間。
3.如權(quán)利要求2所述的激光鉆孔系統(tǒng)，其特征在于該激光鉆孔系統(tǒng)進(jìn)一步包括一棱鏡，設(shè)置于所述共鳴腔內(nèi)，用以將所述三次諧波光束從所述二次諧波光束及激光束中分離出。
4.如權(quán)利要求3所述的激光鉆孔系統(tǒng)，其特征在于激光鉆孔系統(tǒng)進(jìn)一步包括一失真棱鏡，位于三次諧波光束的出射方向上。
5.如權(quán)利要求4所述的激光鉆孔系統(tǒng)，其特征在于激光鉆孔系統(tǒng)進(jìn)一步包括一透鏡，位于所述失真棱鏡后、三次諧波光束的出射方向上，用以聚焦所述三次諧波光束。
6.一種軟性印刷電路板的激光鉆孔方法，其包括以下步驟產(chǎn)生一脈沖激光束；導(dǎo)引該脈沖激光束至印刷電路基板使基板的部份板材汽化，其特征在于該脈沖激光束是具有如下的激光參數(shù)波長為355納米，功率約5瓦，脈沖寬度在10千赫脈沖頻率時(shí)為50納秒，光束質(zhì)量因子M2小于1.1。
7.如權(quán)利要求6所述的激光鉆孔方法，其特征在于該脈沖激光束是由一釹-釩酸鹽激光器產(chǎn)生。
8.如權(quán)利要求7所述的激光鉆孔方法，其特征在于激光鉆孔方法還包括由所述釹-釩酸鹽激光器產(chǎn)生一小于或等于1064納米波長的脈沖激光束的步驟。
9.如權(quán)利要求8所述的激光鉆孔方法，其特征在于該激光鉆孔方法還包括一將所述1064納米波長的脈沖激光束轉(zhuǎn)換為一小于或等于532納米波長的脈沖激光束的步驟。
10.如權(quán)利要求9所述的激光鉆孔方法，其特征在于該激光鉆孔方法還包括于532納米波長脈沖激光束到達(dá)所述印刷電路基板前，將所述532納米波長的脈沖激光束轉(zhuǎn)換為一小于或等于355納米波長脈沖激光束。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種軟性印刷電路板的激光鉆孔系統(tǒng)及方法。該包括軟性印刷電路板的激光鉆孔系統(tǒng)產(chǎn)生具有如下參數(shù)的三次諧波激光束波長為355納米(nm)；功率為約5瓦；工作方式是TEM00基?；騿文］敵?；其脈沖寬度在10千赫脈沖頻率時(shí)為50納秒(ns)。該軟性印刷電路板的激光鉆孔方法利用一個(gè)波長為355納米和一種軟性印刷電路板的激光鉆孔方法，其包括以下步驟產(chǎn)生一脈沖激光束；導(dǎo)引該脈沖激光束至印刷電路基板使基板的部份板材汽化。該脈沖激光束是由具有如下的激光參數(shù)波長為355納米，功率約5瓦，脈沖寬度在10千赫脈沖頻率時(shí)為50納秒，光束質(zhì)量因子M2小于1.1。本發(fā)明激光鉆孔系統(tǒng)及方法加工快速，加工穩(wěn)定及加工精度高且減小熱影響區(qū)。
文檔編號H05K3/02GK1758831SQ20041005183
公開日2006年4月12日 申請日期2004年10月9日 優(yōu)先權(quán)日2004年10月9日
發(fā)明者陳杰良 申請人:鴻富錦精密工業(yè)(深圳)有限公司, 鴻海精密工業(yè)股份有限公司