激光钻孔的设备原理【深度解析】
激光钻孔的设备原理【深度剖析】
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激光打孔技术具有精度高、通用性强、效率高、成本低和综合技术经济效益显著等优点，已成为现代制造领域的关键技术之一。在激光出现之前，只能用硬度较大的物质在硬度较小的物质上打孔。这样要在硬度大的金刚石上打孔，就成了极其困难的事。激光出现后，这一类的操作既快又安全。但是，激光钻出的孔是圆锥形的，而不是机械钻孔的圆柱形，这在有些地方是很不方便的。可透过振镜进行程式化编程控制图形输出。
激光打孔指激光经聚焦后作为高强度热源对材料进行加热，使激光作用区内材料融化或气化继而蒸发，而形成孔洞的激光加工过程。激光束在空间和时间上高度集中，利用透镜聚焦，可以将光斑直径缩小10的5次方~10的15次方W/cm2的激光功率密度。如此高的功率密度几乎可对任何材料进行激光打孔。例如，在高熔点的钼板上加工微米量级的孔，在硬质合金（碳化钨）上加工几十微米量级的小孔，在红蓝宝石商人加工几百微米量级的深孔，金刚石拉丝模，化学纤维喷丝头等。
激光打孔是早早达到实用化的激光加工技术，也是激光加工的重要应用领域之一。激光打孔主要用于金属材料钢、铂、钼、钽、镁、锗、硅，轻金属材料铜、锌、铝、不锈钢、耐热合金、镍基质合金、钛金、白金，普通硬质合金磁性材料以及非金属材料中的陶瓷基片、人工宝石、金刚石膜、陶瓷、橡胶、塑料、玻璃等。
如此高的功率密度几乎可以在任何材料实行激光打孔，而且与其它方法如机械钻孔、电火花加工等常规打孔手段相比,具有以下显著的优点:
(1)激光打孔速度快,效率高,经济效益好。|
由于激光打孔是利用功率密度为l07-109W/cm2的高能激光束對材料進行瞬时作用,作用世间只有10-3-10-5s,因此激光打孔速度非常快。將高效能激光器与精度的机床及控制系统配合,通过微处理，效率提高l0-1000倍。
(2)激光打孔可获得大的深径比。
在小孔加工中,深径比是衡量小孔加工难度的一个重要指标。对于用激光束打孔來说激光束参数较其它打孔方法便于优化，所以可获得比电火花打孔及机械钻孔大得多的深径比。一般情况下,机械钻孔和电火花打孔所获得的深径比值不超过10。
(3)激光打孔可在硬、脆、软等各类材料上进行。
高能量激光束打孔不受材料的硬度、刚性、强度和脆性等机械性能限制，它既适于金属材料，也适于一般难以加工的非金属材料，如红宝石石、藍蓝宝石、陶瓷、人造金刚石和天然金刚石等。由于難加工材料大都具有高强度、高硬度、低热导率、加工易硬化、化學亲和力强等性质，因此在切削加工中阻力大、温度高、工具寿命短，表面粗糙度差、倾斜面上打孔等因素使打孔的难度更大。而用激光在這些难加工材料上打孔，以上问题將得到解决。我国钟表行业所用的宝石轴承几乎全部是激光打孔。人造金刚石和天然金刚石的激光打孔应用也非常普遍。用YAG激光在厚度为5.5mm 的硬质合金上打孔，深径比高达l4:1，而在1l.5mm厚的65Mn上可打出深径比为l9:1的小孔。在l0mm厚的坚硬的氮化矽陶瓷上可容易地打出直径为0.6mm的小孔，這都是常规打孔手段无法办到的。特別是在弹性材料上，由于弹性材料易变形，很难用一般方法打孔。
(4)激光打孔无工具损耗。
激光打孔为无接触加工，避免了机械钻打微孔时易断钻头的问题。用机械钻加工直径为0.8mm 以下的小孔，即使是在铝这样软的材料上，也常常出现折断钻头的问题，這不仅造成工具损耗而加大成本，而且會因钻头折断致使整個工件报废。如果是在群孔板的加工中出出现钻头折断，將使问题更为严重。在这种情况下，去除折断钻头的好方法也仍然是激光打孔。当然此时的激光打孔设备必须具备精密的瞄准裝置，以便准确无误地打掉折断的钻头。
(5)激光打孔适合于数量多、高密度的群孔加工。
由于激光打孔机可以和自动控制系统及微机配合，实现光、机、电一体化，使得激光打孔过程准确无误地重复成千上万次。结合激光打孔孔径小、深径比大的特点，通过程序控制可以连续、高效地制作出小孔径、数量大、密度高的群孔板，激光加工出的群孔板的密度比机械钻孔和电火花打孔的群孔板高1-3个数量级，例如，食品、制药行业使用的过滤片厚度为1-3mm，材料为不锈钢，孔径为0.3-0.8mm，密度为l0-100孔/cm2。
(6)用激光可在难加工材料倾斜面上加工小孔。
对于机械孔和电火花打孔这类接触式打孔來说，在倾斜面上特別是大角度倾斜面上打小孔是极为困难的。倾斜面上的小孔加工的主要问题是钻头入钻困难，钻头切削刃在倾斜平面上单刃切削，两边受力不均，产生打滑难以入钻，甚至产生钻头折断。如果为高强度、高硬度材料，打孔几乎是不可能的，而激光却特別适合于加工与工件表面成6o-90o角的小孔，即使是在难加工材料上打斜孔也不例外。
另外，由于激光打孔过程与工件不接触，因此加工出來的工件清洁，沒污染。因为这种打孔是一种蒸发型的、非接触的加工过程，它消除了常规热丝穿孔和机械穿孔帶來的残渣，因而十分卫生。而且激光加工时间短，对被加工的材料氧化、变形、热影响区域均较小，不需要特列保护。激光不仅能对置于空气中的工件打孔，而且也能对置于真空中或其它条件下的工件进行打孔。由此可见，激光是一种高质量、快速打孔的有效工具。
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激光钻孔的设备原理【深度解析】
激光钻孔的设备原理【深度剖析】 内容来源网络，由“深圳机械展（11万㎡，1100多家展商，超10万观众）”收集整理！ 更多cnc加工中心、车铣磨钻床、线切割、数控刀具工具、自动化、数字无人工厂、精密测量、3D 打印、激光切割、钣金冲压折弯、精密零件加工等展示，就在深圳机械展. 激光打孔技术具有精度高、通用性强、效率高、成本低和综合技术经济效益显著等优点，已成为现代制造领域的关键技术之一。在激光出现之前，只能用硬度较大的物质在硬度较小的物质上打孔。这样要在硬度大的金刚石上打孔，就成了极其困难的事。激光出现后，这一类的操作既快又安全。但是，激光钻出的孔是圆锥形的，而不是机械钻孔的圆柱形，这在有些地方是很不方便的。可透过振镜进行程式化编程控制图形输出。 激光打孔指激光经聚焦后作为高强度热源对材料进行加热，使激光作用区内材料融化或气化继而蒸发，而形成孔洞的激光加工过程。激光束在空间和时间上高度集中，利用透镜聚焦，可以将光斑直径缩小10的5次方~10的15次方W/cm2的激光功率密度。如此高的功率密度几乎可对任何材料进行激光打孔。例如，在高熔点的钼板上加工微米量级的孔，在硬质合金（碳化钨）上加工几十微米量级的小孔，在红蓝宝石商人加工几百微米量级的深孔，金刚石拉丝模，化学纤维喷丝头等。 激光打孔是早早达到实用化的激光加工技术，也是激光加工的重要应用领域之一。激光打孔主要用于金属材料钢、铂、钼、钽、镁、锗、硅，轻金属材料铜、锌、铝、不锈钢、耐热合金、镍基质合金、钛金、白金，普通硬质合金磁性材料以及非金属材料中的陶瓷基片、人工宝石、金刚石膜、陶瓷、橡胶、塑料、玻璃等。 如此高的功率密度几乎可以在任何材料实行激光打孔，而且与其它方法如机械钻孔、电火花加工等常规打孔手段相比,具有以下显著的优点: (1)激光打孔速度快,效率高,经济效益好。|
UV激光基板钻孔新工艺讲解
UV激光基板钻孔新工艺 目前，UV激光钻孔设备只占全球市场的15%，但该类设备市场需求的增长要比新型的CO2激光钻孔设备的需求高3倍。孔的直径甚至小于50μｍ，1~2的多层导通孔和较小的通孔也是当前竞争的焦点，UV激光为当前的竞争提出了解决方案；除此之外，它还是一种用于精确地剥离阻焊膜以及生成精密的电路图形的工具。本文概述了目前UV激光钻孔和绘图系统的特性和柔性。还给出了各种材料的不同类型导通孔的质量和产量结果以及在各种蚀刻阻膜上的绘图结果。本文通过展望今后的发展，讨论了UV激光的局限性。 本文还对UV激光工具和CO2激光工具进行了比较，阐明了二者在哪些方面是可以竞争的，在哪些方面是不可竞争的，以及在哪些方面二者可以综合应用作为 互补的工具。 UV与CO2的对比 UV激光工具不仅与CO2的波长不同，而且各自在加工材料，如像PCB和基板，也是两种不同的工具。光点尺寸小于10倍，较短的脉冲宽度和极高频使得在一般的钻孔应用中不得不使用不同的操作方法，并且为不同的应用开辟了其它的 窗口。 表1给出了目前激光系统中通常采用的两种激光装置的最主要技术特性的比 较。 表１:CO2激光与ＵＶ激光钻孔技术特性比较 UV在极小的脉冲宽度内具有高频和极大的峰值功率。工作面上光点尺寸决定了能量密度。CO2能量密度达到50~70J/cm2，而UV激光由于光点尺寸小得多，所 以能量密度可达50~200J/cm2。
由于UV光点尺寸比目标孔直径还要小，激光光束以一种所谓的套孔方式聚焦 于孔的目标直径内。 图1给出了套孔方式。 图1 套孔方式示意图 对于UV激光，钻一个完整的孔所需的脉冲数在30到120之间，而CO2激光则只需2到10个脉冲。UV激光的频率要比CO2的高5到15倍。在去除了顶部铜层后，可使用第二步，通过扩大的光点清理孔中的灰色区域。 当然还可使用UV激光进行冲压，不过光点的大小决定了能量密度，且不同材料的烧蚀极限值决定了所需的最小能量密度。这样根据不同材料的烧蚀极限就可 导出UV冲压方式使用和最大光点尺寸。 由于UV激光所具有的能量，目前仅将冲压方式用于孔直径小于75im、烧蚀极限极低的软材料如TCD，或用于小焊盘开口的阻焊膜烧蚀。 通过套孔方式将必要的能量带进孔内的时间在很大程度上取决于孔自身尺寸，孔直径越小，UV激光工具就钻的越快。CO2与UV激光之间的切换点为75到50im 的孔直径之间。 CO2激光的三种局限性： 第一：由于10im光波在孔边缘的绕射，需要考虑最小的孔尺寸。 第二：在铜上该波长的反射。 第三：厚度达波长1/2的底层铜上的残留物。 波长短得多的且在铜上有较高吸收率的UV激光就不存在上述三种局限性，因此，UV激光就成为一种理想的工具，它可用来在涂覆了任意一种铜材料的高档PCB 和基板即高密度互连技术（HDI）上钻小孔。 HDI一瞥
激光钻孔原理讲解
雷射成孔的商用机器，市场上大体可分为：紫外线的Nd :YAG雷射机（主要供应者为美商ESI公司;红外线的C02雷射机（最先为Lumonics，现有日立、三菱、住友等;以及兼具UV/IR之变头机种（如Eecellon之2002型等三类。前者对3mil以下的微孔很有利，但成孔速度却较慢。次者对4~8mil的微盲孔制作最方便，量产速度约为YAG机的十倍,后者是先用YAG头烧掉全数孔位的铜皮，再用CO2头烧掉基材而成孔。若就行动电话的机手机板而言，CO2雷射对欲烧制4~6mil的微盲孔最为适合,症均量产每分钟单面可烧出6000孔左右。至於速度较的YAG雷射机,因UV光束之能量强且又集中故可直接打穿铜箔,在无需“开铜窗”（Conformal Mask 之下，能同时烧掉铜箔与基材而成孔，一般常用在各式’对装载板” （Package Substrste 4mil以下的微孔，若用於手机板的4~6mil 微孔似乎就不太经济了。以下即就雷射成孔做进一进步的介绍与讨论。 、雷射成孔的原理 雷射光是当：射线”受到外来的刺激，而增大能量下所激发的一种强力光束，其中红外光或可见光者拥有热能，紫外光则另具有化学能。射到工作物表面时会发生反射（Refliction吸收（Absorption及穿透（Transmission等三种现象，其中只有被吸收者才会发生作用。而其对板材所产生的作用又分为热与光化两种不同的反应，现分述於下： 1、光热烧蚀Photothermal Ablation 是指某雷射光束在其红外光与可见光中所夹帮的热能，被板材吸收后出现熔融、气化与气浆等分解物，而将之去除成孔的原理，称为“光热烧蚀”。此烧蚀的副作用是在孔壁上的有被烧黑的炭化残渣渣（甚至孔缘铜箔上也会出现一圈高熟造成的黑氧化铜屑,需经后制程Desmear清除，才可完成牢固的盲孔铜壁。 2、光化裂蚀Photochemical Ablation
激光钻孔原理
雷射成孔的商用机器，市场上大体可分为：紫外线的Nd：YAG雷射机（主要供应者为美商ESI公司）；红外线的CO2雷射机（最先为Lumonics，现有日立、三菱、住友等）；以及兼具UV/IR之变头机种（如Eecellon之2002型）等三类。前者对3mil以下的微孔很有利，但成孔速度却较慢。次者对4~8mil的微盲孔制作最方便，量产速度约为YAG机的十倍，后者是先用YAG头烧掉全数孔位的铜皮，再用CO2头烧掉基材而成孔。若就行动电话的机手机板而言，CO2雷射对欲烧制4~6mil的微盲孔最为适合，症均量产每分钟单面可烧出6000孔左右。至於速度较的YAG雷射机，因UV光束之能量强且又集中故可直接打穿铜箔，在无需“开铜窗”（Conformal Mask）之下，能同时烧掉铜箔与基材而成孔，一般常用在各式“对装载板”（Package Substrste）4mil以下的微孔，若用於手机板的4~6mil微孔似乎就不太经济了。以下即就雷射成孔做进一进步的介绍与讨论。 一、雷射成孔的原理 雷射光是当：“射线”受到外来的刺激，而增大能量下所激发的一种强力光束，其中红外光或可见光者拥有热能，紫外光则另具有化学能。射到工作物表面时会发生反射（Refliction）吸收（Absorption）及穿透（Transmission）等三种现象，其中只有被吸收者才会发生作用。而其对板材所产生的作用又分为热与光化两种不同的反应，现分述於下： 1、光热烧蚀Photothermal Ablation 是指某雷射光束在其红外光与可见光中所夹帮的热能，被板材吸收后出现熔融、气化与气浆等分解物，而将之去除成孔的原理，称为“光热烧蚀”。此烧蚀的副作用是在孔壁上的有被烧黑的炭化残渣渣（甚至孔缘铜箔上也会出现一圈高熟造成的黑氧化铜屑），需经后制程Desmear清除，才可完成牢固的盲孔铜壁。 2、光化裂蚀Photochemical Ablation 是指紫外领域所具有的高光子能量（Photon Energy），可将长键状高分子有机物的化学键（Chemical Bond）予以打断，於是在众多碎粒造成体积增大与外力抽吸之下，使板材
激光打孔(论文)
激光打孔技术 班级：XX 作者：周欣指导老师：XX 摘要: 激光打孔是最早达到实用化的激光加工技术，也是激光加工的主要应用领域之一。随着近代工业和科学技术的迅速发展，使用硬度大、熔点高的材料越来越多，而传统的加工方法已不能满足某些工艺需求, 而用激光打孔则不难实现。激光束在空间和时间上的高度集中，可以将光斑直径缩小到微米级从而获得很高的功率密度，几乎可以对任何材料进行激光打孔。 关键词: 激光打孔 一.激光打孔的原理 激光束打孔机一般由固体激光器、电气系统、光学系统和三坐标移动工作台等四大部分组成。 １）固体激光器工作原理 当激光工作物质钇铝石榴石受到光泵(激励脉冲氙灯)的激发后，吸收具有特 定波长的光，在一定条件下可导致工作物质中的亚稳态粒子数大于低能级粒 子数，这种现象称为粒子数反转。 一旦有少量激发粒子产生受激辐射跃迁，就会造成光放大，再通过谐振腔内 的全反射镜和部分反射镜的反馈作用产生振荡，最后由谐振腔的一端输出激 光。激光通过透镜聚焦形成高能光束照射在工件表面上，即可进行加工。２）电气系统包括对激光器供给能量的电源和控制激光输出方式(脉冲式或连续 式等)的控制系统。在后者中有时还包括根据加工要求驱动工作台的自动控制 装置。 ３）光学系统的功能是将激光束精确地聚焦到工件的加工部位上。为此，它至少含有激光聚焦装置和观察瞄准装置两个部分。 ４）投影系统用来显示工件背面情况，在比较完善的激光束打孔机中配备。
５）工作台由人工控制或采用数控装置控制，在三坐标方向移动，方便又准确地 调整工件位置。 工作台上加工区的台面用玻璃制成，因为不透光的金属台面会给检测带来不 便，而且台面会在工件被打穿后遭受破坏。工作台上方的聚焦物镜下设有吸、 吹气装置，以保持工作表面和聚焦物镜的清洁。 二、激光打孔的特点 激光打孔是最早达到实用化的激光加工技术，也是激光加工的主要应用领域之一。随着近代工业和科学技术的迅速发展，使用硬度大、熔点高的材料越来越多，而传统的加工方法已不能满足某些工艺需求。例如，在高熔点金属钼板上加工微米量级孔径，在硬质碳化钨上加工几十微米的小孔；在红、蓝宝石上加工几十微米的深孔以及金刚石拉丝模具、化学纤维的喷丝头等。这一类的加工任务用常规的机械加工方法很难，有时甚至是不可能的，而用激光打孔则不难实现。激光束在空间和时间上的高度集中，可以将光斑直径缩小到微米级从而获得很高的功率密度，几乎可以对任何材料进行激光打孔。 激光打孔技术与机械钻孔、电火花加工等常孔打孔手段相比，具有显著的优点：（1）激光打孔速度快,效率高,经济效益好 由于激光打孔是利用功率密度为l07-109W/cm2的高能激光束对材料进行瞬时作用,作用时间只有0.001-0.00001s,因此激光打孔速度非常快。将高效能激光器与高精度的机床及控制系统配合,通过微处理机进行程序控制,可以实现高效率打孔。在不同的工件上激光打孔与电火花打孔及机械钻孔相比,效率提高l0-1000倍。 （2）激光打孔可获得大的深径比 小孔加工中,深径比是衡量小孔加工难度的-个重要指标。对于用激光束打孔来说,激光束参数较其它打孔方法草便于优化,所以可获得比电火花打孔及机械钻孔大得多的深径比。一般情况下,机械钻孔和电火花打孔所获得的深径比值不超过10。 （3）激光打孔可在硬、脆、软等各类材料上进行 高能量激光束打孔不受材料的硬度、刚性、强度和脆性等机械性能限制，它既适于金属材料，也适于一般难以加工的非金属材料，如红宝石、蓝宝石、陶瓷、人造金刚石和天然金刚石等。由于难加工材料大都具有高强度、高硬度、低热导率、加工易硬化、化学亲和力强等性质，因此在切削加工中阻力大、温度高、工具寿命短，表面粗糙度差、倾斜面上打孔等因素使打孔的难度更大。而用激-光在这些难加工材料上打孔，以上问题将得到解决。我国钟表行业所用的宝石轴承几乎全部是激光打孔。人造金刚石和天然金刚石的激光打孔应用也非常普遍。用YAG激光在厚度为5.5mm的硬质合金上打孔，深径比高达l4:1，而在1l.5mm 厚的65Mn上可打出深径比为l9:1的小孔。在l0mm厚的坚硬的氮化硅陶瓷上可容易地打出直径为0.6mm的小孔，这都是常规打孔手段无法办到的。特别是在弹性材料上，由于弹性材料易变形，很难用一般方法打孔。
激光打孔加工
金属激光打孔加工 激光打孔加工产品图 精密激光打孔产品图和激光打孔加工设备介绍,激光打孔加工速度快,无毛刺,激光打孔加工产品可实现自动化生产 1.喷油嘴细孔--激光打孔加工 2.不锈钢精密细孔--激光打孔加工
3.平板电脑喇叭孔--激光打孔加工 4.不锈钢圆管花洒水平面垂直孔---激光打孔加工
激光打孔主要进行金属非接触打孔，最小孔径可达到0.01mm，适合普通金属及合金（铁、铜、铝、镁、锌等所有金属），稀有金属及合金（金、银、钛）等材料的打孔。 根据小孔的尺寸范围划分为六档： 小孔:1.00～3.00(mm) 次小孔:0.40～1.00(mm) 超小孔:0.1～0.40(mm) 微孔:0.01～0.10(mm) 次微孔:0.001～0.01(mm) 超微孔:<0.001(mm) 要了解设备的可以找我,橙色数字(王经理
照射点上立即形成一个小阻坑。随着激光能量的不断输入，阻坑内的汽化程度加剧，蒸气量急剧增多气压骤然上升，对阻坑的四周产生强烈的冲击波作用，致使高压蒸气带着溶液，从凹坑底部高速向外喷射，火花飞溅，如同产生一种局部微型爆炸那样，利用辅助气体吹走激光熔化的范围,在工件上迅速打出孔来. (2)激光打孔设备组件 激光打孔设备主要由激光器、电源、光学传输系统，聚焦系统、观察对准系统、工作台，检控装置等部分组成。激光打孔用的激光器有固体激光器和气体激光器两大类。
激光切割和激光打孔
激光切割和激光打孔 激光器可以完成各种不同的切割任务。从在半导体芯片上生成只有几微米的切口，到高质量地切割 30 毫米钢板。在激光打孔时，激光束无接触地在金属、塑料、纸张和石头上生成细微的或者较大的孔眼。 激光切割的原理 聚焦的激光束照射到工件上，将材料加热，使其熔化或者蒸发。一旦激光束将工件完全穿透，就开始了切割工艺：激光束沿着工件轮廓移动，不断地熔化工件材料。在大多数情况下，气流将熔体从切口中向下挤出。切口的宽度不会比聚焦的激光束宽多少。 在激光打孔时，短脉冲激光以很高的功率密度将工件材料熔化和蒸发。由此产生的高压将熔体从孔眼中向下排出。 氧炔切割 激光氧炔切割是一种大量应用于建筑钢材切割的标准工艺。
氧炔切割需要氧气作为切割气体。在最大6 bar 的压力下，将氧气吹入切口。被加热的金属在切口中与氧气发生反应。氧化反应释放出大量能量，最高可达激光能量的五倍，帮助激光束实现切割。氧炔切割可以加快切割速度，并且可以加工比较厚的金属板。例如可以切割厚度超过30 mm 的建筑用钢板。 激光熔融切割 激光熔化切割可以切割所有可熔化的材料，例如金属。 工艺决定了加工结果：采用等离子体支持的熔融切割速度快、表面粗糙（后），采用传统的熔融切割速度慢、表面光滑（前）。 在激光熔化切割时，通常使用氮气或者氩气作为切割气体。在 2 到 20 bar 压力的推动下，切割气体穿过切口。氩气和氮气都是惰性气体。这意味着，这两种切割气体不与切口中的熔化金属发生反应，而是只向下排出。同时，切割气体将切边与空气隔离。 优点是，切边不被氧化，不必再作后续加工。但是，在切割时只有激光束的能量起作用。 在加工金属薄板时，切割速度和在气割时一样快。对于加工比较厚的金属板以及在穿孔时，加工速度就比气割慢了一些。某些切割设备可以用氧气进行穿孔，然后用氮气进行切割。
激光钻孔工艺介绍
随着微电子技术的飞速发展，大规模和超大规模集成电路的广泛应用，微组装技术的进步，使印制电路板的制造向着积层化、多功能化方向发展，使印制电路图形导线细、微孔化窄间距化，加工中所采用的机械方式钻孔工艺技术已不能满足要求而迅速发展起来的一种新型的微孔加工方式即激光钻孔技术。 一激光成孔的原理 激光是当“射线”受到外来的刺激而增加能量下所激发的一种强力光束，其中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表面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，其组成有多种模式，与被照点会产生三种反应。 激光钻孔的主要作用就是能够很快地除去所要加工的基板材料，它主要靠光热烧蚀和光化学烧蚀或称之谓切除。 (1)光热烧蚀：指被加工的材料吸收高能量的激光，在极短的时间加热到熔化并被蒸发掉的成孔原理。此种工艺方法在基板材料受到高能量的作用下，在所形成的孔壁上有烧黑的炭化残渣，孔化前必须进行清理。 (2)光化学烧蚀：是指紫外线区所具有的高光子能量(超过2eV电子伏特)、激光波长超过400纳米的高能量光子起作用的结果。而这种高能量的光子能破坏有机材料的长分子链，成为更小的微粒，而其能量大于原分子，极力从中逸出，在外力的掐吸情况之下，使基板材料被快速除去而形成微孔。因此种类型的工艺方法，不含有热烧，也就不会产生炭化现象。所以，孔化前清理就非常简单。 以上就是激光成孔的基本原理。目前最常用的有两种激光钻孔方式：印制电路板钻孔用的激光器主要有RF激发的CO2气体激光器和UV固态Nd：YAG激光器。 (3)关于基板吸光度：激光成功率的高低与基板材料的吸光率有着直接的关系。印制电路板是由铜箔与玻璃布和树脂组合而成，此三种材料的吸光度也因波长不同有所不同但其中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。有机树脂材料则在三段光谱中，都能维持相当高的吸收率。这就是树脂材料所具有的特性，是激光钻孔工艺流行的基础。 二 CO2激光成孔的不同的工艺方法 CO2激光成孔的钻孔方法主要有直接成孔法和敷形掩膜成孔法两种。所谓直接成孔工艺方法就是把激光光束经设备主控系统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表面上直接进行成孔加工。敷形掩膜工艺方法就是在印制板的表面涂覆一层专用的掩膜，采用常规的工艺方法经曝光/显影/蚀刻工艺去掉孔表面的铜箔面形成的敷形窗口。然后采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： 首先在内层板上复压一层RCC(涂树脂铜箔)通过光化学方法制成窗口，然后进行蚀刻露出树脂，再采用激光烧除窗口内基板材料即形成微盲孔：
激光打孔机和打孔原理
激光打孔机和打孔原理 1.精度高：适用于精密配件的切割和各种工艺字、画的精细切割。 2、速度快：是线切割的100倍以上。 3、热影响区小，不易变形。切缝平整、美观，无需后序处理。 4、性价比极高：价格只有同类性能CO2激光切割机的1/3，及同等功效数控冲床的2/5。 5、使用成本很低：仅为同类CO2激光激光切割机的1/8-1/10，每小时成本仅为18元左右，CO2激光切割机每小时成本为150-180元左右。 6、后续维护费用很低：仅为同类CO2激光切割机的1/10～1/15，及同等功效数控冲床的1/3～1/4。 7、性能稳定，保证持续生产。固体激光器是激光领域最稳定最成熟产品之一。 适用材料：不锈钢、碳钢、合金钢、弹簧钢、铜板、铝板、金、银、钛等金属板材及管材
配备了高精密电子手轮对焦系统 代替了传统的运动工作台上下升降机构,跟光具座上下升降机构避免工作台上下移动时 带来的位置变化，自身振动和光具座上下移动时对光路的振动 防震 机身结构具有防震动功能，光具座跟机身有减震功能，减小了光路调整次数，使机器更加的稳定，工作台采用跟机器融入一体的设计，很好的结合在一起，使工作台平稳度更加可靠，高速运行无晃动现象。 激光电源
散热系统加装6个外置风机，内部空间大，使电源更好的散热，搭载了功率负反馈, 能量更稳 YAG固体激光切割机具有价格低、稳定性好的特点，但能量效率低一般<3%，目前产品的输出功率大多在600W以下，由于输出能量小，主要用于打孔和点焊及薄板的切割。它的绿色的激光束可在脉冲或连续波的情况下应用，具有波长短、聚光性好适于精密加工特别是在脉冲下进行孔加工最为有效，也可用于切削、焊接和光刻等。YAG固体激光切割机激光器的波长不易被非金属吸收，故不能切割非金属材料，且YAG固体激光切割机需要解决的是提高电源的稳定性和寿命，即要研制大容量、长寿命的光泵激励光源，如采用半导体光泵可使能量效率大幅度地增长。 激光切割机切割过程中添加与被切材料相适合的辅助气体。钢切割时用氧作为辅助气体与溶融金属产生放热化学反应氧化材料，同时帮助吹走割缝内的熔渣。切割聚丙烯一类塑料使用压缩空气，棉、纸等易燃材料切割使用惰性气体。进入喷嘴的辅助气体还能冷却聚焦透镜，防止烟尘进入透镜座内污染镜片并导致镜片过热。 大多数有机与无机物都可以用激光切割。在工业制造占有分量很重的金属加工业，许多金属材料，不管它具有什么样的硬度，都可进形无变形切割。 金属切割机切割无毛刺，皱折、精度高，优于等离子切割。对许多机电制造行业来说，由于微机程序的现代化激光切割系统能方便切割不同形状与尺寸的工件（工件图纸也可修改），它往往比冲切、模压工艺更被优先选用；尽管它加工速度慢于模冲，但它没有模具消耗，无需修理模具，还节约更换模具时间，从而节省加工费用，降低产品成本，所以从总体上讲在经济上更为合算。 另一方面，从如何使模具适应工件设计尺寸和形状变化角度看，激光切割也可发挥其精确、重现性好的优势。作为层叠模具的优先制造手段，由于不需要高级模具制作工，激光切割运转费用也并不昂贵，因此还能显着地降低模具制造费用。激光切割模具还带来的附加好处是模具切边会产生一个浅硬化层（热影响区），提高模具运行中的耐磨性。激光切割的无接触特点给圆锯片切割成形带来优势，由此提高了使用寿命。
激光钻孔技术介绍讲解
激光钻孔技术介绍 2007-1-25 17:47:23 源自:中国PCB制造作者: 雷射成孔的商用机器，市场上大体可分为：紫外线的Nd：YAG雷射机（主要供应者为美商ESI公司）；红外线的CO2雷射机（最先为Lumonics，现有日立、三菱、住友等）；以及兼具UV/IR之变头机种（如Eecellon之2002型）等三类。前者对3mil以下的微孔很有利，但成孔速度却较慢。次者对4~8mil的微盲孔制作最方便，量产速度约为YAG机的十倍，后者是先用YAG头烧掉全数孔位的铜皮，再用CO2头烧掉基材而成孔。若就行动电话的机手机板而言，CO2雷射对欲烧制4~6mil的微盲孔最为适合，症均量产每分钟单面可烧出6000孔左右。至於速度较的YAG雷射机，因UV光束之能量强且又集中故可直接打穿铜箔，在无需“开铜窗”（Conformal Mask）之下，能同时烧掉铜箔与基材而成孔，一般常用在各式“对装载板”（Package Substrste）4mil以下的微孔，若用於手机板的4~6mil微孔似乎就不太经济了。以下即就雷射成孔做进一进步的介绍与讨论。 1．雷射成孔的原理 雷射光是当：“射线”受到外来的刺激，而增大能量下所激发的一种强力光束，其中红外光或可见光者拥有热能，紫外光则另具有化学能。射到工作物表面时会发生反射（Refliction）吸收（Absorption）及穿透（Transmission）等三种现象，其中只有被吸收者才会发生作用。而其对板材所产生的作用又分为热与光化两种不同的反应，现分述於下： 1．1 光热烧蚀Photothermal Ablation 是指某雷射光束在其红外光与可见光中所夹帮的热能，被板材吸收后出现熔融、气化与气浆等分解物，而将之去除成孔的原理，称为“光热烧蚀”。此烧蚀的副作用是在孔壁上的有被
激光打孔的特点及工艺介绍
激光打孔的特点及工艺介绍 2006年7月5日10:19 来源：武汉华工激光工程有限责任公司 一、激光打孔的特点。 激光打孔是最早达到实用化的激光加工技 术，也是激光加工的主要应用领域之一。随 着近代工业和科学技术的迅速发展，使用硬 度大、熔点高的材料越来越多，而传统的加 工方法已不能满足某些工艺需求。例如，在 高熔点金属钼板上加工微米量级孔径，在硬 质碳化钨上加工几十微米的小孔；在红、蓝 宝石上加工几十微米的深孔以及金刚石拉 丝模具、化学纤维的喷丝头等。这一类的加工任务用常规的机械加工方法很难，有时甚至是不可能的，而用激光打孔则不难实现。激光束在空间和时间a上的高度集中，可以将光斑直径缩小到微米级从而获得很高的功率密度，几乎可以对任何材料进行激光打孔。 激光打孔技术与机械钻孔、电火花加工等常孔打孔手段相比，具有显著的优点： （1）打孔速度快，效率高，经济效益好。 （2）可获得大的深径比。 （3）可在硬、脆、软等各种材料上进行。 （4）无工具损耗。 （5）适合于数量多、高密度的群孔加工。 （6）可在难以加工的材料倾斜面上加工小孔。 二、激光打孔的分类。 1、复制法。
激光束以一定的形状及精度重复照射到工件固定的一点上，在和辐射传播方向垂直的方向上，没有光束和工件的相对位移。 复制法包括单脉冲和多脉冲。目前一般采用多脉冲法，其特点是可使工件上能量的横向扩散减至最小，并且有助于控制孔的大小和形状。毫秒级的脉冲宽度可以使足够的热量沿着孔的轴向扩散，而不只被材料表面吸收。 激光束形状可用光学系统获得。如在聚焦光束中或在透镜前方放置一个所需形状的孔栏，即可以打出异形孔。 2、轮廓迂回法。 加工表面形状由激光束和被加工工件相对位移的轨迹决定。 用轮廓迂回法加工时，激光器既可以在脉冲状态下也可以在连续状态下工作。用脉冲方式时，由于孔以一定的位移量连续的彼此迭加，从而形成一个连续的轮廓。采用轮廓加工，可把孔扩大成具有任意形状的横截面。 三、激光打孔设备。 1、激光打孔用激光器。 激光器是激光打孔设备的重要组成部分，它的主要作用是将电源系统提供的电能以一定的转换效率转换成激光能。按激光器工作物质性质，可分为气体激光器和固体激光器。用于打孔的气体激光器主要有二氧化碳激光器，而用于打孔的固体激光器主要有红宝石激光器、钕玻璃激光器和YAG激光器。 二氧化碳激光器有许多独特的优点，它的转换效率高于其它激光器，可以为许多非金属材料（如有机玻璃、塑料、木材、多层复合板材、石英玻璃等）所吸收。更为重要的是，二氧化碳激光器与其他激光器相比，可以进行大功率输出。当与其他技术配合时，可以实现高速打孔，最高速度可达100孔/秒，这是其他激光器很难做到的。 虽然如此，但由于二氧化碳激光器的对焦、调光都不方便，设备一次性投资也比较大，在激光打孔设备中不及其他三种激光器应用普遍。 固体激光器以其独特的优点在激光打孔中得到广泛的应用。它的主要优点是：（1）输出波长短。（2）输出的光可用普通的光学材料传递。（3）整机体积小，使用维护方便，价格低于二氧化碳激光器。
激光加工系统的组成及其特性激光加工机床如激光打孔机和激光切割
激光加工系统的组成及其特性 激光加工机床如激光打孔机和激光切割机除具有一般机床所需有的支承构件、运动部件以及相应的运动控制装置外，主要应备有激光加工系统，它是由激光器、聚焦系统和电气系统三部分组成的。 1．激光器 激光器由激光光源、光泵、聚光器和谐振腔组成，应用于加工的激光器主要有：（l）固体激光器具有稳定性好的特点，但能量效率低一般＜3％，由于输出能量小，主要用于打孔 和点焊及薄板的切割。（掺钕钇化铝石榴石）等作为工作物质。YAG是固体激光中能发出最大功率的离子 激光。YAG的结晶母材是由钇、铝和石榴石构成的，其中微量的钕离子刚起激光作用。YAG的激光波长为1.06μm，相当于二氧化碳气体激光坤长的1/10。它的绿色的激光束可在脉冲或连续波的情况下应用，具 有波长短、聚光性好适于精密加工特别是在脉冲下进行孔加工最为有效，也可用于切削、焊接和光刻等。 且由于聚光性好，可通过光导纤维传格能量，适用于内腔加工等特定切合，其能量效率不及CO2气体激光源最多不超过3％，目前产品的输出功率大多在600W以下，最大已达4kW。另一种红宝石激光源的波长更短为0.69μm，稳定性好，但能量效率0.1％～0.3％，主要用于打孔和点焊。 2）光泵是使工作物质发生粒子反转产生受激辐射的激励光源，因此光泵的发射光谱应与工作物质的吸 收光谱相匹配。常用的光泵有脉冲氙灯和氪灯，脉冲氙灯的发光强度和频率较高，适用于脉冲工作的团体 激光器，而氪灯的发光光谱能与YAG的吸收光谱很好匹配，是YAG连续激光器的理想光泵。为改善照射的均匀性，光泵可用双灯（如图l所示的件3有上、下两个）、三灯或四灯。 3）聚光器罩在光泵的外围，它是把光泵发生的光有效地、均匀地集中到工作物质上。聚光器中常用的 是圆柱聚光器和椭圆聚光器，也有球形、椭球和紧包形的聚光器。其要求为聚光均匀、散热好、结构简单、 内壁反射率高，表面粗糙度Rα0.04μm以下，通常聚光效率达80％。 4）谐振腔是光学反馈元件，它的作用是位光放大介质产生光振荡。其类型对激光输出能量和发散角有 很大影响，常用的平行平面谐振腔由图l中反射镜1与4组成，谐振腔的长度为激光半波长的整倍数，反 射镜平行度＜10"。 （2）气体激光器常用的工作物质有分子激光的二氧化碳（CO2）和离子激光的氩气（Ar），后者输出功率为25W，它的10ns级短脉冲，使热影响区小，用于半导体、陶瓷和有机物的高精度微细加工。而CO2激光器的功率在连续方式工作时可达45kW，脉冲式可达5kW，故在加工中应用最广。 1）CO2气体激光器的波长为10.6μm，处于红外线领域，因而其激光束为不可见光。它是在氦的体积 分数约80％，氮的体积分数约15％和CO2的体积分数约5％的混合气体中进行放电形成粒子数反转的分子 激光。它的能量效率通常为5％～10%高效装置甚至可达10％～15％。CO2激光器的工作原理图如图2所示。 2）气体激光的激励虽也可用光泵的方法，但大多用直流放电（图2）或高频放电的方式。 3）诸振腔由放电管两端的镜面构成，一端是镀金凹镜，另一端是锗或砷化镓平镜，它们也兼作密封之 用。 CO2激光器的输出功率与放电管的长度成正比，低速轴流式的气体流速慢，输出功率小，约50～70W/m，但其输出功率稳定，易得到单模，一般用于百瓦级激光器。对于千瓦级的CO2激光器则采用气体循环速度 达100m/s的高速轴流式的激光器或气流及放电与激光光轴垂直的双轴直交型以及气流、放电与激光光轴三 者互相垂直的三轴直交型可达到使激光器小型化。 2. 见惯系统 其作用是把激光束通过光学系统精确地聚焦至工件上大放具有调节焦点位置和观察显示的功能。CO2激光器输出的是红外线，故要用锗单晶、砷化镓等红外材料制造的光学透镜才能通过。为减少表面反射需 镀增速膜。图3为应用于CO2激光切割机的透射式聚焦系统。图中在光束出口处装有喷吹氧气、压缩空气 或惰性气体N2的喷嘴，用以提高切割速度和切口的平整光洁。工作台用抽真空方法使薄板工件能紧贴在台 面上。
激光钻孔技术介绍与讨论
激光钻孔技术介绍与讨论 雷射成孔的商用机器，市场上大体可分为：紫外线的Nd：YAG雷射机（主要供应者为美商ESI公司）；红外线的CO2雷射机（最先为Lumonics，现有日立、三菱、住友等）；以及兼具UV/IR之变头机种（如Eecellon之2002型）等三类。前者对3mil以下的微孔很有利，但成孔速度却较慢。次者对4~8mil的微盲孔制作最方便，量产速度约为YAG机的十倍，后者是先用YAG头烧掉全数孔位的铜皮，再用CO2头烧掉基材而成孔。若就行动电话的机手机板而言，CO2雷射对欲烧制4~6mil的微盲孔最为适合，症均量产每分钟单面可烧出6000孔左右。至於速度较的YAG雷射机，因UV光束之能量强且又集中故可直接打穿铜箔，在无需“开铜窗”（Conformal Mask）之下，能同时烧掉铜箔与基材而成孔，一般常用在各式“对装载板”（Package Substrste）4mil以下的微孔，若用於手机板的4~6mil微孔似乎就不太经济了。以下即就雷射成孔做进一进步的介绍与讨论。 1．雷射成孔的原理 雷射光是当：“射线”受到外来的刺激，而增大能量下所激发的一种强
力光束，其中红外光或可见光者拥有热能，紫外光则另具有化学能。射到工作物表面时会发生反射（Refliction）吸收（Absorption）及穿透（Transmission）等三种现象，其中只有被吸收者才会发生作用。而其对板材所产生的作用又分为热与光化两种不同的反应，现分述於下： 1．1 光热烧蚀Photothermal Ablation 是指某雷射光束在其红外光与可见光中所夹帮的热能，被板材吸收后出现熔融、气化与气浆等分解物，而将之去除成孔的原理，称为“光热烧蚀”。此烧蚀的副作用是在孔壁上的有被烧黑的炭化残渣渣（甚至孔缘铜箔上也会出现一圈高熟造成的黑氧化铜屑），需经后制程Desmear清除，才可完成牢固的盲孔铜壁。 1．2 光化裂蚀Photochemical Ablation 是指紫外领域所具有的高光子能量（Photon Energy），可将长键状高分子有机物的化学键（Chemical Bond）予以打断，於是在众多碎粒造成体积增大与外力抽吸之下，使板材被快速移除而成孔。本反应是不含熟烧的“冷作”（Cold Process），故孔壁上不至产生炭化残渣。1．3 板材吸光度 由上可知雷射成孔效率的高低，与板材的吸光率有直接关系。电路板板材中铜皮、玻织布与树脂三者的吸收度，民因波长而有所不同。前
激光钻孔原理讲解
雷射成孔的商用机器,市场上大体可分为:紫外线的 Nd :YAG 雷射机(主要供应者为美商 ESI 公司;红外线的 CO2雷射机(最先为 Lumonics ,现有日立、三菱、住友等;以及兼具 UV/IR之变头机种 (如 Eecellon 之 2002型等三类。前者对 3mil 以下的微孔很有利, 但成孔速度却较慢。次者对 4~8mil的微盲孔制作最方便,量产速度约为 YAG 机的十倍, 后者是先用 YAG 头烧掉全数孔位的铜皮,再用 CO2头烧掉基材而成孔。若就行动电话的机手机板而言, CO2雷射对欲烧制 4~6mil的微盲孔最为适合, 症均量产每分钟单面可烧出 6000孔左右。至於速度较的 YAG 雷射机, 因UV 光束之能量强且又集中故可直接打穿铜箔, 在无需“ 开铜窗” (Conformal Mask 之下,能同时烧掉铜箔与基材而成孔,一般常用在各式“ 对装载板” (Package Substrste 4mil 以下的微孔,若用於手机板的 4~6mil微孔似乎就不太经济了。以下即就雷射成孔做进一进步的介绍与讨论。 一、雷射成孔的原理 雷射光是当:“ 射线” 受到外来的刺激,而增大能量下所激发的一种强力光束,其中红外光或可见光者拥有热能, 紫外光则另具有化学能。射到工作物表面时会发生反射 (Refliction 吸收 (Absorption 及穿透 (Transmission 等三种现象, 其中只有被吸收者才会发生作用。而其对板材所产生的作用又分为热与光化两种不同的反应,现分述於下: 1、光热烧蚀 Photothermal Ablation 是指某雷射光束在其红外光与可见光中所夹帮的热能, 被板材吸收后出现熔融、气化与气浆等分解物,而将之去除成孔的原理,称为“ 光热烧蚀” 。此烧蚀的副作用是在孔壁上的有被烧黑的炭化残渣渣 (甚至孔缘铜箔上也会出现一圈高熟造成的黑氧化铜屑 , 需经后制程 Desmear 清除,才可完成牢固的盲孔铜壁。 2、光化裂蚀 Photochemical Ablation
超快激光加工原理【详解】
内容来源网络，由“深圳机械展（11万㎡，1100多家展商，超10万观众）”收集整理！ 更多cnc加工中心、车铣磨钻床、线切割、数控刀具工具、工业机器人、非标自动化、数字化无人工厂、精密测量、3D打印、激光切割、钣金冲压折弯、精密零件加工等展示，就在深圳机械展. 超快脉冲激光加工原理 长脉冲激光如纳秒激光微加工，其原理是基于材料中的电子共振线性吸收获得的能量，将材料逐步熔化、蒸发移除。由于激光脉冲持续时间较长，远大于材料热扩散的时间，电子传递给离子的能量很高，热扩散涉及比焦点更大的区域，激光聚焦点周围一个较大的体积会被熔化，使得加工区域边缘不清晰，加工精度有限。而超快激光在极短的时间和极小的空间内与物质相互作用，作用区域内的温度在瞬间内急剧上升，并以等离子体向外喷发的形式得到去除。严格避免了热融化的存在，大大减弱和消除了传统加工中热效应带来的诸多负面影响，超快激光微加工和材料相互作用的时间很短，使得能量以等离子体的形式被迅速带走，热量来不及在材料内部扩散，热影响区非常小，不会产生重铸层，属于冷加工，呈现锐利的加工边缘，加工精度高。 长脉冲激光（纳秒激光）和窄脉冲激光（皮秒、飞秒激光）加工效果对比 以金属对激光脉冲的吸收为例，其从根本上说是能量从激光脉冲转移到金属材料的电子的一个能量转移过程。对于持续时间为纳秒级的脉冲而言，电子
与所处晶格之间会发生一个温度平衡过程，并且最终开始融化材料，直到部分蒸发。在这个过程中，脉冲越短，能量转移到电子的速度越快。在理想条件下，如果脉冲足够短，那么在电子与晶格之间便没有足够的时间产生温度平衡。接下来，“热电子”（相对于冷晶格而言）与晶格的作用方式：在一个特征时间后，来自电子的热量开始向周围的晶格扩散。这种电子-声子弛豫时间[2]是物质的一种属性，其典型值为1～10ps。在大致相同的时间范围内，但稍有些延迟，热电子和晶格之间发生了突然的能量转移，从而导致相位爆炸，即激活体的蒸发。从上述解释可以得出以下两个基本结论： （1) 激光脉冲的持续时间必须足够短，以防止电子与晶格之间发生温度平衡过程。对于金属和大多数其他材料而言，均要求脉冲持续时间在1～10ps之间甚至更短。 （2) 由于在热扩散和消融之间有一个时间延迟，因此始终会存有残余热量，即使是在脉冲最短的情况下。因此，冷加工必须定义为在最小的热扩散情况下进行加工，这要求脉冲持续时间在1～10ps之间甚至更短。虽然超短激光脉冲较短的持续时间是冷加工的一个必要条件，但是光有足够短的脉冲还远远不够。如果热电子因为过高的激光能量密度而被“过度加热”，那么热扩散效应将较为明显，整个加工过程则会转变为热过程。一般来讲，大约1J/cm2的能量密度，是用皮秒激光脉冲进行消融加工、而不会产生能够测量得到的热效应的最佳能量临界点，即此时具有更佳的低热穿透深度，那么飞秒的效果更好。 在喷油嘴加工的应用 为了追求柴油机更佳的燃烧性能，使车用柴油机满足日益严格的排放法规的要求，同时要尽可能的降低柴油机的油耗，电控高压共轨技术是柴油机燃油系统发展的必然趋势。 随着共轨技术的应用与发展，喷油压力要求越来越高，对喷油嘴的要求也越来越苛刻，喷油嘴喷孔要求越来越小，喷孔数要求越来越多，而喷孔孔径向更小孔径方向发展。其加工质量直接影响喷油嘴的雾化特性、油线贯穿度及流量系数，最终影响柴油机的经济性、动力性和排放指标。
UV钻孔
PCB与基板的UV激光加工新工艺更新于2010-09-13 15:41:59 文章出处:PCB收藏网 PCB 基板UV激光加工新工艺 目前，UV激光钻孔设备只占全球市场的15%，但该类设备市场需求的增长要比新型的CO2激光钻孔设备的需求高3倍。孔的直径甚至小于50μｍ，1~2的多层导通孔和较小的通孔也是当前竞争的焦点，UV激光为当前的竞争提出了解决方案；除此之外，它还是一种用于精确地剥离阻焊膜以及生成精密的电路图形的工具。本文概述了目前UV激光钻孔和绘图系统的特性和柔性。还给出了各种材料的不同类型导通孔的质量和产量结果以及在各种蚀刻阻膜上的绘图结果。本文通过展望今后的发展，讨论了UV激光的局限性。 本文还对UV激光工具和CO2激光工具进行了比较，阐明了二者在哪些方面是可以竞争的，在哪些方面是不可竞争的，以及在哪些方面二者可以综合应用作为互补的工具。 UV与CO2的对比 UV激光工具不仅与CO2的波长不同，而且各自在加工材料，如象PCB和基板，也是两种不同的工具。光点尺寸小于10倍，较短的脉冲宽度和极高频使得在一般的钻孔应用中不得不使用不同的操作方法，并且为不同的应用开辟了其它的窗口。 表1给出了目前激光系统中通常采用的两种激光装置的最主要技术特性的比较。 UV在极小的脉冲宽度内具有高频和极大的峰值功率。工作面上光点尺寸决定了能量密度。CO2能量密度达到50~70J/cm2，而UV激光由于光点尺寸小得多，所以能量密度可达50~200J/cm2。 由于UV光点尺寸比目标孔直径还要小，激光光束以一种所谓的套孔方式聚焦于孔的目标直径内。 图1给出了套孔方式。 对于UV激光，钻一个完整的孔所需的脉冲数在30到120之间，而CO2激光则只需2到10个脉冲。UV激光的频率要比CO2的高5到15倍。在去除了顶部铜层后，可使用第二步，通过扩大的光点清理孔中的灰色区域。 当然还可使用UV激光进行冲压，不过光点的大小决定了能量密度，且不同材料的烧蚀极限值决定了所需的最小能量密度。这样根据不同材料的烧蚀极限就可导
激光打孔
激光打孔技术的研究 摘要：激光打孔是目前小孔加工中不可缺少而且应用广泛的激光加工方法之一。 近年来，随着对微孔加工质量要求的提高，传统的微孔加工方法已不能满足微孔 加工深径比要求。而激光加工可以满足许多加工的特殊要求,因此它已成为小孔 加工中最为人们所重视的加工方法。由于脉冲激光打孔具有效率高、成本低及综 合技术经济效益显著等优点,因此已被广泛应用于航空航天等工业上。 关键词：激光打孔 Abstract：Laser drilling is one of the most important and wide-used method of the recentlaser processing.In the recent years,with the raise of the microhole processingquality,all kinds of traditional microhole processing method can't meet the need of thedepth-diameter ratio.As laser drilling can do it,it is already the most attentiveprocessing method.This paper introduces all kinds of drilling method,advantage anddisadvantage,the superiority of the laser drilling and the laser drilling system.Because pulse laser drilling have high efficient,low cost,high synthetical economic,therefore it has been applied on the aviation and spaceflight’s industry，and so on. Keywords:Laser drilling 自从1960年第一台红宝石激光器问世以来，1962年就率先用于对刀片的打孔，开创了激光打孔应用的先例。激光打孔现已发展成为一种先进的加工方法，具有打孔速度快成本低、效率高、变形小、适用性广等特点，特别适合于加工微细深孔，晟小孔径只有几微米，孔深与孔径之比可大于5O。对于加工难度大，且深径比达到50的孔，加工成本可降低7倍，对于深径比很小的孔，加工成本也可减小一半。激光打孔的效率是电火花加工效率的12-15倍，是机械钻孔效率的200倍。激光打孔既适用于各种金属材料，也适用于难加工的硬质非金属材料，如金刚石、宝石、陶瓷、玻璃等既能加工圆形孔，又能加工各种异形孔。