一种PCB超快激光钻孔系统、设备及方法技术方案

本申请公开了一种PCB超快激光钻孔系统、设备及方法，其中，系统通过采用皮秒绿光激光器作为钻孔激光源，由于其具有脉冲宽度短与峰值功率高的特性，使得PCB板表层铜结构的光吸收率较高，可无需黑化或棕化前处理，节省了工艺制程，提高了钻孔效率，又由于峰值功率高，减小了钻孔过程中产生的热效应，同时，皮秒绿光激光作为超快激光，其钻孔孔径灵活性较强，可覆盖钻孔孔径为30～300μm的微孔。

【技术实现步骤摘要】
一种PCB超快激光钻孔系统、设备及方法
本申请涉及激光钻孔
，尤其涉及一种PCB超快激光钻孔系统、相应的设备及方法。
技术介绍
电子设计在不断提高整机性能的同时，也在追求小型化，如手机、智能武器的小型便携式产品。高密度互连技术HDI(HighDensityInterconnect)是印刷电路板PCB(Printedcircuitboard)所使用的技术的之一，HDI主要是应用通孔、盲孔、埋孔技术进行制作，技术特性是可让印刷电路板里的电子电路分布线路密度更高，但由于线路密度增加，也让HDI制成的印刷电路板难以用传统机械的钻孔制程。目前，激光钻孔为HDI高密度互连技术的搭配成孔主要方案，工业应用领域主要采用CO2激光，但CO2激光聚焦光斑大，不能制作小孔(小于75μm)，且印刷电路板中的铜板对于CO2激光吸收率低。也有采用紫外激光制作小孔，但受激光功率限制，使得钻孔速度慢，尤其是对于PCB介质层中的玻璃纤维，只有将能量密度提高到很高程度才可以除去。另外，如果光聚焦光斑中心能量过高，还会导致出现损坏PCB底层材料的风险。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种PCB超快激光钻孔系统，其特征在于，包括：皮秒绿光激光器、扩束器、光束整形器、扫描振镜、聚焦场镜与控制模块，所述皮秒绿光激光器、所述扩束器、所述光束整形器、所述扫描振镜和所述聚焦场镜均与所述控制模块电连接；/n所述皮秒绿光激光器发射高斯分布的激光光束；/n所述扩束器用于接收所述激光光束后进行扩束处理；/n所述光束整形器用于接收经所述扩束器扩束处理后的激光光束后，将高斯分布的激光光束变换为平顶高斯分布的激光光束；/n所述扫描振镜用于接收经所述光束整形器变换后的所述激光光束，还用于以预设的扫描方式与预设的扫描参数控制所述激光光束通过所述聚焦场镜向待加工PCB板的待加工区域的表面进行聚焦扫描...

【技术特征摘要】
1.一种PCB超快激光钻孔系统，其特征在于，包括：皮秒绿光激光器、扩束器、光束整形器、扫描振镜、聚焦场镜与控制模块，所述皮秒绿光激光器、所述扩束器、所述光束整形器、所述扫描振镜和所述聚焦场镜均与所述控制模块电连接；
所述皮秒绿光激光器发射高斯分布的激光光束；
所述扩束器用于接收所述激光光束后进行扩束处理；
所述光束整形器用于接收经所述扩束器扩束处理后的激光光束后，将高斯分布的激光光束变换为平顶高斯分布的激光光束；
所述扫描振镜用于接收经所述光束整形器变换后的所述激光光束，还用于以预设的扫描方式与预设的扫描参数控制所述激光光束通过所述聚焦场镜向待加工PCB板的待加工区域的表面进行聚焦扫描，所述预设的扫描参数包括点雕刻时间、振镜空走速度与振镜空走延时时间；
所述聚焦场镜用于以预设的钻孔轨迹调整所述激光光束的聚焦焦点位置从而对所述待加工PCB板进行钻孔加工，进而在所述待加工PCB板上形成具有预设孔径的微孔；
所述控制模块用于根据用户预先输入的指令控制所述皮秒绿光激光器、所述扩束器、所述光束整形器、所述扫描振镜和所述聚焦场镜之间协同工作。


2.根据权利要求1所述的PCB超快激光钻孔系统，其特征在于，所述皮秒绿光激光器的激光波长为515nm或532nm，脉冲宽度≤15ps，单脉冲能量≥200uJ，重复频率≥100kHz。


3.根据权利要求1所述的PCB超快激光钻孔系统，其特征在于，所述扫描振镜还用于当所述微孔的预设孔径为30～100μm时，则控制所述激光光束以单点多脉冲扫描方式对所述待加工PCB板的所述待加工区域进行扫描；
还用于当所述微孔的预设孔径为100～300μm时，则控制所述激光光束以绕圈连续扫描方式对所述待加工PCB板的所述待加工区域进行扫描，所述绕圈连续扫描方式包括螺旋式扫描、双螺旋式扫描、圆形扫描中的一种或组合扫描方式。


4.一种PCB超快激光钻孔设备，应用权利要求1～3中任一项所述的PCB超快激光钻孔系统，其特征在于，包括：钻孔机组、上料机组与取料机组；
所述钻孔机组包括所述PCB超快激光钻孔系统与真空吸附平台；
所述真空吸附平台用于放置待加工PCB板；
所述PCB超快激光钻孔系统用于对所述待加工PCB板进行钻孔加工；
所述上料机组用于将所述待加工PCB板搬运至所述真空吸附平台上；
所述取料机组用于将所述真空吸附平台上钻孔加工后的PCB板取出。


5.根据权利要求4所述的PCB超快激光钻孔设备，其特征在于，所述钻孔机组还包括基座、CCD组件、激光测距仪与功率计；
所述基座上设有大理石支撑构架，所述大理石支撑构架上设有十字直线滑台，所述十字直线滑台上设置所述真空吸附平台，所述十字直线滑台包括相互正交的竖向滑台与横向滑台，所述竖向滑台用于驱动所述真空吸附平台竖向运动，所述横向滑台用于驱动所述真空吸附平台横向运动，所述真空吸附平台为两个，所述PCB超快激光钻孔系统为两个，两个所述真空吸附平台与两个所述PCB超快激光钻孔系统分别对应设置；
所述CCD组件设于所述真空吸附平台上方，所述CCD组件用于对所述真空吸附平台上的所述待加工PCB板进行视觉抓靶；
所述激光测距仪用于测量所述PCB超快激光钻孔系统的聚焦场镜与所述待加工PCB板之间的距离，并将测量的距离结果反馈给所述PCB超快激光钻孔系统，从而使得所述PCB超快激光钻孔系统发出的激光光束聚焦于所述待加工PCB板上；
所述功率计设于所述PCB超快激光钻孔系统的聚焦场镜的下方，用于测量所述PCB超快激光钻孔系统发出的激光光束的激光功率。


6.根据权利要求5所述的PCB超快激光钻孔设备，其特征在于，所述上料机组设有上料机壳、上料推车、第一预定位模组与上料搬运模组；
所述上料推车用于放置若干个呈上下叠加的所述待加工PCB板，所述上料推车与所述上料机壳分离设置，所述上料推车可推出所述上料机壳外，所述上料推车设有第一升降装置；
所述第一预定位模组包括第一锁止模块、第一预定位平台、第一横向滑轨、第一驱动机构、第一吸料位、第二吸料位与第一放料位，所述第一放料位与所述第一吸料位上下对应设置，所述第一放料位与所述第二吸料位水平设置；
所述第一升降装置用于控制所述待加工PCB板升至所述第一吸料位；
所述第一锁止模块用于限定所述上料机壳内预设的第一停车位上的所述上料推车的位置不变，所述预设的第一停车位与所述第一吸料位上下对应设置；
所述第一预定位平台用于调整所述待加工PCB板的位姿；所述第一预定位平台还用于在所述第一驱动机构的驱动下沿所述第一横向滑轨滑动至所述第二吸料位或第一放料位；
所述上料搬运模组包括第一上料真空吸盘、第二上料真空吸盘、第二横向滑...

【专利技术属性】
技术研发人员：李万朋，赖程飞，蒋小君，陶雄兵，
申请(专利权)人：东莞市盛雄激光先进装备股份有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44