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电路板厂CO2激光加工PCB板VIA孔基本原理
2015/7/1 9:20:42 0人评论 2580次浏览 分类:PCB设计技术精选

CO2激光加工PCB板VIA孔的方法越来越受电路板厂家的青睐与推崇,CO2激光法的基本原理是利用其红外线的穿透性及PCB板材料的吸收性来产生热效应,使这些有机分子逸出或与空气中氧气燃烧,从而在电路板介质层中烧蚀出VIA导通孔。]

 PCB电路板的CO2激光蚀孔法是充分利用了CO2红外线的基本特征。大家知道,红外线的基本特性是能够穿透绝大多数的PCB有机物材料表面到内部去,同时大多数有机物材料具有强烈地吸收红外线波长的特点。这些有机物材料的分子通过吸收红外线波长而提高了能量,并经温升而体现出来。这就是红外线的最重要特性-热效应。

 当控制某种温度,如小于等于100摄氏度时,可以从有机物中除去水分或有机溶剂等,这就是大家熟识的红外线烘干(燥)原理。当温度升高(或能量增加)到一定程度后,如达到有机物的熔点、沸点或燃点等时,这些有机物分子的相互气作用力(或束缚力)将大大减小到使有机物分子相互脱离而成“自由态”或游离态,由于激光不断提供能量,从而使这些有机分子逸出或与空气中氧气:燃烧而成为二氧化碳或水气体而散离去。由于激光是以一定直径的红外光束来加工的,因而便形成了VIA孔。这就是CO2激光在PCB电路板介质层中烧蚀出微小孔的基本原理。

 但是,由于铜对红外线波长的吸收是很少的,因而温升〔或吸收波长后转化为热能)也就低得多,何况金属铜的熔点又很高。因此,CO2红外线激光是不能烧蚀PCB铜箔层的。但是,当铜箔薄到几个微米时,其表面又通过氧化处理时,则这层氧化铜便能强烈的吸收红外线波长,在瞬间迅速地提高到很高温度,从而能够烧蚀去薄的铜箔(含氧化铜)层。因此,最新一代的二氧化碳激光机也可以直接在经处理的薄铜箔的PCB板上烧蚀出微小孔来,这样,便可以省去电路板厂家蚀刻用于激光加工的敷形窗口之工序。

 值得注意的,对于厚铜设有加工的敷形窗口和表面无铜箔层的直接加工VIA时,由于CO2激光的能量很高,烧蚀速度很快,如果采用一次(或一步法)就完成烧蚀PCB板微小孔时,则往往会在内部铜箔层表面上,由于温度太高,造成有机物碳化残留物(来不及与空气中氧气燃烧或逸出),或者造成鼓形孔,甚至引起内部铜箔层温度过高(主要来自传导热),从而导致电路板内部铜箔层与内部介质层脱离(分层或起泡)现象。

 深圳电路板厂家为了克服这些问题,现有的CO2激光机的激光采用分步脉冲式加工PCB板VIA孔的方法。一般分为三步来完成,每次能量比上一次能量减小50%,加上脉冲的时间间隔(可散热),从而不会导致很高的温度。这样既可以消除或减少碳化残留物现象,又可以避免PCB电路板“底铜”与内部介质层分离问题。