紫外激光多层FPC钻盲孔工艺改进研究

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研究生（光电技术概论）课程论文题目：紫外激光多层FPC钻盲孔工艺改进研究

学号M*********

姓名纪明阔

专业软件工程

课程指导教师唐霞辉

院（系、所）光电学院

2014年12 月17 日

紫外激光多层FPC钻盲孔工艺改进研究

摘要：紫外激光由于波长短，聚焦光斑小，能量密度高，能直接熔化和蒸发材料，无需采用其它方法就可直接对铜层和绝缘材料进行加工，因而相对于CO2激光加工具有工艺程序简单、流程短和效率高的优势，在薄型高密度的微孔板特别是在叠层多芯片组件的高密度互连板和具有埋、盲孔结构的高密度互连多层板中得到广泛应用。利用紫外激光进行多层FPC钻盲孔的难点在于盲孔深度的控制和盲孔底部表面绝缘材料完全去除一致性，采用传统同心圆扫描或螺旋线扫描方法进行加工在微盲孔中心区域容易出现绝缘材料去除不干净或者造成内层铜箔剥离等问题。本文章为此提出了创新的定点一同心圆扫描结合加工方式，解决了传统直接采用同心圆扫描或螺旋线扫描钻盲孔加工方法中盲孔底部表面高度不均匀的问题。

关键词：紫外激光FPC钻孔盲孔深度同心圆扫描

Abstract: UV laser, with the advantage of short wavelength, small focusing spot size as well as high energy density, can directly melt and evaporate materials, and processe on the copper layer and the insulating material with no need to use other methods. Therefore,it has the advantages of short process, simple procedure and high efficiency when compared with CO2 lasers. So the UV laser has been widely applicated in thin high density micropore plate especially in high density interconnection plate of laminated multi-chip module and high density interconnect multilayer board, blind hole buried in the structure.The difficulties of using UV laser to drill blind holes in multilayer FPC are cotrolling the depth of blind hole and consistency in complete removing the bottom of the blind hole surface insulation material. The traditional concentric scanning or spiral scanning processing method can easily prone to insulting material removal imperfectly or insulting problems such as inner layer copper foil peeling in processing the micro blind holes.Therefore, this artical innovatively put forward a point-concentric scanning combination processing method, to solve the problem of uneven surface height of blind hole buttom by using the traditional concentric scanning or spiral scanning to drill blind holes.

Keywords: UV laser FPC drilling holes depth of blind hole concentric scanning 1、引言

随着电子产品向着小型化、轻型化和功能多样化以及高效化趋势不断发展，同时半导体集成电路的集成度不断提高，速度不断加快，对PCB密度要求也不断提高，使得PCB上的导线越来越细，微孔也越来越小。当印制板上需要大量直径小于200μm的小孔时，传统机械数控钻孔，由于钻头太细,故障率大大提高。对于孔径小于100μm的盲孔加工，数控钻孔已经无能为力，激光钻孔几乎成了唯一的选择。

激光钻盲孔主要集中在采用CO2激光和紫外激光两种方法，这两种方法约占到微孔加工的85%左右。CO2激光常用于加工PCB板中的树脂和PI等非金属材料，但由于材料吸收率低无法直接对铜层进行加工。盲孔加工前须对表面铜层进行“黑化”处理或采用紫外激光开窗口，工艺流程长而复杂，制作成本高。并且，由于基板材料涨縮和图像转移所采用的底片变形，可能产生窗口位置偏差，影响加工精度。此外，CO2激光以热加工形式去除高分子聚合物材料，无法避免烧焦碳化现象，加工质量较差，严重时可能引起短路。而紫外激光波长短，聚焦光斑小，能量密度高，能直接熔化和蒸发铜层和树脂或PI绝缘材料，无需采用其它方法就可直接对铜层和绝缘材料进行加工，去除铜层和绝缘材料形成小孔，使钻孔直径降到30μm以下，具有工艺程序简单、流程短和效率高的优势，在薄型高密度的微孔板特别是在叠层多芯片组件(MCM-L)的高密度互连(HDI)板和具有埋、盲孔结构的高密度互连多层板中得到广泛应用。

目前，紫外激光钻盲孔的方法主要有如下三种：定点脉冲(包含单脉冲或多脉冲钻孔、螺旋线扫描和同心圆扫描钻盲孔方法。激光定点脉冲钻孔方法主要应用于盲孔直径尺寸不大于紫外激光聚焦光斑尺寸的钻盲孔方法。对于孔径尺寸大于激光聚焦光斑的盲孔，则必须釆用螺旋线或同心圆扫描钻盲孔方法，即紫外激光束从加工盲孔的圆心出发，分别以螺旋线或同心圆轨迹，按照设定的扫描间距向外运动，扫描整个加工孔径以去除表面铜层和绝缘层的材料形成盲孔。

利用紫外激光进行多层FPC钻盲孔的难点在于盲孔深度的控制和盲孔底部表面绝缘材料完全去除一致性，采用传统同心圆扫描或螺旋线扫描方法进行加工在微