【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及电路板盲孔加工领域，具体涉及一种激光盲孔钻孔方法、设备、装置及系统。
技术介绍
1、在电路板盲孔加工领域，有几种电路板盲孔是比较难加工的。第一种，绝缘介质很薄的材料盲孔，例如12微米铜层-12微米pi层-12微米铜层叠构，这种软板材料是高端手机常用的材料，一般的加工方法是激光小聚焦光斑螺旋运动破坏表铜开窗，然后再用大光斑激光清扫中间绝缘层，这里最困难的是，小光斑激光要清除掉表铜，又不能伤底铜，中间绝缘层聚酰亚胺pi材料只有12微米厚度，这是很难稳定加工的一种盲孔。第二种，面铜超级厚的材料盲孔，例如50微米铜层-25微米pi层-50微米铜层叠构，盲孔中间的铜皮太厚，小光斑激光螺旋清除面铜，效率极低且盲孔钻孔极其不稳定，如果采用刻槽加热分层的方案（请见cn201811301064x），盲孔中间铜皮太重，铜盖无法剥离出来，只是在盲孔里面平移一个位置，无法实现稳定盲孔钻孔。第三种，面铜如钛铜材料，采用纳秒激光刻槽，面铜受热就出现毛刺、铜球、火山口等问题，采用皮秒激光，要么出现和纳秒激光加工一样的现象，要么由于冷加工，盲孔中间铜盖无法掀开，目前的盲孔钻孔方法全部失效，这是目前行业的痛点。
2、以上三种难以加工的盲孔，难点都在盲孔面铜的加工上面，因此有必要找到一种共性的方法，解决这些盲孔的稳定加工问题。
技术实现思路
1、本专利技术所要解决的技术问题是提供一种激光盲孔钻孔方法、设备、装置及系统，可以高效解决超薄绝缘材料或超厚面铜材料或熔点相对低的导电材料的电路板盲孔钻
2、第一方面，本专利技术提供一种激光盲孔钻孔方法，利用第一激光束和第二激光束对电路板进行盲孔钻孔；其中，所述电路板至少由上导电层、中间绝缘层和下导电层依次叠加构成，激光盲孔钻孔方法包括如下步骤，
3、第一步，利用所述第一激光束从所述电路板的上导电层开始进行环槽刻槽加工，使环槽穿透所述上导电层，并在所述环槽包围的区域内形成孤岛；
4、第二步，在所述孤岛所在的区域施加不垂直于所述电路板的气流场，同时利用所述第二激光束对所述孤岛上的上导电层进行定向定位激光冲击，以使所述孤岛上中间绝缘层中的材料受热爆炸并产生高压物质团，且在产生所述高压物质团时控制所述第二激光束停止出光，进而使所述孤岛上的上导电层在所述气流场与所述高压物质团产生的爆炸冲击波的合力下脱离所述孤岛并离开所述环槽；
5、第三步，利用所述第二激光束对所述环槽内孤岛上中间绝缘层中剩余的材料进行定向定位激光冲击，形成以所述下导电层为盲孔孔底的盲孔；或者，调低第一激光束和/或第二激光束的激光功率对所述环槽内孤岛上中间绝缘层中剩余的材料进行运动扫描，形成以所述下导电层为盲孔孔底的盲孔。
6、第二方面，本专利技术还提供了一种激光盲孔钻孔设备，用于对电路板进行盲孔钻孔；其中，所述电路板至少由上导电层、中间绝缘层和下导电层依次叠加构成；激光盲孔钻孔设备包括：
7、激光器，其用于产生第一激光束和第二激光束；
8、激光合束器，其与所述激光器连接，用于将所述第一激光束和所述第二激光束进行合束，形成组合激光束；
9、振镜扫描与平场聚焦装置，其与所述激光合束器连接，用于输出所述组合激光束，并使所述组合激光束中的第一激光束从所述电路板的上导电层开始进行环槽刻槽加工，使环槽穿透所述上导电层，并在所述环槽包围的区域内形成孤岛；
10、气流产生装置，其用于产生不垂直于所述电路板的气流场，并使所述气流场施加于所述孤岛所在的区域；
11、所述振镜扫描与平场聚焦装置，还用于在所述气流场施加于所述孤岛所在的区域的同时，使所述组合激光束中的第二激光束对所述孤岛上的上导电层进行定向定位激光冲击，以使所述孤岛上中间绝缘层中的材料受热爆炸并产生高压物质团，且在产生所述高压物质团时控制所述第二激光束停止出光，进而使所述孤岛上的上导电层在所述气流场与所述高压物质团产生的爆炸冲击波的合力下脱离所述孤岛并离开所述环槽；以及利用所述第二激光束对所述环槽内孤岛上中间绝缘层中剩余的材料进行定向定位激光冲击，形成以所述下导电层为盲孔孔底的盲孔；或者，调低第一激光束和/或第二激光束的激光功率对所述环槽内孤岛上中间绝缘层中剩余的材料进行运动扫描，形成以所述下导电层为盲孔孔底的盲孔。
12、第三方面，本专利技术还提供了一种激光盲孔钻孔装置，包括处理器、存储器和存储在所述存储器中且可运行在所述处理器上的计算机程序，所述计算机程序运行时实现如上述所述的一种激光盲孔钻孔方法。
13、第四方面，本专利技术还提供了一种激光盲孔钻孔系统，包括机台，还包括如上述所述的激光盲孔钻孔设备以及激光盲孔钻孔装置，所述激光盲孔钻孔装置与所述激光盲孔钻孔设备电连接；
14、所述机台，其用于放置待加工的电路板；
15、所述激光盲孔钻孔设备，其用于输出组合激光束；
16、所述激光盲孔钻孔装置，其用于控制所述激光盲孔钻孔设备输出的组合激光束执行如上述所述的激光盲孔钻孔方法，以对所述机台上放置的电路板进行盲孔钻孔。
17、本专利技术的有益效果是：在本专利技术一种激光盲孔钻孔方法、设备、装置及系统中，首先利用第一激光束在电路板上加工穿透上导电层的环槽以形成孤岛，然后在气流场的环境下利用第二激光束对孤岛上的上导电层进行定向定位激光冲击，孤岛上的上导电层受热并将热量传导到下面的中间绝缘层，中间绝缘层中的材料受热膨胀产生爆炸冲击波，使得孤岛上的上导电层获得垂直于电路板表面的运动矢量；同时，气流场的气流作用于孤岛上的上导电层，使得孤岛上的上导电层获得不垂直于电路板表面的运动矢量，进而使得孤岛上的上导电层以不垂直于电路板表面的合成运动矢量飞离环槽，形成孔底有残留部分中间绝缘层材料的初级盲孔；在孤岛上的上导电层推出环槽的过程中，第二激光束停止出光，避免第二激光束对孤岛的上导电层的激光推进副作用，同时避免了第二激光束对待加工盲孔其他区域的热量累积；最后利用第二激光束对初级盲孔进行激光冲击，获得极为高效的绝缘材料的清除效率和盲孔孔底质量，因此可以高效解决超薄绝缘材料或超厚面铜材料或熔点相对低的导热材料的电路板盲孔钻孔行业难题。
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1.一种激光盲孔钻孔方法，其特征在于：利用第一激光束和第二激光束对电路板进行盲孔钻孔；其中，所述电路板至少由上导电层、中间绝缘层和下导电层依次叠加构成，激光盲孔钻孔方法包括如下步骤，
2.根据权利要求1所述的激光盲孔钻孔方法，其特征在于：利用所述第一激光束从所述电路板的上导电层开始进行环槽刻槽加工的过程中，所述第一激光束不伤及或少伤及所述下导电层；其中，所述第一激光束少伤及所述下导电层是指，所述第一激光束在所述下导电层上的蚀刻深度小于5微米或者小于所述下导电层厚度的三分之一；
3.根据权利要求1所述的一种激光盲孔钻孔方法，其特征在于：控制所述第二激光束停止出光至控制所述第二激光束出光之间的时间间隔小于500微秒。
4.根据权利要求1所述的激光盲孔钻孔方法，其特征在于：所述第二激光束的光斑直径大于所述环槽直径的80%；
5.根据权利要求1所述的一种激光盲孔钻孔方法，其特征在于：所述第二激光束的激光平均功率大于30瓦。
6.根据权利要求1所述的激光盲孔钻孔方法，其特征在于：所述第一激光束的光斑截面为高斯分布，且所述第一激光束
7.根据权利要求1所述的一种激光盲孔钻孔方法，其特征在于：所述第二激光束的光斑截面为高斯分布或者平顶分布。
8.根据权利要求1所述的一种激光盲孔钻孔方法，其特征在于：所述气流场的气流方向与所述电路板的上导电层表面之间的夹角小于30度。
9.根据权利要求1所述的一种激光盲孔钻孔方法，其特征在于：所述气流场由正压喷嘴喷气产生，或由负压吸嘴抽气产生，或由正压喷嘴和负压吸嘴共同产生。
10.根据权利要求1所述的一种激光盲孔钻孔方法，其特征在于：所述第二激光束激光为亚纳秒激光或皮秒激光或飞秒激光。
11.根据权利要求1所述的一种激光盲孔钻孔方法，其特征在于：在利用所述第一激光束和所述第二激光束对所述电路板进行盲孔钻孔的过程中，所述第一激光束与所述第二激光束为重叠在一起的组合激光束，通过控制所述组合激光束中的第一激光束和第二激光束的出光时序对所述电路板进行盲孔钻孔。
12.根据权利要求1所述的一种激光盲孔钻孔方法，其特征在于：所述第一激光束和所述第二激光束由同一激光光源通过光开关切换到不同光路获得。
13.根据权利要求1所述的一种激光盲孔钻孔方法，其特征在于：利用所述第一激光束从所述电路板的上导电层开始进行环槽刻槽加工的过程中，使所述第二激光束参与所述第一激光束从所述电路板的上导电层开始进行环槽刻槽加工的过程。
14.一种激光盲孔钻孔设备，其特征在于，用于对电路板进行盲孔钻孔；其中，所述电路板至少由上导电层、中间绝缘层和下导电层依次叠加构成；激光盲孔钻孔设备包括：
15.一种激光盲孔钻孔装置，其特征在于：包括处理器、存储器和存储在所述存储器中且可运行在所述处理器上的计算机程序，所述计算机程序运行时实现如权利要求1至13任一项所述的一种激光盲孔钻孔方法。
16.一种激光盲孔钻孔系统，其特征在于：包括机台，还包括如权利要求14所述的激光盲孔钻孔设备以及如权利要求15所述的激光盲孔钻孔装置，所述激光盲孔钻孔装置与所述激光盲孔钻孔设备电连接；
...【技术特征摘要】
1.一种激光盲孔钻孔方法，其特征在于：利用第一激光束和第二激光束对电路板进行盲孔钻孔；其中，所述电路板至少由上导电层、中间绝缘层和下导电层依次叠加构成，激光盲孔钻孔方法包括如下步骤，
2.根据权利要求1所述的激光盲孔钻孔方法，其特征在于：利用所述第一激光束从所述电路板的上导电层开始进行环槽刻槽加工的过程中，所述第一激光束不伤及或少伤及所述下导电层；其中，所述第一激光束少伤及所述下导电层是指，所述第一激光束在所述下导电层上的蚀刻深度小于5微米或者小于所述下导电层厚度的三分之一；
3.根据权利要求1所述的一种激光盲孔钻孔方法，其特征在于：控制所述第二激光束停止出光至控制所述第二激光束出光之间的时间间隔小于500微秒。
4.根据权利要求1所述的激光盲孔钻孔方法，其特征在于：所述第二激光束的光斑直径大于所述环槽直径的80%；
5.根据权利要求1所述的一种激光盲孔钻孔方法，其特征在于：所述第二激光束的激光平均功率大于30瓦。
6.根据权利要求1所述的激光盲孔钻孔方法，其特征在于：所述第一激光束的光斑截面为高斯分布，且所述第一激光束的光斑直径小于第二激光束的光斑直径；
7.根据权利要求1所述的一种激光盲孔钻孔方法，其特征在于：所述第二激光束的光斑截面为高斯分布或者平顶分布。
8.根据权利要求1所述的一种激光盲孔钻孔方法，其特征在于：所述气流场的气流方向与所述电路板的上导电层表面之间的夹角小于30度。
9.根据权利要求1所述的一种激光盲孔钻孔方法，其特征在于：所述气流场由正压喷嘴喷气产生，或由负压吸...
【专利技术属性】
技术研发人员：张立国，
申请(专利权)人：武汉铱科赛科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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