[发明专利]一种基于超快激光的柔性电子材料板微小孔高速制造装置

说明书

技术领域

本发明属于激光微加工技术领域，具体涉及一种基于超快激光的柔性电子材料板微小孔高速制造装置。

背景技术

在当今电子产品向高密度、高可靠性、小型化、轻量化发展的趋势下，柔性电子材料板以其柔性好、可随意弯曲及伸缩、散热性能好、重量轻等优点，被广泛应用于消费类电子领域如智能手机、计算机、PDA、继电器、数码相机、DV、媒体播放器、导弹和汽车仪表等电子设备中。柔性电子材料板制造过程复杂，而钻孔加工为其中最为关键和重要的环节，占据整个生产35％的时间和成本。微孔是电子材料板的重要组成部分之一，孔加工的质量直接影响电子材料板的机械装配性能和电器连接性能。

目前柔性电子材料板上的各种微孔主要通过机械钻孔和激光钻孔。其中，机械钻孔在孔径大于或等于75mm时有较大的优势。但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，对柔性电子材料板密度要求也不断提高，使得电路板上的导线越来越细，微孔也越来越小。对于直径几十微米及几微米的微小孔，激光钻孔是唯一的选择，其中紫外激光加工设备应用最为普遍。另外，由于高功率二极管泵浦紫外激光器的迅猛发展，逐渐取代原有的灯泵浦固体激光器和准分子激光器，因此，全固态紫外激光微加工设备是柔性电子材料板微小孔加工的主要装置。如德国LPKF公司的MicroLine紫外激光系列，西门子德马泰克公司研制出紫外激光Microbeam设备，日本住友重机械工业公司推出的UV-YAG激光钻孔机，日立公司的钻孔专用设备LU-G系列，德马吉公司出产LASERTEC50PowerDrill机床，以及深圳大族激光公司的HUVD紫外激光钻孔机等。然而，上述设备均是基于纳秒量级的激光装置，其由于自身脉冲宽度的限制，导致加工出的微小孔的孔径受到限制，如很难加工出直径在十几微米的微小孔，不能够完成纳米量级的微小孔加工等。

发明内容

为了克服上述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种基于超快激光的柔性电子材料板微小孔高速制造装置，具有高质量高效率的加工柔性电子板材料微小孔的优点，同时具有对加工位置的辅助定位及已加工微小孔的实时监测的优点。

为了达到上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种基于超快激光的柔性电子材料板微小孔高速制造装置，包括超快激光器2，超快激光器2发出激光光束，经导光系统3完成激光器基本参数的调整和光路的分解和聚焦，激光光束照射在放置于机床运动系统1的加工台6上的样品上，在导光系统3和样品之间的光路旁边设有定位和监测系统4，运动系统1、超快激光器2、导光系统3、定位和监测系统4、加工台6分别和控制系统5连接，定位和监测系统4实现对加工位置的精确定位及已加工微小孔的实时监测，控制系统5调整激光的各加工参数、样品的加工位置的定位并实现对加工区域的实时监测。

所述的导光系统3包括设置在激光光路上的快门3-1、衰减器3-2、光阑3-3、扫描振镜3-4、聚焦元件3-5，激光光束依次经过快门3-1、衰减器3-2、光阑3-3、扫描振镜3-4、聚焦元件3-5后照射在样品上，通过快门3-1控制照射在样品上的脉冲数量；通过衰减器3-2控制光路上的能量的大小；通过光阑3-3调整光路上的光斑大小，通过扫描振镜3-4提高加工速度，从而提高加工效率；通过聚焦元件3-5将光束汇聚于样品表面，通过对不同聚焦元件3-5的选择，获得不同大小的聚焦光斑直径。

本发明的优点：将超快激光应用于柔性电子材料板的微小孔加工，超快激光主要包含皮秒和飞秒两个脉宽量级，由于其脉宽时间短，峰值能量和重复频率高等优点，可在极短的时间内完成对样品的加工，同时，聚焦光斑直径更小，可完成十几微米甚至纳米量级的微小孔的加工。通过将超快激光技术应用到柔性电子材料板微小孔加工中，可以高质量高效率完成微小孔的加工。

附图说明

图1是本发明的结构示意图。

图2是导光系统3的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步详细说明。