[发明专利]一种多层印刷电路板飞秒激光打孔装置及其打孔方法

说明书

技术领域

本发明涉及激光加工技术领域，尤其涉及一种多层印刷电路板飞秒激光打孔装置及其打孔方法。

背景技术

多层印刷电路板在大规模集成电路中得到了广泛的应用，在多层板中，为了实现层与层之间的电气连接，需要在多层板上制造直径为小于150微米的微孔。

飞秒激光被证明可以在多种材料上进行微孔的加工，获得高质量的微孔。但是，由于多层电路板相邻两层的材质不同，当采用同一种工艺参数对多层印刷电路板进行飞秒激光打孔时，由于材料的热传导率等因素的差异，加工出来的微孔横断面质量无法得到保证，此外，当需要获得特定层数的盲孔时，常规的飞秒激光打孔方式无法实现。

发明内容

本发明目的是：提供一种多层印刷电路板飞秒激光打孔装置及其打孔方法，其可在多层印刷电路板上加工出具有高质量断面的微孔，并实现加工特定层数的盲孔。

本发明的一种技术方案是：一种多层印刷电路板飞秒激光打孔装置，包括飞秒激光器、光束整形系统、多层印刷电路板、高灵敏度麦克风、示波器、数据线和工控机，所述工控机通过数据线分别与飞秒激光器和示波器相连，所述高灵敏度麦克风通过数据线和示波器相连，所述飞秒激光器正对光束整形系统，飞秒激光器工作时，飞秒激光器发出的激光束经光束整形系统整形后辐照到多层印刷电路板。

本发明的另一种技术方案是：一种基于声纹特征控制的多层印刷电路板飞秒激光打孔方法，包括以下步骤：

步骤一：获取多层印刷电路板的导电材质和绝缘材质的优化的飞秒激光打孔工艺参数、获得打孔效率高、孔断面质量好的工艺参数，并将这些优化的工艺参数存储在工控机中；

步骤二：通过高灵敏度麦克风获取多层印刷电路板的导电材质和绝缘材质在优化的飞秒激光工艺参数作用下的音频信号，并将这些音频信号通过数据线传输到示波器，音频信号经示波器滤波后，分别获得多层印刷电路板的导电材质和绝缘材质在激光束作用下的声纹特征，将导电材质和绝缘材质的声纹特征存储在工控机中；

步骤三：读取工控机中多层印刷电路板第一层优化的飞秒激光打孔工艺参数，并通过工控机将优化的工艺参数发送给飞秒激光器；

步骤四：开启飞秒激光器，飞秒激光器发出的激光束由光束整形系统整形后辐照到多层印刷电路板第一层的上表面，利用该层对应的优化的工艺参数进行打孔，直至打孔至多层印刷电路板第一层和第二层的层间界面；

步骤五：当激光束作用到层间界面时，当工控机接收到激光束与多层印刷电路板作用的声纹特征连续发生三次改变后，工控机发送指令给飞秒激光器，使飞秒激光器停止使用当前工艺参数对多层印刷电路板进行打孔，并将多层印刷电路板第二层优化的工艺参数发送给飞秒激光器，控制飞秒激光器对多层印刷电路板第二层的材质进行激光打孔直至多层印刷电路板第二层与第三层的层间界面，如此重复，直至打孔至多层印刷电路板特定的层或者打穿多层印刷电路板。

本发明的工作原理为：利用飞秒激光与多层印刷电路板不同层材质相互作用发出的声纹特征的不同，通过高灵敏度麦克风接收飞秒激光与多层印刷电路板的音频信号，并将音频信号传输到示波器进行滤波，将滤波后的声纹特征传输到工控机，当工控机接收到的声纹特征连续三次发生改变时，工控机发送指令控制飞秒激光器改变加工参数，直至打孔至指定的层或者打穿多层印刷电路板。

本发明的优点是：本发明利用高灵敏度麦克风获得飞秒激光与多层印刷电路板不同层材质相互作用产生的声纹特征差异，通过工控机改变多层印刷电路板不同层的飞秒激光加工工艺参数，可以获得高断面质量的微孔；此外，当飞秒激光作用在多层印刷电路板层间界面时，声纹特征发生改变，此时通过工控机关闭飞秒激光器，可以获得特定深度的盲孔，该盲孔可以精确定位至多层印刷电路板的某一层间界面；工控机检测到声纹特征连续三次发生改变，可以非常可靠的保证多层印刷电路板的某一层已经被打穿。

附图说明

下面结合附图及实施例对本发明作进一步描述：

图1为本发明中结构示意图；

图2为本发明中多层印刷电路板的结构示意图；

图3为本发明中多层印刷电路板打孔后的结构示意图。

其中：1飞秒激光器；2激光束；3光束整形系统；4多层印刷电路板；41层间界面；42第一层；43第二层；44第三层；45盲孔；5高灵敏度麦克风；6示波器；7数据线；8工控机。

具体实施方式