[发明专利]一种封装基板表面平底盲孔的激光加工方法

说明书

一种封装基板表面平底盲孔的激光加工方法，先搭建激光加工系统，然后将封装基板清洗，吹干后固定在移动加工平台的加工工位上，调节移动加工平台的高度，使激光聚焦于封装基板上表面；然后通过计算机控制短脉冲激光器的通断，并设置短脉冲激光器的激光加工参数；再通过计算机绘制激光加工路径，并设置路径轨迹参数；然后通过计算机控制短脉冲激光器输出激光，利用扫描振镜控制激光沿设定路径在封装基板上进行盲孔加工；盲孔加工完成后，取下封装基板，超声清洗得到封装基板加工成品；本发明利用优化激光加工路径，加工的盲孔底部平整光滑，底部边缘轮廓清晰，清洁无裂纹，加工精度高，加工效率高。

技术领域

本发明属于封装基板激光加工技术领域，具体涉及一种封装基板表面平底盲孔的激光加工方法。

背景技术

封装基板是实现元器件功能化、组件化的一个平台，是微电子封装的重要环节，用于承载电子元器件及其连接线路，并具有良好的电绝缘性，封装基板对芯片具有机械支撑和环境保护作用，对器件和电路的热性能和可靠性起着重要作用。随着航空航天、信息技术和军事等领域的快速发展，电子器件也向着多功能、高集成、微小化、智能化的方向发展，对封装基板技术性能方面的要求也越来越高。

封装基板要求具有优良的导热性、电阻率、低介电常数和与芯片匹配的热膨胀系数，有足够的刚度强度对芯片起到支撑保护作用，还要尽可能低成本以满足大规模商业化应用的要求。封装基板材料可分为有机基板、无机基板和复合基板，其中常用的材料包括氧化铝陶瓷、氮化铝陶瓷、环氧树脂、聚酰亚胺、铝合金、金刚石等。为了能保持芯片和器件的固有性能，不引起信号传输性能的恶化，需要认真选择基板材料，精心设计布线图形，以及完成高质量精密加工。其中，封装基板的高密度互联以及引脚固定等封装要求需要通过基板上加工高质量盲孔来实现。

目前，许多工业应用中较为成熟的盲孔加工方式都不适用于封装基板，比如传统机械加工方式容易造成基板断裂，且对刀具磨损严重；电火花和电化学的加工方式无法在绝缘材料上进行，超声加工效率低下；电子束加工设备昂贵、使用条件苛刻。而激光加工作为一种非接触式加工方式，具有高效可控、高加工精度，可加工高硬度、高脆性及高熔点材料的特点，且极易与机器人、计算机等技术融合，实现封装基板的规模化加工。

利用激光在封装基板上进行盲孔加工时，通常使用同心圆填充的方式在圆图案内部预设激光扫描轨迹，此时，扫描振镜通过伺服电机控制反射镜片的偏转，使激光按照预设图案进行扫描，对盲孔区域内的材料进行逐层去除。然而，由于激光光斑能量呈高斯分布，且激光光束在经过孔内侧壁斜面时产生反射，导致能量损失，引起激光在盲孔区域整体能量分布不均，导致盲孔底部出现中心过度烧蚀的现象，盲孔底部呈现中心低，边缘高的子弹头状凹坑，易导致基体材料出现穿透，盲孔深度无法达到精度要求。

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封装基板表面平底盲孔的激光加工方法，加工的盲孔底部平整光滑，底部边缘轮廓清晰，清洁无裂纹，加工精度高，加工效率高。

为了达到上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种封装基板表面平底盲孔的激光加工方法，包括以下步骤：

1)搭建激光加工系统，激光加工系统包括短脉冲激光器1，短脉冲激光器1输出激光束经过扩束镜2对其进行扩束，扩束光依次经过小孔光阑3、第一反射镜4、第二反射镜5进入扫描振镜6和聚焦场镜7，聚焦场镜7将激光进行聚焦后垂直照射在移动加工平台8的加工工位上，短脉冲激光器1、扫描振镜6、移动加工平台8和计算机9连接；

2)将封装基板放置于超声清洗机中进行清洗，将吹干后的封装基板固定在移动加工平台8的加工工位上，调节移动加工平台8的高度，使激光聚焦于封装基板上表面；

3)通过计算机9控制短脉冲激光器1的通断，并设置短脉冲激光器1的激光加工参数；

4)通过计算机9绘制激光加工路径，并设置路径轨迹参数；