一种激光光路系统及其加工柔性线路板的方法与流程

【技术领域】

本发明涉及一种激光光路系统及其加工柔性线路板的方法。

背景技术：

盲孔加工是线路板制作过程中的一项重要工艺，线路板中传统孔的种类除以导通与否简单的区分外，以功能的不同尚可分：零件孔、工具孔、通孔(via)、盲孔(blindhole)、埋孔(buriedhole)，其中盲孔主要起到导通作用。由于近年来随着微电子技术的飞速发展，大规模和超大规模集成电路的广泛应用，微组装技术的进步，使印制电路板的制造向着积层化、多功能化方向发展，使印制电路图形的导线更加细微化、导通孔的加工也越来越小，其钻孔难度也越来越高。

常见的钻孔方式有机械钻孔、激光钻孔、感光成孔等，不同设备技术应用于不同层次板子，钻孔加工中所采用的机械钻孔工艺技术已不能满足此种高端线路板的要求，能胜任这种微孔加工方式的技术就是激光钻孔技术。激光钻孔的优势在于可以加工相对较小的微通孔、盲孔，可加工孔径在50um—200um，甚至可以更小，且其在加工微孔的成本相对其他成孔方式有较大的优势。

多层电路板一般由多层铜层和多层绝缘材料(基材)交替碾压构成，顶层和最底层均为铜层。如由双面铜箔和位于所述双面铜箔之间的基材组成的柔性线路板盲孔加工时，需要除去顶层的铜箔和基材，保留底层的铜箔。因此在加工柔性电路板的盲孔时，需要分两次加工，需要先用正焦激光加工表层铜，再用离焦激光加工内层板。

现有的激光设备，正焦激光和离焦激光切换速度较慢，一般是先用正焦激光加工完所有孔位上的表层铜，再将柔性电路板移回原位重新用离焦激光加工所有孔位的内层板，这种一个盲孔分开两次加工的方法，加工路径很长，效率较低。

技术实现要素：

本发明目的是克服了现有技术的不足，提供一种正焦和离焦激光能快速切换的激光光路系统及其加工柔性线路板的方法，大大提高了加工效率。

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种激光光路系统，其特征在于：包括有激光器1，在所述激光器1的输出端设有用于分光的声光偏转器2，被声光偏转器2分成两束的激光分别经过变倍扩束镜3和半波片4后又经偏振合束镜5合成一束，在偏振合束镜5的输出端依次设有振镜扫描系统10和聚焦透镜6。

如上所述的激光光路系统，其特征在于：所述变倍扩束镜3为电动的变倍扩束镜。

如上所述的激光光路系统，其特征在于：在所述激光器1上设有用于控制激光开光的光闸7。

如上所述的激光光路系统，其特征在于：所述声光偏转器2的频率为100m以上。

一种采用如上所述激光光路系统加工柔性线路板的方法，其特征在于：所述激光器1发出的激光为线偏振光，该激光经过声光偏转器2被分成两束光路，第一束光路经过变倍扩束镜3后改变了焦点位置，第二束光路经过半波片4，偏振方向会旋转90度，第一束光路和第二束光路经偏振合束镜5合束，最后依次经镜扫描系统10和聚焦透镜6射出用于加工样品；

加工时，所述声光偏转器2摆动至第二束光路，从聚焦透镜6射出的是正焦激光，在柔性线路板的待加工孔位上加工出第一孔8；然后声光偏转器2立即切换摆动至第一束光路，从聚焦透镜6射出的是离焦激光，进一步将第一孔8加工成第二孔9，即为所需的盲孔；

用正焦激光和离焦激光连续加工完该孔位后，移动柔性线路板，继续加工另一个孔位，直到加工完所有的孔位。

与现有技术相比，本发明有如下优点：

1、本发明激光光路系统切换正焦和离焦的速度非常快，在加工柔性电路板盲孔时，两次打孔是连续不分开的，用正焦激光和离焦激光打完一个孔后再打另一个孔；相比现有技术用正焦激光打完所有孔后反过来再用离焦激光打一遍，本专利连续的打孔方式能够大大缩短加工路径，从而大大提高加工效率。

【附图说明】

图1是本发明在柔性电路板上打孔的示意图，图中的cu和pi分别代表该层的材质；

图2是本发明光路的方框图。

图中：1为激光器；2为声光偏转器；3为变倍扩束镜；4为半波片；5为偏振合束镜；6为聚焦透镜；7为光闸；8为第一孔；9为第二孔；10为振镜扫描系统。

【具体实施方式】

下面结合附图对本发明技术特征作进一步详细说明以便于所述领域技术人员能够理解。

一种激光光路系统，如图2所示，包括有激光器1，在所述激光器1的输出端设有用于分光的声光偏转器2，被声光偏转器2分成两束的激光分别经过变倍扩束镜3和半波片4后又经偏振合束镜5合成一束，在偏振合束镜5的输出端依次设有振镜扫描系统10和聚焦透镜6。

所述的声光偏转器2的英文简称为aod，其是根据声光偏转原理制成的器件。可根据声光相互作用机制，改变激光的角度。

进一步地，所述变倍扩束镜3为电动的变倍扩束镜，能够自动扩束，所述变倍扩束镜3能够改变激光的发散角，从而改变激光的焦点位置。所述声光偏转器2的频率在100m以上，能够非常快速的切换正焦和离焦光路。

在所述激光器1上设有用于控制激光开光的光闸7，所述光闸7不是必须的，激光器1也可以电动控制出光。

本专利还请求保护一种如上所述激光光路系统加工柔性线路板的方法，如图1所示，其中的柔性线路板为多层线路板，表层和底层均为铜层，内层交替设置为pi层和铜层，pi的中文名称为聚酰亚胺。

该方法具体如下：

所述激光器1发出的激光为线偏振光，该激光经过声光偏转器2被分成两束光路，第一束光路经过变倍扩束镜3后改变了焦点位置，第二束光路经过半波片4后，其偏振方向会旋转90度，因此偏振后的第二束光路与第一束光路垂直，第一束光路和第二束光路经偏振合束镜5合束，最后依次经镜扫描系统10和聚焦透镜6射出用于加工样品。加工时，所述声光偏转器2摆动至第二束光路，从聚焦透镜6射出的就是正焦激光，加工出了第一孔8；然后声光偏转器2快速切换摆动至第一束光路，从聚焦透镜6射出的是离焦激光，进一步将第一孔8加工成第二孔9，即为所需的盲孔。

因为声光偏转器2的频率高达100m以上，切换正焦激光和离焦激光的速度非常快，在加工柔性电路板盲孔时，正焦激光和离焦激光的两次加工是连续不分开的。

本发明所述的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行的描述，并非对发明构思和范围进行限定，在不脱离本发明设计思想的前提下，本领域中工程技术人员对本发明的技术方案作出的各种变型和改进，均应落入本发明的保护范围。

技术特征：

1.一种激光光路系统，其特征在于：包括有激光器(1)，在所述激光器(1)的输出端设有用于分光的声光偏转器(2)，被声光偏转器(2)分成两束的激光分别经过变倍扩束镜(3)和半波片(4)后又经偏振合束镜(5)合成一束，在偏振合束镜(5)的输出端依次设有振镜扫描系统(10)和聚焦透镜(6)。

2.根据权利要求1所述的激光光路系统，其特征在于：所述变倍扩束镜(3)为电动的变倍扩束镜。

3.根据权利要求1所述的激光光路系统，其特征在于：在所述激光器(1)上设有用于控制激光开光的光闸(7)。

4.根据权利要求1所述的激光光路系统，其特征在于：所述声光偏转器(2)的频率为100m以上。

5.一种采用权利要求1至4任一项所述激光光路系统加工柔性线路板的方法，其特征在于：所述激光器(1)发出的激光为线偏振光，该激光经过声光偏转器(2)被分成两束光路，第一束光路经过变倍扩束镜(3)后改变了焦点位置，第二束光路经过半波片(4)，偏振方向会旋转90度，第一束光路和第二束光路经偏振合束镜(5)合束，最后依次经镜扫描系统(10)和聚焦透镜(6)射出用于加工样品；

加工时，所述声光偏转器(2)摆动至第二束光路，从聚焦透镜(6)射出的是正焦激光，在柔性线路板的待加工孔位上加工出第一孔(8)；然后声光偏转器(2)立即切换摆动至第一束光路，从聚焦透镜(6)射出的是离焦激光，进一步将第一孔(8)加工成第二孔(9)，即为所需的盲孔；

用正焦激光和离焦激光连续加工完该孔位后，移动柔性线路板，继续加工另一个孔位，直到加工完所有的孔位。

技术总结
本发明公开了一种激光光路系统及其加工柔性线路板的方法，其技术方案的要点是该激光光路系统包括有激光器，在所述激光器的输出端设有用于分光的声光偏转器，被声光偏转器分成两束的激光分别经过变倍扩束镜和半波片后又经偏振合束镜合成一束，在偏振合束镜的输出端依次设有振镜扫描系统和聚焦透镜。其加工方法是用正焦激光和离焦激光连续加工完一个孔位后，移动柔性线路板，继续加工另一个孔位。相比现有技术用正焦激光打完所有孔后反过来再用离焦激光打一遍，本专利连续的打孔方式能够大大缩短加工路径，从而大大提高加工效率。

技术研发人员：李军;沈华明;蔡健杰;陈冬冬
受保护的技术使用者：珠海市镭通激光科技有限公司
技术研发日：2020.12.13
技术公布日：2021.04.02