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一、激光鉆孔行業(yè)應(yīng)用與發(fā)展現(xiàn)狀

表1. 激光鉆孔技術(shù)與普通鉆孔技術(shù)對(duì)比表

應(yīng)用于電路板行業(yè)的激光微孔鉆孔設(shè)備需要比較高的激光控制技術(shù)，目前這種核心技術(shù)主要由美國(guó)、韓國(guó)以及國(guó)內(nèi)的少量廠商掌握，但國(guó)內(nèi)的產(chǎn)品普遍存在微孔錐度、圓度質(zhì)量不夠穩(wěn)定、激光功率穩(wěn)定性差、鉆孔定位精度沒有國(guó)外廠商高的問題，導(dǎo)致國(guó)內(nèi)PCB工廠更愿意從國(guó)外廠商進(jìn)口此類設(shè)備。然而國(guó)外設(shè)備不僅價(jià)格昂貴，而且交期也不穩(wěn)定。隨著國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)形勢(shì)越趨嚴(yán)峻，一旦美國(guó)、韓國(guó)停止對(duì)我國(guó)供應(yīng)該設(shè)備，國(guó)內(nèi)PCB廠商的生產(chǎn)將受到重大影響，并將引發(fā)一系列的產(chǎn)品供應(yīng)鏈問題。

二、激光鉆孔原理與技術(shù)優(yōu)勢(shì)

1、激光成孔的原理

激光是指原子中的電子吸收能量后從低能級(jí)躍遷到高能級(jí)，再?gòu)母吣芗?jí)回落到低能級(jí)的時(shí)候，所釋放的能量以光子的形式放出。其中紅外光和可見光具有熱能，紫外光具有光學(xué)能。激光照射到工件的表面時(shí)會(huì)發(fā)生三種現(xiàn)象，即反射、吸收和穿透。激光鉆孔的原理就是使用激光迅速照射在加工點(diǎn)使其產(chǎn)生熱燒蝕和光化學(xué)燒蝕反應(yīng)，從而除去需要加工的材料。

圖1. 激光成孔原理示意圖

2、激光鉆孔的兩種形式

圖2. 光熱作用與光化學(xué)燒蝕

3、激光鉆孔工藝

1【單脈沖打孔和沖擊打孔】單脈沖打孔：在最簡(jiǎn)單的情況下，通過脈沖能量相對(duì)比較高的單脈沖激光束可以非常快地生成很多孔眼。沖擊打孔：使用脈沖能量和脈沖周期很小的多脈沖激光束生成孔眼。沖擊打孔工藝所產(chǎn)生的孔眼比單脈沖打孔深度更大、加工更精確。此外，沖擊打孔工藝可以使孔眼直徑比較小。

2【旋切鉆孔】在旋切鉆孔時(shí)，同樣由多脈沖激光束生成孔眼。首先，激光器利用沖擊打孔工藝打出一個(gè)初始孔，然后再在工件上方幾個(gè)越來越大的環(huán)形軌道中移動(dòng)，將初始孔擴(kuò)大。在這個(gè)過程中，絕大部分的工件材料熔體向下從孔眼中被推出。

3【螺旋打孔】與旋切鉆孔不同，螺旋打孔時(shí)不生成初始孔。在開始發(fā)射激光脈沖時(shí)，會(huì)在工件上方的一個(gè)環(huán)形軌道中移動(dòng)，使很多材料向上溢出。激光器的運(yùn)動(dòng)軌跡就如同一個(gè)螺旋樓梯，逐漸向下伸。在這個(gè)過程中可以一直引導(dǎo)焦點(diǎn)的位置，使其始終位于孔眼的底部。如果激光已經(jīng)穿透了工件材料，則機(jī)器還要再轉(zhuǎn)幾圈，將孔眼的底側(cè)擴(kuò)大，使邊緣更加平滑。螺旋打孔生成的孔眼尺寸大、深度大、加工質(zhì)量高。

三、HiPA激光鉆孔設(shè)備
FPC微孔加工鉆孔設(shè)備——黃金槍F

圖3. FPC微孔加工鉆孔設(shè)備——黃金槍F

設(shè)備簡(jiǎn)介

高產(chǎn)量低成本，搭載HiPA全新—代激光控制技術(shù)，高速高精度的FPC微孔鉆孔設(shè)備，可用于各類FPC板材的激光盲孔、通孔、切割、開窗等。

設(shè)備亮點(diǎn)

設(shè)備整體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)靈活緊湊，可配置卷料上下料結(jié)構(gòu)

配置高功率高穩(wěn)定性355nm紫外激光器，功率穩(wěn)定（功率衰減小），保證鉆孔質(zhì)量和效率

搭載HiPA新—代激光控制技術(shù)，可在高速加工過程中對(duì)激光功率、頻率、位置進(jìn)行精準(zhǔn)控制，提升鉆孔質(zhì)量，加工速度和精度

自主研發(fā)專業(yè)鉆孔軟件，實(shí)現(xiàn)各種不同方式鉆孔，可根據(jù)客戶需求訂制更改

具有能量實(shí)時(shí)監(jiān)控及精確校準(zhǔn)補(bǔ)償，極大地保證了鉆孔穩(wěn)定性

視覺監(jiān)控系統(tǒng)，保障鉆孔穩(wěn)定性及良率

軟件兼容各類型功能，界面簡(jiǎn)單易操作，短時(shí)間即可學(xué)會(huì)基本操作

表2. FPC微孔加工鉆孔設(shè)備——黃金槍F設(shè)備參數(shù)

表3. HiPA黃金槍激光鉆孔機(jī)優(yōu)勢(shì)與其它廠商設(shè)備優(yōu)勢(shì)對(duì)比

1、革新性超快激光控制技術(shù)

黃金槍激光鉆孔機(jī)突破傳統(tǒng)振鏡鉆孔限制，采用新一代HiPA激光控制技術(shù)，配合無(wú)限視野IFOV模式鉆孔，較國(guó)產(chǎn)激光鉆孔設(shè)備提速1-2倍。面對(duì)上萬(wàn)孔數(shù)難題，效率提升更顯著，輕松助力產(chǎn)能最大化。

2、工藝效果卓越

一般隨著孔徑越小，加工難度越大，產(chǎn)品工藝效果越難保證。HiPA黃金槍激光鉆孔機(jī)掌握新一代激光控制技術(shù)，可加工鉆孔直徑從25μm至超過200μm，滿足客戶各類通孔、盲孔孔徑需求。

新一代HiPA激光控制技術(shù)可在高速加工過程中對(duì)激光指標(biāo)進(jìn)行精準(zhǔn)控制，提升盲孔鉆孔質(zhì)量和精度。與此同時(shí)在保證鉆孔品質(zhì)的前提下，黃金槍仍能維持鉆孔效率，較國(guó)產(chǎn)設(shè)備提速2倍。

3、設(shè)備穩(wěn)定性高，保證產(chǎn)品品質(zhì)

黃金槍激光鉆孔機(jī)配置高功率高穩(wěn)定性355nm紫外激光器，功率穩(wěn)定衰減小，保證鉆孔質(zhì)量和效率。配備了實(shí)時(shí)視覺監(jiān)控系統(tǒng)及軟件校準(zhǔn)補(bǔ)償，保障鉆孔穩(wěn)定性及良率。

五、激光微孔鉆孔效果圖

圖4. 軟板100μm鉆孔效果圖

圖5. 軟板75μm鉆孔效果圖

圖6. 軟板50μm鉆孔效果圖

六、激光微孔鉆孔操作視頻