激光蚀刻
在孔径大于0.008(200um)的场合基本上都使用机械式钻孔,而较小孔径则主要应用激光钻孔。激光钻孔的孔径最小为0.001(25um),一般标准孔径为0.004(100um)至0.006(150um)。
直到1999年年底,激光钻孔还仅在少数几个产品中使用,那时全世界只有400台设备,其中300台在日本,均用于第一代激光钻孔制程:未覆铜材料的CO2钻孔。预计到2002年激光钻孔的数量将会有很大的增加,因为那时行动电话需求量估计会达到3.5亿部。为生产出足够的印刷线路板,将需要2,000台激光钻孔设备,这个数字还没包括小型因特网接入设备、个人计算机和其它设备的需求。
激光蚀刻钻孔制程包括直接电介体钻孔、共形光罩钻孔和完孔成形三种。直接电介体钻孔是用CO2激光束照射材料表面,每发出一次激光脉冲就有一部份材料被蚀刻掉,然后在下一步工序中对材料整个表面进行电镀。该制程的特点是钻孔速度快,但由于CO2激光的分辨率太低,其孔径不能低于0.004(100um);另外未覆铜材料还存在共面和精确度等问题。
共形光罩钻孔是用CO2激光在覆铜层已经藉由腐蚀的电介材料上钻孔。在光刻制程中,覆铜层藉由化学方法先作完腐蚀,这时它就如同一个光罩,使CO2激光只作用于电介材料上。目前使用的是无需装备外部激光气的最新式射频激励密封CO2激光,这种激光束具有质量好(TEM00)、重复率高(20kHz以上)及持久耐用等特点。
将这些特点和快速扫描仪(每秒超过1,000点)及快速操纵系统如带线性马达(最高2,500IPM)的工作台等结合起来,可以使钻孔速度达到每分钟60,000孔(1mm间隔)。由于覆铜层已预先腐蚀掉,所以孔的直径与激光波长无关,在25um至250um之间。
完孔成形使用两种激光,即UV激光与CO2激光,目前最新的技术是固态UV激光,它利用二极管吸收方式激励激光棒。一个典型的完孔成形系统可产生两种激光:吸收二极管产生的355um UV激光(脉冲重复率高达100kHz)以及CO2激光。UV激光用来除去铜层,CO2激光用来去除电介质,该制程已在很多不同的工业中分别得到开发应用,其中主要是在美国和欧洲的一些国家。