一种封装基板表面平底盲孔的激光加工方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN112917028A(43)申请公布日2021.06.08(21)申请号202110135813.1(22)申请日2021.02.01(71)申请人西安交通大学地址710049陕西省西安市碑林区咸宁西路28号(72)发明人赵万芹梅雪松杨子轩(74)专利代理机构西安智大知识产权代理事务所61215代理人贺建斌(51)Int.Cl.B23K26/386(2014.01)B23K26/064(2014.01)B23K26/082(2014.01)B23K26/60(2014.01)权利要求书3页说明书4页附图4页(54)发明名称一种封装基板表面平底盲孔的激光加工方法(57)摘要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。CN112917028ACN112917028A权利要求书1/3页1.一种封装基板表面平底盲孔的激光加工方法，其特征在于，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；在计算机(9)上打开扫描振镜(6)的控制软件，绘制激光加工路径图，根据预加工盲孔设置圆图案，在圆图案内部采用井字型填充轨迹，设置填充间距d，即圆图案内部横纵方向上线条之间的间距；激光的加工扫描顺序为先加工圆图案轨迹，再加工井字型填充轨迹；5)通过计算机(9)控制短脉冲激光器(1)输出激光，利用扫描振镜(6)控制激光沿设定路径在封装基板上进行盲孔加工；6)盲孔加工完成后，取下封装基板，先后用丙酮和无水乙醇分别超声清洗20分钟，得到封装基板加工成品。2.根据权利要求1所述的一种封装基板表面平底盲孔的激光加工方法，其特征在于：所述的步骤1)中短脉冲激光器(1)为脉冲宽度≤15ns的纳秒激光器、皮秒激光器或飞秒激光器。3.根据权利要求1所述的一种封装基板表面平底盲孔的激光加工方法，其特征在于：所述的步骤2)中封装基板材料为环氧树脂材料、金属材料、陶瓷材料、硅基板、金刚石或功能复合材料。4.根据权利要求1所述的一种封装基板表面平底盲孔的激光加工方法，其特征在于，所述的步骤4)中绘制激光加工路径具体为：激光先从坐标原点O通过跳转轨迹①到达圆图案扫描起始点A，开始扫描圆图案轨迹②，扫描次数为N1次，扫描结束后激光从A点经跳转轨迹③到达圆图案内部井字型填充轨迹的扫描起始点B1，准备开始井字型填充轨迹的加工；激光先扫描横向线条④，在线条之间的跳转遵循最短路径原则，即以S型进行扫描和跳转，从B1点开始到B2点结束；再从B2点跳转到C1点开始扫描纵向线条⑤，依然以S型进行扫描和跳转，到达C2点完成一轮扫描；此时激光通过跳转轨迹⑥回到B1点继续第二轮扫描，重复以上井字型填充轨迹的扫描过程，直到扫描次数为N2次时完成井字型填充轨迹的加工，激光从C2点直接跳转回原点O，扫描结束。5.根据权利要求4所述的一种封装基板表面平底盲孔的激光加工方法，其特征在于：所述的圆图案轨迹②的半径为r，盲孔半径为R，聚焦光斑半径为ω，圆图案轨迹的半径等于盲孔半径减去聚焦光斑半径，r＝R‑ω。6.根据权利要求5所述的一种封装基板表面平底盲孔的激光加工方法，其特征在于：所述的圆图案内部井字型填充轨迹的填充线间距为d，填充线间距应等于聚焦光斑半径，即d＝ω，此时激光扫描时垂直于扫描方向的光斑重叠率为50％。2CN112917028A权利要求书2/3页7.根据权利要求5所述的一种封装基板表面平底盲孔的激光加工