PCB激光雕刻：激光雕刻机制作电路板

激光雕刻质量取决于脉冲参数

如上所述，工艺优化的过程虽然很漫长但是很有用，在某些情况下，可以将材料去除率提高一倍，或将残留粗糙度减半。激光雕刻除了要考虑脉冲参数，还要考虑脉冲的重叠率和扫描线间隔。这些优化在一定程度上可以被结构化和半自动化，通过打标样本来显示所选参数的相互依赖性。

例如，在黄铜上进行激光雕刻pcb时，保持平均功率相同（脉冲重叠率和扫描线间隔保持不变），将脉冲能量调到最高，脉宽调到最短，其峰值功率最高的时候，材料去除率却很低。然而新工艺纳秒脉冲激光通过增加重复频率来降低脉冲能量和峰值功率，并调高脉宽，可以显著提高材料去除率——某些情况下的去除率可达40%。

有趣的是，同样的测试参数应用于不同的材料，结果也不一样。其实这并不奇怪，因为不同材料的关键物理属性，如电导率、比热容、熔点和流体粘度等都不相同，并且这些物理属性与加工过程也有关系。因此，铝和钢的最优激光雕刻参数区别很大，需要反复试验。

针对激光雕刻，尽管研究人员已经提出了各种加工模型和模拟方法，但是目前还没有一个模型能涵盖所有可用的工艺参数和材料类型，因此可见激光雕刻确实是一个非常复杂的过程。

激光雕刻最大的挑战之一，就是提高材料去除率的同时，仍然保持较高的雕刻质量。激光雕刻中存在的热效应限制了激光功率的使用。当激光功率为50~100W时，热积累开始出现，导致雕刻质量和一致性下降。当然也有高功率激光成功用于块体材料大面积雕刻的案例，如印刷卷板的雕刻，但这些应用案列都比较有局限性。

激光雕刻pcb中的热效应可以通过不同的技术来降低。其中一种比较有效的技术就是隔行扫描，可以隔一行，也可以隔多行，隔开的空白区域通过后续隔行扫描继续填充。与顺序扫描相比，当使用100W的激光在铝和黄铜的表面进行隔行扫描雕刻时，材料去除率和残余表面粗糙度都有显著提高。然而，当在不锈钢上使用隔行扫描技术时，材料去除率没有明显提高，但表面粗糙度得到了改善。目前隔行扫描技术正在试用到200W激光功率上，并期待有良好的结果。

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