激光打孔技術(shù)在2022年的今天已經(jīng)非常成熟了，是激光加工的主要應(yīng)用領(lǐng)域之一。激光打孔機(jī)經(jīng)過(guò)多次改進(jìn)，適用于絕大多數(shù)材料。

激光打孔是指激光束在不同的材料中產(chǎn)生小或大的孔。


激光打孔機(jī)應(yīng)用廣泛，如印刷電路板PCB內(nèi)層與內(nèi)層、外層與內(nèi)層的連接，用高精度激光穿過(guò)銅板和內(nèi)層樹脂，然后鍍銅，即完成電路連接。


例如，在硬碳化鎢上加工微米孔，在紅色和藍(lán)寶石上加工幾十微米深孔，這種加工任務(wù)很難使用傳統(tǒng)的機(jī)械加工方法，有時(shí)甚至不可能，激光沖孔也不難實(shí)現(xiàn)。


激光沖孔時(shí)，高功率密度的短脈沖激光在短時(shí)間內(nèi)將巨大的能量傳遞給工件。這使得工件材料熔化和蒸發(fā)。脈沖能量越高，熔化和蒸發(fā)的材料就越多。在蒸發(fā)過(guò)程中，孔內(nèi)材料的體積急劇膨脹，產(chǎn)生巨大的壓力，熔化的工件材料從孔中引入。


皮秒激光的超短脈沖激光特別特殊。在此過(guò)程中，工件材料直接從固態(tài)變?yōu)闅鈶B(tài)，不熔化，即升華，工件不加熱。


隨著時(shí)間的推移，人們根據(jù)這一基本原理開發(fā)了幾種不同的激光打孔工藝：


旋轉(zhuǎn)鉆孔時(shí)，多脈沖激光束也會(huì)產(chǎn)生孔。首先，激光打孔機(jī)采用沖擊打孔工藝打孔初始孔。然后激光器在工件上方的幾個(gè)越來(lái)越大的環(huán)軌中移動(dòng)，以擴(kuò)大初始孔。在此過(guò)程中，絕大多數(shù)工件材料熔體從孔中向下推出。


與鉆孔工藝不同，螺旋鉆孔時(shí)不會(huì)產(chǎn)生起始孔。當(dāng)激光脈沖開始發(fā)射時(shí)，激光器在工件上方的環(huán)軌中移動(dòng)。使許多材料向上溢出。激光器的運(yùn)動(dòng)軌跡就像螺旋樓梯，逐漸向下延伸。在這個(gè)過(guò)程中，焦點(diǎn)總是可以引導(dǎo)到位置，使其始終位于孔的底部。如果激光已經(jīng)穿透工件材料，激光必須再轉(zhuǎn)幾圈。目的是擴(kuò)大孔的底部，使邊緣更加光滑。螺旋鉆孔可產(chǎn)生大尺寸、深度和高加工質(zhì)量的孔。


在最簡(jiǎn)單的情況下，脈沖能量相對(duì)較高的單脈沖激光束產(chǎn)生孔。這樣，許多孔就可以很快產(chǎn)生。在沖擊過(guò)程中，由脈沖能量和脈沖周期較小的多脈沖激光束產(chǎn)生。沖擊過(guò)程產(chǎn)生的孔比單脈沖孔更深、更準(zhǔn)確。此外，沖擊過(guò)程可以使孔徑相對(duì)較小。